Naukowcy opracowali nowatorski sposób radzenia sobie z narastającym problemem zanieczyszczenia plastikiem. Badacze z Edynburga wykorzystują powszechnie znaną bakterię E. coli do przekształcenia plastikowych odpadów w aromat waniliowy.
Wanilina jest związkiem chemicznym stosowanym głównie w przemyśle spożywczym, ale też kosmetycznym i farmaceutycznym. Związek ten jest odpowiedzialny za charakterystyczny smak i zapach. Obecnie w większości otrzymywana jest syntetycznie. W nowych badaniach, które ukazały się na łamach pisma „Green Chemistry” (DOI: 10.1039/D1GC00931A), naukowcy pokazali, że wanilinę może otrzymywać także z plastikowych odpadów, korzystając z pomocy zmodyfikowanych bakterii.
Eksperci twierdzą, że przekształcanie plastiku w wanilinę może pobudzić gospodarkę przetwarzania odpadów i pozytywnie wpłynąć na utrzymywanie w użyciu raz wykorzystanych produktów.
Światowy kryzys związany z tworzywami sztucznymi spowodował pilną potrzebę opracowania nowych metod recyklingu politereftalanu etylenu (PET) – mocnego i lekkiego tworzywa sztucznego, pozyskiwanego z materiałów nieodnawialnych, takich jak ropa naftowa. PET jest powszechnie stosowany do pakowania żywności, soków i wody.
Rocznie na świecie powstaje około 50 milionów ton odpadów PET, co ma poważny wpływ na ekonomię i środowisko. Recykling PET jest możliwy, ale w wyniku znanych obecnie procesów powstają produkty, które nadal przyczyniają się do zanieczyszczeń na całym świecie.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy z Uniwersytetu w Edynburgu wykorzystali laboratoryjnie stworzoną bakterię E. coli do przekształcenia kwasu tereftalowego - cząsteczki pochodzącej z PET - w cenny związek o nazwie wanilina.
Zespół zademonstrował również, jak działa ta technika, przekształcając zużytą plastikową butelkę w wanilinę poprzez dodanie bakterii E. coli do zdegradowanych odpadów plastikowych. Proces zachodzi w wyniku serii reakcji chemicznych.
Naukowcy twierdzą, że wyprodukowana przez nich wanilina nadawałaby się do spożycia przez ludzi, ale konieczne są dalsze testy.
Wanilina jest szeroko stosowana w przemyśle spożywczym i kosmetycznym, a także w recepturach herbicydów, czy środków czyszczących. Globalne zapotrzebowanie na wanilinę w 2018 roku przekraczało 37 tys. ton.
Główna autorka badania Joanna Sadler ze School of Biological Sciences na Uniwersytecie w Edynburgu stwierdziła, że „to pierwszy przykład wykorzystania materiału biologicznego do recyklingu tworzyw sztucznych w cenną chemię przemysłową”. - To może mieć fascynujące implikacje dla gospodarki odpadami – zaznacza ekspertka.
- Wyniki naszych badań mają duże znaczenie dla zrównoważonego rozwoju w dziedzinie tworzyw sztucznych i pokazują możliwości biologii syntetycznej w rozwiązywaniu rzeczywistych problemów – dodaje.
Inny autor badania, dr Stephen Wallace, przyznał, że „praca rzuca wyzwanie postrzeganiu plastiku jako problematycznego odpadu”. - Zamiast tego pokazujemy plastik jako nowy zasób na bazie węgla, z którego można uzyskać produkty o wysokiej wartości – uważa.
To naprawdę interesujące wykorzystanie mikrobiologii na poziomie molekularnym w celu poprawy zrównoważonego rozwoju. Wykorzystanie mikrobów do przekształcenia odpadów z tworzyw sztucznych, które są szkodliwe dla środowiska, w ważny towar i cząsteczkę o szerokim zastosowaniu w kosmetykach i żywności jest piękną demonstracją zielonej chemii – mówi z kolei dr Ellis Crawford z Royal Society of Chemistry.
Źródło: University of Edinburgh