細菌來源的酵素顯示出聚乙烯生物降解的潛力

全球每年生產 4 億噸塑膠製品，其中一半是一年內丟棄的一次性物品。特別是不可生物降解的塑膠垃圾，需要500多年才能自然分解，且大多透過垃圾掩埋場處理。在此過程中，微塑膠的形成會破壞生態系或在生物體內積聚，增加其有害影響。隨著世界各地的垃圾掩埋場達到飽和狀態，解決這個問題變得越來越迫切。

韓國科學技術研究院 (KIST) 清潔能源研究中心的 Ahn, Jung Ho 博士的研究團隊開發了一種利用微生物衍生的酵素來生物降解聚乙烯的技術。

聚乙烯佔每年生產的塑膠的35%，廣泛用於各種用途，包括包裝材料和塑膠袋。與其他不可生物降解的塑膠一樣，聚乙烯通常被丟棄在海洋或土壤中，在空氣和陽光的作用下不斷氧化。

研究小組已成功確定了首次能夠分解這種氧化聚乙烯。研究結果是發表在日記中生物資源技術。

研究小組專注於脂肪酶，這是一種分解天然聚合物脂質的酶，其化學結構與聚乙烯相似。然後他們開發了一種基於脂肪酶的純化和生產工藝並成功發現Pelosinus發酵脂肪酶1（PFL1）。

當這種源自厭氧細菌發酵球菌的脂肪酶應用於聚乙烯時，重均分子量下降了44.6%，數均分子量下降了11.3%，兩者都顯示了生物降解程度。此外，透過他們觀察到降解聚乙烯表面的撕裂和裂紋，證實了酵素引起的生物降解過程。

研究團隊也使用分析PFL1與聚乙烯之間的相互作用，首次闡明生物降解機制。他們觀察到 PFL1 酶與表面牢固結合然後將其分解成小段。

這些發現預計將有助於增強 PFL1 酶的特性以及尋找新的塑膠生物降解酶。

目前的塑膠廢棄物處理方法，例如焚燒和化學降解，會產生分解過程中需要昂貴的催化劑。

然而，PFL1 酶可以使用以下方法大量生產：且該過程不會產生有毒物質，是一種環保技術。此外，醇類和生物降解過程中產生的產物可用於塑膠再合成或化學材料的生產。

Ahn博士表示：「新發現的酵素顯示出生物降解不可降解塑膠廢棄物的可能性，這在以前很難處理。我們的目標是將該技術商業化，以解決垃圾掩埋場飽和問題，實現塑膠的永續循環經濟。