„Plastik” źródłem pożywienia?

Tworzywo to znajduje zastosowanie w wielu aspektach naszego życia codziennego, od zwykłej butelki z wodą aż po ubrania czy akcesoria gospodarstawa domowego. Analizując statystyki z światowej produkcji tworzyw sztucznych zaobserwowano, że od lat 90. ubiegłego wieku po dziś dzień produkcja wzrosła z 75 milionów do około 250 milionów ton rocznie.

Wszystko ma swoje wady i zalety. Poli(tereftalan etylenu) jest w dużej mierze degradowany lub poddawany recyklingowi, lecz nie jest to wystarczające. Na dnach mórz, oceanów, w lasach, na wysypiskach śmieci zalegaja tony tego polimeru. W związku z tym, naukowcy nadal poszukują coraz to lepszych sposobów na degradację polimeru.

Innowacyjnym sposobem wydaje się być mechanizm zaproponowany przez naukowców z czołowych ośrodków naukowych z Japonii. Odkryli oni mikroorganizm żyjący i używający jako główną substancję odżywczą PET.

Ideonella sakaiensis została wyizolowana na podstawie skriningu mikroorganizmów, prowadzonym na próbkach środowiskowych takich jak: osadów, gleby, ścieków  i osadu czynnego z butelek PET. Głównym założeniem skriningu było znalezienie mikroorganizmu używającego PET jako główne źródło węgla. Podczas eksperymentów zaobserwowano próbkę wyraźnie naruszającą strukturę folii PET. Z takiej próbki mieszaniny drożdży, grzybów i bakterii wyizolowano szczep, który zaklasyfikowano do gatunku Ideonella Sp., proponując nazwę Ideonella sakaiensis. Jest to Gram-ujemna bakteria, żyjąca w warunkach aerobicznych, może przylegać i łączyć się z powierzchnią PET. Produkując dwa hydrolityczne enzymy (PETazę i MEHTazę) katalizuje degradację włókien PET do monomerów. Następnie monomery są katabilizowane przez bakterię i stanowią jej źródło węgla.

Przeprowadzono badania ukazujące poziom degradacji warstwy PET w zależności od czasu ekspozycji na działanie bakterii, co obrazuje wykres oraz zdjęcie ze skaningowego mikroskopu elektronowego. 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1 . G) Obraz SEM degradowanej warstwy PET po usunięciu bakteriofilmu. H) Zależność utraty masy PET od czasu ekspozycji na I. sakaiensis 206-F6.

Źródła:

  • Kijeński, J., Błędzki A., Odzysk i recyklingmateriałów polimerowych, PWN, Warszawa, 2011, 194-225
  • Yoshida, S., Hiraga,, Takehana, T., Taniguchi, I., Yamaji, H., Maeda, Y., Toyohara, K., Miyamoto, K., Kimura, Y., Oda, K., A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate); Science, 2016, 6278, 1196-1199.
  • Bornscheuer, U., Feeding on plastic; Science, 2016, vol. 351.