I ricercatori in Cina hanno progettato un microbo che si mostra promettente come base di un modo efficiente per abbattere il polietilene tereftalato (PET), una comune fibra di plastica utilizzata per fabbricare abbigliamento e prodotti di consumo usa e getta. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati in Biotecnologia microbica il 28 aprile 2020.

Il team di ricerca del Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) dell'Accademia cinese delle scienze, guidato dal Professore Associato Liu Yajun, dottorato di ricerca, mirato a creare un ceppo dei batteri chiamato Clostridium termocellum (o C. termocellum ) che degraderebbe il PET in modo più efficiente rispetto agli attuali biometodi industriali. Avevano gli occhi puntati su C. termocellum a causa del suo potenziale per prosperare in caldo, ambienti privi di ossigeno.

I microbi ingegnerizzati possono anche abbattere le fibre a base vegetale, ha scoperto il team di ricerca QIBEBT.

"Perché C. termocellum può degradare naturalmente la cellulosa in modo efficiente, il C. termocellum si prevede che la strategia basata su dimostrerà un grande potenziale di applicazione nel bioriciclo di rifiuti tessili misti contenenti sia frazioni di cellulosa che di poliestere, " ha detto Liù.

L'economia globale è attualmente fortemente dipendente dal PET per una gamma di prodotti. Circa il 70% delle fibre utilizzate nella produzione di abbigliamento contiene PET, e la maggior parte degli imballaggi di consumo e delle bottiglie per bevande sono prodotti in PET. Il PET non riciclato è prodotto da combustibili fossili, che sono in parte responsabili del cambiamento climatico causato dall'uomo.

Microbi favorevoli al calore per abbattere il PET più velocemente rispetto alle loro controparti a temperatura moderata, ha detto il prof. Liu. Primo, il suo team ha ottenuto microbi che prospererebbero sopra i 60 gradi Celsius (140 gradi Fahrenheit), una temperatura ideale per degradare il PET nei suoi composti componenti. Hanno deciso di usare C. termocellum , che in natura si trovano all'interno di cumuli di compost di foglie e rami.

Il team di ricerca ha immerso un sottile campione di PET in una soluzione ricca di C. termocellum . Le fiale di prova sono state mantenute a 60 gradi Celsius per 14 giorni, a quel punto circa i due terzi del PET si erano scomposti in quelle che gli ingegneri petrolchimici chiamano "materie prime", i composti a base di idrocarburi usati per creare una miriade di plastica e altri prodotti.

Gli impianti di riciclaggio che biodegradano il PET in genere utilizzano microbi che richiedono ossigeno e temperature più basse, rendendo la meccanica del processo più energivora e costosa.

Anche i processi di biocatalisi a cellule intere esistenti per degradare il PET sono più lenti del processo esaminato nello studio, in cui circa i due terzi del campione di PET testato è stato scomposto in due settimane. I processi attuali richiedono circa sei settimane per degradare completamente il PET. Richiedono input ad alta intensità energetica come enormi motori elettrici per agitare i recipienti di riciclaggio e iniettare bolle d'aria per mantenere la temperatura e i livelli di ossigeno.

L'umanità ha prodotto oltre 8, 300 milioni di tonnellate di plastica dal 1950. I programmi di riciclaggio hanno già deviato centinaia di milioni di tonnellate di rifiuti di consumo lontano dalle discariche, secondo l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti. Ma a partire dal 2017, l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti ha riferito che solo il 30% circa dei rifiuti di plastica è stato riciclato, con grandi quantità ancora in discarica e scaricate in mare.

"Se ulteriormente perfezionato e adottato a livello globale, questo nuovo processo ha il potenziale per far risparmiare tempo e denaro all'energia di riciclaggio del PET, oltre a deviare una percentuale maggiore di PET lontano dalle discariche e dagli oceani, " ha detto Liù.