Новый штамм бактерий способен эффективно синтезировать биопластик из рыбных отходов
Ученые из Красноярска выделили и идентифицировали бактерию, которая способна с рекордной эффективностью перерабатывать отходы рыбной промышленности в биопластик. Это решает сразу две проблемы: снижение загрязнения окружающей среды и производство «зеленой» альтернативы традиционному пластику. По результатам исследования получен патент на изобретение.
Получение биопластика из отходов техносферы — одно из перспективных направлений в борьбе с загрязнением планеты. Известно, что некоторые бактерии могут производить разлагаемые полимеры полигидроксиалканоаты, используя в пищу, в том числе, и отходы переработки рыбы. Однако эти штаммы обладают низкой эффективностью: медленно растут, плохо перерабатывают жир и выдают скромное количество конечного продукта.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН выделили штамм бактерий Cupriavidus necator, который превращает жировые отходы рыбопереработки в ценный биоразлагаемый пластик – аналог полипропилена. Бактерии 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 эффективно перерабатывают более 80% жира, выделенного из отходов кильки и скумбрии, и производят до 70% биоразлагаемого пластика, что значительно эффективнее известных ранее микроорганизмов. Кроме того, ученые могут гибко управлять свойствами получаемого материала. Добавляя в питательную среду различные вещества, они «заставили» бактерий производить разные виды пластика: от высококристалличных термопластов до эластичных резиноподобных сополимеров, что расширяет потенциальную сферу их применения.
«Этот штамм не только решает проблему отходов, но и производит востребованный продукт — биоразлагаемые полимеры с заданными свойствами. Такие исследования — основа для создания принципиально новых, замкнутых производственных циклов, когда отходы одной отрасли становятся сырьем для другой. Внедрение такой технологии не только снизит стоимость производства “зеленого” пластика, но и создаст возможности для утилизации крупнотоннажных отходов рыбоконсервной промышленности с пользой, замыкая производственный цикл», — комментирует руководитель работы, доктор биологических наук Татьяна Волова, заведующая лабораторией хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики СО РАН.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Информация и фото предоставлены ФИЦ КНЦ СО РАН
Разместила: Ирина Усик