新研究:真菌有望用于降解塑料垃圾

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【大澳门威尼斯人赌场官网2023年09月19日讯】(大澳门威尼斯人赌场官网专题部记者吴瑞昌编译报导)塑料可以说是人类重要的发明,但它们多数无法降解,人们只能通过焚烧、回收和掩埋来处理塑料垃圾,且污染环境,因此塑料成为地球上的“癌症”。这次,斯里兰卡的两所大学的研究人员发现一种真菌,不仅可以吃硬木还能吃聚乙烯塑料,有望降解部分塑料。

斯里兰卡的佩拉德尼亚大学(University of Peradeniya)和凯拉尼亚大学(University of Kelaniya)的研究人员共同发现了可以吃硬木和降解聚乙烯的真菌,这是过去从未发现的。他们将这一发现发表在PLOS ONE论文网站上,目前已有七千多次的浏览记录。

聚乙烯是一种常见的塑料,可以用于日常生活中常见的袋子、瓶子、保鲜膜、外卖容器、桶装物品等,也经常被用来制作工业模具。

硬木(黑木、铁木等)因质地比普通木头更坚硬和不易腐败,部分被做成家俬和其它木制品。硬木坚硬的原因,源于木材内的细胞壁中存在大量木质素,这种木质素赋予了木头的强度,但需要正确的酶才能被分解。

研究人员在考察斯里兰卡森林保护区时,发现原本不易腐败的硬木树,在死后出现腐败现象。他们好奇地从木材中提取出50个真菌样本,并带回实验室将这些真菌进行分类,同时选择了22个具有解聚酶活性的真菌进行分株。

随后,研究人员给这些真菌喂食硬木和塑料。他们把真菌分别放在由低密度聚乙烯(LDPE)制作的盘子和由木材制作的盘子里,以观察它们是否能够分解这些东西。

在45天的实验中,他们用重量分析和电子显微镜观察真菌对于塑料和硬木的腐蚀程度。

结果显示,多数的真菌更喜欢吃木材,而不是塑料。它们让木头的失重比例(分离真菌的木材腐烂能力)从1.41%至35.70%,其中一种名为Phlebiopsis flavidoalba的真菌表现最为优秀,可以让木头的失重比例高达31%至35%。

除此之外,Phlebiopsis flavidoalba真菌吃掉LDPE盘子的比例优于其它真菌,它们不仅让LDPE盘子的重量减少近24%,也让LDPE盘子的外表变得粗糙、有裂纹孔洞和剥落的痕迹。

LDPE盘子的重量减少原因在于,它们被真菌中的酶转化为更简单的分子,例如二氧化碳和其它物质,从而减轻了重量。尽管研究人员还无法切确知道,真菌在食用聚乙烯时的化学途径如何变化,但他们确实知道一些真菌会使用特殊的氧化酶去分解木材和塑料。

研究人员还发现,真菌经过45天的培养期,它们的pH值会有所变化。其中部分真菌在没有木材的情况下,pH值会在6.7~8.2之间变化,而多数分离株的pH值保持在中性。若在改良过的培养基内,真菌的pH值则会下降,变得更酸。

因此该实验最显着的特点和结论,会使木材腐烂的真菌在缺乏首选碳源(木头)的情况下,会利用任何可用的碳源(塑料),以便它们得以生存下去。

这项研究的首席研究员雷努卡·阿塔纳亚克(Renuka Attanayake)教授向凯拉尼亚大学新闻室表示,“我认为能够分解聚乙烯(最广泛使用的塑料废物)的真菌,可能是减少塑料污染的一种方法。因为这些生物体在代谢上是灵活的,真菌们会利用它们可食用的东西,在环境中生存下去。”

目前已知有数百种真菌和部分微生物可以降解各类塑料,而它们分解的速率不一,大多的作用和降解机制尚不清楚。

英国伦敦王家植物园的科学家则认为,识别和复制这些微生物降解塑料的酶,最终可以帮助清除每年产生的4亿吨塑料垃圾中的一部分。◇

责任编辑:邵亦

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