最新の研究では、廃棄物を香料のための貴重な化学物質に変換します&医薬品
新規酵素は、リグニン廃棄物を過酸化水素ベースの緑色プロセシング方法を介して貴重な化学物質に変換し、石油ベースの方法よりもクリーンでより持続可能な代替品を提供します。
リグニンとその可能性
リグニンは、広葉樹と針葉樹で構造的なサポートを提供する剛性ポリマーであり、地球上で最も豊富なポリマーの1つです。 農業および林業生産では、副産物としてのリグニンは年間1億トン以上を生産していますが、その約98％が廃棄されています。
ただし、これらのリグニンは、化石燃料から現在得られている化学物質の有望な再生可能および持続可能な原材料に変換できます。 最近、新たに発見された酵素は、環境に優しいグリーン化学を介して、この廃棄物から貴重な分子を効率的に抽出できるようになる可能性があります。 これらの分子は、香水、香料、燃料、医薬品、その他の製品の成分として使用でき、大量の未使用の廃棄物の流れを貴重な資源に変換できます。
従来のプロセスの欠陥
「リグニンを利用する戦略には、化学プロセスと生物学的プロセスの組み合わせが含まれます。」 アデレード大学の物理的、化学的、地球科学の准教授であるスティーブン・ベルは言いました。 「高温、高圧、強酸、毒性溶媒を使用して、廃棄物の流れでポリマーを分解します。 次に、廃棄物中の貴重な化合物が抽出され、400を超える温度でさらなる化学処理を受けます。 リグニンを「アップグレード」します。 これらのプロセスは、環境に費用がかかり、有害です。」
博士 Adelaide Microscopy CenterのCryo-Electron顕微鏡の専門家であるFiona Whelanは、「このような化学物質の従来の化学合成は、石油ベースの開始化合物と重金属触媒に依存しているため、再生不可能で本質的に毒性があります」と付け加えました。彼女の調査結果はに掲載されました 自然コミュニケーション
生物学的ブレークスルー
広葉樹リグニンには、有用な化合物を生成するために処理を必要とする2つの重要な化学成分が含まれています。
研究者は以前、針葉樹にも存在する化合物の1つを分解するために使用できる酵素を発見しましたが、2番目のより複雑な広葉樹化合物（廃棄物の約50％を占める）を利用できる生物学的分解プロセスをまだ発見していません。
博士 ウィーランは、「リグニンの生分解は複雑な微生物群集で起こります。 真菌酵素は硬質ポリマーを分解し、細菌は非アクティブな小さな化合物を吸収し、それらを処理して代謝エネルギーを得ることができます。 微生物の世界全体で、土壌細菌が見つかりました。 Amycolatopsis Thermolava 、過酸化水素を使用して反応を駆動し、付加価値プロセスの環境的危害を大幅に減らすために、リグニン分子をコスト効率的に処理できる酵素を含む。」
チームは、この新しい酵素をモデルとして使用して、過酸化水素によって駆動される活性を他の酵素に変換して、香り、風味、薬学産業で使用される高価値化学物質の生産のための将来の緑色の化学的方法を生成しました。
「この新しい触媒アプローチは、他の緑の「酵素工場」またはバイオリファイネリーの開発をサポートし、リグニンおよびその他の生物学的廃棄物ストリームを貴重な細かい化学ライブラリに変換します」 博士は言った ウィーラン。
