Tìm ra vi khuẩn để sản xuất nhựa tổng hợp PHB

Vấn đề tìm ra các nguồn nhựa sạch để thay thế cho các nguồn truyền thống là hết sức cấp bách. Bởi nhựa truyền thống rất khó phân huỷ, ảnh hưởng trầm trọng đến hệ sinh thái của con người và động vật. Hoặc thậm chí rác thải từ nhựa này được xử lý thì chi phí bỏ ra rất lớn. Do đó, việc nghiên cứu ra loại nhựa tổng hợp có khả năng phân huỷ trong thời gian ngắn là rất quan trọng.

Nhựa tổng hợp PHB được tổng hợp từ vi khuẩn của cây họ đậu chủng Rhizobium gallicum ,góp phần dữ liệu vào các nghiên cứu về hệ vi sinh vật có khả năng tạo nhựa sinh học tại Việt Nam. Hiệu suất hiện tại chỉ đạt 39.84%, và quá trình nghiên cứu vẫn đang tiếp tục để tăng hiệu suất sản xuất nhựa.

Nhựa sinh học được nghiên cứu từ những năm 1950 nhưng chỉ thật sự được chú trọng trong những năm gần đây. Có nhiều loại nhựa sinh học như: nhựa acid polylactic (PLA), nhựa Poly-β-hydroxybutyrate (PHB), Polyamide 11 (PA 11), nhựa Polyethylene xuất xứ sinh học.

Nhựa PHB( Poly-β–hydroxybutyrate )được sản xuất từ vi sinh vật được quan tâm nghiên cứu vì nó có khả năng chịu nhiệt (nhiệt độ nóng chảy lên tới hơn 170oC), độ bền với nước và độ ẩm cao, thấm oxy tốt, không gây độc hại. Tính chất tương tự với nhựa làm từ hoá dầu, có thể làm màng bọc thực phẩm, chìm trong nước dễ phân hủy kị khí, có thể phân huỷ sinh học thành CO2 và H2O không sinh ra cặn bã. Nhựa PHB tồn tại trong tế bào chất dưới dạng hạt tinh thể và có thể được chiết rút nhờ dung môi. PHB đã được xác định ở hơn 20 chi vi khuẩn khác nhau

Nhựa PHB phân huỷ sau 45 ngày

Chủng có khả năng sản xuất nhựa cao nhất được xác định có tên Rhizobium gallicum, trong 48 giờ loại khuẩn này cho năng suất nhựa là 39.84% ở điều kiện chưa tối ưu hóa. Một số nghiên cứu khác như vi khuẩn Methylobacterium radiotolerans 50,55% ( Kiều Phương Nam và cộng sự.,2010), Methylobacterium sp. 20-25% (Lê Lý Thùy Trâm), vi khuẩn Alcaligenes Latus VN1 đột biến đạt 55,6% trong khi đó chủng dại là 39,3% (Phạm Thanh Hà và cộng sự., 2008). Đối với nghiên cứu về Rhizobium spp. 2426 đạt 40% và sau khi tối ưu hóa môi trường nuôi cấy có thể đạt 70% (R.Sita Lakshmi, et al).


Vi khuẩn Rhizobium gallicum tạo nhựa sinh học

Vi khuẩn dại Rhizobium gallicum được phân lập từ cây cỏ đậu có hàm lượng PHB tích trữ đạt 39.84%. Do đó cần nghiên cứu sâu hơn về tối ưu hoá môi trường và điều kiện nuôi cấy cũng như về gen tổng hợp nhựa để có nhưng giải pháp đột biến gen hoặc tăng hoạt động của gen nhằm tăng hiệu xuất tạo nhựa. Việc tìm ra chủng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens cũng mở ra một hướng nghiên cứu mới về chuyển gen tổng hợp nhựa PHB vào thực vật. Thêm vào đó phương pháp thu hoạch nhựa PHB cũng cần được cải tiến và khảo sát nhằm giảm hao hụt sản phẩm và thu hồi lại dung môi bay hơi để giảm hao phí.

Nền công nghiệp xanh sẽ cần tới nhiều loại năng lượng, nguyên liệu sạch. Loại nhựa PHB là một ứng cử viên tiềm năng với quy mô công nghiệp, với chi phí và giá thành sản xuất nhựa tối giản mà thân thiện đối với môi trường và con người.

Nguồn tham khảo:
Bùi Thị Thanh Mai, Trần Đình Mấn, Nguyễn Quốc Việt, Phạm Thanh Hà.(2010),“Phân loại chủng vi khuẩn v23-x1.1 có khả năng sinh tổng hợp poly-β-hydroxybutyrate” , Tạp chí Công nghệ Sinh học Vol 8, No 1.
David L.Walshaw, Adam Wilkinson, Mathius Mundy, Mary Smith and Philip S. Poole. Regulation of the TCA cycle and the general amino acid permease by overflow metabolism in Rhizobium leguminosarum. Microbiology (1 997), 143, 2209-2221.,

Facebook Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *