Последние исследования превращают отходы древесины в ценные химические вещества для ароматов & Фармацевтические препараты
Новый фермент может трансформировать отходы лигнина в ценные химические вещества с помощью метода зеленой обработки на основе перекиси водорода, обеспечивая более чистую и более устойчивую альтернативу методам на основе нефти.
Лигнин и его потенциал
Лигнин является жестким полимером, который обеспечивает структурную поддержку в лиственных породах и хвостовых лесах и является одним из самых распространенных полимеров на Земле. В сельскохозяйственном и лесном производстве, лигнин, как побочный продукт, производит более 100 миллионов тонн в год, но около 98% его отбрасывается.
Тем не менее, этот лигнин может быть преобразован в многообещающие возобновляемые и устойчивые сырья для химических веществ, которые в настоящее время получают от ископаемого топлива. Недавно недавно обнаруженный фермент может обеспечить эффективную экстракцию ценных молекул из этих отходов с помощью экологически чистой зеленой химии. Эти молекулы могут использоваться в качестве компонентов духов, ароматизаторов, топлива, фармацевтических препаратов и других продуктов, превращая большое количество неиспользованных потоков отходов в ценные ресурсы.
Дефекты традиционных процессов
«Стратегии использования лигнина включают в себя комбинацию химических и биологических процессов». сказал Стивен Белл, доцент кафедры физических, химических и земных наук в Университете Аделаиды. «Использование высокой температуры, высокого давления, сильных кислот и токсичных растворителей для разложения полимеров в потоке отходов. Затем ценные соединения в отходах извлекаются и подвергаются дальнейшей химической обработке при температуре выше 400 ℃ Чтобы «обновить» лигнин. Эти процессы дорого и вредны для окружающей среды ».
Доктор Фиона Уилан, эксперт по криоэлектронной микроскопии в Центре микроскопии Аделаида, добавила: «Традиционный химический синтез таких химических веществ опирается на стартовые соединения на основе нефти и катализаторы тяжелых металлов, что делает их невозобновляемыми и внутренне токсичными». Ее выводы были опубликованы в Природная связь
Биологический прорыв
Лигнин из лиственных пород содержит два ключевых химических компонента, которые требуют обработки для производства полезных соединений.
Исследователи ранее обнаружили фермент, который можно использовать для разложения одного из соединений, которое также присутствует в хвойной древесине, но еще не обнаружило процесс биологического разложения, который может использовать второе, более сложное соединение с твердым древесином (которое составляет приблизительно 50% отходов).
Доктор Уилан сказал: «Биодеградация лигнина происходит в сложных микробных сообществах. Грибковые ферменты могут разрушать жесткие полимеры, в то время как бактерии поглощают неактивные меньшие соединения и обрабатывают их для получения метаболической энергии. В микробном мире мы обнаружили почвенную бактерию, Amycolatopsis Thermolava , который содержит ферменты, которые могут экономически эффективно обрабатывать молекулы лигнина, используя перекись водорода для управления реакциями, значительно снижая экологический вред процесса с добавленной стоимостью ».
Команда использовала этот новый фермент в качестве модели для трансформации активности, обусловленной перекисью водорода в другие ферменты для создания будущих зеленых химических методов для производства высокопроизводительных химических веществ, используемых в ароматизации, вкуса и фармацевтической промышленности.
«Этот новый каталитический подход будет поддерживать разработку других зеленых ферментных фабрик или биографических заводов, превращая лигнин и другие биологические потоки отходов в ценные химические библиотеки». сказал доктор Уилан.
