一个重磅发现,以后「白色污染」可能大大减少
重磅发现：饮料瓶塑料可被微生物降解！
winningman，Ph.D. in chemistry
塑料是日常生活中重要的材料之一。但是，塑料的化学稳定性高，在自然界中不易降解，往往造成“白色污染”与原料的浪费。最近《Science》刊登了日本科学家一项最新技术：发现某种微生物可将 PET（用于制造饮料瓶等重要塑料产品）降解。
一种小小的微生物，或许就能解决矿泉水瓶塑料的回收与再利用问题。这种在我们生活中天天都会遇到的塑料，其主要的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯（英文缩写为 PET）。最近，日本科学家 Kenji Miyamoto 发现了世界上第一例可“吞噬”PET 的细菌，他们称之为 Ideonella sakaiensis。这种细菌以 PET 为主要碳源和能量源。该研究成果发表在《Science》上。
以 2013 年为例，全世界 PET 的全年产量即高达 5600 万吨。在我们每天都有接触的矿泉水瓶、可乐瓶等多种食品包装瓶上均可以发现 PET 的身影。尽管作为一种典型的可回收塑料，它的回收程度却依旧维持在一个不高的水平。根据美国 PET 塑料协会统计，全世界 PET 回收率仅维持在 31% 左右。欧洲在这方面尽管做的较好，也不过仅仅达到约 50%。每年，都有千百万吨的 PET 被废弃，要么被堆积在垃圾厂，要么进入环境中产生污染。
理论上，PET 是可以通过高温高压下的水解反应回收其单体原料。但是这个过程较慢，能耗大，成本高。早期也有人发现可以降解 PET 的真菌。相比之下，Kenji Miyamoto 发现的细菌降解效率更高，难能可贵的是，这种细菌在 30 摄氏度下即可发挥其作用。
（图注：（A）PET 薄膜培养在含有I. sakaiensis细菌的溶液中；（B）经过细菌降解后的 PET 薄膜表面；（C）降解过程中 PET 薄膜的质量变化；（D）生长在 PET 薄膜表面的I. sakaiensis细菌。）
研究者发现I. sakaiensis细菌使用一种酶（研究者称之为 PETase）先将 PET 降解为 MHET（见下图）；随后另一种酶（研究者称之为 MHETase）将其降解为对苯二甲酸与乙二醇。
要想将该技术工业化，也需要进一步地优化。比如这种酶目前的作用时间处于几十天的水平，对商业生产来讲还是不够快；另外，I. sakaiensis 细菌更易于作用于无定型态的 PET，而塑料瓶中的 PET 有很多处于结晶态。对于前者，研究者希望利用基因工程将细菌进一步改良；对于后者，可以先将塑料产品中的 PET 进行预处理。
这项技术对于材料的回收利用、环保产业意义重大。研究者也在致力于该项技术全面工业化。
参考文献：
Yoshida, S.; Hiraga, K.; Takehana, T.; Taniguchi, I.; Yamaji, H.; Maeda, Y.; Toyohara, K.; Miyamoto, K.; Kimura, Y.; Oda, K., A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate). Science 2016,351 (6278), 1196-1199.
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