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        日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可降解塑料微生物

        2016-05-17 20:01:56
        創(chuàng)新時(shí)代 2016年4期
        關(guān)鍵詞:對苯二甲降解塑料塑料瓶

        一種微生物或許有一天能幫助我們解決每年產(chǎn)生的5000萬噸聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)問題。

        大多數(shù)一次性水瓶使用的都是PET塑料,這種材料被視為是對環(huán)境危害最大的塑料之一。但研究人員近日找到了一種或許能夠拯救我們地球的細(xì)菌。這種細(xì)菌可以在塑料上茁壯生長,然后使塑料分解?!皬钠孔拥揭路?,消費(fèi)者產(chǎn)品中塑料的大量使用,已經(jīng)導(dǎo)致無數(shù)噸塑料流入了環(huán)境中。”這篇發(fā)表在《自然》(Science)雜志上的研究報(bào)告中寫道,“這種名叫Ideonella sakaiensis的新物種能夠使用兩種酶將塑料水解,將其變?yōu)樽约荷L所需的物質(zhì)。”

        PET在其他產(chǎn)品中也有著廣泛的應(yīng)用,如滌綸衣服、冷凍食品塑料盒以及吸塑包裝等。但這種材料從發(fā)明到現(xiàn)在只有70年,因此研究人員認(rèn)為,這種細(xì)菌是逐漸演化出了分解塑料、以塑料為生的能力的。

        日本京都工藝?yán)w維大學(xué)(Koto Institute of Technology)的Kohei Oda和慶應(yīng)義塾大學(xué)(Keio University)的Kenji Miyamoto是本次研究的帶頭人,他們對日本一家PET塑料瓶回收工廠的250份土壤、廢水和沉淀物的樣本進(jìn)行了分析。

        該研究團(tuán)隊(duì)就是在這里發(fā)現(xiàn)了這種細(xì)菌會(huì)黏附在塑料薄膜上的。根據(jù)發(fā)現(xiàn)它的城市,他們將這種細(xì)菌命名為Ideonella sakainesis。研究人員在對這種微生物進(jìn)行觀察之后發(fā)現(xiàn),它使用了兩種酶:一種酶負(fù)責(zé)將PET分解為一種名叫單體對苯一甲酸乙二醇酯(MHET)的中間體,另一種酶叫做MHETase,能夠?qū)HET水解為單對苯二甲酸和乙二醇。

        “在對環(huán)境中能接觸到PET的自然微生物群落進(jìn)行篩查之后,我們分離出了一種新發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌,名叫Ideonella sakaiensis201-F6。它將PET作為其主要的碳和能量來源?!毖芯咳藛T說道。這種細(xì)菌附著到PET表面之后,就會(huì)開始釋放兩種酶中的第一種,先將PET分解為一種中間體化學(xué)物質(zhì)。第二種酶隨后會(huì)將這種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)一步分解,為細(xì)菌提供更多能量。

        “在PET上生長時(shí),這種細(xì)菌會(huì)制造出兩種酶:一種用來將PET水解,另一種用來將反應(yīng)中間物MHET水解。”

        “只有這兩種酶共同作用,才能將PET有效轉(zhuǎn)化為對苯二甲酸和乙二醇這兩種對環(huán)境友好的物質(zhì)?!?/p>

        研究人員相信,只要能將溫度保持在86華氏度(30攝氏度),這種細(xì)菌便能在六周之內(nèi)分解一片PET薄膜。但也有一些研究人員并不買這種細(xì)菌的賬。雖然他們對此深受震動(dòng),但他們認(rèn)為這種細(xì)菌的作用依然有限,“例如,我們目前還不清楚,它們能不能清除海洋中的細(xì)菌?!薄拔也恢肋@樣做有什么好處,”正在馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所研究海洋中塑料的特雷西·明瑟(Tracy Mincer)說道,“比起把塑料瓶放進(jìn)回收箱、將它們?nèi)诨笞龀尚碌乃芰掀?,我看不出用?xì)菌降解塑料的優(yōu)勢在哪里?!?/p>

        明瑟相信這些研究發(fā)現(xiàn)將幫助我們找到其他具有降解PET能力的細(xì)菌。“過程可能都大同小異,”他說道,“既然我們已經(jīng)知道尋找的目標(biāo)是什么了,也許我們很快就會(huì)在世界各地發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌的?!保ㄐ吕丝萍迹?/p>

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