The Toulouse Biotechnology Institute (TBI), a joint INSA Toulouse/ INRAE/ CNRS research unit, and Carbios, a French green chemistry company pioneering the world of bioplasturgy, publish this Wednesday July 17, 2024, in the online version of the journal Nature, a scientific article entitled ” An engineered enzyme embedded into PLA to make self-biodegradable plastic » (https://www.nature.com/articles/s41586-024-07709-1). This study reinforces Carbios and TBI's pioneering work in the field of enzymatic degradation of plastics, which had already led to an article published in April 2020 on the enzymatic depolymerization of PET (https://www.nature.com/articles/s41586-020-2149-4).
This work describes the engineering strategies deployed to ensure the development of an enzyme capable of biologically depolymerizing polylactic acid (PLA)-based plastic materials over a wide temperature and pH range, reflecting the natural variations found in the life cycle of domestic compost.
Cette étude décrit aussi les méthodologies et défis rencontrés afin d’obtenir une incorporation homogène de l’enzyme au sein de films en PLA à haute température (170°C) tout en conservant suffisamment d’activité afin de permettre au plastique produit de se dégrader complètement et rapidement dans des conditions de compostage domestique, compostage industriel mais aussi dans le cadre de digestion anaérobie (méthanisation). L’article met en emphase le processus d’optimisation utilisé jusqu’à l’obtention d’une enzyme capable de résister aux 170°C nécessaires pour l’introduire à l’état fondu dans le PLA par extrusion. Il est prouvé que le nouveau matériau enzymé se désintègre et se biodégrade à un rythme beaucoup plus rapide que les 26 semaines exigées pour l’obtention d’une certification à son utilisation dans le cadre de compostage domestique et qu’il contribue également à produire davantage de biométhane, une autre source de valorisation des déchets. Il est aussi précisé que le matériau enzymé reste intact lors d’un stockage à long terme et que sa dégradation ne sera activée que lors de son transfert dans des conditions de compostage ou de méthanisation, garantissant ainsi sa compatibilité avec des applications commerciales à base de PLA comme par exemple les emballages souples ou les articles à courte durée de vie tels que les contenants alimentaires.
Ce travail a été réalisé principalement au sein du laboratoire coopératif INSA/Carbios PoPlaB (Polymères, Plastiques et Biotechnologie) au TBI et a été soutenu par une bourse d’aide à la recherche scientifique (projet THANAPLAST, contrat OSEO ISI numéro I 1206040W).
To consult this publication, go to the Nature website from July 17, 2024 5pm (Paris time):
References
Guicherd, M., Ben Khaled, M., Guéroult, M. et al. An engineered enzyme embedded into PLA to make self-biodegradable plastic. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07709-1
Contact
Alain Marty, Scientific Director, Carbios
alain.marty@carbios.com
Isabelle André, CNRS Research Director, TBI
isabelle.andre@insa-toulouse.fr
