İşlem Görmüş Mikrop, Bitkilerden Plastik Üretimi için Anahtar Madde Olabilir
Wisconsin-Madison Üniversitesinde araştırmacı olan Alex Linz, yenilenebilir bir kaynağı, petrol bazlı plastiklerin yerine konabilecek bir maddeye dönüştüren bir toprak bakterisi olan N. aromaticivorans (sarı renkte) ile kaplı bir plakayı incelerken.
Birkaç genetik ayarlamayla, hidrokarbonlara iştahı olan bir tür toprak bakteri, yenilenebilir maddenin,yaygın olarak kullanılan plastiklere dönüştürülebilmesi için bir biyolojik fabrika olarak vaat ediyor.
Wisconsin-Madison Üniversitesi merkezli, Enerji destekli Büyük Göller Biyoenerji Araştırma Merkezi’ndeki araştırmacılar ve diğer bilim insanları,odunsu bitkileri, bitkilerin hücre duvarlarının çoğunu oluşturan lifli selülozdaki şekerlerden sonra gelen diğer kimyasalların ve yakıtların üretiminde petrolün yerine koymayı umut ediyor.
Bu şekerleri tedarik etme çalışmalarının çoğu, selüloz ve bu hücre duvarlarındaki diğer kimyasal bileşenler arasındaki boşlukları dolduran bir polimer olan ligninden arındırılmasını içerir.
Bu çalışmalar arkasında, pek çok faydalı selülozla beraber,çok fazla lignin de bırakır ancak bu durum hiçbir zaman pek fazla değer taşımamıştır. Kağıt fabrikaları, bir yüzyıldan fazla bir süredir kağıt yapmak için odunsu bitkilerden lignini soyuyor ,bu ligninlerin çoğu kazanlarda yanıyor ve herhangi bir alanda kullanılmıyorlar.
UW-Madison lisansüstü öğrencisi inşaat ve çevre mühendisliği uzmanı Miguel Perez, “Ligninden para kazanmak dışında her şeyi yapabileceğinizi söylüyorlar” diyor.
Ancak Novosphingobium aromaticivorans’ı Perez kadar iyi bilmiyor olabilirler.
Perez, inşaat ve çevre mühendisliği profesörü Daniel Noguera,GLBRC ve Wisconsin Enerji Enstitüsü’ndeki meslektaşları, Green Chemistry dergisinde N. aromaticivorans’ı lignini daha değerli bir meta haline getirmeye yönelik bir strateji yayınladılar.
Noguera, “Lignin, petrolün dışında,gezegendeki en verimli aromatik bileşiktir” diyor. Ancak, büyük ve karmaşık lignin molekülü, kullanışlı bileşenlere verimli bir şekilde parçalanmamasıyla ünlüdür.
Petrol ürünleri ile kirlenmeden önce aromatik bileşikler bakımından zengin toprakta büyürken izole edilmiş olan bakteri içine girilir.
Diğer mikropların toplandığı ve seçildiği yerde N. aromaticivorans, lignin içindeki aromatikler için biyolojik bir hunidir. Farklı lignin parçalarının neredeyse tamamını daha küçük aromatik hidrokarbonlara parçalaması ile benzersiz bir bakteridir.
Perez, “Daha önce denenen diğer mikroplar, ligninde bulunan sadece birkaç aromatik türü özümseyebildi” diyor. “Bu mikropla ilk tanıştığımızda, çok çeşitli bileşiklerin parçalanmasında oldukça iyiydi. Bu durum mikropu çok umut verici kılıyor.”
Parçalanma süreci boyunca, mikrop bu aromatik bileşikleri PDC olarak bilinen, 2-pirone-4,6-dikarboksilik aside dönüştürür. Araştırmacılar, üç geni mikroplardan uzaklaştırarak PDC’nin son halini elde ettiler.Bu tasarlanmış bakteriler, içine farklı lignin parçalarının girdiği ve içinden PDC’nin aktığı bir huni haline geldi.
Japonya’daki biyomühendisler, tüketici ürünleri için yararlı olabilecek çeşitli malzemeleri yapmak için PDC’yi kullandılar.
Perez, “Elde edilen bileşenlerin,dünyada üretilen en yaygın polimer olan ve petrol-bazlı katkı maddesi içeren PET polimerleriyle(plastik şişeler,sentetik elyaflar)aynı hatta daha iyi performans sergilediğini buldular.”diyor.
PDC’yi elde etmek daha kolay olsaydı, çevrede doğal olarak parçalanacak ve hormon taklit eden bileşikleri suya dökmeyecek çekici bir plastik alternatifi olurdu.
“Bunu yapmak için endüstriyel bir proses yok, çünkü PDC’nin mevcut yollarla yapılması çok zor” diyor,Noguera. “Ama selülozdan biyo-yakıt yapıyorsak ve önceden sadece yaktığımız lignini şimdi üretiyorsak o zaman lignini etkin bir şekilde PDC’ye çevirebiliriz ve bu üretim potansiyel olarak PDC bileşiğinin endüstriyel kullanım pazarını değiştirir.”
Şimdilik, N. Aromaticivorans’da yapılan işlemlerle,ligninin potansiyel olarak faydalı bileşiklerinin en az yüzde 59’u PDC’ye dönüştürülebiliyor. Ancak yeni çalışma daha fazla potansiyel olduğunu gösteriyor ve Perez’in,mikropun daha fazla kullanımı için hedefleri var.
Noguera, “Bu maddeyi yeterli oranda, yeterli verimle üretebilirsek, yeni bir endüstri yaratabiliriz” diyor.
Wisconsin Mezunları Araştırma Vakfı bu teknoloji için patent başvurusunda bulundu.
Kaynak : eurekalert.org
