Vi khuẩn giúp giải quyết tốt cuộc khủng hoảng nhựa toàn cầu

Vanillin là thành phần chính của chiết xuất đậu vani và có chức năng tạo hương vị và mùi đặc trưng của vani.

Các chuyên gia cho biết, sự chuyển đổi có thể thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn, nhằm mục đích loại bỏ chất thải, giữ các sản phẩm và vật liệu, đồng thời có tác động tích cực đến sinh học tổng hợp. Cuộc khủng hoảng nhựa trên thế giới cho thấy nhu cầu cấp thiết phải phát triển các phương pháp mới để tái chế polyethylene terephthalate (PET) - loại nhựa nhẹ, bền có nguồn gốc từ các vật liệu không thể tái tạo như dầu, khí đốt và được sử dụng rộng rãi để đóng gói thực phẩm, nước trái cây và nước với kích thước tiện lợi.

Khoảng 50 triệu tấn chất thải PET được sản xuất hàng năm, gây ra các tác động nghiêm trọng về kinh tế và môi trường. Tái chế PET là có thể, nhưng các quy trình hiện tại tạo ra các sản phẩm tiếp tục góp phần gây ô nhiễm nhựa trên toàn thế giới.

Nhằm giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học từ trường Đại học Edinburgh đã sử dụng vi khuẩn E. coli được thiết kế trong phòng thử nghiệm để biến đổi axit terephthalic - một phân tử có nguồn gốc từ PET - thành hợp chất vanillin có giá trị cao, thông qua một loạt phản ứng hóa học.

Nhóm nghiên cứu cũng đã chứng minh cách thức hoạt động của kỹ thuật này bằng cách chuyển đổi một chai nhựa đã qua sử dụng thành vanillin bằng cách thêm vi khuẩn E. coli vào chất thải nhựa đã phân hủy.

Các nhà nghiên cứu nói rằng, tạo ra vanillin sẽ phù hợp cho con người tiêu thụ nhưng cần phải có các thử nghiệm sâu hơn. Vanillin được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm, cũng như điều chế thuốc diệt cỏ, chất chống tạo bọt và các sản phẩm tẩy rửa.

Nhu cầu vanillin toàn cầu vượt quá 37.000 tấn trong năm 2018. Joanna Sadler, tác giả đầu tiên và thành viên Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Sinh học và Công nghệ Sinh học từ Trường Khoa học Sinh học thuộc trường Đại học Edinburgh, cho biết: "Đây là ví dụ đầu tiên về việc sử dụng một hệ thống sinh học để chuyển rác thải nhựa thành một hóa chất công nghiệp có giá trị và điều này đã có những tác động rất thú vị đối với nền kinh tế tuần hoàn. Các kết quả từ nghiên cứu của chúng tôi có ý nghĩa lớn lao đối với lĩnh vực bền vững của nhựa và chứng minh sức mạnh của sinh học tổng hợp nhằm giải quyết các thách thức của toàn cầu".

Tiến sĩ Stephen Wallace, nhà điều tra nguyên tắc của nghiên cứu và là nhà lãnh đạo tương lai của Nghiên cứu và Đổi mới của Vương quốc Anh từ trường Đại học Edinburgh, cho biết: "Công việc của chúng tôi thách thức nhận thức về nhựa là một chất thải có vấn đề và thay vào đó chứng minh việc sử dụng nó như một nguồn carbon mới mà từ đó có thể thu được các sản phẩm giá trị cao".

Tiến sĩ Ellis Crawford, biên tập viên tại Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, cho biết: "Đây là một ứng dụng thực sự thú vị của khoa học vi sinh vật ở cấp độ phân tử để cải thiện tính bền vững và hướng tới một nền kinh tế tuần hoàn. Sử dụng vi sinh vật để biến nhựa phế thải, vốn có hại đối với môi trường, trở thành một phân tử nền tảng và hàng hóa quan trọng với các ứng dụng rộng rãi trong ngành mỹ phẩm và thực phẩm là một minh chứng tuyệt vời của hóa học xanh".

Trường Đại học Edinburgh

Tố Quyên dịch

Nguồn: Lab Manager- Hoa Kỳ