【色母粒产业网】11月19日消息,近期,国际学术期刊Journal of Hazardous Materials发表了中国科学院海洋研究所孙超岷团队的突破性研究成果。该团队成功从海洋真菌Alternaria alternata FB1中分离出两种高效降解聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)的酶,为PBAT及其复杂混合物的高效生物降解提供了全新方案。
随着塑料污染问题的全球关注度不断上升,寻找有效的塑料降解技术成为研究热点。PBAT作为一种广泛应用的生物可降解塑料,因其良好的机械性能和热稳定性而备受青睐。然而,其含有的芳香族成分对苯二甲酸使得自然降解过程变得困难,存在微塑料污染的风险。尽管已有研究探索PBAT降解酶,但高温条件限制了其工业化应用。
为解决这一难题,孙超岷团队自2016年起便致力于从青岛近海塑料垃圾中筛选降解菌。经过不懈努力,他们发现了一株海洋真菌Alternaria alternata FB1,该菌株不仅对传统聚烯烃塑料如聚乙烯有降解作用,更对PBAT展现出高效降解潜力。进一步研究中,团队成功分离并表征了两种PBAT降解酶——AaCut4和AaCut10。
尤为值得一提的是,AaCut10在温和条件下表现出的优异性能。据色母粒产业网了解,AaCut10能在20-45°C范围内高效降解PBAT,37°C下24小时解聚率高达82.14%,48小时内即可实现完全降解。在海水中,其催化活性仍能保持96%以上,显示出良好的盐度和离子耐受性。与已知最高效的PBAT水解酶相比,AaCut10的降解效率显著更高。
此外,研究团队还通过定向突变和反应条件优化,进一步提升了AaCut10的单体生成率,为酶工程改造和工业应用奠定了坚实基础。AaCut4和AaCut10不仅能够有效降解PBAT,还对其他生物可降解塑料如聚(3-羟基丁酸)和聚丁二酸丁二醇酯表现出良好降解能力,展现出在处理复合塑料废物中的巨大潜力。
AaCut10作为海洋真菌源水解酶,其工业化应用前景广阔。在温和条件下高效降解PBAT的能力,以及水解产物单一、无产物抑制效应和耐盐等特性,使其特别适用于复杂环境中的塑料废物管理。目前,该技术已申请国家发明专利,并有望与现有PBAT制造工艺无缝衔接,实现PBAT废料的再生利用。
随着PBAT市场规模的不断扩大,其末端处置水平亟待提高。利用AaCut10的生物酶解技术,不仅可以实现PBAT废弃物的集中处理,还可在农业地膜大规模使用地区建立回收和再生产产业基地,逐步推动塑料的闭环利用。这一研究成果不仅为可降解塑料的回收和再利用提供了新途径,也为解决全球塑料污染问题贡献了重要力量。