همانطور
که ذکر شد، تولید پلیمرهای تجدید شونده با بهره برداری از کشاورزی، یکی از
روش های تولید صنعتی پایدار می باشد. برای این منظور دو روش اصلی وجود
دارد:

نخست
استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه می باشد. پلیمرهایی که از این
روش تولید می شوند عمدتاً شامل سلولز، نشاسته، انواع پروتئین ها، فیبرها و
چربی های گیاهی می باشند که به عنوان شالوده مواد پلیمری و محصولات طبیعی
کاربرد دارند.

دسته
دیگر موادی هستند که پس از انجام فرآیندهایی مانند تخمیر و هیدرولیز می
توانند به عنوان مونومر پلیمرهای مورد نیاز صنعت استفاده شوند.

مونومرهای زیستی همچنین می توانند توسط موجودات زنده نیز به پلیمر تبدیل شوند که مثال بارز آن پلی هیدروکسی آلکانوات ها می باشند.

باکتری
ها از جمله موجوداتی هستند که این دسته از مواد را به صورت گرانول هایی در
پیکره سلولی خود تولید می کنند. این باکتری به سهولت در محیط کشت رشد داده
شده و محصول آن برداشت می شود.

رهیافت
دیگر جداسازی ژن های درگیر در این فرآیند و انتقال آن به گیاهان می باشد
که پروژه هایی در این زمینه از جمله انتقال ژن های باکتریایی تولید PHA به ذرت انجام شده است.

نکته
ای که نباید از نظر دور داشت این است که علی رغم قیمت بالاتر تولید
پلاستیک های زیست تخریب پذیر، چه بسا قیمت واقعی آنها بسیار کمتر از
پلاستیک های سنتی باشد؛ چرا که بهای تخریب محیط زیست و هزینه بازیافت پس
از تولید هیچ گاه مورد محاسبه قرار نمی گیرد.

در ادامه مبحث، تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر PHA به طور اختصاصی مورد بررسی قرار می گیرد.

تقریباً
تمامی پلاستیک‌های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی که غیر قابل برگشت
به محیط می‌باشند، به دست می‌آیند. راه‌حل جایگزین برای این منظور،
بهره‌برداری از باکتری های خاکزی مانند Ralstonia eutrophus می‌باشد که تا ?? درصد از توده زیستی خود قادر به انباشتن پلیمرهای غیر سمی و تجزیه‌پذیر پلی هیدروکسی آلکانوات (PHA) هستند.

PHA ها عموماً از زیرواحد بتاهیدروکسی آلکانوات و به واسطه مسیری ساده با ? آنزیم از استیل-کوآنزیم A ساخته شده و معروف‌ترین آنها پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) می‌باشد.

در خلال دهه ?? میلادی شرکت انگلیسی ICI فرآیند تخمیری را طراحی و اجرا کرد که از آن طریق PHB و سایر PHA ها را با استفاده از کشت E.coli تراریخته که ژن‌های تولید PHA را از باکتری‌های تولید کننده این پلیمرهای دریافت کرده بود، تولید می‌کرد.

متاسفانه هزینه تولید این پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر، تقریباً ?? برابر هزینه تولید پلاستیک‌های معمولی بود.

با
وجود مزایای بی‌شمار زیست محیطی این پلاستیک‌ها مثل تجزیه کامل آنها در
خاک طی چند ماه، هزینه بالای تولید آنها، باعث اقتصادی نبودن تولید تجارتی
در مقیاس صنعتی بود.

با
این وجود بازار کوچک و پرسودی برای این محصولات ایجاد شد و از پلاستیک‌های
زیست تخریب پذیر برای ساخت بافت های مصنوعی بهره‌برداری گردید. با وارد
کردن این پلاستیک ها در بدن، آنها به تدریج تجزیه شده و بدن بافت طبیعی را
در قالب پلاستیک وارد شده دوباره‌سازی می‌کند. در این کاربرد تخصصی پزشکی،
قیمت اینگونه محصولات زیستی قابل مقایسه با کاربردهای کم ارزش اقتصادی
پلاستیک در صنایع اسباب بازی، تولید خودکار و کیف نمی‌باشد.

هزینه تولید PHA ها با تولید آنها در گیاهان تراریخته و کشت وسیع در زمینهای کشاورزی، به
نحو قابل ملاحظه‌ای کاهش خواهد یافت. این موضوع باعث شد که شرکت مونسانتو
در اواسط دهه ?? میلادی امتیاز تولید PHA را از شرکت ICI کسب نماید و به انتقال ژن های باکتری به گیاه منداب بپردازد. مهیا کردن شرایط برای تجمع PHA ها در پلاستید به جای سیتوسل، امکان برداشت محصول پلیمری را از برگ و دانه ایجاد کرد.

مهمترین مشکل لاینحل باقی مانده در بخش فنی این پروژه، نحوه استخراج این پلیمر از بافت های گیاهی با روشی کم هزینه و کارآمد می‌باشد.

مشکل دیگر در زمینه PHB می‌باشد که در حقیقت مهم‌ترین گروه از PHA ها بوده ولی متاسفانه شکننده بوده و در نتیجه برای بسیاری از کاربردها
مناسب نمی‌باشد. بهترین پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر، کوپلیمرهای پلی
هیدروکسی بوتیرات با سایر PHA ها مثل پلی هیدروکسی والرات می‌باشند. تولید اینگونه کوپلیمرها در گیاهان
تراریخت بسیار سخت تر از تولید پلیمرهای تک مونومر می‌باشد. در سال ????
این مشکلات به همراه مسایل مالی شرکت مونسانتو باعث شد تا این شرکت،
امتیاز تولید PHA تراریخت را به شرکت Metabolix واگذار کند.

شرکت Metabolix در قالب یک پروژه مشارکتی با وزارت انرژی آمریکا به ارزش تقریبی 8/14 میلیون دلار، برای تولید PHA در گیاهان تراریخته تا پایان دهه ???? میلادی تلاش می‌کند.

گروه های دیگری نیز برای تولید PHA در گیاهانی مثل نخل روغنی تلاش می‌کنند.

باید منتظر بود تا سرانجام شاهد تولید اقتصادی این محصولات دوستدار محیط زیست در آینده‌ای نزدیک