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Feb 26, 2024

デンプンをバイオに入れる

2023 年 8 月 4 日 この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされました。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

2023 年 8 月 4 日

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ミシガン州立大学マット・ダベンポート著

ミシガン州立大学のトップランクのパッケージング学部の研究者たちは、石油ベースのプラスチックに代わる有望で持続可能な代替品をより生分解性の高いものにする方法を開発しました。

ラファエル・オーラス率いるチームは、家庭環境と産業環境の両方で堆肥化可能なバイオベースのポリマーブレンドを作成しました。 この研究は、雑誌「ACS Sustainable Chemistry & Engineering」に掲載されています。

「米国および世界的に、廃棄物、特にプラスチック廃棄物に関して大きな問題が発生しています」と、MSU 教授でありパッケージングの持続可能性における Amcor 寄附講座のオーラス氏は述べています。

米国でリサイクルされるプラスチック廃棄物の割合は 10% 未満です。これは、プラスチック廃棄物の大部分が最終的にはゴミやゴミとなり、経済的、環境的、さらには健康上の懸念を引き起こすことを意味します。

「生分解性で堆肥化可能な製品を開発することで、廃棄物の一部を転用することができます」とオーラス氏は語った。 「埋め立て地に送られる量を減らすことができます。」

もう 1 つの利点は、堆肥箱に送られるプラスチックは、効率的なプラスチックのリサイクルにとって大きな障害となる食品汚染物質を除去する必要がないことです。 リサイクル施設は日常的に、汚れたプラスチック廃棄物を洗浄するために時間、水、エネルギーを費やすか、単に廃棄するかを選択する必要があります。

「コーヒーカップや電子レンジのトレイにトマトソースが入っていると想像してみてください」とオーラス氏は言う。 「すすいだり洗ったりする必要はなく、堆肥にするだけで十分です。」

チームはポリ乳酸 (PLA) として知られるものを使用しましたが、これは多くの点で当然の選択のように思えます。 10年以上にわたって包装に使用されており、石油ではなく植物糖に由来しています。

適切に管理されれば、PLA の廃棄副産物は水、二酸化炭素、乳酸などすべて天然のものになります。

さらに、研究者は、PLA が産業用堆肥化装置内で生分解される可能性があることを知っています。 これらの堆肥化装置は、家庭用堆肥化装置よりもバイオプラスチックを分解しやすい高温などの条件を作り出します。

しかし、一部の人々にとって、PLA を家庭で堆肥化できるようにするという考えは不可能に思えました。

「人民解放軍の家庭用堆肥化を選択肢として開発するというアイデアを見て、人々が笑ったのを覚えています」と、オーラスの研究グループの博士課程の学生であり、新しい報告書の筆頭著者であるプージャ・メイカー氏は語った。 「微生物は通常、PLAを攻撃して消費することができないためです。食品として利用できるレベルまで分解する必要があります。」

工業用堆肥の設定により PLA をその時点まで到達させることができますが、それはすぐにまたは完全に完了するという意味ではありません。

「実際、多くの産業用堆肥業者は依然としてPLAのようなバイオプラスチックの受け入れを避けている」とオーラス氏は語った。

米国農務省とMSU AgBioResearchの支援を受けた実験で、研究チームはPLAが産業用堆肥化条件下で微生物が消化を始めるまで20日間放置できることを示した。

そのタイムラグを解消し、家庭での堆肥化を可能にするために、オーラスと彼のチームは、熱可塑性デンプンと呼ばれる炭水化物由来の材料を PLA に統合しました。 他の利点の中でも特に、デンプンは堆肥化微生物に、PLA が分解する間、より簡単に食べられるものを与えます。

「デンプンの添加について話すとき、それは単にPLAマトリックスにデンプンを投入し続けるという意味ではありません」とマエカー氏は語った。 「これは、デンプンのスイートスポットを見つけて、PLA の他の特性を損なうことなく、よりよく分解できるようにすることを目的としていました。」