新发现：两种常见真菌竟是“食塑者” | 你“减塑捡塑”了吗
2023年6月5日是第50个世界环境日（World Environment Day），口号是“减塑捡塑”（BeatPlasticPollution）。离今年的世界环境日仅剩二十几天了。最近，你“减塑捡塑”了吗？
近日，悉尼大学研究人员领导的一项新实验发现，聚丙烯（PP）作为一种难以回收的塑料，能被两种真菌成功生物降解。悉尼大学研究人员于近日发表于npj Materials Degradation 期刊上的论文指出，两种常见的真菌菌株在实验室实验中成功地生物降解了聚丙烯，可能已经达到了预期效果。
塑料被降解之前（左）和之后（右）。图源：悉尼大学
长期以来，聚丙烯的回收利用一直是一大难题。它是一种常见的塑料，用于包装、玩具、家具和时尚等各种产品，约占世界塑料垃圾的28%。塑料产量的增加正在加速环境污染。除了一些例外，如聚氨酯，大多数塑料都非常稳定，当它们作为废物进入土地时不容易降解。它们需要几十年的时间才能生物降解，因此是陆地和海洋生态系统的重要污染物。2015年，全球生产了6800万吨聚丙烯。只有1%的聚丙烯被回收。由于它们被认为是难降解的，因此必须找到降解这些难以回收的化合物的方法，包括了解最佳环境条件以及它们退化和降解可能涉及的生物机制。
悉尼大学的这项研究对聚丙烯进行预处理后，利用土曲霉（Aspergillus terreus ATCC 20542）和白色侧齿霉菌（Engyodontium album BRIP 61534a）来分解聚丙烯。
各种形式的聚丙烯最初用三种不同的方法之一进行预处理。预处理技术是考虑生物方法之前的初步步骤。所采用的预处理技术各不相同，包括紫外线、γ辐射和热处理。预处理对于降低聚合物的疏水性至关重要，使其易于受到微生物的攻击。由于聚丙烯是一种惰性材料，预处理将在体外（与特定微生物孵育）或体内（土壤掩埋）条件下增强降解过程。根据聚合物的重量损失和化学结构分析，紫外线和热处理的聚丙烯样品比未处理的样品更容易降解。
预处理后，研究人员利用真菌通过生物学方法降解。尽管能够使用纯聚丙烯作为唯一碳源的微生物尚未报道，但很少对聚丙烯共混物进行研究。据推测，真菌的菌丝体在聚合物降解中起着至关重要的作用。一些物种可以产生能够降解特定聚合物或利用聚合物链中的碳作为碳源的酶。参与聚合物降解的酶被称为外显酶，具有从氧化到水解的广泛反应性。外显酶可以将复杂的聚合物结构降解为更小、更简单的单元，这些单元可以吸收微生物细胞来完成降解过程。
在培养皿中，将真菌作为单一培养物单独应用于处理过的聚丙烯。然后通过显微镜技术证实了生物降解的有效性。虽然这项研究没有评估塑料是如何被真菌降解的，也没有评估它是否被代谢，但研究人员希望进行进一步的研究，以确定发生的生化过程的类型。
（实验真菌是如何对聚丙烯进行生物降解的。图源：悉尼大学）
小编以为，科学的作用是有限的，不是无限的。值此世界环境日即将到来之际，我们殷切期待：每一个“你我”都是“减塑捡塑”的行动派，少用塑料制品和包装，助力塑料的回收利用，以推动可持续的循环经济。只有各行各业和全民参与的“减塑捡塑”，才是塑料危机的终极解决方案。
编译：Daisy 审核：Victoria
参考资料：
1.https://www.nature.com/articles/s41529-023-00342-9
2.https://phys.org/news/2023-04-fungi-meal-hard-to-recycle-plastic.html
3.Citation: Amira Farzana Samat et al, Biodeterioration of pre-treated polypropylene by Aspergillus terreus and Engyodontium album, npj Materials Degradation (2023). DOI: 10.1038/s41529-023-00342-9
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