اكتشف علماء ميكروبات قادرة على هضم المواد البلاستيكية في درجات حرارة منخفضة في جبال الألب والقطب الشمالي ، والتي يمكن أن تكون أداة قيمة لإعادة التدوير.
تم بالفعل العثور على العديد من الكائنات الحية الدقيقة القادرة على القيام بذلك ، ولكنها لا تعمل بشكل عام إلا في درجات حرارة أعلى من 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت). هذا يعني أن استخدامها في الممارسة الصناعية باهظ التكلفة بسبب التسخين المطلوب. هذا يعني أيضًا أن استخدامها ليس محايدًا للكربون.
اكتشف علماء من المعهد الفيدرالي السويسري WSL ميكروبات قادرة على القيام بذلك عند 15 درجة مئوية ، مما قد يؤدي إلى اختراق في إعادة تدوير الميكروبات. تم نشر النتائج التي توصلوا إليها في المجلة الحدود في علم الأحياء الدقيقة.
أخذ الدكتور جويل روثي وزملاؤه من WSL عينات من 19 سلالة من البكتيريا و 15 من الفطريات التي تنمو على بلاستيك مفكوك أو مدفون عمدًا في الأرض لمدة عام في جرينلاند وسفالبارد وسويسرا. لقد سمحوا للميكروبات بالنمو كمزارع أحادية السلالة في المختبر في الظلام عند 15 درجة مئوية واختبروها لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم هضم أنواع مختلفة من البلاستيك.
أظهرت النتائج أن السلالات البكتيرية تنتمي إلى 13 جنسًا في الشعاعية وشعبة البروتيوبكتيريا ، والفطريات تنتمي إلى 10 أجناس في الشعبة الأسكوميكوتا والميكوروميكوتا.
تضمنت المواد البلاستيكية التي تم اختبارها البولي إيثيلين غير القابل للتحلل الحيوي (PE) والبوليستر والبولي يوريثين القابل للتحلل الحيوي (PUR) بالإضافة إلى مزيجين قابلين للتحلل الحيوي من البولي بيوتيلين أديباتي تيريفثاليت (PBAT) وحمض متعدد حمض اللبنيك (PLA).
لم تكن أي من السلالات قادرة على هضم البولي إيثيلين حتى بعد 126 يومًا من الحضانة على هذه المواد البلاستيكية. لكن 19 سلالة (56٪) ، بما في ذلك 11 نوعًا من الفطريات وثماني بكتيريا ، تمكنت من هضم البولي يوريثان عند درجة حرارة 15 درجة مئوية ، بينما تمكنت 14 نوعًا من الفطريات وثلاث بكتيريا من هضم الخلائط البلاستيكية لـ PBAT و PLA.
قال روثي: “نظهر هنا أن الأصناف الميكروبية الجديدة التي تم الحصول عليها من” البلاستسفير “لتربة جبال الألب والقطب الشمالي كانت قادرة على تكسير المواد البلاستيكية القابلة للتحلل عند درجة حرارة 15 مئوية. يمكن أن تساعد هذه الكائنات في تقليل التكاليف والعبء البيئي لعملية إعادة تدوير البلاستيك الإنزيمي.
وقال إنه كان من المدهش أن نسبة كبيرة من السلالات التي تم اختبارها كانت قادرة على تحلل واحدة على الأقل من المواد البلاستيكية التي تم اختبارها.
اختبر العلماء أيضًا أفضل الأنواع أداءً ووجدوا أنهما نوعان غير معهود من الفطريات من أجناس neodevriesia و lachnellula ، والتي يمكن أن تهضم جميع المواد البلاستيكية المختبرة باستثناء PE.
في حين أن البلاستيك لم يستخدم إلا على نطاق واسع منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، إلا أن الميكروبات يمكن أن تحلل البوليمرات لأنها تشبه بعض الهياكل الموجودة في الخلايا النباتية.
بعد ترويج النشرة الإخبارية
أوضح الدكتور بيت فراي ، أحد مؤلفي الدراسة: “لقد ثبت أن الميكروبات تنتج مجموعة متنوعة من الإنزيمات المهينة للبوليمر التي تشارك في تكسير جدران الخلايا النباتية. على وجه الخصوص ، غالبًا ما يتم الإبلاغ عن الفطريات المسببة للأمراض النباتية لتحلل البوليسترات ، نظرًا لقدرتها على إنتاج كوتينيز ، والتي تستهدف البوليمرات البلاستيكية نظرًا لتشابهها مع نبات البوليمر كوتين.
اختبر العلماء الميكروبات عند درجة حرارة واحدة فقط ، لذا لم يجدوا حتى الآن أفضل نوع يمكن استخدامه. ومع ذلك ، يقولون إنه يعمل بشكل جيد بين 4 و 20 درجة مئوية.
قال فراي: “التحدي الكبير التالي سيكون تحديد الإنزيمات المهينة للبلاستيك التي تنتجها السلالات الميكروبية وتحسين العملية للحصول على كميات كبيرة من البروتين. بالإضافة إلى ذلك ، قد يلزم تعديل إنزيم إضافي لتحسين الخصائص مثل استقرار البروتين.
