Използване на биокатализа за производство на биопластмаси

Тази кратка статия обяснява какво представлява биокатализата, нейното значение и как може да се използва в полза на човечеството и околната среда.

Целта на тази кратка статия е да накара читателя да осъзнае важността на биокатализата и как тя може да се използва в полза на човечеството и заобикаляща среда. Биокатализа се отнася до използването на биологични агенти, било то ензими или живи организми за катализиране на химични реакции. Използваните ензими могат да бъдат в изолирана форма или експресирани в живия организъм, когато организмът се използва за катализиране на такава реакция. Предимството на използването на ензими и живи организми е, че те са много специфични и не дават несвързани продукти, което се наблюдава при използване на химикали за провеждане на такива реакции. Друго предимство е, че ензимите и живите организми работят при по-тежки условия и са екологични, за разлика от химикалите, използвани за такива трансформации.

Процесът на катализиране на реакцията с помощта на ензими и живи организми е известен като биотрансформация. Такива реакции на биотрансформация се случват не само in vivo в човешкото тяло (черният дроб е предпочитаният орган; където цитохром P450s се използва за превръщане на ксенобиотиците в вода разтворими съединения, които могат да бъдат екскретирани от тялото), но също така могат да бъдат използвани ex vivo с помощта на микробни ензими за извършване на реакции, които са полезни за човечеството.

Съществуват множество пътища, където биокатализата¹ и реакциите на биотрансформация могат да се използват за ползи за хората и околната среда. Една такава област, която гарантира използването на такава технология, е производството на пластмаса материал, било то за производство на торби, консервни кутии, бутилки или други подобни контейнери, като химически направени пластмаси представляват огромна заплаха за биоразнообразието в околната среда и не са биоразградими. Те се натрупват в околната среда и не могат лесно да се отърват от тях. Използването на ензими и живи организми за производство биопластмаси, пластмаси които могат да бъдат лесно биоразградими и да не представляват заплаха за околната среда, биха допринесли значително не само за намаляване на химически получените пластмасови отпадъци, но и за подпомагане на поддържането на екосистемите и предотвратяване на изчезването на нашата флора и фауна. Биоразградимите контейнери, изработени от биопластмасов материал, ще намерят приложение в няколко индустрии като селскостопанска промишленост, опаковане на храни, напитки и фармацевтични продукти.

Днес съществуват различни технологии за производство на биопластмаси^2-4. Някои са валидирани в лаборатория, докато други са все още в ранна детска възраст. Изследванията в световен мащаб работят върху такива технологии, за да ги направят рентабилни⁵ и мащабируеми, така че да могат да се използват за производство на биопластмаси в индустриална среда. Тези биопластмаси в крайна сметка могат да заменят химически направените пластмаси.

DOI: https://doi.org/10.29198/scieu1901 

***

Източник (и)

1. Pedersen JN et al. 2019. Генетични и химични подходи за инженерство на повърхностния заряд на ензими и тяхната приложимост в биокатализата: преглед. Biotechnol Bioeng. https://doi.org/10.1002/bit.26979

2. Fai Tsang Y et al. 2019. Производство на биопластмаса чрез валоризация на хранителни отпадъци. Environment International. 127. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.03.076

3. Costa SS et al. 2019. Микроводораслите като източник на полихидроксиалканоати (PHA) – преглед. Int J Biol Macromol. 131. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.099

4. Johnston B et al. 2018. Микробното производство на полихидроксиалканоати от отпадъчни полистиренови фрагменти, постигнати с помощта на окислително разграждане. Полимери (Базел). 10(9). https://doi.org/10.3390/polym10090957

5. Poulopoulou N et al. 2019. Изследване на инженерни биопластмаси от следващо поколение: смеси от поли(алкилен фураноат)/поли(алкилентерефталат) (PAF/PAT). Полимери (Базел). 11(3). https://doi.org/10.3390/polym11030556

ЗА АВТОРА

Раджив Сони доктор (Кеймбридж)

Dr Раджив Сони притежава докторска степен по молекулярна биология от университета в Кеймбридж, където е бил учен от Кеймбридж Неру и Schlumberger. Той е опитен професионалист в областта на биотехнологиите и е заемал няколко висши роли в академичните среди и индустрията.

Мненията и мненията, изразени в блоговете, са само тези на автора(ите) и други сътрудници, ако има такива.