通過大腸桿菌利用天然可再生資源生產聚乳酸及其共聚物,而這種生物材料又具有生物可降解性,所以通過聚乳酸來生產日常塑料產品,將是一項開拓性的研究。
一支韓國科學家小組已通過使用生物工程技術,而非礦物燃料化學制品,成功研制出了用于生產日常塑料產品的聚合物。這項開拓性研究有望實現環保型的塑料生產。
在日常生活中,聚合物是以塑膠和橡膠形式存在的分子群。由李相燁教授領導的研究小組,成員來自頗有聲望的韓國科學技術院和韓國化學公司LG,其研究重點在聚乳酸。聚乳酸是一種生物基聚合物,它是利用天然可再生資源生產塑料的關鍵。
“聚合脂及其它我們日常生活中所用的聚合物多來自精煉或化學工藝制成的礦物油,”李教授說。“由于環境問題日益嚴峻,而礦物資源又非常有限,所以利用可再生生物來制造聚合物的想法一再吸引了大眾的矚目。聚乳酸具有生物可降解性,并且對人體危害較小,因此被認為是石油化工塑料產品的良好替代品。”
在此之前,聚乳酸通過兩步發酵和聚合的化學工藝制成,不僅過程復雜而且造價高昂。如今,通過使用大腸桿菌的一種可代謝的工程品種,研究小組開發出了一種單一步驟的生產工序,可通過直接發酵制成聚乳酸及其共聚物。該方法使聚乳酸及含有乳酸的共聚物的可再生生產更省錢,更具商業價值。
“通過發展代謝工程與酶素工程相結合的策略,我們開發出了有效的基于生物技術的聚乳酸及其共聚物的一步生產工藝,”李教授稱,“這意味著開發過的大腸桿菌現在可以通過一步發酵工藝有效生產出非天然聚合物。”
這種將系統級代謝工程與酶素工程相結合的方法,如今可通過可再生資源的直接微生物發酵而直接生產聚合物產品和聚合脂產品。
“全球變暖及其它環境問題敦促著我們在可再生資源的基礎上開發可持續的生產工藝,”李教授總結說,“這種新策略對開發其它能通過可再生資源的直接發酵制造各種非天然聚合物的工程生物體,應該都是很有幫助的。”
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