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变废为宝:科学家将塑料转变为“香草味”调料,冰淇淋还香吗?

如果给你一盒“香草味”冰淇淋,并且告诉你,这是废弃的塑料垃圾转化成的调味料使其散发着浓浓的香草味,你还下得去口吗?实际上,原本的“香草味”有可能来自于石油化工原料,与造纸厂废弃液体,可没比塑料好哪儿去。

如今塑料污染肆虐,它们无处不在,即使在地球最深的马里亚纳海沟深处都出现了塑料袋与大量塑料颗粒。塑料降解是世界难题中的难题。爱丁堡大学“变废为宝”的生物研究团队在《绿色化学》刊登的文章中描述到:

“塑料垃圾是地球最为急需解决的环境问题之一,人类急切需要研发新的技术,实现塑料利用,并创造经济价值,推动其发展。

每年全球光PET(矿泉水的原材料)被丢弃的数量就高达五千万吨,因此如果能合理利用PET,将产生很大的经济价值与环境影响。

香草的价格节节攀升,需求量大

我们再来看看另一种价格节节攀升的材料:“香草”(香兰素)。2015年香草贵过了白银,2017年更是冲到了700美元/公斤,成为世界第二贵的香料,仅次于藏红花。直到疫情影响,消费下降,价格才开始松动。

《大观数据》的数据显示:

2018年全球香草素需求达到了3.7万吨,预计2025年,需求量将超过6.5万吨(规模达到50亿人民币)。

这里所说的“香草”并非散发香气的草,而是特指芸香科的一种植物香荚兰豆中提取的有机化合物――香兰素。香兰素非“奶”,但却蕴含浓烈的奶香,是一种增香剂与定香剂,在食品行业中有“香料之王”的美称。在化妆品、日用品、医药、甜品、烟草等行业中被广泛使用。

(香荚兰豆)

天然的香荚兰豆对气候、地理条件要求非常高,而且需要人工授精,因此产量低,价格高。更多的使用在高端行业或者高端产品之中,例如高级香水。

不过,除了从香荚兰豆提取香兰素,还可以通过一些天然提取物(松柏苷、丁香酚、黄樟素等)为原料进行制备,但随着这些天然原料水涨船高,更多的香兰素以造纸厂的纸浆废液(木质素)和石油化工(煤焦油)为原料化合而成,不过这种工业方法香型单一且不环保,因此产量也受到控制。

(煤焦油)

即使是这样,根据不同的方法,人工合成的香兰素价格也只有天然香兰素的0.5%-2%。那么你猜猜你吃的香草冰淇淋中的浓郁的香草香,可能来源哪种?

塑料垃圾变“香草”

在这种背景下,爱丁堡大学的生物学家乔安娜・萨德勒和斯蒂芬・华莱士研究出了一种方法:改造大肠杆菌的基因,然后让大肠杆菌将塑料转化为香草醛(香兰素)。

论文一公布,外媒便打出了“为日益严重的环境危机提供了一个美味的解决方案”的口号。

香兰素实际上是一种醛,称为香草醛,是一种由碳、氢和氧组成的有机物。很久以前就有研究人员将苯二甲酸转化成香草酸,但转化成香草醛都失败了。

苯二甲酸是生产聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的原材料

(苯二甲酸转化成香草醛)

萨德勒和华莱士推测苯二甲酸既然可以合成香草醛,必然可以通过某种“酶”将其改造成香草醛。随着科技不断发展,基因改造问世。

他们基于基因改造工程,使改造后的大肠杆菌产生一种“酶”,以氧气为催化剂,来减少芳香醛的还原,最终将塑料瓶中的对苯二甲酸转化为香草醛,而且这种基因改良后的细菌是良性的。

通过不断改进工艺与提炼,使这种大肠杆菌的最终产物中,香兰素达到了79%,而且可供人类安全食用。

未来或许你吃的香草口味食品中就含有“塑料垃圾转化”的香兰素。但你没必要为这“塑料垃圾冰淇淋”耿耿于怀,因为原本香兰素更多的是从黑色的煤焦油中或造纸厂废弃的液体中提取的,它们“口味”都差不多。这就像我国空间站的“尿液”通过尿液处理系统与净化系统,可以转化成可饮用水一样。