Theo trang Guardian (Anh), việc tái sử dụng chai nhựa sáng tạo thành một vật liệu có lợi có thể giúp cho quá trình tái chế trở nên thú vị và hiệu quả hơn rất nhiều. Nghiên cứu biến chai nhựa thành hương liệu vani được cho là giải pháp hữu hiệu giải quyết cuộc khủng hoảng rác thải nhựa toàn cầu.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Green Chemistry, do các nhà khoa học tại Đại học Edinberg thực hiện. Theo đó, các nhà khoa học đã phát triển các enzym đột biến để phân hủy polyme polyethylene terephthalate được sử dụng trong chai nhựa thành axit terephthalic (TA). Sau đó, họ sử dụng vi khuẩn biến đổi gien E coli để chuyển đổi TA thành vanillin.
Vanillin, hợp chất mang hầu hết mùi và vị của vani, có thể được chiết xuất tự nhiên từ đậu vani hoặc được làm tổng hợp từ các chất hóa học. Khoảng 85% vanillin hiện tại được tạo ra từ các hóa chất lấy từ nhiên liệu hóa thạch, theo The Guardian đưa tin.
Vanillin được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, sản phẩm làm sạch và thuốc diệt cỏ, và nhu cầu đối với hương liệu vani vẫn đang tiếp tục “tăng nhanh”, theo các tác giả viết trong nghiên cứu. Vào năm 2018, nhu cầu vanillin toàn cầu đạt mức khoảng 37.000 tấn và dự kiến sẽ tăng lên 59.000 tấn vào năm 2025, theo nghiên cứu được công bố ngày 10 tháng 6 trên tạp chí Green Chemistry.
Nhu cầu vanillin “vượt xa” nguồn cung cấp tự nhiên từ đậu vani, vì vậy các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp sản xuất vanillin tổng hợp từ các chất hóa học. Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp mới để chuyển chất thải nhựa thành vanilin, như một cách để vừa cung cấp vanilin vừa giảm thiểu ô nhiễm nhựa.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra cách phân hủy các chai nhựa làm từ polyethylene terephthalate thành tiểu đơn vị cơ bản của nó, được gọi là axit terephthalic. Trong nghiên cứu mới, hai nhà nghiên cứu tại Đại học Edinburgh ở Scotland đã biến đổi gen vi khuẩn E. coli để chuyển đổi axit terephthalic thành vanillin.
Axit terephthalic và vanilin có thành phần hóa học rất giống nhau và vi khuẩn được thiết kế chỉ cần thực hiện những thay đổi nhỏ đối với số lượng hydro và oxy được liên kết với cùng một cacbon cốt lõi.
Các nhà nghiên cứu đã trộn vi khuẩn biến đổi gen của họ với axit terephthalic và giữ chúng ở 98,6 độ F (37 độ C) trong một ngày, theo The Guardian đưa tin. Khoảng 79% axit terephthalic sau đó đã chuyển thành vanilin.
“Cuộc khủng hoảng rác thải nhựa toàn cầu hiện được công nhận là một trong những vấn đề môi trường cấp bách nhất mà hành tinh của chúng ta phải đối mặt”, các tác giả viết trong nghiên cứu. Khoảng 1 triệu chai nhựa được bán ra mỗi phút trên toàn thế giới và chỉ 14% trong số chúng được tái chế, theo The Guardian. Những thứ được tái chế chỉ có thể được biến thành sợi cho quần áo hoặc thảm.
Đồng tác giả Stephen Wallace, giảng viên cao cấp về công nghệ sinh học tại Đại học Edinburgh, cho biết: “Công trình của chúng tôi thách thức nhận thức về việc nhựa chỉ là một loài chất thải khó xử lý và thay vào đó thể hiện việc sử dụng nó như một nguồn carbon mới để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao”.
Các tác giả nghiên cứu hy vọng sẽ cải thiện vi khuẩn hơn nữa để có thể chuyển đổi nhiều axit terephthalic thành vanillin hơn.
