При помощи генетически модифицированных бактерий ученые смогли переработать пластиковые бутылки в ванилин. Стивен Уоллес из Эдинбургского университета, один из авторов исследования, говорит: «Наша работа бросает вызов восприятию пластика как проблемного мусора и вместо этого демонстрирует его использование в качестве нового углеродного ресурса, из которого можно производить дорогостоящие продукты».
Каждую минуту во всем мире продается около миллиона пластиковых бутылок, и только 14 % перерабатываются. Недавние исследования показали, что бутылки являются вторым по распространенности типом пластикового загрязнения океанов после пластиковых пакетов. Развитие технологий переработки затрудняется тем, что пластмассы теряют около 95 % своей стоимости как материала после однократного использования. В настоящее время из переработанных бутылок изготавливаются только непрозрачные волокна для одежды или ковров. Переработка пластика в более прибыльные материалы может сделать вторичное использование материалов намного более привлекательным и эффективным и стать ключом к решению глобальной проблемы загрязнения окружающей среды пластиком.
Авторы исследования решили использовать пластиковые бутылки как сырье для получения ванилина. Это вещество широко применяется в пищевой и косметической промышленности и используется для производства фармацевтических препаратов, чистящих средств и гербицидов. Мировой спрос на ванилин растет и в 2018 году составил 37 000 тонн, что намного превышает добычу ванилина из естественного сырья — плодов ванили. Около 85 % ванилина в настоящее время синтезируется из химических веществ, получаемых из ископаемого топлива.
Ранее ученые уже создали необходимые ферменты для расщепления полимера полиэтилентерефталата, используемого для изготовления пластиковых бутылок с напитками, до его основного элемента — терефталевой кислоты. Теперь им предстояло найти способ переработать терефталевую кислоту в ванилин. Это было сделано с помощью модифицированных бактерий — кишечных палочек (Escherichia coli). Среда с бактериями нагревалась до 37 °C в течение суток, в ходе которых 79 % терефталевой кислоты было переработано в ванилин. Ученые рассчитывают усовершенствовать процесс, чтобы добиться еще большей эффективности.
Руководитель работы Джоанна Сэдлер из Эдинбургского университета говорит: «Это первый пример использования биологической системы для переработки пластиковых отходов в ценный промышленный химикат, и это имеет очень интересные последствия для экономики замкнутого цикла».
Исследование опубликовано в журнале Green Chemistry.
