研究人员发现一种特殊类型的蠕虫可以快速分解塑料

2022年07月01日 00:18 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

中船重工的一个研究小组发现,蜡虫的唾液可以降解塑料。这一发现对处理或回收塑料垃圾有许多潜在的应用。该团队在2017年首次发现这种蠕虫物种,即鳞翅目Galleria mellonella,可以降解塑料(聚乙烯)。

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他们现在已经弄清楚了它是如何做到的:它的唾液中含有酶(与苯酚氧化酶家族有关),可以在室温下迅速启动聚乙烯降解。领导这项研究的CIB-CSIC(生物研究中心)的研究员Federica Bertocchini声称,这些酶是目前已知的第一个也是唯一一个能够分解聚乙烯塑料而无需预处理的酶。


该研究的结果已经在线发表在BioRxiv档案中,因为它正在等待审查。Roechling基金会(德国)为这项研究提供了资金。要使塑料降解,氧气必须渗透到聚合物中。这是氧化的第一步,通常是暴露在阳光下或高温下的结果,它代表了一个瓶颈,减缓了像聚乙烯这样的塑料的降解,聚乙烯是最耐腐蚀的聚合物之一。这就是为什么在正常的环境条件下,塑料需要几个月甚至几年才能降解。

最坚固和最经常使用的塑料之一是聚乙烯。当与聚丙烯和聚苯乙烯结合时,它占了塑料制造总量的70%。寻找塑料垃圾问题的解决方案是紧迫的,因为塑料污染危及到世界的健康和环境。塑料的生物分解是最有希望和潜力的研究领域之一。这个过程被称为生物降解,涉及细菌和真菌等微生物。然而,已知只有少数微生物能够降解构成聚乙烯的强塑料聚合物。此外,在大多数情况下,需要密集的预处理以确保氧化。


几年前,随着发现鳞翅目和鞘翅目中的一些昆虫物种能够降解聚乙烯和聚苯乙烯,一个新的研究领域开始了。在实验室里,研究人员发现鳞翅目Galleria mellonella的幼虫,通常被称为蜡虫,能够非常迅速地氧化和分解塑料中的聚合物。研究人员仔细研究了蜡虫与聚乙烯接触时的行为,发现蜡虫唾液(即昆虫口中的液体)中的酶可以降解聚乙烯,与唾液接触后,聚合物会在几小时内氧化并解聚。

此外,研究人员用电子显微镜分析了唾液,并观察到高蛋白质含量。研究人员已经从唾液中分离出两种酶,它们可以重现整个唾液产生的氧化作用、这两种蛋白质被称为Demetra和Ceres,属于酚类氧化酶家族。

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