Полимеры можно производить из рыбных отходов. Ученые считают, что они могут стать решением проблемы загрязнения окружающей среды пластиком.
Полигидроксиалканоаты (ПГА) — это биоразлагаемые термопластичные полимеры. Они обладают теми же свойствами, что и обычный пластик, но при этом способны быстро разлагаться в природных условиях.
Эти полимеры могут постепенно заменить синтетические пластики нефтяного происхождения. Сырьем для синтеза ПГА могут служить различные субстраты, в том числе побочные продукты различных отраслей промышленности. И учёные из Красноярского научного центра СО РАН предположили, что этим сырьем в том числе могут стать и отходы рыбной промышленности.
Они предлагают использовать некондиционный рыбий жир в качестве углеродного субстрата для синтеза этих полимеров. Такой подход позволит снизить стоимость полимера, сделать процесс его получения более экологичным за счет использования возобновляемого сырья и решить проблему утилизации большого количества непереработанных рыбных отходов.
«Мы выбрали жиросодержащие рыбные отходы в качестве сырья для синтеза ПГА полимеров, поскольку для рыбоперерабатывающей промышленности очень актуальна проблема их утилизации. Во всем мире отходы рыбоперерабатывающей промышленности превышают 20 миллионов тонн в год, и они должны быть переработаны или утилизированы безопасным способом, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды», — рассказал Евгений Киселев, старший научный сотрудник Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат технических наук.
По его словам, жиросодержащие рыбные отходы могут стать эффективными и возобновляемыми субстратами для производства полимеров. Ученые исследовали три типа жировых побочных продуктов производства:
- отходы свежей балтийской кильки,
- свежей атлантической скумбрии консервного производства,
- остатки шпротного производства кильки после копчения.
Специалисты использовали рыбные отходы в качестве источников углерода и питательной среды для бактерий Cupriavidus necator. Этот штамм способен синтезировать полимеры из различных углеродных субстратов. Все три типа отходов подошли для выращивания этой бактериальной культуры.
Причем лучше всего бактерии росли на масле, выделенном из копченой кильки, а наименьший выход был получен при использовании свежей кильки. Ученые связали эту разницу с особенностями жирнокислотного состава сырья. За двое суток бактерии переработали в полимер почти 60% субстрата, а за трое суток — 70%.
«Мировой улов, используемый для производства консервированных шпрот, составляет примерно 500 тысяч тонн в год. Консервы из шпрот — массовый продукт, выпускаемый во многих странах. На рыбоперерабатывающих предприятиях одной только Калининградской области ежедневно образуется около 10 тонн отходов в виде копчёных голов кильки. Это делает актуальным поиск решений по использованию этих жиросодержащих отходов, в том числе в качестве потенциального сырья для производства целевых биотехнологических продуктов», — говорит Евгений Киселев.
Из отходов свежей кильки и скумбрии ученые синтезировали гомополимер, а из сырья копченых килек — более технологичный трёхкомпонентный сополимер.
За счет своих разработок ученые смогли выиграть интеграционный грант Российского научного фонда (проект № 23-64-10007). Теперь совместно с коллегами из Калининградского государственного технического университета они продумывают варианты переработки рыбных отходов в ценные продукты биотехнологии.
Фото: ksc.krasn.ru
