全球每年生產(chǎn)4億噸塑料制品，其中一半是一次性物品，一年內(nèi)被丟棄。特別是不可生物降解的塑料垃圾，它們需要500多年才能自然分解，大部分都是通過垃圾填埋場(chǎng)處理的。在這個(gè)過程中，微塑料形成，破壞生態(tài)系統(tǒng)或在生物體中積累，增加了它們的有害影響。隨著世界各地的垃圾填埋場(chǎng)達(dá)到飽和，解決這一問題變得越來(lái)越緊迫。

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)清潔能源研究中心的安正浩博士研究組開發(fā)出了利用微生物產(chǎn)生的酶生物降解聚乙烯的技術(shù)。

聚乙烯占每年塑料產(chǎn)量的35%，廣泛用于各種用途，包括包裝材料和塑料袋。與其他不可生物降解的塑料一樣，聚乙烯通常被丟棄在海洋或土壤中，在那里它會(huì)因空氣和陽(yáng)光而不斷氧化。

一個(gè)研究小組首次成功地發(fā)現(xiàn)了一種能夠分解這種氧化聚乙烯的酶。研究結(jié)果發(fā)表在《生物資源技術(shù)》雜志上。

研究小組專注于脂肪酶，一種分解天然聚合物脂質(zhì)的酶，它的化學(xué)結(jié)構(gòu)與聚乙烯相似。隨后，他們開發(fā)了一種基于合成生物學(xué)的脂肪酶純化和生產(chǎn)工藝，并成功發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵Pelosinus fermentans脂肪酶1 (PFL1)。

由厭氧細(xì)菌發(fā)酵Pelosinus fermentans提取的脂肪酶作用于聚乙烯時(shí)，聚乙烯的質(zhì)量-平均分子量下降44.6%，數(shù)量-平均分子量下降11.3%，表明聚乙烯的生物降解程度。此外，通過電子顯微鏡，他們觀察到降解聚乙烯表面的撕裂和裂縫，證實(shí)了酶引起的生物降解過程。

研究小組還利用計(jì)算機(jī)模擬分析了PFL1與聚乙烯之間的相互作用，首次闡明了PFL1的生物降解機(jī)制。他們觀察到PFL1酶與聚乙烯表面緊密結(jié)合，然后將其分解成小段。

這些發(fā)現(xiàn)將有助于提高PFL1酶的性能，并有助于尋找新的塑料生物降解酶。

目前的塑料垃圾處理方法，如焚燒和化學(xué)降解，在分解過程中會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，并且需要昂貴的催化劑。

然而，PFL1酶可以利用可再生資源大規(guī)模生產(chǎn)，并且該過程不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，使其成為一種環(huán)保技術(shù)。此外，在生物降解過程中產(chǎn)生的醇和羧酸可用于塑料再合成或生產(chǎn)化學(xué)材料。

安教授表示:“新發(fā)現(xiàn)的酶顯示了生物降解以前難以處理的不可降解塑料垃圾的可能性。我們的目標(biāo)是將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化，以解決垃圾填埋場(chǎng)飽和問題，實(shí)現(xiàn)塑料的可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)?！?/p>