微生物酶降解塑料是什么原理

  酶是一种蛋白质分子，可作为工业生产中的生物催化剂或转化许多不同的产品。由于真菌和细菌等微生物具有高度的生物多样性，它们是生物经济中使用的新型酶的重要来源。

  降解塑料的酶

  塑料是由聚合物制成的，聚合物是由重复单元组成的大分子。由合成材料制成的产品中著名例子就是塑料袋、由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的饮料瓶和人造纤维。石油和天然气等化石资源在世界各地被用来制造大量的塑料。据估计，在过去的65年里，大约有50亿吨塑料垃圾被扔进了垃圾填埋场、河流和海洋。然而，合成聚合物在自然环境中生物降解非常缓慢，这导致了全球范围内严重的浪费问题。

  近年来已被证明，许多微生物及其酶至少在一定程度下能够降解塑料。聚酯水解酶是许多细菌和真菌在分解植物物质过程中产生的酶。然而，除了这种天然的功能，酶还可以用来裂解合成聚酯，如PET。在植物堆肥和土壤样品中已经分离出微生物，它们的酶可以修饰聚酯纤维的表面，甚至可以将聚酯塑料完全分解为其组成部分。基因工程方法可以极大地提高这些聚酯水解酶的效率，使它们适合于生物技术应用。

  在纺织和洗涤剂方面的应用

  微生物聚酯水解酶已经成功地用于合成聚酯纤维。这些酶可以改善纤维的特性，例如它们的吸水能力，在这个过程中，比传统的纺织方法消耗的水、化学物质和能源都要少得多。

  酶同样是提高高品质洗衣粉性能的关键。加入聚酯水解酶可以提高聚酯服装洗涤剂的使用效率。因此，生物催化剂可以确保洗涤剂即使在低温和最低的水消耗下也能达到最佳效果，从而有助于使洗涤过程可持续以及环保。

  用于回收塑料废物的酶

  由于高效微生物聚酯水解酶的发展，现在可以利用酶加快降解PET的塑料废物，如在生物反应器中把水瓶或食品包装分解为其组成部分。然后，聚合物构成要素可以用来生产新的PET塑料和其他材料，这为在循环系统中对塑料进行生物技术再利用铺平了道路。反过来这也将有助于防止环境被塑料废料污染，减少化石资源的使用。