細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 塑料中對苯二甲酸不可生物降解單體的合適替代品的優(yōu)點。

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這項新研究來自日本神戶大學(xué)的一個團隊，對 PDCA 的生產(chǎn)過程進行了兩項關(guān)鍵改進，以比現(xiàn)有方法高出七倍的產(chǎn)量提供材料，同時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)對挑戰(zhàn)，”說生物工程師田中勉?！拔覀兊哪繕?biāo)是利用細胞代謝來吸收氮并從頭到尾構(gòu)建化合物?！?/p>

“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產(chǎn)生不需要的副產(chǎn)物，從而實現(xiàn)目標(biāo)化合物的清潔高效合成?！?/p>

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細菌，將中間化合物轉(zhuǎn)化為最終材料。

然而，這并不是一個完全簡單的過程。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，即添加一種單獨的化學(xué)物質(zhì)丙酮酸;然而，這一步驟本身現(xiàn)在可能會進一步帶來復(fù)雜性。

“通過改進培養(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問題，盡管這一增加可能會給大規(guī)模生產(chǎn)帶來新的經(jīng)濟和物流挑戰(zhàn)。說田中。

在將其擴大到商業(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。

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菌纖維素-六方氮化硼，簡稱BCBN。它利用細菌纖維素纖維，這些纖維經(jīng)過仔細旋轉(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)。

“我們在結(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，從而進一步增強了生物制造的潛力，”說田中。

該研究已發(fā)表在代謝工程.

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