科學(xué)家在阿爾卑斯山和北極發(fā)現(xiàn)了可以在低溫下消化塑料的微生物，這可能是回收利用的寶貴工具。
許多可以做到這一點(diǎn)的微生物已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但它們通常只能在30℃ (86℉) 以上的溫度下工作。 這意味著由于需要加熱，在工業(yè)實(shí)踐中使用它們非常昂貴。這也意味著使用它們不是碳中性的。
瑞士聯(lián)邦研究所WSL的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了可以在15℃下執(zhí)行此操作的微生物，這可能會(huì)導(dǎo)致微生物回收方面的突破。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《微生物學(xué)前沿》雜志上。
來(lái)自WSL的Joel Rüthi博士及其同事在格陵蘭島、斯瓦爾巴特群島和瑞士采集了19種細(xì)菌菌株和15種真菌，這些菌株生長(zhǎng)在自由放置或有意掩埋的塑料制品上，這些塑料制品在地下保存了一年。他們讓這些微生物在15℃的黑暗環(huán)境中在實(shí)驗(yàn)室中以單一菌株培養(yǎng)物的形式生長(zhǎng)，并測(cè)試它們是否能消化不同類(lèi)型的塑料。
結(jié)果表明，菌株屬于放線菌門(mén)和變形菌門(mén)的13個(gè)屬，真菌屬于子囊菌門(mén)和毛霉菌門(mén)的10個(gè)屬。
測(cè)試的塑料包括不可生物降解的聚乙烯 (PE) 和可生物降解的聚氨酯 (PUR) 以及兩種市售的聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT) 和聚乳酸 (PLA) 的可生物降解混合物。
即使在這些塑料上培養(yǎng)126天后，所有菌株都無(wú)法消化PE。 但是有19種菌株 (56%)，包括11種真菌和8種細(xì)菌，能夠在15°C下消化PUR，而14種真菌和3種細(xì)菌能夠消化PBAT和PLA的塑料混合物。
Joel Rüthi博士說(shuō)：“在這里，我們表明，從高山和北極土壤的‘塑料圈'中獲得的新型微生物類(lèi)群能夠在15℃時(shí)分解可生物降解的塑料。這些生物可以幫助降低塑料酶促回收過(guò)程的成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)?！?
他說(shuō)，令人驚訝的是，很大一部分測(cè)試菌株能夠降解至少一種測(cè)試塑料。
科學(xué)家們還對(duì)表現(xiàn)最好的真菌進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)它們是neodevriesia屬和lachnellula屬中的兩種未表征的真菌物種，它們可以消化除PE之外的所有測(cè)試塑料。
雖然塑料自1950年代以來(lái)才得到廣泛使用，但微生物可以降解聚合物，因?yàn)樗鼈冾?lèi)似于植物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的某些結(jié)構(gòu)。
研究作者之一Beat Frey博士解釋說(shuō)：“微生物已被證明可以產(chǎn)生多種聚合物降解酶，這些酶參與植物細(xì)胞壁的分解。特別是，植物致病真菌經(jīng)常被報(bào)道可以生物降解聚酯，因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生角質(zhì)酶，而角質(zhì)酶以塑料聚合物為目標(biāo)，因?yàn)樗鼈兣c植物聚合物角質(zhì)相似?！?
科學(xué)家們只在一種溫度下測(cè)試了微生物，因此尚未找到最適合使用的微生物。盡管如此，他們說(shuō)它在4℃ 和20℃之間運(yùn)行良好。
Beat Frey博士說(shuō)：“下一個(gè)重大挑戰(zhàn)將是確定微生物菌株產(chǎn)生的塑料降解酶，并優(yōu)化獲取大量蛋白質(zhì)的過(guò)程。此外，可能需要對(duì)酶進(jìn)行進(jìn)一步修飾以優(yōu)化蛋白質(zhì)穩(wěn)定性等特性?！?
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