期刊導航
細菌制造的材料可以替代可生物降解塑料中的石油
塑料是現代世界必不可少的材料，但生產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。
嚴格來說，PDCA不是塑料的環保替代品，而是一種氮基、環保的塑料制造成分那更可生物降解.既往研究調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點。
這項新研究來自日本神戶大學的一個團隊，對 PDCA 的生產過程進行了兩項關鍵改進，以比現有方法高出七倍的產量提供材料，同時減少了以前伴隨其制造而產生的有毒廢物。
“我們小組從新的角度應對挑戰，”說生物工程師田中勉。“我們的目標是利用細胞代謝來吸收氮并從頭到尾構建化合物。”
“我們工作的意義在于證明代謝反應可用于摻入氮而不會產生不需要的副產物，從而實現目標化合物的清潔高效合成。”
塑料生產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。修訂后的生產方法最初引入了一種新的有毒副產品。研究人員找到了一種解決方案，即添加一種單獨的化學物質丙酮酸;然而，這一步驟本身現在可能會進一步帶來復雜性。
“通過改進培養條件，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模生產帶來新的經濟和物流挑戰。說田中。
在將其擴大到商業水平之前，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 作為石油基產品的替代品越來越可行。塑料制造.它可以在生物反應器系統中使用天然成分生產。
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，這些纖維經過仔細旋轉以產生有益的特性。
隨著塑料污染的堆積在我們的環境中和在我們的身體里，可生物降解的替代品是材料科學家的緊迫目標。
“我們在結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。
該研究已發表在代謝工程.
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