Исследователи из Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета сделали важное открытие: они выделили новый штамм бактерий, который способен перерабатывать жировые отходы, возникающие в процессе рыбной промышленности, в биопластик и белок. Эта разработка может одновременно решить проблемы утилизации отходов и снизить стоимость производства экологически чистых материалов. Об этом сообщила пресс-служба КНЦ СО РАН в интервью с «Газетой.Ru».
В современном мире биотехнологии становятся одним из ключевых инструментов в борьбе с двумя серьезными глобальными вызовами — нехваткой белка и увеличением объема пластиковых отходов. Некоторые микроорганизмы имеют способность синтезировать как белок, так и биоразлагаемые полимеры. Однако их применение в промышленности часто ограничивается высокой стоимостью сырья, где до половины затрат приходится на углеродные субстраты, такие как сахара и масла.
В ходе своих исследований ученые выделили новый штамм бактерии Cupriavidus necator B-15081, который эффективно расщепляет жиры. Впервые в ходе экспериментов было продемонстрировано, что этот микроорганизм может расти на жирах, полученных из отходов рыб, таких как скумбрия и килька, и при этом производить ценные продукты.
Экспериментальные работы показали, что данный штамм бактерий можно «переключать» между различными режимами работы. В определенных условиях они активно синтезируют белок, а при недостатке азота начинают накапливать полигидроксиалканоаты — биоразлагаемые полимеры, которые могут быть использованы для создания пластика. Полученный материал оказался как прочным, так и гибким, благодаря высокой молекулярной массе и низкой кристалличности.
Кроме того, штамм производит значительное количество белка с полным набором аминокислот, включая незаменимые. Этот биопротеин потенциально может быть использован в качестве корма для сельскохозяйственных животных и в аквакультуре, заменяя соевые шроты и мясокостную муку.
По своим показателям новый штамм значительно превзошел ранее известные аналоги: бактерии перерабатывали более 80% жировых отходов, предложенных для эксперимента. Внутри клеток накапливалось до 83% биопластика, что является очень высоким показателем выхода продукта.
Авторы исследования подчеркивают, что отходы рыбопереработки в настоящее время часто просто отправляются на захоронение, хотя они могут стать дешевым и возобновляемым ресурсом для биотехнологий. По оценкам ученых, экономическая эффективность переработки таких жиров оказалась в 1,5–2 раза выше по сравнению с использованием обычных сахаров.