Czarny grzyb zmienia plastik w jedzenie. Zaskakujący pomysł Niemców
Z pozoru zwykły, czarny grzyb drożdżopodobny może okazać się kluczem do walki z jednym z największych wyzwań środowiskowych współczesności. Niemiecki startup Biophelion opracował metodę wykorzystania Aureobasidium pullulans do rozkładania plastiku i zamiany go w wartościowe związki chemiczne - w tym takie, które można jeść.
Na pomysł wpadli badacze z Uniwersytetu w Bielefeld, którzy założyli spółkę Biophelion. Ich projekt został wyróżniony w ramach niemieckiego programu Circular Biomanufacturing Challenge, finansowanego przez Federalną Agencję ds. Przełomowych Innowacji SPRIND.
W laboratorium i bioreaktorach grzyb Aureobasidium pullulans "pożera" plastikowe odpady, a jego metabolizm przekształca je w trzy kluczowe produkty. Pierwszy to pullulan - jadalny polimer wykorzystywany już w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, np. w listkach odświeżających oddech czy wegetariańskich kapsułkach.
Drugi to poliester, który można wykorzystać do produkcji biodegradowalnych opakowań. Trzeci to surfaktant, czyli cząsteczka powierzchniowo czynna, z potencjałem do zastosowań w druku 3D i produkcji detergentów.
"Biophelion rozwija zastosowania, które wcześniej były nie do pomyślenia - szczególnie w przypadku pullulanu i naszego surfaktantu" - mówi Till Tiso, współzałożyciel firmy i mikrobiolog z Uniwersytetu w Bielefeld.
Plastik jako paliwo dla życia
Grzyb nie tylko rozkłada plastik, ale też w pewnym sensie "oddycha" nim. Podczas całego procesu zużywa część dwutlenku węgla zawartego w odpadach, ograniczając emisje tego gazu cieplarnianego do atmosfery. Dzięki temu technologia ma być bardziej przyjazna dla klimatu niż tradycyjne sposoby utylizacji plastiku, takie jak spalanie czy składowanie na wysypiskach.
"Często istnieje przepaść między badaniami a praktyką przemysłową. Tym razem jest inaczej - możemy sami zrobić ten krok" - podkreśla Tiso.
Największy potencjał badacze widzą w surfaktancie wytwarzanym przez grzyby. Dziś tego typu związki produkuje się głównie z ropy naftowej. Trafiają potem do proszków do prania, płynów do mycia naczyń czy kosmetyków. Problem w tym, że po zużyciu często przedostają się do wód i gleby, gdzie są trudne do usunięcia. Biologiczna alternatywa mogłaby znacząco ograniczyć to obciążenie środowiska.
Pullulans z kolei ma już ugruntowaną pozycję na rynku. Jest bezsmakowy, jadalny i neutralny dla organizmu, co czyni go atrakcyjnym dodatkiem do żywności czy nośnikiem dla leków. Naukowcy liczą, że dzięki metodzie Biophelionu będzie go można produkować taniej i w bardziej zrównoważony sposób.
Nie tylko grzyby: kto jeszcze walczy z plastikiem
Pomysł wykorzystania organizmów do walki z plastikiem nie jest nowy. Kilka lat temu głośno było o bakterii Ideonella sakaiensis, która produkuje enzym PETazę zdolną do rozkładania butelek PET. Później pojawiły się doniesienia o larwach mącznika młynarka i gąsienicach motyla woszczynka, które potrafią "nadgryzać" folię polietylenową.
Te odkrycia pokazały, że natura kryje w sobie wiele enzymów i mechanizmów mogących pomóc w walce z plastikiem. Problem polega na tym, że większość z nich działa bardzo wolno albo wymaga warunków laboratoryjnych, które trudno przenieść na skalę przemysłową.
Na tym tle grzyby mają przewagę - są odporne, potrafią rosnąć na różnych podłożach i wytwarzać wiele związków o potencjale użytkowym. Startup Biophelion liczy, że dzięki nim uda się przełamać barierę między eksperymentem a produkcją na dużą skalę.
Od badań do realnych wdrożeń
Choć pomysł brzmi obiecująco, droga do komercjalizacji nie będzie prosta. Biophelion musi udowodnić, że proces można powtórzyć w skali przemysłowej i że koszty produkcji będą konkurencyjne wobec tradycyjnych metod. Kolejne wyzwanie to certyfikaty bezpieczeństwa, zwłaszcza w przypadku zastosowań spożywczych i farmaceutycznych.
Mimo to projekt wpisuje się w szerszy trend poszukiwania biotechnologicznych rozwiązań dla kryzysu odpadów. Wiele startupów i zespołów badawczych na całym świecie pracuje nad enzymami rozkładającymi tworzywa, bioplastikami czy metodami chemicznego recyklingu. Biophelion stawia jednak na unikalne podejście - grzyby jako uniwersalne "fabryki molekuł".
Technologia niemieckiego zespołu może mieć znaczenie nie tylko dla recyklingu, ale też dla całej gospodarki o obiegu zamkniętym. Jeśli uda się wdrożyć proces przemysłowo, z odpadów plastikowych powstaną materiały biodegradowalne, dodatki spożywcze czy składniki detergentów. To oznacza, że odpady mogą przestać być problemem, a stać się surowcem.
W tym sensie Biophelion wpisuje się w szerszą rewolucję myślenia o plastiku. Zamiast koncentrować się wyłącznie na zakazach i ograniczeniach, naukowcy proponują przekształcenie odpadów w coś użytecznego.
Technologia rozwijana w Niemczech wpisuje się też w szerszą debatę o tym, jak wyglądać będzie produkcja materiałów w przyszłości. Firmy biotechnologiczne coraz częściej szukają sposobów na to, by łączyć rozwiązania proekologiczne z nowymi rynkami zbytu. Biophelion podkreśla, że nie chce jedynie utylizować plastiku, ale też tworzyć materiały, które znajdą zastosowanie w codziennym życiu - od opakowań po farmację i przemysł drukarski.
Jeśli projekt się powiedzie, może stać się impulsem do powstania całej nowej gałęzi przemysłu: produkcji surowców w bioreaktorach opartych na grzybach. To wizja, w której przyszłe fabryki zamiast emitować zanieczyszczenia, przetwarzają odpady w przyjazny dla środowiska sposób. Być może za kilka lat grzyby takie jak Aureobasidium pullulans będą nie tylko ciekawostką mikrobiologiczną, ale częścią globalnej gospodarki.
Od grzyba do globalnej zmiany?
Na świecie co roku produkuje się ponad 400 mln ton plastiku, z czego mniej niż 10 proc. trafia do recyklingu. Reszta zalega na wysypiskach, w oceanach i glebie. Grzyb Aureobasidium pullulans sam w sobie nie rozwiąże tego kryzysu, ale może stać się jednym z elementów większej układanki.
Startup Biophelion udowadnia, że czasem rozwiązania nie trzeba szukać w skomplikowanych procesach chemicznych - wystarczy sięgnąć po naturę. I pozwolić jej robić swoje.
