Стали бы вы есть пищу, сделанную из пластика?

Как ученые превращают пластиковые отходы в безопасные для пищевых продуктов ингредиенты

Я не думаю, что мне нужно объяснять вам, что у нас проблема с пластиком.

Но, если вы человек цифр, каждый год мы производим 359 миллионов тонн пластика, из которых 150-200 миллионов тонн попадают на свалки. Это более 40%.

Не очень.

Мне любопытно — как вы относитесь к превращению пластика в пищевые ингредиенты? Вы бы съели переработанную пищу?

И это не просто какое-то воображаемое решение.

Казалось бы, невозможное превращение пластиковых отходов в безопасные для пищевых продуктов ингредиенты недавно было доказано в ходе исследования, в ходе которого бутылки с водой превращались в ванилин, он же искусственный ароматизатор ванили.

Разрушение пластика

Основная проблема с переработкой пластмасс заключается в том, что, когда они расплавляются и перерабатываются, новый материал не действует так же, как первичный пластик.

Вот почему проще производить новый пластик, а не перерабатывать то, что у нас уже есть.

Итак, возникает вопрос, можем ли мы что-нибудь еще сделать с пластиком, кроме как сделать больше пластика?

Одна из идей состоит в том, чтобы взять пластиковый полимер, который представляет собой большую молекулу, состоящую из повторяющихся субъединиц, и гидролизовать его обратно в эти более мелкие субъединицы.

Идея заключается в том, что более мелкие соединения могут быть более полезными, чем сам полимер.

Например, полиэтилентерефталат (ПЭТ), который используется для изготовления бутылок для воды и газировки, можно разрезать на более мелкие молекулы терефталевой кислоты и этиленгликоля. И, возможно, было бы проще преобразовать эти два меньших соединения в новый, более ценный материал.

Еще два года назад основной проблемой этого решения было отсутствие эффективного фермента для измельчения пластмасс, таких как ПЭТ. И это было не из-за отсутствия попыток.

Ученые протестировали несколько ферментов, известных для гидролиза ПЭТ, но без особого успеха.

Наиболее эффективный обнаруженный фермент — кутиназа компоста из листьев и ветвей, который был первоначально выделен из бактерий Ideonella sakaiensis, превращал только 31% ПЭТ в его более мелкие субъединицы.

Все изменилось в 2020 году, когда одна группа исследователей создала 209 различных вариаций кутиназы компоста из листьев и веток путем выборочной мутации области, которая взаимодействует с ПЭТ. Эта область называется активным сайтом и находится там, где фермент вступает в контакт со своим субстратом.

Исследователи тщательно протестировали все 209 вариантов, чтобы увидеть, как они взаимодействуют с пластиком из бутылок с водой и газировкой.

Хотя у большинства измененных ферментов была нарушена способность разрезать ПЭТ, одна версия показала большие перспективы с 90% эффективностью превращения ПЭТ в его меньшие единицы терефталевой кислоты и этиленгликоля.

Это был огромный успех!

Далее группа показала, что, когда для воссоздания ПЭТ использовались меньшие субъединицы, пластиковый полимер вел себя точно так же, как первичный ПЭТ, создавая круговую пластиковую систему.

Если бы эта система была расширена, больше не нужно было бы производить первичных домашних животных. Мы могли бы просто использовать весь ПЭТ, который у нас есть в настоящее время, для производства одного и того же пластика снова и снова.

Как сделать ее съедобной

Хотя переработка ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ в подержанных ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ является шагом в правильном направлении, у другой группы ученых была еще большая мечта. Они хотели переработать две субъединицы ПЭТ — терефталевую кислоту и этиленгликоль - чтобы сделать что-то более ценное.

Не просто держать ПИТОМЦА в бесконечной пластиковой петле.

Исследователи заметили кое—что интересное в элементах терефталевой кислоты — они выглядели очень похожими на ванилин - основное вкусовое соединение в ванили.

Группа разработала план и подсчитала, что для превращения терефталевой кислоты в ванилин потребуется всего пять шагов.

Хотя каждый шаг в плане был практически возможен, для некоторых реакций требовались специфические ферменты, обнаруженные в разных организмах. Чтобы обойти эту проблему, команда решила создать свой собственный микроорганизм, который содержал все ферменты, необходимые для переработки.

Для этого они взяли бактерию Escherichia coli — более известную как E. coli — и ввели три новые плазмиды, дающие этому виду все необходимые ферменты для синтеза ванилина из терефталевой кислоты.

Затем ученые использовали единицы терефталевой кислоты из пластиковых бутылок с водой в качестве корма для сконструированных бактерий и ждали, чтобы увидеть, производит ли культура ванилин, как надеялись.

Через 10 часов 79% терефталевой кислоты превратилось в ванилин.

Большой успех и доказательство того, что вкусовые добавки могут быть получены из пластмасс путем сочетания гидролиза ПЭТ с помощью кутиназы компоста из листьев и веток с метаболизмом с помощью недавно разработанной E. coli.

Вы бы ели пищу, сделанную из пластика?

Несмотря на то, что ванилин, синтезированный из пластика, химически идентичен искусственному ароматизатору ванили, продаваемому в магазинах, И ванилину, содержащемуся в ванильных бобах, я предполагаю, что будет много скептицизма.

И я понимаю, что-то в еде, приготовленной из пластиковых бутылок с водой, кажется тревожным (хотя мне невероятно любопытно).

Не говоря уже о том, что ферменты и бактерии, которые помогают в процессе, были генетически изменены, что всегда вызывает некоторую критику.

С другой стороны, это интересный способ справиться с огромным количеством пластикового загрязнения, которое мы создали. Не говоря уже о том, что переработанный ванилин может стать огромной экономией для потребителей, особенно по сравнению с натуральным ванильным ароматизатором, который получают из непостоянной ванильной орхидеи.

Даже не начинайте рассказывать мне о том, как утомительно работать с ванильными орхидеями — я уже написал об этом подробную статью.

Однако есть один забавный факт: большинство цветков ванили нужно опылять ВРУЧНУЮ, один за другим, с помощью маленькой ватной палочки. Получение этих ванильных бобов чрезвычайно трудоемко, поэтому я надеюсь, что вы лучше оцените их по достоинству.

Если употребление переработанной пищи не стало нормой, есть еще другие варианты переработанного ванилина.

Его можно использовать для несъедобных продуктов, таких как духи и ароматизаторы. Я имею в виду, сколько средств личной гигиены от шампуня до дезодорантов имеют аромат ванили? Не говоря уже об освежителях воздуха! Я имею в виду, действительно ли люди будут возражать против того, чтобы переработанная ваниль скрывала их вонь?

Возможно, время покажет, потому что процесс переработки был успешным только в лабораторных условиях, и его еще нужно значительно расширить, чтобы оказать какое-либо влияние на наш пластиковый кризис.

Но я скажу, что до того, как я нашел это исследование, я никогда не думал, что решением проблемы загрязнения пластиком будет превращение его в пищевые ингредиенты.

Я подумал, что идея была невероятно инновационной и креативной, хотя и немного необычной.

подробнее: