Бактерии могут превращать древесные отходы в пластик

В поиске альтернатив пластику на нефтяной основе важную роль в будущем может сыграть вторичное использование биомассы, такой как древесная щепа и другие отходы деревообработки.

Цель общеевропейского проекта «Бионанополис» — оптимизация бактерий для производства биопластика или строительных блоков, чтобы из компонентов биомассы создавать биополимеры. Строительные блоки биополимеров включают молочную и полигидроксимасляную кислоты. Их можно использовать для покрытия одежды и упаковки пищевых продуктов, а также в фармацевтической или косметической промышленности.

Возглавляет это направление исследовательская группа под руководством Харальда Пихлера из австрийского Института молекулярной биотехнологии Технического университета Граца. На первом этапе биомасса, в основном древесная щепа и различные древесные отходы, должна распадаться под действием тепла, давления и ферментов. В конце обработки и после последней стадии фильтрации получают водный раствор, который в основном содержит глюкозу и ксилозу (древесный сахар).

Полученный раствор сахаров скармливают бактериям Cupriavidus necator. Однако этот гидролизат, полученный из древесных отходов, содержит не только необходимые сахара, но и сопутствующие вещества, способные повредить бактерию. Чтобы Cupriavidus necator могли использовать гидролизат в качестве источника питательных веществ, были предприняты попытки адаптации.

Вещество ванилин вредно для микроорганизмов, поэтому бактерии были оптимизированы для обеспечения их устойчивости к ванилину. Cupriavidus necator быстро растет, удваиваясь примерно каждые четыре часа, и при постоянном увеличении дозы через 100 часов адаптации ванилин перестает быть проблемой для метаболизма бактерий.

Биополимеры можно легко и без остатка разлагать с помощью природных ферментных систем. Для растворения типичных пленок из него требуется около трех месяцев. Биопластик не переваривается и безвреден для человеческого организма.

И хотя биополимеры примерно в пять раз дороже, чем пластик на основе нефти, спрос на них неуклонно растет. К тому же можно разводить бактерию Cupriavidus necator так, чтобы единственным источником углерода был вредный для климата CO₂.

Источник: derstandard.at