Wanilina, czyli związek, który przenosi większość zapachu i smaku wanilii, może być pozyskiwana naturalnie z ziaren wanilii, bądź wytwarzana syntetycznie. Jak podaje magazyn „The Guardian”, obecnie około 85% waniliny na świecie wytwarza się z substancji chemicznych pozyskiwanych z paliw kopalnych.

Wanilina znajduje się w szerokiej gamie produktów spożywczych, kosmetycznych, farmaceutycznych, czyszczących i ogrodniczych, a zapotrzebowanie na nią rośnie bardzo szybko. W 2018 roku globalny popyt na wanilinę wynosił około 40 800 ton (37 000 ton metrycznych), lecz oczekuje się, że do 2025 roku, zgodnie z badaniem wzrośnie do 65 000 ton (59 000 ton metrycznych) – sugeruje badanie opublikowane na początku czerwca w czasopiśmie Green Chemistry.

Bakterie E. coli i aromat

Jako że zapotrzebowanie na wanilinę znacznie przewyższa podaż ziaren wanilii, naukowcy uciekli się do jej syntetycznej produkcji. W nowym badaniu badacze wykorzystali nowatorską metodę wytwarzania waniliny z odpadów plastikowych, oferując rozwiązanie, które nie tylko wpłynie na zwiększenie jej produkcji, ale i na zmniejszenie zanieczyszczenia naszej planety plastikiem.

Poprzednie badania pokazały, jak rozłożyć plastikowe butelki wykonane z politereftalanu etylenu na jego podstawową podjednostkę, znaną jako kwas tereftalowy. W nowym badaniu dwóch naukowców z Uniwersytetu w Edynburgu genetycznie zmodyfikowało bakterie E. coli do przekształcania kwasu tereftalowego w wanilinę. Kwas tereftalowy i wanilina mają bardzo podobny skład chemiczny, a zmodyfikowane bakterie muszą jedynie dokonać niewielkich zmian w liczbie wodoru i tlenu, które są związane z tym samym szkieletem węglowym.

Naukowcy zmieszali swoje genetycznie zmodyfikowane bakterie z kwasem tereftalowym i przez jeden dzień trzymali je w temperaturze 37 stopni Celsjusza. W następstwie tego około 79% kwasu tereftalowego przekształciło się w wanilinę.

Plastik to globalny problem, a może być przydatny

- Globalny kryzys związany z odpadami z tworzyw sztucznych jest obecnie uznawany za jeden z najbardziej palących problemów środowiskowych, przed którymi stoi nasza planeta – napisali autorzy badania. Każdej minuty na całym świecie sprzedaje się około 1 miliona plastikowych butelek, a tylko 14 proc. z nich poddaje się recyklingowi. Te recyklingowalne można jednak przetworzyć jedynie na włókna do produkcji odzieży lub dywanów.

- Nasza praca rzuca wyzwanie postrzeganiu plastiku jako problematycznego odpadu i zamiast tego pokazuje jego zastosowanie jako nowego zasobu węgla, z którego można wytwarzać wysokowartościowe produkty – powiedział Stephen Wallace, starszy wykładowca biotechnologii na Uniwersytecie w Edynburgu, w wywiadzie dla „The Guardian”.

Autorzy badania przyznają, iż mają nadzieję na dalsze udoskonalanie bakterii – tak, by były w stanie przekształcić w wanilinę jeszcze więcej kwasu tereftalowego.