Čihovitka masová: pomůže nám s výrobou
biopaliv?
Jiří Patočka, Radoslav Patočka
Globální změna klimatu a snižující se zásoby ropy nutí lidstvo hledat nové, alternativní zdroje paliv. Nedávno byla objevena řada endofytických hub, rostoucích na substrátech zemědělského odpadu, které produkují těkavé organické sloučeniny typu uhlovodíků a jim podobných látek. Tyto endofytické houby jsou nyní uznávány jako zatím jen málo prozkoumaný zdroj těkavých nízkomolekulárních uhlovodíků a lipidů pro výrobu biopaliv nové generace. Biopaliva nové generace by se z nich měla vyrábět menším počtem biosyntetických kroků a měla by být vhodná pro okamžité použití v současných spalovacích motorech, aniž by došlo k radikální změně designu automobilu. Výzkumné skupiny pracující po celém světě oznámily izolaci endofytů s optimálními lipidovými profily pro použití jako vhodných prekurzorů pro výrobu biopaliv. Houbové endofyty produkují VOC, které jsou zatím nejvíce podobné konvenčním motorovým naftám (Bhagobaty, 2015).
VOC produkované houbovými endofyty mají v současné době nejvyšší potenciál využití jako „zelené chemikálie“ pro výrobu paliv (Strobel, 2014). Výzkum v této oblasti je orientován zejména na paliva, která by bylo možné získat z rostlinných odpadů. Je jasné, že optimální biopalivo, vhodné pro okamžitou implementaci, je takové palivo, které bude fungovat v kontextu současné infrastruktury, zejména se stávajícími motory. Mělo by tedy být co nejvíce podobné současnému benzinu, což je směs uhlovodíků s průměrnou délkou řetězce s osmi atomy uhlíku (C8). Jedním takovým producentem uhlovodíků C8 je právě čihovitka masová (Ascocoryne sarcoides). Uvedená houba, původně známá jako Gliocladium roseum, produkuje řadu organických molekul, použitelných jako biopaliva, pokud je pěstována na půdě na bázi lignocelulózy (Strobel et al., 2010; Morath et al., 2012).
Čihovitka masová (Ascocoryne sarcoides (Jacq.) J. W. Groves + D. E. Eilson)
je drobná dřevokazná houba z čeledi voskovičkovitých (Helotiaceae), která vyrůstá velice hojně na podzim ale i během mírných zim na řezné ploše pařezů, pařezech a ležících kmenech listnáčů nejčastěji dubů, buků, bříz a vzácně i jehličnanů – jedlí. Čihovitka masová vytváří plodnice dvojího typu. Oba typy lze nalézt na společném stanovišti. Nápadný je zejména nepohlavní fáze (anamorfa), která vytváří rosolovité mozkovité útvary tvořené trsy polštářovitých, laločnatých či palicovitých plodniček, růžové či fialově růžové barvy, které jsou vysoké až 15 mm. Pohlavně se rozmnožující jsou nepravidelně miskovité, až terčovité o průměru do 20 mm, mají růžovou až fialovou barvu a v mládí jsou na okraji jemně vroubkované. Houba není jedlá (Groves a Wilson, 1967).
Foto: Houbař Véna
Kmen NRRL 50072 Ascocoryne sarcoides produkuje řadu uhlovodíků se střední délkou řetězce s přímým a rozvětveným řetězcem o délce řetězce C5-C10, v rozsahu benzinových paliv, včetně pent-2-enu, heptanu, oktanu, 1-methyl-cyklohexenu, 3,5-oktadienu a cyklodecenu (Solomons a Fryhle 2002; Griffin, Spakowicz, Gianoulis a Strobel 2010). Dosavadní výsledky s čihovitkou masovou jako nástrojem pro produkci biopaliv jsou nejen velmi početné a velmi nadějné (Striobel et al., 2010; Gianoulis et al., 2012; Mallette et al., 2014; Strobel, 2014; Naik, 2018; Saxena, 2018; Kovaleff, 2019; Ravenet al., 2019; Kaur a Kaur, 2020; Loh, 2020; Miranda et al., 2021; Wieder et al., 2022).
Literatura
Bhagobaty RK. Endophytic fungi: prospects in biofuel production. Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences, 2015; 85(1): 21-25.
Gianoulis TA, Griffin MA, Spakowicz DJ, Dunican BF, Alpha CJ, Sboner A et al. Genomic analysis of the hydrocarbon-producing, cellulolytic, endophytic fungus Ascocoryne sarcoides. PLoS Genet. 2012; 8: e1002558.
Griffin MA, Spakowicz DJ, Gianoulis TA, Strobel SA. Volatile organic compound production by organisms in the genus Ascocoryne and a re-evaluation of myco-diesel production by NRRL 50072. Microbiology, 2010; 156(Pt 12): 3814.
Groves JW, Wilson DE. The nomenclatural status of Coryne. Taxon, 1967; 35-41.
Kaur H, Kaur R. Utilization of endophytic fungi for their volatile organic compounds as mycodiesel. In New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering (pp. 109-120). Elsevier, 2020.
Kovaleff YW. Novel Fuel-producing Fungi and Methodologies for Increasing Fuel Production (Doctoral dissertation, University of Central Florida Orlando, Florida, 2019).
Kramer R, Abraham WR. Volatile sesquiterpenes from fungi: what are they good for?. Phytochem Rev. 2012; 11(1): 15-37.
Loh J. Elucidation of alkane metabolism in the filamentous fungi Ascocoryne sarcoides (Doctoral dissertation, Newcastle University, 2020).
Mallette ND, Pankrantz EM, Busse S, Strobel GA, Carlson RP, Peyton BM. Evaluation of cellulose as a substrate for hydrocarbon fuel production by Ascocoryne sarcoides (NRRL 50072). J Sustain Bioenergy Syst. 2014; 4: 33–49.
Miranda LRLS, de Souza LFN, de Sales Carneiro V, da Silva AF, Robl D, Oliveira ECAM. Potencial enzimático dos fungos endofíticos na produção de biocombustíveis. Uningá Review, 2021; 36: eURJ3534-eURJ3534.
Morath SU, Hung R, Bennett JW. Fungal volatile organic compounds: a review with emphasis on their biotechnological potential. Fungal Biol Rev. 2012; 26(2-3): 73-83.
Naik BS. Volatile hydrocarbons from endophytic fungi and their efficacy in fuel production and disease control. Egyptian J Biol Pest Control, 2018; 28(1): 1-9.
Raven S, Francis A, Srivastava C, Kezo S, Tiwari A. Fungal biofuels: innovative approaches. In Recent advancement in white biotechnology through fungi (pp. 385-405). Springer, Cham, 2019.
Saxena S. Volatile organic compounds from fungi: impact and exploitation. In Fungi (pp. 134-151). CRC Press. 2018.
Solomons TG, Fryhle CB. Química orgânica 1999; 2(QD251): S64.
Strobel GA, Knighton WB, Kluck K, Ren Y, Livinghouse T, Griffin M et al. The production of myco-diesel hydrocarbons and their derivatives by the endophytic fungus Gliocladium roseum (NRRL 50072). Microbiology, 2010; 156(2): 3830-3833.
Strobel G. The story of mycodiesel. Current Opinion Microbiol. 2014; 19: 52-58.
Strobel GA, Knighton WB, Kluck K, Ren Y, Livinghouse T, Griffin M et al. The production of myco-diesel hydrocarbons and their derivatives by the endophytic fungus Gliocladium roseum (NRRL 50072). Microbiology 2010; 156: 3830–3833.
Wieder C, Peres da Silva R, Witts J et al. Characterisation of ascocorynin biosynthesis in the purple jellydisc fungus Ascocoryne sarcoides. Fungal Biol Biotechnol. 2022; 9(1): 8.
Zhi-Lin Y, Yi-Cun C, Bai-Ge X, Chu-Long Z. Current perspectives on the volatile-producing fungal endophytes. Critical Rev Biotechno. 2012; 32(4): 363-373.
