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新研究發現:牛胃中微生物可以分解塑膠

2021年07月05日
環境資訊中心綜合外電;姜唯 編譯;林大利 審校

塑膠污染無處不在,成為環境與人類健康的隱憂。最新研究發現,在牛的其中一個胃內有可以分解塑膠的細菌。

由於牛的飲食中含有天然聚酯,科學家們推測,牛的胃中含有能分解天然聚酯的大量微生物。照片來源:cottonbro/Pexels

科學實驗發現 三種類型塑膠都能被牛瘤胃中的微生物分解

人類自1950年代至今,已生產了超過80億噸塑膠——相當於10億頭大象的重量,主要用於外包裝、一次性容器和寶特瓶。塑膠污染無處不在,不管是在水中還是在空氣中,人們都在不知不覺中攝入和吸入微塑膠顆粒。近年來,研究人員一直致力於開發微生物分解這種棘手的材料的能力。

目前已知有微生物能分解天然聚酯,例如在番茄或蘋果果皮中發現的微生物。由於牛的飲食中含有天然聚酯,科學家們推測牛的胃會含有大量這些微生物,以分解天然聚酯。

為了驗證這個理論,維也納自然資源與生命科學大學的瑞比斯(Doris Ribitsch)博士和同事們從奧地利一家屠宰場蒐集牛瘤胃中的液體。瑞比斯指出,一頭乳牛通常可產生大約100公升的瘤胃液,「你可以想像每天屠宰場都有大量的瘤胃液浪費掉。」

科學家將三種類型的聚酯泡在瘤胃液中,包括PET(常用於紡織品和包裝的合成聚合物)、PBAT(可生物分解塑膠,常用於可堆肥塑膠袋)和 PEF(一種由再生資源製成的生質材料)。每種塑膠都以薄膜和粉末形式測試。

結果顯示,在實驗室環境中,這三種塑膠都可以被牛胃中的微生物分解,塑膠粉末比塑膠薄膜分解得更快。瑞比斯說,接下來的工作是從瘤胃液存在數千種微生物中找出最攸關分解的微生物,以及它們所產生的酵素。一旦能找到酵素,就可以在回收廠生產和應用。

研究指出 應是許多酵素共同作用 才發揮分解塑膠效果

目前,塑膠垃圾大多被燒掉。少部分會被熔化用來製造其他產品,但許多情況下塑膠會損壞,無法再利用。另一種方法是化學回收,也就是將塑膠廢棄物重新轉化為基礎化學品,但這不是一個環境友善的過程。使用酵素來處理塑膠廢棄物則是一種環境友善的化學回收方式。

其他研究人員正在嘗試開發和擴大此類酵素的商業規模。去年9月,科學家透過結合兩種不同的酵素設計出一種超級酵素,這兩種酵素都來自2016年在日本垃圾場發現的吃塑膠的蟲子。

研究人員2018年發表第一種酵素的工程版本,它在幾天內開始分解塑膠。但是超級酵素的工作速度可快6倍。今年4月初,法國 Carbios公司從樹葉堆肥中發現另一種不同的酵素,可以在10小時內降解90%的塑膠瓶。

牛瘤胃液體的研究作者將成果發表在《生物工程與生物技術前沿(Frontiers in Bioengineering and Biotechnology)》期刊。論文中強調,發揮作用的酵素似乎不只一種,而是多個不同的酵素共同作用發揮分解能力。

參考資料

作者

姜唯

如果有一件事是重要的,如果能為孩子實現一個願望,那就是人類與大自然和諧共存。

林大利

於特有生物研究保育中心服務,小鳥和棲地是主要的研究對象。是龜毛的讀者,認為龜毛是探索世界的美德。