細(xì)菌制造的材料可以替代可生物降解塑料中的石油

塑料是現(xiàn)代世界必不可少的材料，但生產(chǎn)成本也很高和主要污染物.

一種稱為吡啶二羧酸或 PDCA 的材料在最近改進(jìn)其制造工藝后可以幫助解決至少其中一些挑戰(zhàn)。

嚴(yán)格來說，PDCA不是塑料的環(huán)保替代品，而是一種氮基、環(huán)保的塑料制造成分那更可生物降解.既往研究調(diào)查該材料的潛力凸顯了其作為 PET 塑料中對(duì)苯二甲酸不可生物降解單體的合適替代品的優(yōu)點(diǎn)。

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這項(xiàng)新研究來自日本神戶大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，對(duì) PDCA 的生產(chǎn)過程進(jìn)行了兩項(xiàng)關(guān)鍵改進(jìn)，以比現(xiàn)有方法高出七倍的產(chǎn)量提供材料，同時(shí)減少了以前伴隨其制造而產(chǎn)生的有毒廢物。

“我們小組從新的角度應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，”說生物工程師田中勉?！拔覀兊哪繕?biāo)是利用細(xì)胞代謝來吸收氮并從頭到尾構(gòu)建化合物。”

“我們工作的意義在于證明代謝反應(yīng)可用于摻入氮而不會(huì)產(chǎn)生不需要的副產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)化合物的清潔高效合成。”

塑料生產(chǎn)方法的核心部分涉及將葡萄糖喂入大腸桿菌用專門選擇的酶增強(qiáng)細(xì)菌，將中間化合物轉(zhuǎn)化為最終材料。

然而，這并不是一個(gè)完全簡單的過程。修訂后的生產(chǎn)方法最初引入了一種新的有毒副產(chǎn)品。研究人員找到了一種解決方案，即添加一種單獨(dú)的化學(xué)物質(zhì)丙酮酸;然而，這一步驟本身現(xiàn)在可能會(huì)進(jìn)一步帶來復(fù)雜性。

“通過改進(jìn)培養(yǎng)條件，特別是通過添加一種可以清除 H 的化合物₂O₂，我們最終可以克服這個(gè)問題，盡管這一增加可能會(huì)給大規(guī)模生產(chǎn)帶來新的經(jīng)濟(jì)和物流挑戰(zhàn)。說田中。

在將其擴(kuò)大到商業(yè)水平之前，還有很多工作要做——部分原因是丙酮酸的引入——但研究表明，在制造耐用、可生物降解的塑料方面取得了顯著改進(jìn)。

最終，PDCA 作為石油基產(chǎn)品的替代品越來越可行。塑料制造.它可以在生物反應(yīng)器系統(tǒng)中使用天然成分生產(chǎn)。

另一種有前途的生物材料今年宣布是細(xì)菌纖維素-六方氮化硼，簡稱BCBN。它利用細(xì)菌纖維素纖維，這些纖維經(jīng)過仔細(xì)旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生有益的特性。

隨著塑料污染的堆積在我們的環(huán)境中和在我們的身體里，可生物降解的替代品是材料科學(xué)家的緊迫目標(biāo)。

“我們?cè)诮Y(jié)合氮代謝酶方面的成就拓寬了通過微生物合成可獲得的分子范圍，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了生物制造的潛力，”說田中。

該研究已發(fā)表在代謝工程.

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