撰文 戴維·別洛
大腸桿菌會引發嚴重的食物中毒癥狀，但通過遺傳工程，它們可以成為很有用的塑料。美國圣地亞哥Genomatica有限公司的科學家最近宣布，他們成功地將細菌進行了處理，并制造出了丁二醇（butanediol，BDO）。BDO是一種化工原料，被用來制造從彈性纖維到車擋的許多東西。不需要原油和天然氣就能制造BDO，給化工制造業帶來了更節能的方法。
有益的細菌：遺傳工程大腸桿菌也許能夠制造塑料，這樣就能夠減少對化石燃料的消耗
Genomatica公司創始人之一、現任總裁、工程師克里斯托芬·席林（Christophe Schilling）說：“我們對這些有機體進行遺傳工程操作，這樣它們會分泌我們想要的產物來促進生長。讓我們感興趣的也是這種正反饋機制：它們生長得越快，分泌的產物就越多。”他們在2000年篩選出了這種生產我們需要的化學物質的細菌。
這些大腸桿菌能夠在發酵罐中大量生長（就像用玉米釀酒一樣），并且通過遺傳操作，使它們能夠耐受高濃度BDO的環境。席林說：“最開始，很低濃度的BDO就能夠殺死大腸桿菌。但現在，我們使它們進化，能夠生長在我們所需要的環境里。我們讓細菌在糖和水中生長，來制造我們想要的產物，然后從糖水中將產物分離出來。”
全球最大的BDO生產商之一，德國化學巨頭巴斯夫公司（BASF）生產BDO和其他化學制品的執行主管，化學家赫伯特·埃克斯納（Herbert Exner）說：“（生產這些化學制品）需要數量可觀的能源。”因為傳統的BDO生產方式需要消耗大量能源，席林及其同事于是開始嘗試新方法。
此外，BDO價格越來越昂貴，批發價已從每磅1美元上漲到1.22美元。埃克斯納說：“過去一年里，天然氣和石油的價格不斷上漲，而生產BDO的原料不是天然氣就是石油。原料價格上漲了，BDO的價格自然就跟著漲上去了。”
成本決定了一種塑料的加工生產方法能否被廣泛采用。Genomatica公司并不確定這種用大腸桿菌制造的BDO將花費多少成本，因為迄今為止，這種方法都還沒走出過試驗室。
但是該公司確信，他們的生產方式所需能源（即使是包括了收集和運輸從食糖到纖維素等所有未加工的給料所需的能源）只需要32,000英熱單位（British thermal units ，Btus，1Btus等于4186.8焦耳)，至少比傳統方式節省30%的能源。CEO克里斯托夫·甘恩（Christopher Gann）說，公司計劃“用便宜的、易得到的、非食物的可持續給料。”而大腸桿菌可以在常溫常壓下，將這些“無用”的糖類變成BDO。而傳統的以石油為原料的BDO生產方式若是常溫，就不能采用常壓，反之亦然。
甘恩補充到：“某一天，原油價格會漲到每桶250美元也不奇怪。”迄今為止，研究人員只生產了不到1公斤的BDO。他期待一個新的試驗工廠能夠在來年建成并投入使用。
巴斯夫公司的埃克斯納說：“石油和天然氣總有一天會消耗殆盡。但是主要的工業——例如汽車制造業——并不會因為你的產品是從生物實驗室里出來的，而甘愿掏更多錢。”
現階段要達到每年會生產14億千克相對便宜的BDO，Genomatica公司仍然有很長一段路要走。但該公司提出，這種遺傳工程大腸桿菌可以為將來制造必需的塑料復合物提供一種可持續的方式。
甘恩說：“我們選擇從制造BDO開始，是因為這種化合物從石油和天然氣開始到成品所需的步驟相對成熟。而我們以土地、陽光和水開始，以水中的糖類結束來制造BDO。我們最大的競爭優勢是，這是一種低能耗的、環保的制造方式。”（環球科學編譯 silk）
