隨著塑料垃圾的堆積速度超過分解速度，對可生物降解解決方案的需求是顯而易見的。此前，大阪城市大學(xué)人工光合作用研究中心的Yutaka Amao教授和他的團隊成功地從生物質(zhì)衍生的丙酮酸和二氧化碳中合成了富馬酸，這是一種生物可降解塑料的原料。

然而，前面報道的富馬酸生產(chǎn)過程存在一個問題，除了需要作為中間體的l -蘋果酸外，還會產(chǎn)生不良物質(zhì)作為副產(chǎn)品。

繼續(xù)這項研究，該團隊設(shè)計了一種“更急，更慢”的策略，即用兩種不同的酶補充單一蘋果酸脫氫酶脫羧酶進行的兩種反應(yīng)。研究結(jié)果發(fā)表在《皇家科學(xué)委員會可持續(xù)發(fā)展》雜志上。

在此基礎(chǔ)上，預(yù)測利用生物基丙酮酸材料和二氧化碳可開發(fā)出高效的富馬酸生產(chǎn)體系。

結(jié)果，該團隊在5個小時的孵化時間內(nèi)成功地將大約80%的丙酮酸轉(zhuǎn)化為l -蘋果酸，而之前的結(jié)果是在7小時內(nèi)轉(zhuǎn)化約46%。此外，通過在該反應(yīng)體系中加入延胡索酸酶，在5小時的培養(yǎng)時間內(nèi)，丙酮酸轉(zhuǎn)化為延胡索酸的效率從常規(guī)的10%提高到16%左右。

Amao教授說:“在傳統(tǒng)的富馬酸生產(chǎn)系統(tǒng)中，只能使用純二氧化碳氣體，但這項研究揭示了使用火力發(fā)電廠和鋼廠排放的低濃度二氧化碳氣體的可能性?！?/p>

“此外，我們還開始開發(fā)一種利用光能生產(chǎn)富馬酸的系統(tǒng)，作為人工光合作用技術(shù)的應(yīng)用。”