美国宾夕法尼亚州有二十多家公司生产薯片，也难怪宾夕法尼亚州立大学的研究人员会发明一种可以将马铃薯废料更有效地转化为乙醇的新方法。这或许可以降低未来生物燃料的生产成本，并为薯片制造商带来额外的收益。

    近日发表于《燃料》的一项研究表明，塑料复合载体可用于乙醇生产中生物膜反应器的同步糖化和发酵过程。

    利用从薯片生产者那里获得的刮皮处理剩下的土豆泥和残渣，研究人员同步触发了糖化和发酵过程。糖化是打破复杂的碳水化合物，将淀粉转化为单糖；发酵是通过生物膜反应器里的酵母和其他微生物，把糖转化为乙醇。

    农业与生物工程教授Ali Demirci表示，进程的同步性具有创新意义。除了反应器里的霉菌（黑曲霉）和酵母菌（酿酒酵母）能催化马铃薯废料，促使其转化为能源乙醇，生物膜反应器还具有塑料复合载体，以促进和增强生物膜的形成并增加微生物种群。

    生物膜是一种以在固体载体材料上固定微生物细胞的自然方法。在生物膜环境中，微生物细胞很丰富，而且更耐环境压力，所以有更高的生产力。而在这个新工艺中，共同培养让如上好处尤其突出。

    研究人员用扫描式电子显微镜评估了共同培养生物膜在塑料复合载体的形成。农业和生物工程博士生、项目参与者Gulten Izmirlioglu表示，“图像显示，当霉菌和酵母菌被允许形成生物膜时，霉菌的菌丝为酵母菌的附着提供了表面积，这是件好事。”

    研究人员重点评估了生物膜反应器里的温度、pH值和曝气量的影响，发现最佳条件是华氏95度、pH值为5.8、无曝气。72个小时后，研究人员获得了每升37.93克的最大酒精浓度。也就是每克淀粉生产0.41克乙醇。

    “这些结果让人感觉很有希望，因为共同培养生物膜提供了与传统乙醇生产相似的乙醇量，37.93克与37.05克（传统方法）相差无几。”Demirci解释道，“此外，传统方法需要在较高温度下添加预处理的商业酶，而新工艺消除了来自外部的能量成本，肯定会降低燃料乙醇的生产成本。”

    Izmirlioglu相信这项成果对工业应用而言意义非凡，“总的来说，从淀粉废弃物中生产生物乙醇这一思路可以通过应用生物膜反应器来变为现实。同步糖化和发酵工艺以及共同培养的创新点，让生产成本降低了”。

    更高效的生物乙醇生产可满足人们对可再生资源的需求，并减少化石燃料对环境的负面影响。Demirci指出，为了让乙醇生产具有低成本的竞争力、价格适宜、容易获得，像土豆泥这样的原料就很需要，提高加工技术使其具备更高生产力就更需要了。

    “宾夕法尼亚州希金斯的Keystone土豆产品公司对这项研究很感兴趣。他们希望这种新颖的方法可以帮助自己增加其废弃土豆泥的价值。实际上，工业食品废弃物是生产附加值产品以降低成本的一个重要基质，先进的工艺能帮助厂商同时在经济和环境上管理废物。”Demirci补充道。