Завідувачка кафедри біохімії та біотехнології ПНУ Марія Байляк зустрічає нас у коридорі й одразу пропонує змінити локацію для розмови: замість кабінету – лабораторія, де тривають дослідження. “Краще одразу все покажу на практиці”, – усміхається вона.

Ми заходимо в невелике приміщення, наповнене ледь відчутним ароматом комбучі, який ще донедавна називали просто “чайним грибом”. Пані Марія розпочинає розповідь, демонструючи зразки, – і ось уже звичайна розмова перетворюється на справжню наукову магію.

У цій лабораторії працюють над створенням екологічної альтернативи пластиковим пакетам. Унікальність розробки в тому, що матеріал виходить не лише міцним, а й прозорим. Марія Байляк ділиться таємницями процесу: як створюють прототипи та які інновації ще готує команда кафедри.

Про розробки з чайного гриба

Чайний гриб – це не новинка. Його давно використовують для приготування напоїв, які можна знайти і в кафе, і в пляшках на полицях магазинів. Смак такого напою можна змінювати, експериментуючи з травами, а не лише з чаєм. Фактично, це дає можливість створювати тонізуючі напої з різними смаковими відтінками.

Але науковців кафедри цікавить не сам напій, а те, що залишається після його виготовлення – плівка, яку утворює гриб у процесі росту. Власне, ця плівка і є самим грибом, симбіозом дріжджів і бактерій. Вона може бути тонкою або товстою, але її головна цінність у тому, що вона складається з целюлози. Саме з неї створюють екологічну альтернативу поліетиленовим плівкам.

Отримані зразки, які можна побачити в лабораторії, досить міцні й не крихкі, хоча за зовнішнім виглядом нагадують прозору кальку. Проте, якщо просто висушити плівку без додаткової обробки, вона стає ламкою. Тому основне завдання – знайти спосіб зробити матеріал міцним, еластичним і водостійким.

Студенти кафедри працюють над цим, тестуючи різні методи обробки: луги, кислоти, дубильні речовини. Вивчають існуючі технології, адаптують їх, експериментують, щоб отримати найкращі результати. Теоретично можна використати агресивніші хімічні реагенти, але  мета науковців – створити максимально природний матеріал, який легко розкладатиметься в природному середовищі. Тому вони зосереджені на натуральних компонентах для обробки.

Деякі зразки вже демонструють чудові властивості: вони міцні, стійкі до вологи й навіть можуть бути пофарбовані природними барвниками. Зразки, які демонструє пані Марія, нагадують тонкий пергамент або пластик: вони гнучкі, не рвуться, а їхня прозорість дає змогу легко уявити, як із такого матеріалу можна зробити повноцінний пакет. Такі плівки можна використовувати і для декоративних цілей – наприклад, для створення ламп, адже вони мають красиву напівпрозорість.

Проте головна мета – не просто естетичний матеріал, а справжня альтернатива пластику. І пані Марія впевнена, що вони – на правильному шляху.

Наступний етап досліджень – перевірка матеріалу на термостійкість та витривалість у різних температурних умовах. Водночас у лабораторії планують змінити середовище вирощування: замість чаю, що є доволі дорогим, використати кавовий жмих. Для гриба у цьому випадку смакові якості не мають значення, а ось зниження собівартості робить процес значно вигіднішим.

Один із ключових викликів – створення ідеальних умов для максимального росту гриба. Оскільки це живий організм, його розвиток залежить від поживних речовин, які він отримує. Тому дослідники шукають альтернативні джерела живлення та аналізують, як вони впливають на темпи росту. Не менш важливим є й розмір площі, на якій гриб розростається. Його можна вирощувати в будь-якій формі, але для цього потрібні значно більші приміщення. Наразі в лабораторії працюють із невеликими ємностями – це дозволяє швидше отримувати результати й оперативно коригувати експерименти.

Зараз розробка знаходиться на лабораторному рівні технологічної готовності TRL 4 – TRL4 “Технологія перевірена в лабораторних умовах”.

Науковці кафедри постійно вивчають англомовну наукову літературу та аналізують дослідження колег з усього світу, щоб дізнатися, які методи обробки чайного гриба вже існують. Наука працює саме так: не потрібно винаходити велосипед із нуля, а варто будувати на вже наявних знаннях, доповнюючи їх власними напрацюваннями. Згодом і вони опублікують результати своїх досліджень, щоб зробити внесок у цю сферу.

Проблема пластику зараз актуальна як ніколи. Хоча він дуже повільно розкладається, зрештою все ж розпадається на наночастинки. Пані Марія рецензує різні наукові роботи, зокрема дисертації, і, наприклад, нещодавно працювала з дослідженням про вплив мікропластику на молюсків у водоймах Тернополя. Світові публікації вже підтверджують, що мікрочастинки пластику можна знайти навіть у мозку тварин. Вони настільки малі, що проникають через гематоенцефалічний бар’єр і накопичуються в різних органах, заважаючи клітинам нормально функціонувати.

Дослідження у цій сфері ще тривають, але вже зараз можна припустити: якщо мікропластик потрапляє у статеві клітини, він може передаватися наступним поколінням. Паралельно науковці шукають мікроорганізми – бактерії, які здатні повністю розкладати пластик, поглинаючи його під час живлення. Бактерії – найшвидші еволюціонери, і, ймовірно, вони також пристосовуються до нового середовища, насиченого пластиком, який може стати для них “їжею”. Пані Марія впевнена, що рано чи пізно такі мікроорганізми знайдуть.

Проте це питання часу, а пластик продовжує накопичуватися вже зараз. Саме тому необхідно працювати над зменшенням його використання. Однією з перспективних альтернатив є пакети та одноразові вироби з крохмалю, і дослідниця сподівається, що біоплівка на основі чайного гриба також стане дієвим рішенням.

Контакти Кафедри біохімії та біотехнології ПНУ.
📞: 0342596171
📥: kbh@pnu.edu.ua