許多人將乾枯的麵包邊視為垃圾，或許只是鳥類的零食。然而，愛丁堡大學的科學家卻將其視為化學工業的潛在解決方案。他們利用廢麵包來推動氫化反應，這是一個關鍵的化學過程，目前用於生產從藥物到塑料的各類產品。特別地，他們使用了一種常見的大腸桿菌菌株來消耗廢麵包中的糖分。這項新技術為各行各業提供了一個可擴展的綠色替代方案。愛丁堡大學生物科學學院的化學生物技術專家史蒂芬·華萊士教授表示：「氫化反應支撐著現代製造業的巨大部分，但目前幾乎完全依賴於由化石燃料製成的氫氣。」
現代製造過程主要依賴釋放碳的化石燃料。特別地，氫化過程一直依賴於從化石燃料中提取的氫氣。氫化是一種工業過程，用於將液態植物油轉化為穩定的固體脂肪，並合成藥物、塑料和燃料。這一反應通常依賴金屬催化劑，如鎳、鈀或鉑，來推動各類重要商品的化學生產。然而，這是一個碳排放高、能量需求大的循環，要求極高的壓力和接近海底的極端溫度。華萊士教授的團隊通過開發一種巧妙的單瓶方法，利用廢麵包減少了化學製造中對化石燃料氫的需求。
該研究顯示，氫化可以由活細菌自然產生的氫氣提供動力。在這個過程中，常見的大腸桿菌被餵以從廢麵包提取的糖，創建一個生物引擎。在缺氧環境中，這些細菌會自行產生氫氣。當這些氫氣與少量的鈀金屬催化劑混合，在近常溫的密封瓶中進行反應，則不需要任何來自化石燃料的液體。這種微生物產生的氫氣成功地為目標化學物質的氫化提供了動力，且條件溫和、能耗低。
這種一鍋微生物方法的意義深遠。該過程將廢物管理的負擔轉化為製造資產，避免麵包進入釋放甲烷的填埋場，並以氫氣替代化石燃料。「我們所展示的，是活細胞可以直接提供氫，利用廢物作為原料，並以實現碳負的方式進行。」華萊士解釋道。「這種方法不僅限於食品化學。氫化在藥物、精細化學品和材料中都被使用。能夠使用微生物氫進行這些反應，為可持續的規模化製造打開了新的可能性。」該團隊現在正著眼於下一階段的研究，旨在完全消除金屬催化劑的需求。
專家們相信這種碳負、基於生物的方法可能在英國及其他地區引發一場綠色工業革命。這項技術提供了一個可持續的藍圖，研究人員希望能激發進一步的企業合作和創新，利用可再生和廢物衍生材料進行生產。該研究於 2 月 23 日發表在《自然化學》上。
