И снова про картофель, и снова не могу удержаться от того же вопроса: а зачем? Учёные из Университета Барселоны разработали способ получать биоразлагаемый пластик — полигидроксибутират, или ПГБ — прямо из необработанного картофельного крахмала, и сделать это за один этап продолжительностью 24 часа. Звучит как реальный прорыв, подающийся как способ снизить зависимость от нефти и сократить количество пластикового мусора.
Но если вспомнить пропорции — нефти в мире добывают свыше 4 миллиардов тонн в год, а весь картофель планеты — это около 380 миллионов тонн. То есть даже если весь картофель в мире пустить на пластик (а его и так не хватает, чтобы накормить всех), это капля в нефтяном океане. Плюс смущает сам выбор сырья: картофель — это еда, и в мире, где дефицит продовольствия остаётся реальной проблемой, как-то странно радоваться технологии, которая теоретически конкурирует за тот же крахмал, который мог пойти на стол. Хотя, конечно, тут можно сделать ремарку — наверняка в перспективе планируется использовать не товарный картофель, а отходы переработки или нестандартный урожай, который и так бракуют.
Но если отвлечься от экономики масштабов и просто оценить саму науку — придумано красиво. В основе технологии бактерия Bacillus subtilis — она безопасна и уже давно и широко применяется в промышленности, в том числе в пищевой. Учёные с помощью CRISPR-Cas9 переписали её метаболизм так, чтобы она охотнее производила нужный биополимер. Ключевой трюк — добавление гена amyQ, который кодирует фермент альфа-амилазу. Этот фермент умеет сам расщеплять крахмал, и благодаря ему бактерия может напрямую переваривать сырой картофельный крахмал, без необходимости предварительно превращать его в простой сахар отдельным технологическим этапом. Именно это и позволило сократить процесс до одной стадии и 24 часов — раньше обычно требовалось готовить сырьё заранее.
По цифрам результат выглядит вполне солидно: в лабораторных условиях получили 11,3 г/л биомассы бактерий и 5,8 г/л самого ПГБ, а доля полимера в сухой массе клеток составила почти 52% — это уже сопоставимо с показателями, на которые ориентируются коммерческие производства. Для лабораторного этапа это хороший знак, что технология потенциально может масштабироваться.
Раз уж тема всплыла, пара фактов о самом материале. ПГБ относится к семейству полигидроксиалканоатов — это вообще-то природные полимеры, которые многие бактерии накапливают сами, в качестве запаса энергии и углерода, что-то вроде бактериального "жирового депо". А ещё ПГБ по механическим свойствам довольно похож на привычный полипропилен — он жёсткий и устойчивый к воде, но при этом полностью разлагается в природе, в отличие от своего нефтяного "тёзки".
В любом случае, идея получать промышленно ценный биопластик за один этап и без лишней химической обвязки — это реальное упрощение процесса, даже если сырьевая база пока остаётся под вопросом. Возможно, следующим шагом будет адаптация технологии под отходы крахмального производства или непригодный для еды картофель — тогда вопрос с продовольственной конкуренцией снимется сам собой.
По цифрам результат выглядит вполне солидно: в лабораторных условиях получили 11,3 г/л биомассы бактерий и 5,8 г/л самого ПГБ, а доля полимера в сухой массе клеток составила почти 52% — это уже сопоставимо с показателями, на которые ориентируются коммерческие производства. Для лабораторного этапа это хороший знак, что технология потенциально может масштабироваться.
Обычно проходит куча лет, пока технология вообще становится массовой. За это время могут найти совсем другое сырьё, а сама идея уже пригодится.
