新研究:利用真菌將廢塑料分解成製藥原料

【2023年02月08日訊】(大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導)由於廢棄塑料缺乏更高效的回收方法,不少生物和環境在吸收這些塑料微顆粒後再被人利用,反而危害人體健康。對此,美國的一項研究發現,利用一種真菌,可快速分解海洋中的廢棄塑料,最後轉化成製藥的基礎原料。

美國堪薩斯大學的一個研究團隊先將聚乙烯(PE)塑料進行有氧催化,降解成「長碳物」酸性物質,在放入基因改造的「構巢曲霉真菌(Aspergillus nidulans)」,讓其「食用」這些長碳物,消化成一些有藥用價值的原料。該項成果在去年年底被發表在德國化學會期刊《應用化學》(Angewandte Chemie)上。

論文中提到科學家選用真菌的原因在於它強大的生長能力,且容易培養和進行基因篩選和改造,同時可進行工程化等潛力,因此成為實驗的對象。

堪薩斯大學實驗團隊首先將這些聚乙烯廢料,放入鈷鹽、錳鹽及鄰苯二甲酰胺,讓其催化成「二羧酸」。二羧酸是多種酸的總名稱,不同的酸碳分子含量並不相同,主要是塑料來源的不同造成的。

另外,他們還發現部分的輕二羧酸(低碳)具有抗真菌的特性,因此需要篩選出去,避免干擾真菌活動,而這些輕二羧酸可以利用在一些降解塑料上。

實驗過程中,他們會去發現哪些細菌或者菌類的基因可以產生有用的化合物,並將其植入構巢曲霉真菌中。

這些改造過的構巢曲霉真菌會將這些長碳鏈的二羧酸,代謝成一系列具有藥理活性的化合物,其中包括有商業價值的曲霉苯甲醛(Aspergillus benzaldehyde)、青黴素(citreoviridin)和肌動蛋白(mutilin)等。

美國約翰遜大學分子生物學特聘教授、該篇論文的共同作者伯爾·奧克利(Berl Oakley)對堪薩斯大學新聞室表示,這一研究「使用氧氣和一些非貴金屬的催化劑去降解聚乙烯,將其分解成二羧酸」,具有商業價值。

奧克利教授表示,這與先前的緩慢的分解方式不同,這些真菌會像吃快餐一樣,快速消化這些塑料品。「早期需要好幾個月分解塑料,但現在只要一週內就能獲得消化完的東西(塑料)。」

奧克利還表示,「這次實驗證明,真菌分解二羧酸時會產生很多化合物,而這些化合物對真菌有用,因此它們可以抑制其它生物的生長,青黴素就是典型的例子,一般生物體的生長不需要這些化合物,但真菌長出的這些能有助於保護它免受其它生物體的侵害或與之競爭」。

他補充道,「過往許多公司都想要開發真菌,但他們都只在培養皿中實驗,並檢查這些真菌是否會產生新化合物,但真菌95%的基因都處於沉睡狀態,非必要時是不會啟動這些基因,因此有許多東西等待我們去發現。」

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