ІНФОРМАЦІЙНО-АНАЛІТИЧНИЙ ЦЕНТР УПАКОВКА

Існують різні методи розумної переробки полімерних відходів. Інший підхід — використання мікробів, грибів і ферментів: вони не лише розкладають полімери, а й перетворюють їх на корисні продукти, зокрема ліки.
Полімери — одні з найважливіших матеріалів нашого часу, і завдяки своїй переробності вони є центральним компонентом циркулярної економіки. Тепер відкривається новий підхід: біопереробка, відома за розкладанням органічних відходів, також може застосовуватися до полімерів. Вона може доповнити традиційні методи та допомогти цілеспрямовано зменшити кількість полімерних відходів, які потрапляють у довкілля.

Біопереробники майбутнього?
Уже було виявлено турбоферменти, потужні гриби та супербактерії, які розкладають полімери. Прикладом є Ideonella sakaiensis — бактерія, яка розщеплює PET на базові будівельні блоки за допомогою ферментів PETase та MHETase. Завдяки цілеспрямованому відбору та оптимізації відповідних ферментів можна використовувати варіанти, які суттєво прискорюють розкладання полімерів.
Гриби Parengyodontium album та бактерії Pseudomonas stutzeri також демонструють вражаючі темпи деградації — навіть із типами полімерів, які раніше було важко переробляти. Результати чітко показують, що біопереробка забезпечує ефективну переробку полімерних відходів і може стати важливою додатковою стратегією в боротьбі з пластиком.

Від пластику до медицини
Особливо вражаючий підхід пропонують дослідники з Единбурзького університету. Вони розробили генетично модифіковані бактерії E. coli, які можуть перетворювати PET на парацетамол — поширений знеболювальний і жарознижувальний засіб. Весь процес відбувається за кімнатної температури й майже не дає викидів CO₂, тобто це екологічно чиста альтернатива традиційному виробництву парацетамолу.
Такі приклади показують, що полімери можуть не лише розкладатися, але й перетворюватися на цінну сировину — чисту, сталу та інноваційну. За допомогою полімерів можуть розвиватися навіть нові мікробіоти.

Коли полімер стає біоплатформою
На поверхні полімерних фрагментів утворюються так звані «пластисфери» – крихітні, штучно створені середовища існування мікробів. Тут оселяються бактерії, гриби і навіть дрібні ракоподібні. Мікроорганізми формують складні структури та розвивають метаболічні процеси для цілеспрямованого розщеплення полімеру. Водночас ці фрагменти створюють нові середовища існування для комах і дрібних тварин у раніше не придатних для життя ділянках океану.
Пластисфери дають уявлення про процеси переробки та їхній потенціал для промислової переробки. Не лише в морі. Наприклад, провідний швейцарський дослідницький інститут наземних екологічних систем WSL шукає бактерії та гриби, здатні розщеплювати полімери в холодних регіонах, таких як Альпи та Арктика. Було відкрито дивовижно велику різноманітність мікроорганізмів, які мешкають на поверхнях пластику. Нововиявлені, пристосовані до холоду бактерії та гриби можуть перетравлювати біорозкладні полімери за температури всього 15 °C, що значно нижче від звичайних температур розкладання 30 °C, зменшуючи споживання енергії.

Від полімерних відходів до цінного ресурсу
Такі проєкти, як RECOVER, фінансований ЄС, також поєднують мікроорганізми, ферменти, дощових черв'яків і комах, щоб не лише розщеплювати полімери, а й перетворювати їх на цінну сировину. Таким чином, полімерні відходи можна розкласти й перетворити на придатну біомасу.
Біологічна переробка полімерів може стати цінним доповненням до циркулярної економіки. Крім того, ще не відкриті мікроорганізми та біокаталізатори можуть відкрити нові способи ефективної переробки полімерів у майбутньому.
Однак цей метод не повинен приводити до недбалого викидання полімерних відходів у довкілля. Метою є збереження полімерів у циклі. Той факт, що мікроби, гриби та ферменти розкладають полімери й перетворюють їх на цінні будівельні блоки, відкриває новий підхід до переробки матеріалів, що також допомагає зменшити кількість полімерних відходів, які вже є в навколишньому середовищі. Біопереробка має сенс там, де традиційні методи досягають меж, а пластик втрачається невикористаним.