تبدیل پارا- زایلن به ترفتالیک ‌اسید، توسط اِ.کلای مهندسی شده

✅ترفتالیک اسید یک ماده مهم و پرمصرف است که برای تولید پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET) به کار می‌رود. از پلی‌اتیلن‌ترفتالات جهت تولید بطری‌های پلاستیکی و الیاف‌های پلاستیکی استفاده می‌شود. فرایندهای رایج تولید ترفتالیک اسید راندمان بالایی دارند (۹۵ % مولی )، اما با مشکلاتی نظیر شرایط عملیاتی دشوار، استفاده از کاتالیست‌های فلزی سنگین و تولید مواد نامطلوب مواجه‌اند.

به تازگی محققان موفق شده‌اند که یک سیستم موثر بیوکاتالیستی برای تهیه ترفتالیک اسید از پارا- زایلن، ابداع کنند. این سیستم بیوکاتالیستی یک جایگزین موثر و محیط‌‌زیستی برای تولید ترفتالیک اسید است. محققان با استفاده از مهندسی متابولیسم و روش‌های زیست‌شناسی مصنوعی، یک میکروارگانیسم نوترکیب به وجود آوردند. این میکروارگانیسم نوترکیب با تخمیر میکروبی منجر به اکسیداسیون پارا- زایلن شده و آن را به ترفتالیک اسید تبدیل می‌کند.

در این پروژه، محققان با ترکیب بخش ابتدایی مسیر متابولیکی تجزیه زایلن در باکتری Pseudomonas putida، و بخش انتهایی مسیر متابولیکی پی- تولوئن سولفونیک اسید در باکتری Comamonas testosteron، یک مسیر متابولیکی جدید طراحی کردند و در محیط کشت آزمایشگاهی، ترفتالیک اسید را از پارا- زایلن به وجود آوردند. البته باید اشاره کرد که فرآورده‌های جانبی نیز حضور داشتند. با استفاده از روش‌های زیست‌شناسی مصنوعی، بیان ژن این مسیر متابولیکی بهینه‌سازی شد. در نهایت گونه‌ای از اِ.کلای حاصل شد که بدون هیچ محصول جانبی‌ای، ترفتالیک اسید تولید می‌کند.

در مرحله بعد تیم تحقیقاتی، یک سیستم دوفازی تخمیر ( آبی/ آلی ) برای تولید ترفتالیک اسید در حجمِ بالا، طراحی کردند. پارا- زایلن به صورت فاز آلی در سیستم تامین شد. بعد از چند مرحله بهینه سازی، مقدار ۱۳.۳ گرم ترفتالیک اسید از ۸.۸ گرم پارا- زایلن حاصل شد. این مقادیر نشان‌دهنده راندمان فوق‌العاده بالایِ ۹۷ % مولی است.

در این پژوهش برای اولین بار، ترفتالیک اسید از پارا- زایلن به کمک بیوتکنولوژی میکروبی، حاصل شد. این روش علاوه بر این که کاملا محیط‌زیستی است، شرایط عملیاتی متعادلی دارد و از فلزات سنگین و مواد شیمیایی سمی نیز استفاده نمی‌شود.

محصولات جانبی هم در این روش تولید نمی‌شود. به باور محققان نتایج این تحقیق نشان‌دهنده پتانسیل فرایندهای بیوتکنولوژی در تولید مواد مهم و پرمصرف است.

ترجمه: سینا سلطانی

☑️ لینک خبر
☑️ لینک مقاله
☑️ عضویت در زیست فن میکروبی صنعتی محیط زیست
☑️عضویت در کانال زیست فن

تبدیل پارا- زایلن به ترفتالیک ‌اسید، توسط اِ.کلای مهندسی شده – اخبار زیست فناوری