圖:PLASTIC POLLUTION COALITION

一組科學團隊開發出一種突變細菌酶,可以在幾個小時內分解寶特瓶以利於回收。

快速分解塑膠

這種酶是在 2012 年由研究人員於樹葉堆肥中發現。它能讓塑膠分解成原本的化學結構骨架,回收後可再用來製作全新的寶特瓶。該研究已發表於《自然》期刊(Nature)。研發團隊宣稱即使有其他研究也發現過類似的酶,但這種酶的分解能力更加有效。

研究團隊是由法國生技公司 Carbios 及土魯斯大學(Université de Toulouse)的科學家組成。他們發現改良過的酵素能在 10 小時內分解 90% 的寶特瓶,比起最初只能在數週分解 1% 而言,是相當大的進步。

科學家表示:「這種高效率且最佳化的酵素超越先前報導過的聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)水解酶(hydrolase)。」PET 是在寶瓶、聚酯衣服纖維及食物容器的生產上使用量最多的聚合物。這種材料要花上數百年才能在環境中被分解。

研究過程

這種突變酶最初從 10 萬種微生物中被篩選出來。為了發展此種酶,研究人員加入了突變體來改善分解塑膠的效率,另外也發現攝氏 72 度的環境,是最適合讓突變酶穩定分解的溫度。

Carbios 目前已與生技公司「諾維信」(Novozymes)合作,計畫在工業規模生產這種酶。這種酶的成本只有原始塑膠成本的 4%。

另外,在 2018 年,另一組研究團隊意外發現一種可以分解寶特瓶的酶。發現該酶的研究人員樸茨茅斯大學(University of Portsmouth)生物及生醫科學研究所所長約翰·麥葛漢教授(John McGeehan)當時曾表示,這種酶的改善程度有限,但他認為仍有改進的空間。

發展永續環境

聯合國統計,截至 2018 年,每年有將近 3 億噸的塑膠廢棄物。他們也估計,自1950 年代以來,全球已生產了超過 80 億噸的塑膠,其中有 60% 最後棄置於垃圾掩埋場或自然環境中。

Carbios 表示,此回收過程啟動了「真正的循環經濟,更能預防塑膠污染我們的海洋與星球。」Carbios 補充:「這項創新科技也替回收 PET 纖維鋪路,這將是替未來世代確保他們有一個乾淨且受保護環境的大挑戰。我們目標是要讓此回收科技在 5 年內能達到工業規模。」Carbios 預計在 2021 年於法國里昂(Lyon, France)附近的一間展示廠測試這種酶。

研究團隊成員法國國家農業研究院(Institut national de la recherche agronomique,INRAE)研究人員蘇菲·杜肯(Sophie Duquesne)表示:「我對於由土魯斯生物科技研究所(Toulouse Biotechnology Institute,TBI)及 Carbios 的人員所完成的研究感到很驕傲,他們的合作提供了發展永續社會的解答,來結束塑膠的生命。對任何研究人員而言,看到自己的研究被權威期刊《自然》認可,是一項真正的成就。」

參考資料:

  1. Lao, D. (2020, April 12). Mutant enzyme could break down plastic bottles for recycling in hours, scientists say. Global News
  2. Tournier, V. et al., (2020, April 8). An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles. Nature. doi.org/10.1038/s41586-020-2149-4
  3. Sulaiman, S. et al., (2012, March). Isolation of a novel cutinase homolog with polyethylene terephthalate-degrading activity from leaf-branch compost by using a metagenomic approach. NCBI. doi: 10.1128/AEM.06725-11
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