Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и СФУ использовали отходы шпрот для производства биоразлагаемых «зеленых» пластиков, которые являются доступным, возобновляемым сырьем для биосинтеза полимеров. Отработанный рыбий жир в качестве углеродного субстрата для синтеза полимеров сделает этот процесс более дешевым и экологичным и поможет избавиться от большого количества неперерабатываемых рыбных отходов, сообщается в пресс-релизе Российского научного фонда (РНФ) со ссылкой на ФИЦ КНЦ РАН.
Гидроксиалкановые кислоты (полигидроксиалканоаты, ПГА) являются биоразлагаемыми полимерами, которые синтезируются бактериями и обладают теми же свойствами, что и полимеры из ископаемого сырья, но способны более быстро разлагаться в природе. Однако массовое применение таких материалов ограничено высокой стоимостью сырья для их производства.
Образец полимера из гидроксиалкановой кислоты, полученного учеными «Красноярский научный центр СО РАН» Изображение: пресс-служба ФИЦ КНЦ РАН
Ученые впервые предложили использовать отработанный рыбий жир из отходов консервированных шпрот в качестве углеродного субстрата для синтеза ПГА полимеров, что снизит стоимость полимера и сделает его еще более экологичным за счет «возобновляемого» сырья.
Исследователи выбрали шпротный жир в качестве сырья для синтеза ПГА полимеров, поскольку консервы из шпрот производятся во многих странах и в больших объемах. В России объем производства составляет более 20 тыс. штук консервов за июнь 2023 года.
При этом только в Калининградской области, где находится завод по производству консервов, образуется около 10–12 т рыбных отходов в сутки. Эти отходы практически не перерабатываются и создают экологические проблемы. Жиросодержащие отходы для исследования возможности синтеза полимеров получены и предоставлены коллегами из Калининградского технического университета.
«Возможность привлечения отходов для производства целевых продуктов, в том числе полимеров, может помочь в решении проблемы загрязнения окружающей среды и повысить эффективность промышленного производства. В качестве перспективного субстрата для получения полимеров рассматриваются жиросодержащие отходы пищевой промышленности, утилизация которых требует больших затрат. Отработанный рыбий жир является потенциально новым, но малоизученным источником углеродного сырья, которое может стать крупномасштабным и возобновляемым субстратом для биотехнологических процессов. Мы показали, что его можно эффективно использовать для синтеза разлагаемых пластиков. Использовав отработанный жир от производства шпротов в качестве углеродного субстрата, мы получили биоразлагаемые ПГА-полимеры. Такие пластики — один из самых перспективных материалов XXI века. Они перспективны для применения в различных областях: в сельском хозяйстве, фармакологии и медицине», — рассказала старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН, кандидат биологических наук Наталья Жила.
Синтез полимера на субстрате из шпротного жира проводился бактериями Cupriavidus necator, которые перерабатывают углеродные субстраты, синтезируя из них биоразлагаемый пластик. Жировые шпротные отходы в качестве углеродного субстрата обеспечивают рост бактерий и позволяют производить трехкомпонентные полимеры.Таким образом, шпротные отходы являются перспективным, доступным и возобновляемым субстратом для биосинтеза ПГА.
Исследование поддержано Российским научным фондом (проект № 23-64-10007). Результаты исследования опубликованы в журнале Processes.