《自然-材料学》杂志当地时间1月11日报道，美国麻省理工学院（MIT）和英国伦敦帝国理工学院（ICL）的工程师们受发酵茶“康普茶母体”的启发，利用细菌和酵母配制成的混合物“培育”出了坚硬的功能材料。
细菌和酵母组成的混合物也被称为细菌和酵母共生菌体（SCOBY）。借助SCOBY，研究人员能够生产嵌入酶的纤维素。这类纤维素具有感应环境污染物等功能。如果将酵母直接加入其中，还能制造出“活材料”，用于净化水或“智能”包装材料。
MIT电气工程、计算机科学与生物工程学副教授Timothy Lu说：“可以预见的是，借助生物技术，工程师们在未来能够以非资源密集型方式生产多种材料。”
几年前，Lu的团队曾利用大肠杆菌，制造了嵌入金纳米线等材料的生物膜。然而，这些薄膜太过纤薄，难以规模化应用。Lu等人希望借鉴康普茶发酵工厂的做法，创造一种混合微生物种群。
然而，大多数用于发酵的野生酵母菌株都很难进行基因改造。因此，研究团队用酿酒酵母替换了野生酵母菌株。他们将酿酒酵母与从“康普茶母体”中分离出的细菌Komagataeibacter rhaeticus进行结合。
通过功能设计，研究人员能够让酵母系统完成多种任务，例如：产生能在黑暗中发光的酶，感知和分解环境中的污染物。同时，培养皿中的细菌会产生大量坚韧的纤维素支架。培育这种硬质材料只需要几天时间，而如果放置时间足够长，它甚至能快速占据浴缸大小的空间。“我们认为这是一个很好的系统，它非常便宜，也非常容易大批量生产。”MIT研究生Tzu-Chieh Tang说，“它的产能至少是大肠杆菌系统的1000倍。”
为了证明“Syn-SCOBY”的微生物培养潜力，研究人员“培育”了一种含有酵母的材料。这种材料能够利用酵母感知环境污染物雌二醇。若要检测其他污染物、金属或病原体，酵母菌也可以被替换成其他菌株。
值得注意的是，研究人员表示，这种培养物能够在常用的酵母培养基中生长，甚至还能够在加糖的茶中生长。因此，研究人员设想，培养皿可以实现定制，普通人在家中也能培育出功能材料。
“几乎人人都能在家中做到这一点。”Tang说，“你不必是生物工程学方面的专家。你只需要糖、茶以及一块Syn-SCOBY母体，就能自己动手培养出功能材料。”
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编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《自然?材料学》
期刊编号：1476-1122
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https://phys.org/news/2021-01-kombucha-tea-materials.html
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