Forskere i Sør-Korea har utviklet en ny bioteknologi som bruker genmodifiserte mikrober til å omdanne avfall fra biodieselproduksjon til en viktig ingrediens som brukes i plast, tekstiler og kosmetikk.
Gjennombruddet kan bidra til å redusere avhengigheten av petroleumsbaserte kjemikalier, samtidig som det resirkulerer industriavfall som ellers ville blitt kastet.
Les: VM-trøbbel! Katastrofen ingen snakker om
Forskningen ble ledet av forskere ved KAIST i samarbeid med Hanwha Solutions. Funnene deres ble publisert i tidsskriftet Nature Chemical Engineering.
Avhengigheten av nafta
Dagens petrokjemiske industri er sterkt avhengig av nafta, et petroleumsbasert råmateriale som brukes til å produsere plast, syntetiske fibre og mange andre hverdagsprodukter. Stigende priser og ustabil tilgang har imidlertid økt interessen for renere og mer pålitelige alternativer.
Avfall blir til verdi
Den nye teknologien fokuserer på glyserol, et avfallsprodukt som skapes under biodieselproduksjon. Det produseres store mengder glyserol på verdensbasis, og mye av det har begrenset økonomisk verdi.
I stedet for å behandle det som avfall, designet forskerne mikroorganismer som kan omdanne glyserol til et verdifullt kjemikalie kalt 1,3-propandiol (1,3-PDO). Dette stoffet er mye brukt i produkter som plast, kosmetikk, belegg og tekstiler.
Genmodifisering og datasimuleringer
For å få prosessen til å fungere effektivt, genmodifiserte forskerne mikrober slik at de produserer større mengder 1,3-PDO. De brukte også datasimuleringer til å forutsi hvilke gener som burde modifiseres for å forbedre produksjonsevnen.
Fra laboratorium til storskala
En av de største bragdene i studien var å skalere prosessen ut av laboratoriet. Teamet demonstrerte stabil produksjon i et 300 liters pilotsystem for fermentering – et viktig skritt mot fremtidig industriell produksjon.
Å skalere bioteknologi fra små laboratorieforsøk til store industrielle systemer er ofte svært vanskelig, fordi mikroorganismer kan oppføre seg annerledes under storskala produksjon. At de opprettholdt solid ytelse på 300-liternivå, tyder på at teknologien til slutt kan brukes i kommersielle produksjonsanlegg.
Uten antibiotika
Forskerne fjernet også behovet for antibiotika under fermenteringsprosessen. I mange industrielle mikrobielle systemer brukes antibiotika for å opprettholde genetisk stabilitet. Bruken av antibiotika kan imidlertid skape bekymring knyttet til antibiotikaresistens og regulatoriske godkjenninger – spesielt for produkter som brukes i matvare-, kosmetikk- eller helseindustrien.
Ved å unngå antibiotika blir prosessen tryggere og potensielt lettere å kommersialisere.
Ti års samarbeid
Prosjektet er resultatet av et ti år langt samarbeid mellom KAIST og Hanwha Solutions, som startet i 2015. Samarbeidet har gjennom årene ført til flere vitenskapelige artikler og patentsøknader, og det regnes som et eksempel på vellykket samarbeid mellom universitet og industri i Sør-Korea.
En mer bærekraftig kjemisk industri
Forskerne mener arbeidet viser at mikrobbasert kjemikalieproduksjon kan bevege seg ut av laboratoriet og bli en reell industriell løsning. Teknologien kan bidra til å skape en mer bærekraftig kjemisk industri ved å redusere avhengigheten av fossilt brensel, redusere avfall og produsere materialer på en mer miljøvennlig måte.
Forskerne tror også at lignende tilnærminger til slutt kan brukes til å fremstille mange andre kjemikalier og materialer som i dag lages av petroleum.
Mens industrien leter etter grønnere produksjonsmetoder, kan genmodifiserte mikrober spille en stadig viktigere rolle i å omdanne avfall til verdifulle ressurser.
Les på Helsesjefen: 1,2 milliarder mennesker verden over har psykiske lidelser
