ビンガムトン大学の研究チームが、食品廃棄物を生分解性プラスチックに変換する革新的なプロセスを開発しました。この技術は、廃棄物管理と環境に優しいプラスチック製造に革命をもたらす可能性があります。米国では毎年、生産される食料の30〜40％が廃棄されており、フランスでも年間約940万トンの食料が廃棄されています。これらの有機廃棄物は、分解過程でメタンや二酸化炭素といった強力な温室効果ガスを放出します。同時に、従来のプラスチックへの依存は、海洋や土壌、生物圏にまで広がるマイクロプラスチック汚染という環境危機を招いています。
生物医学工学の博士課程の学生であるティアンジェン・リウ氏が率いる研究チームは、細菌を利用して食品廃棄物を生分解性プラスチックに変換する手法を考案しました。彼らは、生体高分子を合成する能力を持つ細菌、クプリビダクター・ネケーター（Cupriavidus necator）を使用しています。この細菌に、食品廃棄物から発酵させた乳酸と窒素源として硫酸アンモニウムを供給することで、ポリヒドロキシアルカノエート（PHA）と呼ばれる生分解性プラスチックを生産・貯蔵させます。生産されたPHAの約90％は採取され、生分解性包装材やその他のプラスチック製品に加工可能です。この素材は環境中で自然に分解されるため、長期的な蓄積のリスクがありません。実験では、食品廃棄物を1週間以上保管しても最終的な収量に影響がないことが示されており、工業的応用における柔軟性を示しています。また、使用する食品の種類も問わず、野菜くず、肉、でんぷんなど、混合比率が安定していればシステムは効果的に機能します。発酵後のペースト状の残留物も有機肥料としての可能性を示しており、廃棄物を資源に変える循環経済の原則に合致しています。
この研究のインスピレーションは、ニューヨーク州が食品廃棄物の埋立地への投棄を禁止する規制であり、大学キャンパスでの代替ソリューションの模索を奨励したことにあります。ビンガムトン大学では、食堂の廃棄物を地元の農家に家畜の飼料として提供していましたが、プロジェクトを監督するシャ・ジン教授は、この食品廃棄物を直接生分解性プラスチックに変換できるのではないかと考えました。現在、チームはスケールアップの準備を進め、産業パートナーと資金を求めてパイロット施設の開発を進めています。この技術が実用化されれば、食品廃棄物を未来の素材に変え、エコロジーとエコノミーを調和させることが期待されます。フランスでは2021年に年間880万トンの食品廃棄物が発生し、そのうち430万トンが食用可能な廃棄物とされています。これは欧州平均の129kg/人に対し、フランスは129kg/人であり、欧州平均の131kg/人よりわずかに少ない数値です。この研究は、食品廃棄物の処理とプラスチック汚染という二つの大きな環境問題に対処する革新的なアプローチを示しています。