La bactérie du sol recycle les déchets plastiques hétéroclites

Crédit : Marc Newberry/Unsplash

Les opérations de recyclage et de valorisation sont submergées par le volume de déchets plastiques dans les décharges, ce qui a conduit à une crise mondiale de la pollution. Les déchets plastiques divers pourraient être utilisés à bon escient comme source de produits chimiques utiles. Les chercheurs ont exploré les processus chimiques et biologiques pour développer des systèmes de recyclage afin de convertir les déchets plastiques mélangés en produits chimiques à valeur commerciale. Cependant, un obstacle à ces efforts de recyclage est la diversité chimique et la complexité des déchets plastiques.

Une nouvelle étude publiée dans la revue Science le 13 octobre rapporte un processus en deux étapes qui combine des mécanismes chimiques et biologiques pour convertir les déchets plastiques mélangés en produits chimiques avantageux. Des ingénieurs chimistes du National Renewable Energy Laboratory et du BOTTLE Consortium à Golden, Colorado, du Oak Ridge National Laboratory dans le Tennessee, du Massachusetts Institute of Technology et de l'Université du Wisconsin à Madison, ont développé le procédé hybride et illustré sa capacité à générer des produits chimiques utilisables.

"Sullivan et al. Soulignent comment les processus chimiques et biologiques hybrides peuvent permettre un recyclage du plastique autrement irréalisable", a écrit Ning Yan, PhD, professeur agrégé au département de génie chimique et biomoléculaire de l'Université nationale de Singapour, dans une perspective connexe. article dans le même numéro de la revue. (Yin n'a pas participé à l'étude).

Ces petites molécules générées par l'étape d'auto-oxydation initiale fournissent des substrats appropriés pour la conversion biologique. Les chercheurs ont ensuite modifié génétiquement une bactérie du sol, Pseudomonas putida, pour générer des produits chimiques utiles à partir de ces composés oxygénés dans une étape de bioconversion en tandem. Pour illustrer l'application, les scientifiques ont converti des mélanges de polyéthylène haute densité (HDPE), de polystyrène (PS) et de polyéthylène téréphtalate (PET) - les composants les plus abondants des déchets plastiques - en b-cétoadipate ou polyhydroxyalcanoates.

"Nous avons conçu deux souches de Pseudomonas putida : premièrement, pour convertir l'acétate, les dicarboxylates C4 à C17, le benzoate et le téréphtalate en polyhydroxyalcanoates, un polyester naturel avec des applications industrielles croissantes, et deuxièmement pour utiliser l'acétate et les dicarboxylates pour la croissance tout en convertissant le benzoate et le téréphtalate en β-cétoadipate, un monomère pour les polymères performants », ont noté les auteurs.

Les pratiques actuelles de recyclage du plastique nécessitent un tri difficile et coûteux des types de plastique et donnent des produits finaux de qualité et de valeur inférieures. Cette nouvelle approche en deux étapes est efficace pour convertir les mélanges de déchets plastiques post-consommation en produits chimiques spécialisés de valeur.

Les polyhydroxyalcanoates sont une famille de bioplastiques adaptés à divers matériaux médicaux et à d'autres applications. D'autre part, la voie du β-cétoadipate, que l'on trouve largement dans les bactéries et les champignons du sol, dégrade une variété de composés, y compris les benzoates et les lignines, en β-cétoadipate, qui à son tour peut être converti en intermédiaires de l'acide tricarboxylique (TCA) cycle, principal mécanisme biologique générateur d'énergie.

Alors que les auteurs ont démontré l'approche en produisant du β-cétoadipate ou des polyhydroxyalcanoates, ils ont noté que le génie génétique des composants des voies métaboliques microbiennes pourrait permettre une conversion personnalisée du plastique mixte en une variété de produits chimiques de plate-forme ou de spécialité.

Connectez-vous pour laisser un commentaire