Объёмы производства синтетических пластиков, широко используемых во всех сферах человеческой деятельности, постоянно растут. Они вызывают крупномасштабное загрязнение окружающей среды. Изменить ситуацию смогут биоразлагаемые пластики из возобновляемых и доступных ресурсов. К таким, в частности, относятся отходы сахарной промышленности.

Исследователи из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН»  и СФУ разработала метод синтеза полигидроксиалканоатов (ПГА) из патоки сахарной свёклы при помощи природного штамма бактерий Cupriavidus necator (ПГА — это полимеры гидроксиалкановых кислот, синтезируемые многими видами бактерий). Предварительно учёным пришлось дополнительно корректировать химический состав патоки.

Основным сахаром в патоке является дисахарид сахароза, недоступный клеткам бактерий. Поэтому патоку необходимо дополнительно обрабатывать: сначала проводили гидролиз для превращения сахарозы в моносахариды, доступные для бактерий. В результате обработки в составе патоки появляются фруктоза и глюкоза. Однако помимо «нужных» компонентов могут образовываться примеси, которые в больших концентрациях негативно влияют на рост клеток и биосинтез, например, азот и минеральные вещества. Чтобы избежать негативного эффекта, исследователи разбавили полученный субстрат водой и обработали пероксидом водорода. Обработка позволила снизить содержание азота, кальция, железа, кремния и титана без изменения сахаристости. Следующий этап включал в себя подпитку бактериальной культуры глюкозой и соединением, содержащим фосфор. Это позволило улучшить питательную среду для бактерий, увеличить их рост и, соответственно, довести выход полимера до 77–80% от биомассы бактерий.

Исследование направлено на более эффективное использование отходов сахарного производства. Такие ПГА из патоки сахарной свёклы обладают биоразлагаемостью и высокой биосовместимостью, что выводит их в разряд перспективных материалов XXI века. Их можно использовать в различных областях – от коммунального и сельского хозяйства до фармакологии и биомедицины.