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. О работе ученых рассказало издание «Наука в Сиюири» со ссылкой на Группу научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН.
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 отходы переработки рыбы. Однако эти штаммы обладают низкой эффективностью: медленно растут, плохо перерабатывают жир и выдают небольшое количество конечного продукта.
Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр 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 специалисты 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, исследователи «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», ‒ прокомментировала руководитель работы, заведующая лабораторией хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН доктор биологических наук Татьяна Григорьевна Волова.
На фото: получение биопластика из отходов техносферы: высушенный жир (слева) и синтезированный полимер (справа). Фото Анастасии Тамаровской