Производство химических веществ может помочь сделать переработку более привлекательной и решить проблему глобального загрязнения пластиком. Пластиковые бутылки были превращены в ароматизатор ванили с помощью генно-инженерных бактерий, впервые ценное химическое вещество было сварено из отходов пластика.

Превращение пластиковых бутылок в более прибыльные материалы может сделать процесс переработки гораздо более привлекательным и эффективным. В настоящее время пластмассы теряют около 95% своей ценности как материал после однократного использования. Поощрение более эффективного сбора и использования таких отходов является ключом к решению глобальной проблемы загрязнения пластиком.

Исследователи уже разработали мутантные ферменты для расщепления полиэтилентерефталатного полимера, используемого для бутылок с напитками, на его основные единицы-терефталевую кислоту (ТА). Теперь ученые использовали жуков для превращения ТА в ванилин.

Ванилин широко используется в пищевой и косметической промышленности и является важным массовым химическим веществом, используемым для производства фармацевтических препаратов, чистящих средств и гербицидов. Мировой спрос растет и в 2018 году составил 37 000 тонн, что намного превышает предложение натуральных бобов ванили. В настоящее время около 85% ванилина синтезируется из химических веществ, полученных из ископаемого топлива.

Джоанна Сэдлер из Эдинбургского университета, которая проводила новую работу, сказала: “Это первый пример использования биологической системы для переработки пластиковых отходов в ценный промышленный химикат, и это имеет очень интересные последствия для циркулярной экономики.”

Стивен Уоллес, также из Эдинбургского университета, сказал: “Наша работа бросает вызов восприятию пластика как проблемных отходов и вместо этого демонстрирует его использование в качестве нового углеродного ресурса, из которого можно производить продукты с высокой добавленной стоимостью.”

Около 1 млн пластиковых бутылок продается каждую минуту по всему миру, и только 14% из них перерабатываются. В настоящее время даже те бутылки, которые перерабатываются, могут быть превращены только в непрозрачные волокна для одежды или ковров. В исследовании, опубликованном в журнале Green Chemistry, использовались инженерные бактерии E coli для превращения ТА в ванилин. Ученые разогрели микробный бульон до 37 ° C в течение дня, в тех же условиях, что и для приготовления пива, сказал Уоллес. Это превратило 79% ТА в ванилин.

Затем ученые продолжат настраивать бактерии, чтобы еще больше увеличить коэффициент конверсии, сказал он: “Мы думаем, что сможем сделать это довольно быстро. У нас здесь есть удивительная роботизированная установка для сборки ДНК.” Они также будут работать над расширением процесса преобразования большего количества пластика. Другие ценные молекулы также могут быть сварены из ТА, например, некоторые из них используются в парфюмерии.

Эллис Кроуфорд из Королевского химического общества сказал: “Это действительно интересное использование микробиологической науки для повышения устойчивости. Использование микробов для превращения отходов пластмасс, которые вредны для окружающей среды, в важный товар-прекрасная демонстрация зеленой химии.”

Недавние исследования показали, что бутылки являются вторым по распространенности типом пластикового загрязнения в океанах после пластиковых пакетов. В 2018 году ученые случайно создали мутантный фермент, который разрушает пластиковые бутылки, а последующая работа привела к созданию суперфермента, который ест пластиковые бутылки еще быстрее.

Перевод: АНсарова Аманиса