Опубликовано: 30.06.2022

Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы

Убавить загрязнение окружающей среды пластмассой можно, заменив ее на безопасные биоразлагаемые естественные полимеры. Красноярские ученые разработали метод получения таких продуктов из отходов сахарной индустрии — патоки сахарной свеклы. Используя патоку как пищу для роста бактерий, синтезирующих полимер, можно добиться конвертации 80% субстрата в целевой продукт. Итоги исследования опубликованы в журнале Bioengineering, сообщается на сайте Федерального исследовательского центра "Красноярский научный центр Сибирского филиалы Российской академии наук".

Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы

Группа исследователей из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и СФУ разработала метод синтеза ПГА из патоки сахарной свеклы при поддержки природного штамма бактерий Cupriavidus necator. Несмотря на то, что исследователям пришлось дополнительно корректировать химический состав патоки, они достигли 80% выхода полимера от биомассы бактерий. Итоги показывают эффективность синтеза полимеров из отходов сахарной промышленности.

Сахара являются прекрасным субстратом в биотехнологии и возобновляемым ресурсом для производства полимерных продуктов. Исследователи использовали патоку сахарной свеклы в качестве субстрата для роста бактерий, какие синтезируют биоразлагаемый пластик. Синтез полимера осуществляли с помощью недавно описанного штамма бактерий Cupriavidus necator. Он способен накапливать в биомассе полимеры с различным химическим составом и характеристиками.

Однако из сахаров эти бактерии способны использовать лишь фруктозу и глюкозу. Основным сахаром в патоке является дисахарид сахароза, недоступный клеткам бактерий. Поэтому патоку необходимо добавочно обрабатывать. Предварительно проводили гидролиз для превращения сахарозы в моносахариды, доступные для бактерий. В результате обработки в составе патоки являются фруктоза и глюкоза. Однако помимо «нужных» компонентов могут образовываться примеси, которые в больших концентрациях негативно воздействуют на рост клеток и биосинтез, например, азот и минеральные вещества. Чтобы избежать негативного эффекта, исследователи разбавили полученный субстрат водой и обработали пероксидом водорода. Обработка позволила снизить содержание азота, кальция, железа, кремния и титана без изменения сахаристости. Вытекающий этап включал в себя подпитку бактериальной культуры глюкозой и соединением, содержащим фосфор. Это позволило улучшить питательную окружение для бактерий, увеличить их рост и, соответственно, довести выход полимера до 77–80% от биомассы бактерий.

"Наше изыскание направлено на более эффективное использование отходов сахарного производства, таких как тростниковая и свекловичная патока. Это недорогой источник углерода, кормящий помимо сахаров витамины и ряд минеральных элементов. Результаты нашей работы показывают возможность синтеза ценных полимеров из свекольной патоки бактериями Cupriavidus necator. Такие ПГА обладают биоразлагаемостью и рослой биосовместимостью, что выводит их в разряд перспективных материалов 21 века и позволяет рассматривать их в качестве конкурента известным биоразлагаемым пластикам: полилактидам и полигликолидам. Их можно использовать в различных районах от коммунального и сельского хозяйства до фармакологии и биомедицины. При введении специальных субстратов в культуру бактерий, можно синтезировать сополимеры различного состава с улучшенными свойствами", — рассказала старший научный сотрудник Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный середина СО РАН» кандидат биологических наук Наталья Жила.

Подписывайтесь на наши новости в соцсетях и рассылке Unipack.Ru:

Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы Биоразлагаемый пластик можно делать из сахарной свеклы

Делитесь нашими публикациями в ваших соцсетях:

Ключ