Ученые из Красноярска идентифицировали и выделили бактерию, демонстрирующую исключительную эффективность в преобразовании отходов рыбной промышленности в биопластик. Это позволяет решить сразу две задачи: уменьшить загрязнение окружающей среды и создать экологически чистую альтернативу обычному пластику. В ходе исследования были получены патент на изобретение.
Использование отходов, образующихся в результате деятельности человека, для производства биопластика представляет собой многообещающий подход к решению проблемы загрязнения окружающей среды . Некоторые бактерии способны синтезировать биоразлагаемые полимеры – полигидроксиалканоаты, используя в качестве субстрата, в том числе, отходы рыбной переработки. Тем не менее, эти штаммы характеризуются невысокой продуктивностью: они растут медленно, недостаточно эффективно расщепляют жиры и производят ограниченное количество целевого продукта.
Бактериальный штамм был выделен учеными из Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук Cupriavidus necator, бактерии преобразуют жировые отходы, образующиеся при переработке рыбы, в ценный биоразлагаемый пластик, являющийся аналогом полипропилена Cupriavidus necator выделили из почвы в окрестностях Красноярска. С помощью метода селекции ученые отобрали и вырастили вариант, который наиболее эффективно потребляет жиры. Ключевое преимущество выбранного штамма перед другими — высокая липазная активность. Это значит, что бактерия обладает набором ферментов, позволяющих успешно расщеплять сложные жиры из рыбных отходов, не требуя их дорогостоящей предварительной обработки. При этом штамм способен синтезировать полимеры-полигидроксиалканоаты различного химического состава.
Бактерии способны перерабатывать более 80% жира, извлеченного из отходов кильки и скумбрии, и создавать до 70% биоразлагаемого пластика, что является более эффективным показателем по сравнению с ранее известными микроорганизмами. Также, исследователи обладают возможностью гибко изменять характеристики получаемого материала. Варьируя состав питательной среды, им удалось «направить» бактерии на производство различных видов пластика: от высококристалличных термопластов до эластичных, резиноподобных сополимеров, что расширяет возможности их использования.
«Этот штамм решает не только проблему утилизации отходов, но и позволяет производить востребованный продукт — биоразлагаемые полимеры, обладающие определенными характеристиками. Подобные научные разработки являются фундаментом для формирования принципиально новых, замкнутых производственных процессов, в которых отходы одной отрасли служат сырьем для другой. Внедрение данной технологии позволит не только уменьшить затраты на изготовление экологичного пластика, но и предоставит возможности для переработки больших объемов отходов, образующихся в рыбоконсервной промышленности, с извлечением выгоды и созданием замкнутого производственного цикла», — комментирует руководитель работы, доктор биологических наук Татьяна Волова, руководитель лаборатории хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики СО РАН.
Данный материал создан при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках проведения Десятилетия науки и технологий.
Информация и фото предоставлены ФИЦ КНЦ СО РАН