生分解性プラスチック廃棄物のポリヒドロキシアルカノエートへの生物アップサイクリング

科学分野:

• バイオテクノロジー
• 高分子科学
• 環境科学

背景:

• 生分解性プラスチックは廃棄物管理上の課題を提示する。
• プラスチック廃棄物を価値あるバイオポリマーにアップサイクルすることは、循環型経済にとって重要である。
• ポリヒドロキシアルカノエート（PHA）の微生物生産は、従来のプラスチックに代わる持続可能な選択肢を提供する。

研究 の 目的:

• 生分解性プラスチックをPHAにアップサイクルするための持続可能な生物変換戦略を開発すること。
• PLA、PBS、PBATの解重合におけるアルカリ加水分解の効率を評価すること。
• 結果として得られた加水分解物を炭素基質として使用したPHAの微生物生産を評価すること。

主な方法:

• ポリ（乳酸）（PLA）、ポリ（コハク酸ブチレン）（PBS）、ポリ（アジピン酸ブチレン-コ-テレフタル酸ブチレン）（PBAT）の解重合にアルカリ加水分解を用いた。
• 加水分解物は、Paracoccus sp. LL1によるPHA生産の炭素源として使用された。
• PHAの収率と含有量を最適化するために、フラスコ培養およびバイオリアクター培養を行った。

主要な成果:

• PLAとPBSは100%加水分解を達成し、PBATは69%の効率を示した。
• PLA加水分解物は、フラスコ培養で最高のバイオマス（7.37 g/L）とPHA生産（1.88 g/L）を yielded した。
• PLA加水分解物を用いたバイオリアクター培養では、最大32.9%のPHA含有量が得られた。

結論:

• 生分解性プラスチック加水分解物は、付加価値のあるPHAに効果的に変換できる。
• この生物変換戦略は、プラスチック廃棄物価値化のための統合的アプローチを提供する。
• 本研究は、プラスチック廃棄物に対する循環型バイオエコノミーの枠組みの技術的実現可能性を示す。