प्लास्टिक पैकेजिंग आखिर बायोडिग्रेडेबल हो सकती है

लीपज़िग कब्रिस्तान में एक खाद के ढेर के माध्यम से मैला ढोने के दौरान, क्रिश्चियन सोनेंडेकर और उनकी शोध टीम को सात एंजाइम मिले जो उन्होंने पहले कभी नहीं देखे थे।

वे ऐसे प्रोटीन की तलाश में थे जो पीईटी प्लास्टिक को खा सके – दुनिया में सबसे अधिक उत्पादित प्लास्टिक। यह आमतौर पर बोतलबंद पानी और अंगूर जैसे किराने के सामान के लिए उपयोग किया जाता है।

जब डीडब्ल्यू ने लीपज़िग विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला का दौरा किया, तो सोनेंडेकर ने कहा कि वैज्ञानिकों को बहुत उम्मीद नहीं थी जब वे नमूने वापस प्रयोगशाला में लाए।

यह केवल दूसरा डंप था जिसके माध्यम से उन्होंने अफवाह उड़ाई थी और उन्हें लगा कि पीईटी खाने वाले एंजाइम दुर्लभ हैं।

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लेकिन एक नमूने में, उन्हें PHL7 नामक एक एंजाइम, या पॉलिएस्टर हाइड्रोलेस मिला। और इसने उन्हें चौंका दिया। PHL7 एंजाइम ने एक दिन से भी कम समय में प्लास्टिक के पूरे टुकड़े को विघटित कर दिया।

दो एंजाइम प्लास्टिक को ‘खाते’ हैं: PHL7 बनाम LCC

PHL7 पीईटी प्लास्टिक को एलसीसी की तुलना में तेजी से ‘खा’ जाता है, जो आज पीईटी प्लास्टिक खाने वाले प्रयोगों में इस्तेमाल किया जाने वाला एक मानक एंजाइम है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि उनकी खोज एक अस्थायी नहीं थी, सोनेंडेकर की टीम ने PHL7 की तुलना LCC से की, दोनों एंजाइमों ने कई प्लास्टिक कंटेनरों को नीचा दिखाया। और उन्होंने पाया कि यह सच था: PHL7 तेज था।

कनाडा के ओंटारियो में क्वींस यूनिवर्सिटी के एक एंजाइमोलॉजिस्ट ग्राहम होवे ने कहा, “मैंने सोचा होगा कि इन एंजाइमों में से एक को खोजने से पहले आपको सैकड़ों अलग-अलग साइटों से नमूना लेना होगा।”

होवे, जो पीईटी क्षरण का भी अध्ययन करते हैं, लेकिन लीपज़िग अनुसंधान में शामिल नहीं थे, रसायन विज्ञान यूरोप में प्रकाशित अध्ययन से चकित हुए।

“जाहिर है, आप प्रकृति में जाते हैं और ऐसे एंजाइम होने जा रहे हैं जो हर जगह ऐसा करते हैं,” होवे ने कहा।

पीईटी प्लास्टिक हर कोई है

हालांकि पीईटी प्लास्टिक को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, लेकिन यह बायोडिग्रेड नहीं करता है। परमाणु कचरे की तरह या अपने साथी के लिए एक भद्दी टिप्पणी, एक बार पीईटी प्लास्टिक बन जाने के बाद, यह वास्तव में कभी नहीं जाता है।

इसे नए उत्पादों में बदला जा सकता है – उदाहरण के लिए, पुनर्नवीनीकरण पानी की बोतलों से टोट बैग बनाना मुश्किल नहीं है। लेकिन प्लास्टिक की गुणवत्ता हर चक्र के साथ कमजोर होती जाती है।

तो, बहुत सारे पीईटी को अंततः कालीनों जैसे उत्पादों में बदल दिया जाता है और – हाँ – लैंडफिल साइटों में समाप्त होने वाले टोट बैग की अत्यधिक संख्या।

इस समस्या को हल करने के दो तरीके हैं: पहला है सभी पीईटी प्लास्टिक का उत्पादन बंद करना।

लेकिन सामग्री इतनी आम है कि भले ही कंपनियों ने इसका उत्पादन तुरंत बंद कर दिया हो, फिर भी लाखों खाली शीतल पेय की बोतलें – या उन बोतलों से बने टोट बैग – हजारों सालों तक पड़े रहेंगे।

दूसरा तरीका है प्लास्टिक को खराब होने के लिए मजबूर करना। वैज्ञानिक एंजाइमों को खोजने की कोशिश कर रहे हैं जो दशकों से ऐसा करेंगे और 2012 में उन्हें एलसीसी, या “लीफ-ब्रांच कम्पोस्ट कटिनेज” मिला।

एलसीसी एक बड़ी सफलता थी क्योंकि इससे पता चला कि एलसीसी के एक घटक पेटेज का उपयोग पीईटी प्लास्टिक को नीचा दिखाने के लिए किया जा सकता है जब इसे एक अन्य एंजाइम के साथ जोड़ा जाता है जिसे एस्टरेज़ कहा जाता है।

हाइड्रोलिसिस नामक प्रक्रिया में रासायनिक बंधनों को तोड़ने के लिए एस्टरेज़ एंजाइम का उपयोग किया जाता है।

एलसीसी पर काम कर रहे वैज्ञानिकों ने पाया है कि एंजाइम प्राकृतिक पॉलिमर और सिंथेटिक पॉलिमर के बीच अंतर नहीं करता है – बाद वाला प्लास्टिक है। इसके बजाय, एलसीसी पीईटी प्लास्टिक को प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले पदार्थ के रूप में पहचानता है और इसे ऐसे खाता है जैसे यह एक प्राकृतिक बहुलक होगा।

एंजाइम इंजीनियरिंग

LCC की खोज के बाद से, Sonnendecker जैसे शोधकर्ता प्रकृति में नए PET-खाने वाले एंजाइमों की तलाश कर रहे हैं। एलसीसी अच्छा है, वे कहते हैं, लेकिन इसकी सीमाएं हैं। यह जो है उसके लिए तेज़ है, लेकिन पीईटी को तोड़ने में अभी भी कई दिन लगते हैं और प्रतिक्रियाएं बहुत अधिक तापमान पर होती हैं।

अन्य वैज्ञानिक और शोधकर्ता यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि एलसीसी को और अधिक कुशल बनाने के लिए कैसे इंजीनियर बनाया जाए।

Carbios नाम की एक फ्रांसीसी कंपनी ऐसा कर रही है। वे एक तेज, अधिक कुशल एंजाइम बनाने के लिए एलसीसी इंजीनियरिंग कर रहे हैं।

कहीं और, ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करके पीईटी-खाने वाला प्रोटीन बनाया है। उनका कहना है कि उनका प्रोटीन 24 घंटे में पीईटी प्लास्टिक को नीचा दिखा सकता है।

क्वीन्स यूनिवर्सिटी में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर डेविड ज़ेचेल ने कहा कि ये दृष्टिकोण हमेशा किसी ऐसी चीज़ से शुरू होते हैं जो ज्ञात है – शोधकर्ताओं को जरूरी कुछ भी नया नहीं मिलता है, लेकिन जो पहले से खोजा जा चुका है उसे सुधारने के लिए काम करते हैं।

इस प्रकार की इंजीनियरिंग महत्वपूर्ण है क्योंकि शोधकर्ता पीईटी को नीचा दिखाने के लिए इष्टतम एंजाइम बनाने की कोशिश करते हैं, ज़ेचेल ने कहा।

सोनेडेकर के काम से पता चलता है कि “पीईटी के संबंध में” स्वाभाविक रूप से होने वाले एंजाइमों की क्षमता के संदर्भ में “हमने सतह को दूर से खरोंच भी नहीं किया है”।

बोतलें अभी भी बायोडिग्रेड नहीं होती हैं

सोनेंडेकर के नए खोजे गए एंजाइम की भी अपनी सीमाएँ हैं। यह किराने की दुकान पर आपके द्वारा अपने अंगूर खरीदने वाले कंटेनरों को तोड़ सकता है, लेकिन यह शीतल पेय की बोतल को नहीं तोड़ सकता है। अभी नहीं।

पेय की बोतलों में इस्तेमाल होने वाले पीईटी प्लास्टिक को बढ़ाया जाता है और रासायनिक रूप से बदल दिया जाता है, जिससे अंगूर के कंटेनरों में इस्तेमाल होने वाले पीईटी की तुलना में इसे बायोडिग्रेड करना मुश्किल हो जाता है।

परीक्षणों में, सोनेंडेकर की टीम ने एक पूर्व-उपचार विकसित किया है जो पीईटी बोतलों पर लागू होता है, जिससे एंजाइम के लिए प्लास्टिक को नीचा दिखाना आसान हो जाता है। लेकिन वह शोध अभी तक प्रकाशित नहीं हुआ है।

उद्योग की मदद से, शोधकर्ता ने कहा, पीईटी को बड़े पैमाने पर तोड़ने के लिए पीएचएल 7 का उपयोग करने वाली तकनीक लगभग चार वर्षों में तैयार हो सकती है।