„Bakterije su morfološki jednostavni organizmi pa se obično smatraju primitivnom vrstom stanica. Međutim, ti organizmi nisu jednostavni biokemijski.“ Te su mi se dvije rečenice, pročitane iz nekog udžbenika prije mnogo godina, usjekle u pamet jer – ako se dočitaju do kraja – u njima je sadržana cijela mikrobiologija. Doista, u morfološkom, pa i citološkom („anatomskom“) smislu bakterijska se stanica ne može mjeriti ni s najjednostavnijim višestaničnim organizmom, pa opet višestanični organizmi, bilo da je riječ o biljkama ili životinjama, nemaju tako raznolik metabolizam kao bakterije, barem što se prehrane tiče. Jer bakterije jedu sve. Štoviše, jedna te ista vrsta bakterija može imati više vrsta metabolizama. Takvim bakterijama pripadaju i purpurne fototrofne bakterije (purple phototrophic bacteria, PPB). Pridjev „fototropne“ znači da one asimiliraju, da žive – poput zelenih biljaka – na račun svjetlosti. No, ne samo to. One mogu živjeti i od anorganskih spojeva (kemoautotrofi), a mogu se hraniti i organskim spojevima (organoheterotrofni organizmi). One su usto i fakultativni anaerobni organizmi, što znači da mogu živjeti i tamo gdje ima i gdje nema kisika. Sve u svemu, riječ je o živim bićima koja mogu bilo gdje rasti i svačim se hraniti. 

Ti su organizmi već dugo u žarištu interesa znanstvenika koji se bave zelenim tehnologijama. Jer, jasno je, purpurne fototropne bakterije se mogu iskoristiti za čišćenje otpadnih voda od organskih (heterotrofni metabolizam) i anorganskih onećišćenja (kemoautotrofni metabolizam). No sada se otvara još jedna mogućnost njihove primjene. One bi se naime mogle iskoristiti i za dobivanje proteina i još važnije, poli(hidroksibutirata), PHB, biorazgradivog polimera. Usto, PPB fotoheterotrofnim metabolizom proizvode i plinoviti vodik, a on je – zna se – ne samo industrijska sirovina nego i (zeleno) gorivo. 

I evo ga: što se sve od tih bakterija može dobiti možemo pročitati u znanstvenom radu talijanskih znanstvenika objavljenom u časopisu Molecules, no ipak je njihov fokus bio na vodiku, kako se vidi već iz naslova spomenutog članka („Valorization of purple phototrophic bacteria biomass resulting from photo fermentation aimed at biohydrogen production“).  

Ono što najviše upada u oči u tom istraživanju je da su talijanski znanstvenici radili pokuse ne s jednom vrstom bakterija, kao drugi istraživači, nego s miješanom kulturom bakterija iz roda Rhodopseudomonas izoliranih ih sirutke. Usto su radili u nesterilnim uvjetima, što znači da su se njihove bakterije morale same izboriti za životni prostor od drugih mikroba – sve kako bi što realističnije simulirali uvjete budućeg tehnološkog postupka. Bakterije su nasadili na podlogu koja je sadržavala ekstrakt kvasca, alkohol (etanol) i natrijev glutamat te uklonili zrak, kako bi rasle pri anaerobnim uvjetima. Potom su ih osvjetlili – i dobili, što?

Stanice su se dakako počele dijeliti te proizvoditi vodik, proteine i biopolimere. No ne uvijek jednako. Poznato je naime da je rast mikroba uvjetovan zakonom logaritamskog rasta, naime da nakon nekog vremena populacija mikroba dostiže svoj maksimum, nakon čega broj stanica opada, a njihov se metabolizam usporava. Posljedica tog sveopćeg prirodnog zakona je činjenica da su PPB bile najproduktivnije trećeg dana nakon nasađivanja kulture. U tom je danu kubični metar bakterijske kulture proizveo 64 litara vodika, 49 grama biopolimera i 45 grama proteina. Možda se to nekom čini malo, no to je samo zbog velikog razrjeđenja. Ukupna suha masa stanica (biomasa) u kubičnom metru hranjive otopine iznosila je naime, tog trećeg dana, samo 0,513 kg (oko 0,05 % ukupne mase). 

Što se zapravo dobilo bolje se vidi kada se litre i grami pretvore u druge jedinice. Iz 64 litara vodika može se dobiti 0,23 kWh energije, a kada se sve zbroji, proizlazi da tisuću litara kulture purpurnih fototropnih bakterija daje ukupni prihod, u obliku proteina, biopolimera i vodika od oko 0,6 dolara dnevno. To nije mnogo, no pri ocjeni opisanog postupka treba uzeti u obzir da bi se bakterije hranile industrijskim otpadom, koji ionako treba razgraditi.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije, povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji; član je društva ProGeo-Hrvatska i Odjela za prirodoslovlje i matematiku Matice hrvatske. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 15 znanstveno-popularnih knjiga, a upravo mu je izišla još jedna: "Antologija hrvatske popularizacije prirodnih znanosti".