Разработка форм пластика, которые не потребуют столетий, чтобы разрушиться после использования, является общей целью экологов-материаловедов, и в последнее время мы наблюдаем, как бактерии могут предложить руку помощи. Ученые из Эдинбургского университета продвинули эту идею еще на один шаг, продемонстрировав, как модифицированную форму бактерий E. coli можно использовать для превращения пластиковых бутылок в ванилин, основное соединение ванильного ароматизатора.
Открытия последних лет продемонстрировали, как бактерии могут помочь нам решить грандиозную проблему пластиковых отходов. Сюда входит обнаружение ферментов, продуцируемых бактериями, которые прячутся вокруг центров переработки в Японии и питаются материалом в качестве источника энергии, а также использование бактериальных биопленок, которые могут улавливать трудно отслеживаемые микропластические частицы. Недавно мы также увидели, как встраивание ферментов в пластик во время производства может позволить материалу разрушиться за несколько дней или даже сохранить себя чистым.
Новое исследование ученых Эдинбургского университета является новаторским в том, что оно не просто стремится быстро разрушить одноразовый пластик, но и использует бактерии, чтобы превратить его во что-то полезное. Команда сосредоточилась на полиэтилентерефталате (ПЭТ), пластике, который обычно используется для упаковки всего, от продуктов питания до шампуней и бутылок с газировкой, и ежегодно производит около 50 миллионов тонн отходов.
Хотя ПЭТ может быть преобразован в его оригинальные строительные блоки, которые используются для производства большего количества ПЭТ-пластиков с помощью существующих методов переработки, авторы нового исследования стремились превратить его во что-то совершенно другое. Они разработали методику, в которой используется модифицированная форма бактерий E. coli для нацеливания на отходы ПЭТ, называемые терефталевой кислотой. После точной настройки химических реакций бактерии были добавлены в уничтоженные пластиковые бутылки из ПЭТ и смогли преобразовать 79 процентов терефталевой кислоты в ванилин.
«Это первый пример использования биологической системы для переработки пластиковых отходов в ценный промышленный химикат, и это имеет очень интересные последствия для экономики замкнутого цикла», - говорит первый автор исследования Джоанна Сэдлер. «Результаты нашего исследования имеют большое значение для области эко-устойчивости пластика и демонстрируют силу синтетической биологии в решении реальных проблем».
Хотя ванилин является основным химическим компонентом извлекаемым из бобов ванили, он находит широкое применение не только в пищевой промышленности, но и в качестве ингредиента в гербицидах, косметике, чистящих средствах и пеногасителях. Итак, если ученые смогут продемонстрировать, как их метод может быть расширен, это могло бы предложить новый источник продукта, который мир использует в количестве десятков тысяч тонн каждый год.
«Это действительно интересное использование микробиологии на молекулярном уровне для повышения эко-устойчивости и работы в направлении экономики замкнутого цикла», - говорит д-р Эллис Кроуфорд, редактор издательства Королевского химического общества. «Использование микробов для превращения пластиковых отходов, вредных для окружающей среды, в важный товар и платформенную молекулу с широким применением в косметике и продуктах питания, является прекрасной демонстрацией зеленой химии».
Исследование было опубликовано в журнале Green Chemistry.
Источник: New Atlas / University of Edinburgh
