Quá trình lên men tổng hợp acetone-butanol đĩng vai trị và ảnh hưởng rất qua trọng trong cơng nghệ sinh học lẫn chính trị. Trong những năm 1913-
1915, Weizman nghiên cứu tại đại học Manchester (Anh quốc) đã phân lập
thành cơng lồi vi khuẩn Clostridium acetobutylicum thực hiện quy trình lên men acetone – butanol – ethanol, chu trình này sau đĩ được gọi là lên men ABE, chính là viết tắt của acetone – butanol – ethanol [18].
Hình 2.4: Chaim Weizmann (1874 – 1952) nhà hĩa học người Nga sau này trở thành tổng thống đầu tiên của Israel (Dominik Antoni và cs, 2007).
Quy trình Weizmann, sử dụng C. acetobutylicum được chọn để trở thành quy trình lên men ở các nước, sau đĩ được sử dụng trong các nhà máy sản xuất rượu ở Canada (Toronto) và Hoa Kỳ (Terre Haute) [27]. Sự thành cơng trong việc tổng hợp nguồn acetone khổng lồ phục vụ cho chiến tranh đưa lại cho Weizmann nhiều thứ: tiền bạc và quyền lực, khi nhà nước Israel được thành lập vào năm 1947, Weizmann trở thành tổng thống đầu tiên của Israel. Vì vậy, một trong những vi khuẩn cĩ tác động ảnh hưởng đến chính trị rõ ràng nhất đĩ chính là C. acetobutylicum [18].
Sau khi chiến tranh kết thúc vào năm 1918, nhu cầu về acetone sụt giảm và các nhà máy sản xuất acetone bị đĩng cửa. Trong suốt thời gian chiến tranh, butanol được xem là một sản phẩm khơng cần thiết và được chứa trong các thùng lớn. Mặt khác, cuộc cách mạng do Henry Ford (sáng lập hãng ơ tơ Ford nổi tiếng của Hoa Kỳ) đề nghị cần sử dụng một dung mơi làm khơ nhanh nitrocellulose trong sơn phủ phục vụ cho cơng nghiệp sản xuất ơ tơ, mà phù hợp nhất là butyl acetate (được tổng hợp từ nguồn nguyên liệu chính là butanol), điều này dẫn đến việc mở cửa trở lại đồng thời xây dựng thêm nhiều các nhà máy ở nhiều khu vực trên tồn thế giới. Vào năm 1945, 2/3 butanol sử dụng trong cơng nghiệp được tổng hợp nhờ sinh học, vì vậy quá trình lên men acetone-butanol là một trong
những quy trình sinh học lớn nhất đã từng được thực hiện (tổng thể tích lên men chỉ đứng sau lên men ethanol) [39].
Trong suốt thế chiến II, mục tiêu lại tập trung vào sản xuất acetone nhưng sau chiến tranh giá cơ chất tăng lên cộng với hàm lượng đường trong mật rỉ thấp nên quá trình tổng hợp các dung mơi từ sản phẩm dầu mỏ rẻ hơn so với quá trình lên men. Sau đĩ quá trình tổng hợp sinh học bị gián đoạn và chỉ được tiếp tục ở một số nước bị giới hạn về nguồn cung dầu mỏ (ví dụ, Ai Cập, Nam Phi, Trung Quốc). Vào năm 1973 với “cơn khủng hoảng dầu mỏ” các nhà khoa học lại chuyển sang sử dụng quá trình lên men để tổng hợp và sản xuất được tái phục hồi, các phương pháp sinh học phân tử và điều hịa mới được ứng dụng [39].
Nguồn polysaccharide trong sinh khối thực vật là một nguồn năng lượng dự trữ khổng lồ cĩ thể phân tách và thu nhận thơng qua các quá trình xử lý sinh học nhằm thu nhận các dạng nhiên liệu sinh học. Cĩ thể tiến hành lên men carbohydrate nhằm thu nhận các hợp chất C2, C3, C4 (ethanol, acetone, isopropanol, butanol) được biết bởi các lồi vi khuẩn nhiệt trung cĩ hoạt tính phân giải đường như Clostridium acetobutylicum, Clostridium beijerinckii và các chủng khác cĩ liên quan [23].
Trong lịch sử, hai lồi Clostridium acetobutylicum và Clostridium
butylicum đã được sử dụng hoặc phát triển để lên men tổng hợp dung mơi tuy nhiên theo Montoya và cs, 2005 khi tiến hành phân lập các chủng Clostridium sinh dung mơi ở Colombia thì theo đặc tính sinh lý và định danh các chủng được phân loại là lồi Clostridium butylicum [39].
Quy trình lên men acetone–butanol–ethanol (ABE) được thực hiện ở quy mơ cơng nghiệp tại Mỹ trong suốt nửa đầu của thế kỷ trước nhưng bị gián đoạn vào những năm đầu thập niên 1960 do khơng cạnh tranh nổi so với các loại nhiên liệu và hĩa chất của ngành cơng nghiệp dầu mỏ, hiện nay được sử dụng như một
giải pháp tiềm năng nhất trong việc tổng hợp các dung mơi để làm nhiên liệu nhằm hai mục đích chính đĩ là thay thế các nguồn nhiên liệu cổ sinh đang gần cạn kiệt và giảm các khí thải gây hiệu ứng nhà kính [38].