Z odpadu luxusní kosmetika? Vědci objevili bakterie, které mění odpad na cenné chemikálie a nahradí palmový olej.
InovaceVědci z Katedry chemického inženýrství a aplikované chemie Torontské univerzity učinili klíčový objev v oblasti udržitelné výroby chemikálií. Zjistili, jak určité kmeny bakterií produkují ekonomicky cenné chemické látky, což otevírá cestu k novým, ekologičtějším výrobním metodám.
Vědci z Katedry chemického inženýrství a aplikované chemie Torontské univerzity učinili klíčový objev v oblasti udržitelné výroby chemikálií. Zjistili, jak určité kmeny bakterií produkují ekonomicky cenné chemické látky, což otevírá cestu k novým, ekologičtějším výrobním metodám. Tento poznatek, publikovaný v časopise Nature Microbiology, ukazuje, jak by se rodina molekul používaných v široké škále produktů – od čisticích prostředků přes kosmetiku až po výživové doplňky – mohla vyrábět bakteriální fermentací namísto z palmového oleje, jak je tomu dnes.
Profesor Chris Lawson, který tým vedl, vysvětluje, že cílovými chemikáliemi jsou karboxylové kyseliny se středně dlouhým řetězcem (MCCAs nebo MCFAs), které obsahují šest až dvanáct atomů uhlíku. Tyto kyseliny se využívají v zemědělských krmivech, kosmetice, antimikrobiálních přípravcích, surfaktantech a mnoha dalších produktech. Globální trh s těmito látkami dosahuje hodnoty přibližně 3 miliard dolarů. V současné době se MCFAs získávají převážně z palmojádrového oleje, jehož produkce je často spojována s odlesňováním, ztrátou biodiverzity a dalšími environmentálními problémy. Lawson dodává, že kvůli obchodování s palmojádrovým olejem jako s hromadnou komoditou je obtížné sledovat, zda pochází z udržitelně spravovaných plantáží.
Tým profesora Lawsona se připojuje k mnoha dalším skupinám po celém světě, které se snaží vyvinout alternativní metody výroby MCFAs. Zatímco některé skupiny zkoušely produkci pomocí geneticky modifikovaných průmyslových mikrobů, jako jsou E. coli nebo kvasinky, tento proces je nákladný a vyžaduje rafinované cukry. Lawsonův tým se zaměřuje na kmeny bakterií, které MCFAs produkují přirozeně, jednoduchým fermentačním procesem, podobně jako kvasinky metabolizují cukr na ethanol při výrobě piva. Konkrétně se jedná o bakterie prodlužující řetězec (CEBs), které jsou anaerobní, což znamená, že se jim daří v bezkyslíkatých podmínkách, například hluboko pod zemí nebo v lidském trávicím systému.
Tyto bakterie jsou schopny produkovat MCFAs až s osmi atomy uhlíku ve spolupráci s jinými bakteriemi, které pomáhají rozkládat komplexní organický odpad. Jelikož nepotřebují vysoce rafinované živiny, jako je kukuřičný škrob, otevírají možnost výroby cenných MCFAs z materiálů, které by jinak byly vyhozeny jako odpad. Lawsonův tým například zkoumá jejich využití pro zpracování potravinového odpadu, jako je ten shromažďovaný v programu Green Bin v Torontu, a vedlejších produktů z agro-potravinářského sektoru, například mléčného odpadu. Hlavní výzvou nyní je zajistit, aby CEBs konzistentně produkovaly vysokohodnotné MCFAs.