La dernière recherche convertit le bois de déchet en produits chimiques précieux pour les parfums & Pharmaceutiques
Une nouvelle enzyme peut transformer les déchets de lignine en produits chimiques précieux grâce à une méthode de traitement vert à base de peroxyde d'hydrogène, offrant une alternative plus propre et plus durable aux méthodes à base de pétrole.
Lignine et son potentiel
La lignine est un polymère rigide qui fournit un support structurel dans les bois durs et les boisés, et est l'un des polymères les plus abondants de la Terre. Dans la production agricole et forestière, la lignine, en tant que sous-produit, produit plus de 100 millions de tonnes par an, mais environ 98% de celle-ci est rejetée.
Cependant, ces lignines peuvent être converties en matières premières renouvelables et durables prometteuses pour les produits chimiques actuellement obtenus à partir de combustibles fossiles. Récemment, une enzyme nouvellement découverte peut permettre une extraction efficace de molécules précieuses de ces déchets via une chimie verte écologique. Ces molécules peuvent être utilisées comme composants du parfum, des arômes, des carburants, des produits pharmaceutiques et d'autres produits, transformant une grande quantité de flux de déchets inutilisés en ressources précieuses.
Les défauts des processus traditionnels
"Les stratégies d'utilisation de la lignine impliquent une combinaison de processus chimiques et biologiques", " a déclaré Stephen Bell, professeur agrégé de sciences physiques, chimiques et de la Terre à l'Université d'Adélaïde. "En utilisant une température élevée, une haute pression, des acides forts et des solvants toxiques pour décomposer les polymères dans le flux de déchets. Ensuite, des composés précieux dans les déchets sont extraits et subissent un traitement chimique supplémentaire à des températures supérieures à 400 ℃ pour «mettre à niveau» lignine. Ces processus sont coûteux et nocifs pour l'environnement. "
Docteur Fiona Whelan, expert en microscopie cryo-électronique au Adelaide Microscopy Center, a ajouté: "La synthèse chimique traditionnelle de ces produits chimiques repose sur des composés de départ à base de pétrole et des catalyseurs de métaux lourds, ce qui les rend non renouvelables et intrinsèquement toxiques." Ses résultats ont été publiés dans Communications de la nature
Percée biologique
La lignine de bois dur contient deux composants chimiques clés qui nécessitent un traitement pour produire des composés utiles.
Les chercheurs ont déjà découvert une enzyme qui peut être utilisée pour décomposer l'un des composés, qui est également présent dans le bois souple mais n'a pas encore découvert de processus de décomposition biologique qui peut utiliser le deuxième composé en bois dur plus complexe (qui représente environ 50% des déchets).
Docteur Whelan a déclaré: "La biodégradation de la lignine se produit dans les communautés microbiennes complexes. Les enzymes fongiques peuvent décomposer des polymères rigides, tandis que les bactéries absorbent des composés plus petits inactifs et les traiter pour obtenir l'énergie métabolique. Dans le monde microbien, nous avons trouvé une bactérie du sol, Amycolatopsis thermolava , qui contient des enzymes qui peuvent traiter les molécules de lignine de manière rentable, en utilisant du peroxyde d'hydrogène pour stimuler les réactions, réduisant considérablement le préjudice environnemental du processus à valeur ajoutée. "
L'équipe a utilisé cette nouvelle enzyme comme modèle pour transformer l'activité entraînée par le peroxyde d'hydrogène en d'autres enzymes pour générer de futures méthodes chimiques vertes pour la production de produits chimiques de grande valeur utilisés dans les industries du parfum, de la saveur et de la pharmaceutique.
"Cette nouvelle approche catalytique soutiendra le développement d'autres« usines enzymatiques »vertes ou biorfineries, convertissant la lignine et d'autres flux de déchets biologiques en de précieuses bibliothèques chimiques fines». dit le Dr Whelan.
