Forskare har upptäckt att den vanliga bakterien E. coli kan användas som ett hållbart sätt att omvandla post-konsumentplast till vanillin, visar en ny studie.

Vanillin är den primära komponenten i extraherade vaniljbönor och är ansvarig för den karakteristiska smaken och lukten av vanilj.

Omvandlingen kan stärka den cirkulära ekonomin, som syftar till att eliminera avfall, hålla produkter och material i bruk och ha positiva effekter för syntetisk biologi, säger experter.

Världens plastkris har sett ett akut behov av att utveckla nya metoder för att återvinna polyetylentereftalat (PET) – den starka, lättviktsplast som härrör från icke-förnybara material som olja och gas och används ofta för att förpacka livsmedel och juice och vatten i praktisk storlek.

Cirka 50 miljoner ton PET-avfall produceras årligen, orsaka allvarliga ekonomiska och miljömässiga konsekvenser. PET-återvinning är möjlig, men befintliga processer skapar produkter som fortsätter att bidra till plastföroreningar över hela världen.

För att ta itu med detta problem, forskare från University of Edinburgh använde labbkonstruerad E. coli för att omvandla tereftalsyra – en molekyl som härrör från PET – till den högvärdiga föreningen vanillin, via en rad kemiska reaktioner.

Teamet visade också hur tekniken fungerar genom att omvandla en använd plastflaska till vanillin genom att tillsätta E. coli till det nedbrutna plastavfallet.

Forskare säger att vanillinet som produceras skulle vara lämpligt för mänsklig konsumtion men ytterligare experimentella tester krävs.

Vanillin används i stor utsträckning inom livsmedels- och kosmetikindustrin, såväl som formuleringen av herbicider, skumdämpande medel och rengöringsprodukter. Den globala efterfrågan på vanillin var över 37, 000 ton 2018.

Joanna Sadler, första författare och BBSRC Discovery Fellow från School of Biological Sciences, University of Edinburgh, sa:"Detta är det första exemplet på att använda ett biologiskt system för att återvinna plastavfall till en värdefull industrikemikalie och detta har mycket spännande konsekvenser för den cirkulära ekonomin.

"Resultaten från vår forskning har stora konsekvenser för området hållbarhet i plast och visar kraften i syntetisk biologi att hantera verkliga utmaningar."

Dr Stephen Wallace, Huvudutredare för studien och en UKRI Future Leaders Fellow från University of Edinburgh, sade:"Vårt arbete utmanar uppfattningen att plast är ett problematiskt avfall och visar istället dess användning som en ny koldioxidresurs från vilken produkter med högt värde kan erhållas."

Dr. Ellis Crawford, Publishing Editor på Royal Society of Chemistry, sa att "det här är en riktigt intressant användning av mikrobiell vetenskap på molekylär nivå för att förbättra hållbarhet och arbeta mot en cirkulär ekonomi. Använda mikrober för att vända plastavfall, som är skadliga för miljön, till en viktig handels- och plattformsmolekyl med breda tillämpningar inom kosmetika och mat är en vacker demonstration av grön kemi. "