العلماء يحولون النفايات البلاستيكية إلى نكهة الفانيليا!

في المستقبل، قد تكون المثلجات بنكهة الفانيليا مصنوعة من زجاجات بلاستيكية، حيث توصل العلماء إلى طريقة لتحويل النفايات البلاستيكية إلى نكهة الفانيليا باستخدام بكتيريا معدلة وراثيا.
ووفقا للدراسة الجديدة، فإن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تخمير مادة كيميائية قيّمة من نفايات البلاستيك.
ويمكن استخلاص الفانيلين، وهو المركب الذي يحمل معظم رائحة وطعم الفانيليا، بشكل طبيعي من حبوب الفانيليا أو صناعته. ونحو 85% من الفانيلين مصنوع حاليا من مواد كيميائية مأخوذة من الوقود الأحفوري، وفقا لتقرير نشرته صحيفة "الغارديان" البريطانية.
ويمكن العثور على الفانيلين في مجموعة متنوعة من المنتجات الغذائية ومستحضرات التجميل والأدوية والتنظيف ومبيدات الأعشاب، والطلب عليها "ينمو بسرعة"، كما كتب المشاركون في الدراسة.
ففي عام 2018، بلغ الطلب العالمي على الفانيلين نحو 40800 طن، ومن المتوقع أن ينمو إلى 65 ألف طن بحلول عام 2025 ، وفقا للدراسة التي نُشرت في 10 يونيو في مجلة الكيمياء الخضراء Green Chemistry.
والطلب على الفانيلين "يفوق بكثير" المعروض من حبوب الفانيليا، لذلك لجأ العلماء إلى إنتاج الفانيلين صناعيا. وفي الدراسة الجديدة، استخدم الباحثون طريقة جديدة لتحويل النفايات البلاستيكية إلى فانيلين، كطريقة للتزود بالفانيلين وتقليل التلوث البلاستيكي.
وأظهرت الدراسات السابقة كيفية تكسير الزجاجات البلاستيكية المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثاليت إلى وحدتها الفرعية الأساسية، المعروفة باسم حمض التريفثاليك. وفي الدراسة الجديدة، قام باحثان في جامعة إدنبرة في اسكتلندا بإجراء هندسة وراثية لبكتيريا الإشريكية القولونية لتحويل حمض التيريفثاليك إلى فانيلين.
ويحتوي حمض التيريفثاليك والفانيلين على تركيبات كيميائية متشابهة جدا وتحتاج البكتيريا المهندسة فقط إلى إجراء تغييرات طفيفة على عدد الهيدروجين والأكسجين المرتبطين بنفس العمود الفقري للكربون.
ومزج الباحثون البكتيريا المعدلة وراثيا بحمض التيريفثاليك وأبقوها في درجة حرارة 98.6 درجة فهرنهايت (37 درجة مئوية) لمدة يوم واحد، وفقا لصحيفة "الغارديان". وتم تحويل نحو 79% من حمض التيريفثاليك إلى فانيلين.
وكتب العلماء في الورقة البحثية: "أصبحت أزمة النفايات البلاستيكية العالمية من أكثر القضايا البيئية إلحاحا التي تواجه كوكبنا". ويتم بيع نحو مليون زجاجة بلاستيكية كل دقيقة حول العالم، وتقع إعادة تدوير 14% فقط منها، وفقا لصحيفة "الغارديان". والتي يتم إعادة تدويرها لا يمكن تحويلها إلا إلى ألياف للملابس أو السجاد.
وأضاف المؤلف المشارك في الدراسة، ستيفن والاس، وهو محاضر كبير في التكنولوجيا الحيوية بجامعة إدنبرة: "يتحدى عملنا تصور البلاستيك باعتباره نفايات إشكالية، وبدلا من ذلك يوضح استخدامه كمصدر جديد للكربون يمكن من خلاله صنع منتجات عالية القيمة".
ويأمل مؤلفو الدراسة الآن في تحسين البكتيريا لتكون قادرة على تحويل المزيد من حمض التيريفثاليك إلى فانيلين.