Биополимеры предложили делать из рыбных отходов
Рыбий жир станет основой для роста микробов, вырабатывающих ПГА.
(18 июля 2024 13:38 , ИА "Девон" )Красноярские ученые использовали отходы рыбной промышленности для создания биоразлагаемых экологичных пластмасс. Рыбные отходы служат доступным и возобновляемым углеродным субстратом, способствующим росту бактерий. Это позволяет производить полимеры, пишет издание «Научная Россия».
Мировое производство синтетических пластмасс выросло почти до 400 миллионов тонн в год, отмечают в Институте биофизики Сибирского отделения РАН. К 2050 году эта цифра достигнет 1 млрд тонн в год. Накопление пластиковых отходов становится глобальной экологической проблемой.
Один из путей решения этой проблемы — постепенный переход к новому поколению разрушаемых полимерных материалов. Среди них особое место занимают полигидроксиалканоаты (ПГА), рассказал кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН Евгений КИСЕЛЕВ.
Полигидроксиалканоаты— биоразлагаемые термопластичные полимеры. Их синтезируют некоторые микроорганизмы для запасания энергии и защиты от неблагоприятных условий. ПГА обладают теми же свойствами, что и обычный пластик. При этом они способны быстро разлагаться в природных условиях.
Ученые из Красноярского научного центра СО РАН предположили, что отходы рыбной промышленности могут быть использованы в качестве сырья для синтеза ПГА-полимеров. Они предложили применять некондиционный рыбий жир в качестве углеродного субстрата для синтеза этих полимеров.
Такой подход позволит снизить стоимость полимера. Также это повысит экологичность производства и решит проблему утилизации большого количества непереработанных отходов.
«В мире отходы рыбоперерабатывающей промышленности превышают 20 миллионов тонн в год, — отметил Евгений Киселев. - Они должны быть переработаны или утилизированы безопасным способом, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды».
Исследовались отходы свежей балтийской кильки, свежей атлантической скумбрии для консервов и остатки шпротного производства копченой кильки.
Специалисты использовали рыбные отходы в качестве источников углерода и питательной среды для бактерий Cupriavidus necator. Этот штамм способен синтезировать полимеры из различных углеродных субстратов. Все три источника пригодны для выращивания этой бактериальной культуры.
Лучше всего бактерии росли на масле, выделенном из копченой кильки. Наименьший выход был получен при использовании свежей кильки. Ученые связали эту разницу с особенностями жирнокислотного состава. За двое суток бактерии переработали в полимер почти 60% субстрата, а за трое суток – 70%.
В результате из отходов свежей кильки и скумбрии был синтезирован гомополимер. Из сырья копченых килек получен более технологичный трехкомпонентный сополимер. Он состоит из мономеров 3-гидроксибутирата, а также небольшого количества 3-гидроксивалерата и 3-гидроксигексаноата.
Важными характеристиками полимеров, определяющими возможность использования материала, являются температурные свойства и степени кристаллизации.
Образцы имели сходные характеристики: степень кристалличности структуры была от 66 до 71%. Температура плавления оказалась пониженной по сравнению с полимерами, синтезированными на сахарных подложках. Она составила от 158 до 165 градусов по Цельсию.
Комментарий ИА «Девон»:В обычных условиях полигидроксиалканоаты разлагаются на воду и углекислый газ СО2. Без доступа кислорода они превращаются в воду и металл. Однако ПГА слишком дорог в производстве.В процессе синтеза ПГА применяются органические углеродные субстраты - cахар, ацетат, растительные масла и глицерин. Основные затраты приходятся на создание основы для зарождения микроорганизмов.Для решения этой проблемы в Институте биофизики Сибирского отделения РАН создали биотехнологическую фабрику. Там создана уникальная технология по развитию микробов. В качестве субстратов используют даже угарный газ.Из полигидроксиалканоатов также можно создавать препараты нового поколения для защиты растений. Они в перспективе могут заменить токсичные пестициды.
| Поделиться этой новостью у себя в соцсетях |
Поиск по теме: Отходы, Агропром биотехнологии, полимеры, наука
