Путем ферментации. Ученые научили бактерии превращать отходы в ингредиенты для косметики

Об этом пишет издание Interesting Engineering.

Речь идет о среднецепочечных карбоновых кислотах (MCCA) — группе соединений, используемых в косметике, средствах для уборки, кормах, антимикробных продуктах и пищевых добавках. Сегодня их часто производят из пальмоядрового масла, выращивание которого связывают с вырубкой лесов и потерей биоразнообразия.

Ученые исследовали бактерии, которые работают без кислорода и способны превращать органические вещества в полезные кислоты путем ферментации — подобно тому, как дрожжи образуют спирт. Такие микроорганизмы могут использовать отходы вместо очищенных сахаров, что потенциально снижает затраты и зависимость от сельскохозяйственного сырья.

По словам руководителя исследования Криса Лоусона, эти кислоты имеют от шести до двенадцати атомов углерода и применяются во многих сферах, а мировой рынок оценивается примерно в 3 миллиарда долларов.

Исследователи работали с бактериями, удлиняющими углеродные цепи. Они могут перерабатывать, в частности, пищевые отходы городов и побочные продукты молочной промышленности. Но есть проблема: бактерии не всегда образуют наиболее ценные вещества.

Самый желанный продукт — октановая кислота с восемью атомами углерода, которая имеет высокую ценность и редко встречается в пальмовом масле. Зато бактерии часто производят более дешевое четырехуглеродное соединение — бутират.

Новое исследование показало, что на этот процесс влияет соотношение лактата и ацетата — веществ, которыми питаются бактерии. Оно определяет, будет ли образовываться более длинная октановая кислота или более короткий бутират.

Также ученые выяснили роль фермента CoA-трансферазы. У бактерий, способных создавать более длинные молекулы, этот фермент работает иначе — он может действовать на предшественники с шестью или восемью атомами углерода.

Эти результаты могут помочь разработать биореакторы, которые будут стабильно направлять бактерии на производство более ценных веществ.

Команда уже работает над дальнейшим развитием технологии: создает генетические инструменты для получения еще более длинных молекул и проектирует системы для промышленного производства. Часть исследователей основала стартап SymBL Innovations, чтобы вывести эту разработку на рынок.