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Wissenschaftler entwickeln mutierte Enzyme, die Plastikflaschen in Stunden recyceln

Das ursprünglich in Kompost enthaltene Bakterienenzym kann zur Herstellung hochwertiger neuer Flaschen verwendet werden

Ein mutiertes bakterielles Enzym, das Plastikflaschen für das Recycling in Stunden zerlegt, wurde von Wissenschaftlern entwickelt. Das Enzym, das ursprünglich in einem Komposthaufen von Blättern entdeckt wurde, reduzierte die Flaschen zu chemischen Bausteinen, aus denen dann hochwertige neue Flaschen hergestellt wurden. Bestehende Recyclingtechnologien produzieren normalerweise Kunststoff, der nur für Kleidung und Teppiche geeignet ist.

Das Unternehmen, das hinter dem Durchbruch stand, Carbios, sagte, es strebe innerhalb von fünf Jahren ein Recycling im industriellen Maßstab an. Es hat sich mit großen Unternehmen wie Pepsi und L’Oréal zusammengetan, um die Entwicklung zu beschleunigen. Unabhängige Experten nannten das neue Enzym einen großen Fortschritt.

Milliarden Tonnen Plastikmüll warten auf echtes Recycling

Milliarden Tonnen Plastikmüll haben den Planeten von der Arktis bis zum tiefsten Meeresgraben verschmutzt und stellen ein besonderes Risiko für das Leben im Meer dar. Aktivisten sagen, dass die Reduzierung des Kunststoffverbrauchs der Schlüssel ist, aber das Unternehmen sagte, dass das starke, leichte Material sehr nützlich sei und dass echtes Recycling Teil der Lösung sei.

Foto: © Jag_cz / stock.adobe.com

Das neue Enzym wurde in einer am Mittwoch in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Studie vorgestellt. Die Arbeit begann mit dem Screening von 100.000 Mikroorganismen auf vielversprechende Kandidaten, einschließlich des Blattkompostkäfers, der erstmals 2012 entdeckt wurde. „Es war völlig vergessen worden, aber es stellte sich als das Beste heraus“, sagte Prof. Alain Marty von der Université de Toulouse, Frankreich, dem Chief Science Officer von Carbios.

Die Wissenschaftler analysierten das Enzym und führten Mutationen ein, um seine Fähigkeit zu verbessern, den PET-Kunststoff, aus dem Getränkeflaschen hergestellt werden, abzubauen. Sie machten es auch stabil bei 72 ° C, nahe der perfekten Temperatur für einen schnellen Abbau.

Optimiertes Enzym ermöglicht Recycling von PET in Lebensmittelqualität

Das Team verwendete das optimierte Enzym, um eine Tonne Plastikabfallflaschen abzubauen, die innerhalb von 10 Stunden zu 90% abgebaut wurden. Die Wissenschaftler verwendeten das Material dann, um neue Plastikflaschen in Lebensmittelqualität herzustellen.

Carbios hat einen Vertrag mit dem Biotechnologieunternehmen Novozymes abgeschlossen, um das neue Enzym in großem Maßstab unter Verwendung von Pilzen herzustellen. Es hieß, die Kosten des Enzyms betrugen nur 4% der Kosten für fabriksneuen Kunststoff aus Öl.

Abfallflaschen müssen ebenfalls gemahlen und erhitzt werden, bevor das Enzym hinzugefügt wird, damit ist das recycelte PET teurer als Frischkunststoff. Martin Stephan, der stellvertretende Geschäftsführer von Carbios, sagte jedoch, dass bestehende recycelte Kunststoffe von geringerer Qualität aufgrund des Versorgungsdefizits mit einem Aufpreis verkauft werden.

„Wir sind das erste Unternehmen, das diese Technologie auf den Markt bringt“, sagte Stephan. „Unser Ziel ist es, bis 2024, 2025 im großen industriellen Maßstab betriebsbereit zu sein.“

Foto: © herbold.com

Er sagte, eine Reduzierung des Plastikverbrauchs sei ein Teil der Lösung des Abfallproblems. „Aber wir alle wissen, dass Kunststoff der Gesellschaft viel Wert bringt, was Lebensmittel, medizinische Versorgung und Transport betrifft. Das Problem ist Plastikmüll.“ Laut Stephan war es wichtig, die Sammlung von Plastikmüll zu erhöhen, da etwa die Hälfte des gesamten Plastiks in die Umwelt oder auf Mülldeponien gelangt.

Sammlung von Kunststoffabfällen und echtes Recycling in Zukunft unbedingt notwendig

Ein anderes Wissenschaftlerteam gab 2018 bekannt, dass sie versehentlich ein Enzym entwickelt hatten, das Plastikgetränkeflaschen zerlegt. Einer der Mitarbeiter hinter diesem Fortschritt, Prof. John McGeehan, der Direktor des Zentrums für Enzyminnovation an der Universität von Portsmouth, sagte, Carbios sei das führende Unternehmen, das Enzyme zum Abbau von PET in großem Maßstab entwickelt, und die neue Arbeit sei ein großer Fortschritt.

„Es macht echtes biologisches Recycling von PET im industriellen Maßstab möglich. Dies ist ein sehr großer Fortschritt in Bezug auf Geschwindigkeit, Effizienz und Hitzetoleranz “, sagte McGeehan. „Es ist ein bedeutender Schritt vorwärts für ein echtes wiederkehrendes Recycling von PET und hat das Potenzial, unsere Abhängigkeit von Öl zu verringern, die Kohlenstoffemissionen und den Energieverbrauch zu senken und Anreize für die Sammlung und das Recycling von Kunststoffabfällen zu schaffen.“

Wissenschaftler machen auch Fortschritte bei der Suche nach biologischen Wegen, um andere wichtige Kunststofftypen abzubauen. Im März entdeckten deutsche Forscher einen Käfer, der sich von giftigem Polyurethan ernährt, während frühere Arbeiten gezeigt haben, dass Wachsmottenlarven – normalerweise als Fischköder gezüchtet – Polyethylenbeutel auffressen können.

Quelle: Beitrag von Damian Carrington (The Guardian). Originalbeitrag veröffentlicht am 8. April 2020 in der Fachzeitschrift „Nature“.

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