Ванилин является основным компонентом извлеченных бобов ванили и отвечает за характерный вкус и запах ванили.
По словам экспертов, преобразование может стимулировать циркулярную экономику, которая направлена на устранение отходов, сохранение продуктов и материалов в использовании и окажет положительное влияние на синтетическую биологию.
Мировой кризис пластмасс вызвал острую необходимость в разработке новых методов переработки полиэтилентерефталата (ПЭТ) – прочного и легкого пластика, получаемого из невозобновляемых материалов, таких как нефть и газ, и широко используемого для упаковки пищевых продуктов и соков быстрого приготовления и воды.
Ежегодно образуется около 50 миллионов тонн отходов ПЭТ, что вызывает серьезные экономические и экологические последствия. Утилизация ПЭТ возможна, но существующие процессы создают продукты, которые продолжают вносить вклад в загрязнение пластиком во всем мире.
Чтобы решить эту проблему, ученые из Эдинбургского университета использовали лабораторно сконструированный E. coli для преобразования терефталевой кислоты – молекулы, полученной из ПЭТ, – в высокоценное соединение ванилин посредством ряда химических реакций.
Команда также продемонстрировала, как работает эта техника, превратив использованную пластиковую бутылку в ванилин, добавив E. coli к разложившимся пластиковым отходам.
Исследователи говорят, что произведенный ванилин пригоден для употребления в пищу, но необходимы дальнейшие экспериментальные испытания.
Ванилин широко используется в пищевой и косметической промышленности, а также в составе гербицидов, пеногасителей и чистящих средств. Мировой спрос на ванилин в 2018 году превысил 37000 тонн.
Джоанна Сэдлер, первый автор и научный сотрудник BBSRC Discovery из Школы биологических наук Эдинбургского университета, сказала: «Это первый пример использования биологической системы для переработки пластиковых отходов в ценный промышленный химикат, и это имеет очень интересные последствия для круговая экономика.
"Результаты нашего исследования имеют большое значение для устойчивости пластика и демонстрируют силу синтетической биологии для решения реальных проблем."
Д-р Стивен Уоллес, главный исследователь исследования и научный сотрудник UKRI Future Leaders Fellow из Эдинбургского университета, сказал: «Наша работа бросает вызов восприятию пластика как проблемного мусора и вместо этого демонстрирует его использование в качестве нового углеродного ресурса, из которого получают дорогостоящие продукты. может быть получен."
Д-р Эллис Кроуфорд, редактор-издатель Королевского химического общества, сказал: «Это действительно интересное использование микробиологии на молекулярном уровне для повышения устойчивости и работы в направлении экономики замкнутого цикла. Использование микробов для превращения пластиковых отходов, вредных для окружающей среды, в важный товар и молекулу платформы с широким применением в косметике и продуктах питания, является прекрасной демонстрацией зеленой химии."
Исследование, опубликованное в Green Chemistry, закладывает основу для дальнейших исследований по максимальному увеличению производства ванилина до промышленных уровней.
Исследование финансировалось стипендией BBSRC Discovery и стипендией будущих лидеров UKRI.