科学家发现可以低温降解聚氨酯的微生物

科学家在阿尔卑斯山和北极发现了可以在低温下消化塑料的微生物，这可能是回收利用的宝贵工具。

许多可以做到这一点的微生物已经被发现，但它们通常只能在30℃ (86℉) 以上的温度下工作。 这意味着由于需要加热，在工业实践中使用它们非常昂贵。这也意味着使用它们不是碳中性的。

瑞士联邦研究所WSL的科学家们发现了可以在15℃下执行此操作的微生物，这可能会导致微生物回收方面的突破。他们的研究结果发表在《微生物学前沿》杂志上。

来自WSL的Joel Rüthi博士及其同事在格陵兰岛、斯瓦尔巴特群岛和瑞士采集了19种细菌菌株和15种真菌，这些菌株生长在自由放置或有意掩埋的塑料制品上，这些塑料制品在地下保存了一年。他们让这些微生物在15℃的黑暗环境中在实验室中以单一菌株培养物的形式生长，并测试它们是否能消化不同类型的塑料。

结果表明，菌株属于放线菌门和变形菌门的13个属，真菌属于子囊菌门和毛霉菌门的10个属。

测试的塑料包括不可生物降解的聚乙烯 (PE) 和可生物降解的聚氨酯 (PUR) 以及两种市售的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT) 和聚乳酸 (PLA) 的可生物降解混合物。

即使在这些塑料上培养126天后，所有菌株都无法消化PE。 但是有19种菌株 (56%)，包括11种真菌和8种细菌，能够在15°C下消化PUR，而14种真菌和3种细菌能够消化PBAT和PLA的塑料混合物。

Joel Rüthi博士说：“在这里，我们表明，从高山和北极土壤的‘塑料圈’中获得的新型微生物类群能够在15℃时分解可生物降解的塑料。这些生物可以帮助降低塑料酶促回收过程的成本和环境负担。”

他说，令人惊讶的是，很大一部分测试菌株能够降解至少一种测试塑料。

科学家们还对表现最好的真菌进行了测试，发现它们是neodevriesia属和lachnellula属中的两种未表征的真菌物种，它们可以消化除PE之外的所有测试塑料。

虽然塑料自1950年代以来才得到广泛使用，但微生物可以降解聚合物，因为它们类似于植物细胞中发现的某些结构。

研究作者之一Beat Frey博士解释说：“微生物已被证明可以产生多种聚合物降解酶，这些酶参与植物细胞壁的分解。特别是，植物致病真菌经常被报道可以生物降解聚酯，因为它们能够产生角质酶，而角质酶以塑料聚合物为目标，因为它们与植物聚合物角质相似。”

科学家们只在一种温度下测试了微生物，因此尚未找到最适合使用的微生物。尽管如此，他们说它在4℃ 和20℃之间运行良好。

Beat Frey博士说：“下一个重大挑战将是确定微生物菌株产生的塑料降解酶，并优化获取大量蛋白质的过程。此外，可能需要对酶进行进一步修饰以优化蛋白质稳定性等特性。”