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在《生物燃料和生物产品生物技术》杂志的最新出版物中反映了一个研究的结果，这对于开发可持续的替代化石燃料，如塑料，具有重要意义。曼彻斯特大学的安娜·巴特利特报道说，这一发现为无碳排放的生物经济循环利用提供了前景。
马修·福克纳博士及其团队对改善柠檬酸盐的生产进行了研究——这种物质在可再生塑料（如有机玻璃或聚甲酯）的制备中起着关键作用。
通过名为“实验设计”的创新方法，研究人员能够将柠檬酸盐的产量提高了23倍，通过研究和优化关键的工艺参数。
蓝藻是一种微观光合作用有机体，能够将阳光和二氧化碳转化为有机物质。它们在工业上的潜在应用源于其将CO2（主要温室气体）转化为有价值产品的能力。然而，这些有机体的生长速度缓慢和效率有限一直影响着它们在工业中的大规模应用。
“我们的研究旨在解决在使用蓝藻进行可持续生产时面临的主要问题之一”，福克纳解释道。“通过优化这些有机体将碳转化为有用产品的方式，我们成功地使这种技术具有商业吸引力。”
研究人员集中研究了一株名为Synechocystis sp. PCC 6803的蓝藻菌株，这种菌株以其特性而闻名。他们研究的对象柠檬酸盐是由通过一步酶法从丙酮酸和乙酰辅酶A（许多生物化学反应中重要的化合物）合成的。通过微调诸如光强度、CO2浓度和营养物质可及性等工艺参数，研究人员成功地显著提高了柠檬酸盐的产量。
由于最初的实验只产生了少量柠檬酸盐，团队决定采用实验设计方法系统地研究几个因素之间的关系。结果，他们将柠檬酸盐的产量提高到了每升6.35克（g）的2升光合反应器中，生产率为1.59克/升/天。
尽管随着反应釜容量扩大至5升，产量略有下降，因为存在供光问题，但研究表明，在生物技术过程的扩大规模中，这些问题是可以解决的。
然而，这项研究的结果并不仅限于塑料。用于柠檬酸盐生产的丙酮酸和乙酰辅酶A，这些关键代谢物质，也是许多其他重要生物技术化合物的前体。因此，在该研究中展示的优化方法可以应用于各种材料的生产，从生物能源到制药制剂。
这项研究也为全球减缓气候变化和减少非可再生资源使用的努力做出了贡献，提高了碳的捕获和利用效率。
“我们的研究强调了循环生物经济的重要性”，福克纳指出。“我们不仅将碳排放量减少，并转化为有价值的产品，还建立了一个稳健的循环，其中碳是日常用品的基础。”
该团队计划进一步完善他们的方法，研究生产规模化的方式，同时保持效率。他们还在研究是否可以调整他们的方法以优化蓝藻菌中的其他代谢途径，以扩大可生产的可持续生物产品范围。
