Генно-инженерная технология увеличит эффективность переработки пластика

Всего 30% пластиковых бутылок из-под газировки превращаются в новый пластик, причем обычно хуже качеством. Французские исследователи сообщили, что модифицировали фермент и теперь он может превращать 90% пластиковых отходов в сырье для такого же пластика.

Сегодня технологии переработки полиэтилентерефталата (ПЭТ) несовершенны. Цветное сырьё сплавляется в единый серый или черный цвет. Но такое сырье мало кто хочет использовать для новой упаковки: маркетинговые задачи диктуют иные цвета. Поэтому пластик из вторсырья идет на изготовление низкокачественного пластикового волокна, из которого изготавливается дешевая продукция вроде подстилок — и уже их после использования остается только сжечь.

Решением проблемы занялись французские ученые Ален Марти, главный научный сотрудник Carbios, компании—производителя пластмасс, и Изабель Андре, эксперт в области создания ферментов из Университета Тулузы. Они решили методами генной инженерии модифицировать и довести до совершенства микробный фермент, который расщепляет ПЭТ.

Данный фермент – кутиназа из компоста из листьев и веток (leaf and branch compost cutinase, LLC) – в 2012 году обнаружили исследователи из Университета Осаки. Он разрывает связи между двумя блоками ПЭТ — терефталатом и этиленгликолем. Но использовать природный фермент для переработки неэффективно. Он разрывает только один вид связей и перестает работать при температуре свыше 65°С, когда начинает размягчаться ПЭТ.

Французские ученые создали сотни генно-модифицированных бактерий, которые заменят изначальные аминокислоты на более термостойкие.

В результате они получили новый мутантный фермент. Он в 10 тысяч раз эффективнее при разрыве связи ПЭТ, чем природный LLC. Также фермент термоустойчив и продолжает работать даже при 72°С, близкой к температуре плавления ПЭТ.

Испытания в небольшом экспериментальном реакторе (200 г пластика) показали, что генно-инженерный фермент способен разрушить 90% ПЭТ за 10 часов. Получившиеся терефталат и этиленгликоль можно было снова использовать для производства ПЭТ и затем пластиковых бутылок, таких же прочных, как те, что послужили сырьем для фермента.

У фермента есть и недостатки. Он не справляется с пластиковым вторсырьем, если в него добавлено что-то кроме терефталата и этиленгликоля. Также он не решает проблемы окрашенного вторсырья. Однако, полагают исследователи, экологически настроенные производители могут быть готовы платить более высокую цену за бутылки, если они будут изготовлены из переработанного пластика, но будут столь же долговечными и привлекательными, как бутылки из оригинального сырья.

Марти обещает, что Carbios в скором времени построит демонстрационный завод, способный перерабатывать сотни тонн ПЭТ в год. Если это получится, будет сделан широкий шаг к решению проблемы промышленной переработки по крайней мере одного вида пластика.

Источник: https://news.solidwaste.ru/2020/04/genno-inzhenernaya-tehnologiya/