Gennembrud inden for ligninforskning - sfæriske partikler formerer enzymeffektiviteten

Forskere ved Aalto University og York University er lykkedes med at skabe en vandafvisende kompositstruktur ud fra ligninpartikler, hvor enzymerne eller biokatalysatorerne kan adskilles fra omgivende vand. Gennembruddet blev opnået, da forskerne opdagede, at ved at regulere overfladeladningen af ​​enkelte ligninpartikler, enzymer kan fås til at klæbe til overfladen af ​​partikler. Som materiale, der understøtter strukturen, de brugte en naturlig polymer isoleret fra tang.

Udgangspunktet for forskningen var behovet for at udnytte lignin, et papirmasseindustriens biprodukt, til nye, store formål. Forskerne var overraskede over at opdage, at når de blev introduceret, ligninpartiklerne multiplicerede enzymeffektiviteten og muliggjorde enzymgenanvendelse i en syntetisk reaktion, som ellers ikke ville forekomme i vand.

"Det skønne ved denne metode ligger i dens enkelhed og skalerbarhed. Vi er allerede i stand til at fremstille ligninpartikler i partier på flere kilo. Selvfølgelig, vi håber, at dette vil blive en bæredygtig mulighed for enzymindustrien til at erstatte fossile materialer i tekniske applikationer, " siger postdoktor Mika Sipponen.

Lignin multiplicerer ikke kun enzymeffektiviteten, det viser også gode resultater i sammenligning med de stoffer, der i øjeblikket er på markedet, skabt fra uholdbare kilder. "Det kommercielle enzym, vi bruger som reference, er knyttet til overfladen af ​​syntetisk akrylharpiks fremstillet af fossile råmaterialer. Til sammenligning, denne nye biokatalysator var i bedste fald dobbelt så aktiv, " tilføjer Sipponen.

I reaktionen alkohol og organisk syre skabt i biobrændstofproduktionen producerede en vanduopløselig ester med en ananasduft. Processen åbner op for nye muligheder for produktion af biobaserede polyestere, såvel.

"Vi er glade for, at årene med investeringer i ligninpartikelforskningen begynder at give markante resultater. Vi forestiller os flere mulige anvendelsesmuligheder for sfæriske partikler i grønne kemiske processer og udvikling af nye materialer, " siger forskningsleder professor Monika Österberg.

Forskningen blev finansieret af Akademiet i Finland.

Artiklen "Spatially confined lignin nanospheres for biocatalytic ester synthesis in aqueous media" blev offentliggjort i Naturkommunikation .