Российскими учёными выведен штамм бактерий для производства экопластика

Использование бактерии Cupriavidus necator B-15081 позволяет экономить сырье и качественно перерабатывать отходы рыбопереработки

Ученые Красноярского научного центра СО РАН продолжают разрабатывать технологии для производства «зелёных» полимеров. Так, совместно с Сибирским федеральным университетом был выделен новый штамм бактерии Cupriavidus necator B-15081, способный эффективно расщеплять жиры. Специалисты впервые показали, что данный штамм может производить биоразлагаемые полимеры и одноклеточный белок при выращивании на жире, извлекаемом из отходов промысловых рыб: скумбрии и кильки. Использование такого сырья позволяет вовлекать трудноутилизируемые отходы в биотехнологические процессы и формировать замкнутые производственные циклы. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymer Journal.

Штамм C. necator был выделен из почвы полевого чернозема. Варьирование и подбор условий выращивания бактерий нового штамма позволили контролировать и «переключать» внутриклеточный метаболизм: на полной среде в проточной культуре получена суперпродукция белка; в периодическом режиме при дефиците азота в среде бактерии накаливали биополимеры. Биотехнологи получили высокое содержание разрушаемых полимеров (полигидроксиалканоатов), которые имели низкую кристалличность и высокую молекулярную массу, что делает их одновременно гибкими и прочными.

Результаты показали, что новый штамм значительно превосходит предшественника по всем ключевым показателям - бактерии утилизировали более 80% предложенного им отработанного жира в качестве нового биотехнологического субстрата. Новый штамм C. necator B-15081 перспективен для производства актуальных и востребованных продуктов — биоразлагаемого пластика и биопротеина. А исследованные жировые отходы рыбопереработки могут стать крупномасштабным и возобновляемым ресурсом для производства целевых продуктов.

Татьяна Волова, руководитель работы, д.б.н. профессор, заведующая лабораторией Института биофизики СО РАН:
Микроорганизмы накапливают внутри клеток до 83% ценного биопластика. Это очень высокий показатель выхода готового продукта. … Важно, что в качестве питания для бактерий используются отходы. Это способ снижения затрат на сырье, а также решения экологических проблем, связанных с сокращением отходов и переходом к циклической экономике. При этом экономические коэффициенты переработки такого сырья оказались в 1,5–2 раза выше, чем при кормлении бактерий обычными сахарами. То есть жир из отходов рыбопереработки гораздо выгоднее для биотехнологического производства биопластика. Такой подход убивает двух зайцев: решает экологическую проблему утилизации отходов и дает дешевое сырье для биотехнологий. В дельнейшем мы планируем получить более быстрорастущую культуру этого штамма, чтобы еще больше повысить экономическую эффективность.

Ksc.krasn.ru.