Produkcja tworzyw sztucznych, nadawanie kwaskowego smaku niektórym produktom spożywczym, to tylko wybrane zastosowania kwasu bursztynowego. Dotąd produkowany był on przede wszystkim z ropy naftowej, ale naukowcy z Lublina wiedzą, co zrobić, aby wytwarzać go z tańszych produktów ubocznych przy produkcji biodiesla i serów.
Kwas bursztynowy tylko z nazwy jest bursztynowy. W rzeczywistości to biały proszek, który można rozpuścić w gorącej wodzie. „Jest produktem naturalnym, który w minimalnych ilościach występuje właściwie w każdym organizmie począwszy od bakterii, a skończywszy na człowieku. Oczywiście występuje też w bursztynie, ale poza tym nie ma z nim nic wspólnego” – mówi prof. Zdzisław Targoński z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie.
Jednocześnie – z punktu widzenia przemysłu chemicznego – kwas bursztynowy jest cennym związkiem. „Jest kwasem bardzo przydatnym, bo może być wykorzystany do wytwarzania tworzyw biodegradowalnych. W tej chwili wiele tworzyw sztucznych rozkłada się w przyrodzie po kilkaset lat. Oczekuje się więc, aby produkować materiały, które do dwutlenku węgla i wody będą rozkładały się po kilku miesiącach. Coś takiego umożliwia właśnie kwas bursztynowy, który jest produktem naturalnym” – wyjaśnia rozmówca.
Ponadto jest on wykorzystywany jako środek do zakwaszania żywności i nadawania jej odpowiedniego smaku. Już teraz używa się go do produkcji lakierów i barwników.
„W tej chwili na świecie zapotrzebowanie na kwas bursztynowy sięga ponad 100 tys. ton rocznie. To nie jest duża produkcja, natomiast zainteresowanie tym kwasem wzrasta i w związku z tym szacuje się, że może ono wzrosnąć od 5 do 10 proc. rocznie” – mówi prof. Targoński.
Obecnie kwas bursztynowy jest uzyskiwany przede wszystkim z ropy naftowej. Naukowcy z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie chcą go otrzymywać metodami biotechnologicznymi, czyli takimi, które nie zanieczyszczają środowiska i wykorzystują do tego surowce odnawialne.
Produkując kwas bursztynowy naukowcy z Lublina bazują na dwóch substratach: glicerolu, powstającym przy produkcji biodiesla oraz tzw. permeacie serwatkowym. „Serwatka powstaje przy produkcji serów, a później z niej uzyskuje się białka serwatkowe, które dość powszechnie spożywają sportowcy i kulturyści. Oprócz białek z serwatki powstaje jeszcze jeden produkt uboczny – to waśnie permeat serwatkowy. Zawiera sporo laktozy, jest stosunkowo tani, ale nie wiadomo, jak go zagospodarować” – zaznacza prof. Targoński, który kieruje zespołem z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie.
Poza dwoma wymienionymi produktami, w produkcji kwasu bursztynowego badacze wykorzystują – objęte ochroną patentową – specjalnie wyizolowane bakterie. Te trzy elementy: bakterie, glicerol i permeat serwatkowy naukowcy umieszczają w tzw. bioreaktorze, czyli urządzeniu umożliwiającym prowadzenie procesów mikrobiologicznych. „W ciągu 5-7 dni jesteśmy w stanie wyprodukować kwas bursztynowy. Na litr umieszczonego w bioreaktorze płynu z bakteriami uzyskujemy od 60 do 70 gramów kwasu” – wyjaśnia badacz.
Pracując nad wynalazkiem, naukowcy nie myśleli o jednym, konkretnym zastosowaniu. Kwas bursztynowy nie różni się ani budową, ani składem w zależności od konkretnego zastosowania.
„Gdy zaczynaliśmy prace nad naszą metodą produkcji kwasu, cena ropy naftowej wynosiła ponad 100 dolarów za baryłkę. W tej chwili spadła ona czterokrotnie, w związku z tym – mamy nadzieję, że chwilowo – produkcja kwasu metodami biotechnologicznymi staje się nieopłacalna. Jednak jeżeli ceny wrócą do wysokiego poziomu, nasz produkt będzie konkurencyjny, a technologię będzie można wdrażać” – opisuje prof. Targoński.
Lubelscy naukowcy swoją technologię chcą skomercjalizować i znaleźć kogoś, kto nie tylko chciałby ją wdrożyć, ale też byłby zainteresowany dalszymi badaniami naukowymi. „Są jeszcze spore możliwości poprawienia wydajności tego procesu, zwłaszcza związane z modyfikacjami genetycznymi opatentowanych przez nas bakterii” – opisuje. Jak zaznacza, choć komercjalizacją zainteresowane są już Zakłady Azotowe w Puławach, to do ostatecznego sukcesu jeszcze daleka droga.
PAP – Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska