大腸桿菌產出PET替代原料,實現100%生質來源高效率製程

 

刊登日期:2025/10/29
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神戶大學研究團隊成功利用經過代謝改造的大腸桿菌,從生質資源(Biomass)高效率生產「2,5-吡啶二羧酸(2,5-PDCA)」,可作為100%生質來源的PET替代原料,有望促進不依賴石油之新型高機能塑膠原料的實用化。
 
目前廣泛應用於飲料瓶或纖維的聚對苯二甲酸乙二酯(PET),是以石油來源的對苯二甲酸(Terephthalic Acid)作為原料,但製造與廢棄處理過程帶來二氧化碳排放與廢棄物處理問題。因此,不依賴石油的新型原料開發已成為全球性的需求。
 
神戶大學關注的「2,5-吡啶二羧酸(2,5-PDCA)」是一種含氮的新型分子,可望成為對苯二甲酸的替代物。若能將其作為原料,即可從生物資源製造出性能與現有PET相當甚至更優異的塑膠材料。然而,既有化學合成法效率低且副產物多,一直是難以大量生產的瓶頸。
 
此次研究為解決副產物生成的問題,提出「先以酵素反應導入氮元素」的全新代謝設計,並且透過結合多個代謝模組對大腸桿菌進行改造,大幅提升了生產效率。
 
實驗結果顯示,在使用生物反應器培養條件下達成了10.6 g/L之世界最高水準的產量,並成功從培養液中分離與精製出100%生質來源的2,5-PDCA。此項物質可作為PET替代原料或高機能塑膠原料,預期可有助於不依賴石油的永續材料開發。
 
透過此次的研究,未來將可望實現以生質資源為原料的高機能塑膠循環生產,不僅可減少對石油資源的依賴,亦可降低二氧化碳排放。未來除了可以應用於汽車零件、建築材料、電子材料等產業領域之外,亦能廣泛應用於環保飲料瓶、食品包裝、日用品等日常產品用途。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/704860
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