Красноярские ученые использовали отходы шпрот для производства биоразлагаемых «зеленых» пластиков. Это доступное, возобновляемое сырье для биосинтеза полимеров. Исследователи уварены, что отработанный рыбий жир в качестве углеродного субстрата для синтеза полимеров сделает этот процесс более дешевым и экологичным и поможет избавиться от большого количества неперерабатываемых рыбных отходов.
Биоразлагаемые полимеры могут стать одним из решений проблемы загрязнения окружающей среды пластиком. Например, полимеры гидроксиалкановых кислот — полигидроксиалканоаты (ПГА). Их синтезируют бактерии, и такие полимеры обладают теми же свойствами, что и обычный пластик, способны разлагаться в природе, не принося ей вреда. Но массовое применение таких материалов ограничено высокой стоимостью сырья для их производства.
Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского федерального университета (СФУ) впервые предложили использовать отработанный рыбий жир из отходов консервированных шпрот в качестве углеродного субстрата для синтеза ПГА полимеров. Это снизит стоимость полимера и сделает его еще более экологичным за счет возобновляемого сырья.
Исследователи выбрали шпротный жир в качестве сырья для синтеза ПГА полимеров, потому что консервы из шпрот производятся во многих странах и в больших объемах. Только в Калининградской области, где находится завод по производству консервов, образуется около 10–12 тонн рыбных отходов в сутки. Эти отходы практически не перерабатываются и создают экологические проблемы. Жиросодержащие отходы для исследования возможности синтеза полимеров предоставили коллеги из Калининградского технического унвиверситета.
Синтез полимера на субстрате из шпротного жира проводили бактериями Cupriavidus necator, которые перерабатывают углеродные субстраты, синтезируя из них биоразлагаемый пластик. Жировые шпротные отходы в качестве углеродного субстрата обеспечивают рост бактерий и позволяют производить трехкомпонентные полимеры.
«Возможность привлечения отходов для производства целевых продуктов, в том числе полимеров может помочь в решении проблемы загрязнения окружающей среды и повысить эффективность промышленного производства. В качестве перспективного субстрата для получения полимеров рассматриваются жиросодержащие отходы пищевой промышленности, утилизация которых требует больших затрат. Отработанный рыбий жир является потенциально новым, но малоизученным источником углеродного сырья, которое может стать крупномасштабным и возобновляемым субстратом для биотехнологических процессов. Мы показали, что его можно эффективно использовать для синтеза разлагаемых пластиков. Использовав отработанный жир от производства шпротов в качестве углеродного субстрата, мы получили биоразлагаемые ПГА полимеры. Такие пластики — один из самых перспективных материалов XXI века. Они перспективны для применения в различных областях: в сельском хозяйстве, фармакологии и медицине», — рассказала старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН кандидат биологических наук Наталья Жила.
Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом, опубликованы в журнале Processes.
