Bakterier serverer en velsmagende løsning på den globale plastikkrise

Forskere har opdaget, at de almindelige bakterier E. coli kan anvendes som en bæredygtig måde at omdanne post-consumer plastik til vanillin, afslører en ny undersøgelse.

Vanillin er den primære komponent i ekstraherede vaniljebønner og er ansvarlig for den karakteristiske smag og lugt af vanilje.

Transformationen kan sætte skub i den cirkulære økonomi, som har til formål at fjerne spild, holde produkter og materialer i brug og have positive virkninger for syntetisk biologi, siger eksperter.

Verdens plastikkrise har set et presserende behov for at udvikle nye metoder til at genanvende polyethylenterephthalat (PET) - det stærke, letvægtsplast, der stammer fra ikke-fornybare materialer som olie og gas og er meget brugt til emballering af fødevarer og juice og vand i bekvemmelighedsstørrelse.

Der produceres omkring 50 millioner tons PET-affald årligt, forårsager alvorlige økonomiske og miljømæssige konsekvenser. PET-genbrug er muligt, men eksisterende processer skaber produkter, der fortsat bidrager til plastikforurening verden over.

For at løse dette problem, forskere fra University of Edinburgh brugte laboratorieudviklet E. coli til at omdanne terephthalsyre – et molekyle afledt af PET – til den højværdiforbindelse vanillin, via en række kemiske reaktioner.

Holdet demonstrerede også, hvordan teknikken virker ved at omdanne en brugt plastikflaske til vanillin ved at tilsætte E. coli til det nedbrudte plastikaffald.

Forskere siger, at den producerede vanillin ville være egnet til konsum, men yderligere eksperimentelle test er påkrævet.

Vanillin er meget udbredt i fødevare- og kosmetikindustrien, såvel som formuleringen af ​​herbicider, skumdæmpende midler og rengøringsmidler. Den globale efterspørgsel efter vanillin var på over 37, 000 tons i 2018.

Joanna Sadler, førsteforfatter og BBSRC Discovery Fellow fra School of Biological Sciences, University of Edinburgh, sagde:"Dette er det første eksempel på at bruge et biologisk system til at opbruge plastaffald til et værdifuldt industrielt kemikalie, og dette har meget spændende konsekvenser for den cirkulære økonomi.

"Resultaterne fra vores forskning har store implikationer for området plastisk bæredygtighed og demonstrerer den syntetiske biologis kraft til at løse den virkelige verdens udfordringer."

Dr. Stephen Wallace, Principal investigator af undersøgelsen og en UKRI Future Leaders Fellow fra University of Edinburgh, sagde:"Vores arbejde udfordrer opfattelsen af, at plast er et problematisk affald og demonstrerer i stedet brugen af ​​det som en ny kulstofressource, hvorfra højværdiprodukter kan fås."

Dr. Ellis Crawford, Forlagsredaktør ved Royal Society of Chemistry, sagde, at "dette er en virkelig interessant brug af mikrobiel videnskab på molekylært niveau for at forbedre bæredygtighed og arbejde hen imod en cirkulær økonomi. Brug af mikrober til at omdanne affaldsplastik, som er skadelige for miljøet, til et vigtigt råvare- og platformsmolekyle med brede anvendelsesmuligheder inden for kosmetik og fødevarer er en smuk demonstration af grøn kemi."