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「妙用」大腸桿菌,生產可再生塑料

韓國科學家發表的一項研究指出,大腸桿菌也能用於生產可生物降解的塑料,經過工程改造細菌系統或能使用可再生資源生產出有理想熱性能和機械性能的塑料。相關研究3月18日發表於《自然—化學生物學》。

據估算,全球塑料生產在2022年製造了約4億公噸的塑料,其中大部分使用了石油基化工工藝。與此同時,微生物生產聚合物的機制有望以更可持續的方式生產出可生物降解的替代品。已知生物體能自然合成聚合物,如DNA、RNA、纖維素和蛋白質。不過,科學家直到最近才開始聚焦用微生物合成能用於生產塑料的聚合物。

韓國科學技術院的Sang Yup Lee和同事開發了一種能用大腸桿菌內產生的一系列酶生產聚酯酰胺(PEA)的工藝,這種工藝需要將六種氨基酸與一種或多種羥基酸結合,來製造聚合物塑料。經過進一步測試優化該工藝後,Lee和同事利用葡萄糖作為一種關鍵成分,在大腸桿菌內生產這種聚合物。他們還研究了不同氨基酸的數量和結構如何影響PEA的產量和性能。

作為概念驗證,研究者在一個大型生物反應器中生產了約每升55克的PEA,證實了PEA產量很容易擴大規模。他們還測試了該PEA的物理、熱學和機械性能,發現其與高密度聚乙烯的性能不相上下,而高密度聚乙烯是使用最廣泛的塑料之一,提示PEA或是一種可再生替代品。

研究者表示,這種工藝比當前的化學方法有很多優勢,如能輕鬆獲得各種PEA,以及實現可以用作塑料的聚合物的可持續生產。

責任編輯: 李華  來源:中國科學報 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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