塑膠可以說是人類重要的發明,但它們多數無法降解,人們只能通過焚燒、回收和掩埋來處理塑膠垃圾,且污染環境,因此塑膠成為地球上的「癌症」。 這 次, 斯里蘭卡的兩所大學的研究人員發現一種真菌,不僅可以吃硬木還能吃聚乙烯塑膠,有望降解部份塑膠。

斯里蘭卡的佩拉德尼亞大學(University of Peradeniya)和凱拉尼亞大學(University of Kelaniya)的研究人員共同發現了可以吃硬木和降解聚乙烯的真菌,這是過去從未發現的。他們於7月26日將這一發現發表在PLOS ONE論文網站上,目前已有七千多次的瀏覽記錄。

聚乙烯是一種常見的塑料,可以用於日常生活中常見的袋子、瓶子、保鮮膜、外賣容器、桶裝物品等,也經常被用來製作工業模具。

硬木(黑木、鐵木等)因質地比普通木頭更堅硬和不易腐敗,部份被做成傢俬和其它木製品。硬木堅硬的原因,源於木材內的細胞壁中存在大量木質素,這種木質素賦予了木頭的強度,但需要正確的酶才能被分解。

偶然發現腐敗硬木

研究人員在考察斯里蘭卡森林保護區時,發現原本不易腐敗的硬木樹,在死後出現腐敗現象。他們好奇地從木材中提取出50個真菌樣本,並帶回實驗室將這些真菌進行分類,同時選擇了22個具有解聚酶活性的真菌進行分株。

隨 後, 研究人員給這些真菌餵食硬木和塑膠。他們把真菌分別放在由低密度聚乙烯(LDPE)製作的盤子和由木材製作的盤子裏,以觀察它們是否能夠分解這些東西。

在45天的實驗中,他們用重量分析和電子顯微鏡觀察真菌對於塑膠和硬木的腐蝕程度。

結果顯示,多數的真菌更喜歡吃木材,而不是塑膠。它們讓木頭的失重比例(分離真菌的木材腐爛能力)從1.41%至 35.70%,其中一種名為Phlebiopsis flavidoalba的真菌表現最為優秀,可以讓木頭的失重比例高達31%至35%。

除此之外,Phlebiopsis flavidoalba真菌吃掉LDPE盤子的比例優於其它真菌,它們不僅讓LDPE盤子的重量減少近24%,也讓LDPE盤子的外表變得粗糙、有裂紋孔洞和剝落的痕跡。

LDPE盤子的重量減少原因在於,它們被真菌中的酶轉化為更簡單的分子,例如二氧化碳和其它物質,從而減輕了重量。儘管研究人員還無法切確知道,真菌在食用聚乙烯時的化學途徑如何變化,但他們確實知道一些真菌會使用特殊的氧化酶去分解木材和塑膠。

確認可有效分解塑膠

研究人員還發現,真菌經過45天的培養期,它們的pH值會有所變化。其中部份真菌在沒有木材的情況下,pH值會在6.7~8.2之間變化,而多數分離株的pH值保持在中性。若在改良過的培養基內,真菌的pH值則會下降,變得更酸。

因此該實驗最顯著的特點和結論,會使木材腐爛的真菌在缺乏首選碳源(木頭)的情況下,會利用任何可用的碳源(塑料),以便它們得以生存下去。

這項研究的首席研究員雷努卡 · 阿塔納亞克(Renuka Attanayake)教授向凱拉尼亞大學新聞室表示,「我認為能夠分解聚乙烯(最廣泛使用的塑膠廢物)的真菌,可能是減少塑膠污染的一種方法。因為這些生物體在代謝上是靈活的,真菌們會利用它們可食用的東西,在環境中生存下去。」

目前已知有數百種真菌和部分微生物可以降解各類塑膠,而它們分解的速率不一,大多的作用和降解機制尚不清楚。

英國倫敦王家植物園的科學家則認為,識別和複製這些微生物降解塑膠的酶,最終可以幫助清除每年產生的4億噸塑料垃圾中的一部份。◇

 

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