未来要建立碳中和循环经济，需要以二氧化碳为原料的技术。以甲酸盐的形式，CO2可以被某些细菌代谢。
产乙酸菌是一组可以代谢甲酸的细菌。例如，它们会形成乙酸——一种重要的基础化学品。如果操纵这些细菌来生产乙醇或乳酸，就可以实现温室气体 CO2的综合循环经济。为确保该过程的可持续性，直接从空气中提取CO2并使用可再生能源将其转化为甲酸盐。
为了找出木醋杆菌(简称：A. woodii)如何准确利用甲酸盐，由维也纳工业大学化学、环境和生物科学工程研究所的 Stefan Pflügl 领导的团队研究了该细菌如何代谢各种底物——包括甲酸盐.此外，研究人员使用代谢模型来研究如何对A. woodii进行基因改造以产生乙酸以外的物质。
CO2 的循环经济
“未来的经济必须是碳中和，”Stefan Pflügl 要求。但是，由于碳是许多产品(例如燃料或塑料)的重要组成部分，因此应回收现有的 CO2并返回到循环中。实现这一目标的一种气候中和方法是直接从空气中捕获 CO2并在可再生能源的帮助下将其转化为甲酸盐。这种碳、氧和氢的化合物最终可以成为生物经济的基本组成部分。甲酸盐的优点是运输方便，可灵活用于生产化学品和燃料。这些物质可以在产乙酸细菌的帮助下生产，这些细菌以碳化合物为食并从中产生乙酸。
A. woodii 的甲酸盐回收
为了使用产乙酸菌生产原料，需要了解它们的代谢和生理学。虽然A. woodii是一种模式生物，这意味着该细菌已经被广泛研究，但研究小组希望进行比较观察。因此，Stefan Pflügl 和他的团队研究了甲酸盐、氢气、一氧化碳、二氧化碳或果糖等底物如何影响木头木霉的代谢。
“由不同基质引起的最大差异是A. woodii获得的能量，”Stefan Pflügl 观察到。他解释说：“乙酸菌是真正的生存艺术家，它们也可以代谢 CO、CO2或甲酸盐等底物。这是因为乙酸菌使用可能是最古老的 CO2固定代谢途径。因此，它们还设法产生足够的能量以在极端条件下生存并从替代食物来源中生存。”
这意味着产乙酸菌不仅能够利用 CO2，而且能够非常有效地利用。因此，只需消耗很少的能量即可将 CO2转化为甲酸盐，然后将其转化为碱性化学乙酸。
替代油基产品
为了充分发挥A. woodii 的潜力，研究人员还研究了如何对该细菌进行基因改造以生产乙醇或乳酸而不是醋酸。虽然乙醇是燃料的基础，但乳酸可用于生产可生物降解的塑料。因此，油基物质可以被更可持续的替代品所取代。“这不仅在生物经济意义上，而且在燃料或塑料燃烧过程中产生的CO2和一氧化碳也可以回收到原始产品中，”Stefan Pflügl 设想。
该研究已发表在“代谢工程”杂志上，因此提供了对像A. woodii这样的产乙酸菌在某些条件下可以做什么的见解。根据实验数据并使用模型，研究人员还制定了有关如何对A. woodii进行基因操作并用于生产其他物质的策略。
