微藻吸碳不只減碳　中山大學找到「兩道開關」製生質酒精

【視傳媒記者吉雄世／高雄報導】生質酒精可作為汽油的部分替代燃料，也是生物製程的重要原料，但要從微藻製造生質酒精，關鍵不只是讓微藻吸收更多二氧化碳，而是讓吸收進細胞的碳往「可以利用」的方向走。國立中山大學海洋生物科技暨資源學系李澤民教授團隊研究發現，微藻細胞內存在兩個影響碳流向的關鍵調控節點，猶如兩道「開關」，調整後可促使部分原本進入油脂合成的碳，轉向累積澱粉及其他可發酵的碳水化合物，為微藻固定二氧化碳並製造生質酒精提供新的研究方向。

  這項研究歷時約8年，由李澤民與東海大學講座教授兼副校長張嘉修、臺灣大學生物科技研究所副教授陳仁治共同完成，成果獲刊於國際期刊《Bioresource Technology》。團隊長期追蹤微藻吸收二氧化碳後的碳流向，找到兩個能影響碳分配的關鍵節點，並進一步驗證調控後的微藻可累積較多碳水化合物，作為後續發酵原料。

   微藻進行光合作用時會吸收二氧化碳，這些碳進入細胞後，會分配到油脂、澱粉等不同物質。如何讓碳流向所需要的產物，是微藻能否進一步成為生質原料的重要關鍵。研究團隊發現，其中一道「開關」與丙胺酸及ALT（丙胺酸轉胺酶）有關，另一道則與ACC（乙醯輔酶A羧化酶）有關。透過調整兩個節點，可讓部分原本可能流向油脂的碳，轉而累積為澱粉及其他碳水化合物。

   李澤民表示，微藻具有生長速度快、可利用二氧化碳等特性，是生質能源與碳資源利用的重要研究對象；但吸收二氧化碳後，如何將碳導向所需要的產品，一直是研究上的關鍵問題。此次找到兩個影響碳分配的調控節點，就像掌握微藻細胞內的兩道「開關」，讓研究者有機會依照後續用途調整碳的去向。

   生質酒精是利用植物、微藻等生物質中的糖或澱粉，經發酵製成的酒精，可作為汽油的部分替代燃料，也能作為化學與生物製程的原料。團隊研究顯示，經調控後微藻所累積的碳水化合物可以作為後續發酵原料，讓「二氧化碳固定」與「生質酒精製造」有機會串聯。

   這項研究也是國科會工程領域支持跨域研究的重要成果。團隊指出，未來若能提高碳水化合物累積及發酵效率，並降低製程成本，將有機會拓展微藻在生質酒精及其他生物產品上的應用。這項研究的核心，不只是讓微藻「吸更多碳」，而是讓吸收進來的碳更有效被利用，為二氧化碳轉換成可利用的生物資源提供新的可能。
期刊連結： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852426020742
圖1:中山大學海洋生物科技暨資源學系李澤民教授（右三）團隊研究發現，微藻細胞內存在兩個影響碳流向的關鍵調控節點。
圖2-4:團隊長期追蹤微藻吸收二氧化碳後的碳流向，找到兩個能影響碳分配的關鍵節點，並進一步驗證調控後的微藻可累積較多碳水化合物，作為後續發酵原料。
圖5:此次實驗使用的微藻立體式養殖架，從微藻小量篩選培養、放大養殖、藻類沉澱後乾燥成藻粉到最後發酵成酒精。