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保罗大学IPREM实验室:来自玉米渣和细菌的生物塑料
2023-10-13 09:43:26来源:TK生物基材料编辑:康琦专塑点击:201

保罗大学的IPREM实验室正在开展一项研究项目,其目标是利用当地资源在短时间内生产生物塑料。它们是由玉米作物残渣以及从巴斯克海岸一个港口的沉积物中提取的微生物制成的。

塑料是造成重大环境破坏的原因,尤其是在海洋中。目前开展了许多研究项目,以寻找这些产品的可持续和可回收的替代品。保罗大学的IPREM实验室正在领导一个原创项目,其目标是利用当地资源在短期内制造生物塑料。项目始于2020年,主要想法是从玉米作物残渣中生产它们,玉米作物残渣在法国西南部拥有非常大的表面积。然后使用从海洋沉积物中提取的细菌,将这些生物质制成生物聚合物。这个名为BENEFICCE的项目是作为一个欧洲项目的一部分提供资金的。

“当我开始对塑料问题感兴趣时,生物塑料聚合物就已经存在了,但它们的生产成本太高。” Maria Lorena Falco解释道,她是精密科学博士和生物技术专家,也是该项目的领导者之一。为了实现经济上可接受的解决方案,抄近路可能是一个好的选择。在我的研究中,我致力于水稻生物质的热解,这本应有助于寻找化石燃料的替代品,但最终证明它太粘了,无法使用。正是受这项工作的启发,BENEFICCE项目诞生了。

科学家们在巴斯克地区海岸一个港口的沉积物中采集微生物样本,这个环境的特殊性在于富含船只释放的碳氢化合物。由于玉米渣的发酵过程,这些微生物能够产生与塑料中存在的聚乙烯和聚丙烯具有相同性质的聚合物。该方法还需要提供生物油作为碳源,生物油是在并行进行的步骤中通过这种生物质的热解过程产生的。“我们选取一组微生物,然后分离出产生感兴趣聚合物的细菌,更准确地说是聚羟基链烷酸酯(PHAs),然后在实验室相同的条件下培养它们,Maria Lorena Falco补充道。困难在于,我们与拥有多种多样行为的生物打交道。

下一步是提取细菌内部的聚合物。为此,目前使用的是有机溶剂,但研究人员正在考虑未来使用无污染溶剂的几种途径。下一阶段包括提纯提取的聚合物。“我们已经成功提纯了这种看起来像白色粉末的聚合物。”Maria Lorena Falco说。为了制造生物塑料,需要添加化学添加剂,将它们可以与其他生物基聚合物混合。为此,我们与波兰华沙大学合作,该大学是这一领域的专家。

在这个阶段,这项研究工作的所有假设都得到了验证。科学家们正在等待新的资金来继续它,以便进入工业化前阶段。最终,他们的目标是生产生物塑料,特别是用于食品包装、医疗应用或农产品的生产。作为BENEFICCE项目的一部分,从海洋沉积物中提取的某些微生物也可以产生脂肪酸,用于生产生物柴油以及化妆品和药物的油化学元素。它们还可以产生用于木质素解聚和实施生物炼制过程的酶。


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