جنگ میکروب‌ها با پلاستیک‌ها در دمای پایین

دانشمندان میکروب‌هایی را پیدا کرده‌اند که می‌توانند در دمای ۱۵درجه سانتی‌گراد پلاستیک‌ها را تجزیه کنند؛ اتفاقی که می‌تواند پیشرفتی بالقوه برای بازیافت پلاستیک‌ها باشد.

کد خبر: ۱۴۰۷۴۷۷

نویسنده فراز سهیلی‌ آزاد - گروه دانش و سلامت

پیش از این هم انواع مختلفی از میکروارگانیسم‌هایی که می‌توانند پلاستیک تجزیه کنند، شناسایی شده بود اما معمولا فقط در دمای بالای ۳۰درجه سانتی‌گراد قادر به فعالیت بودند.

این یعنی استفاده از آنها در فرآیندهای صنعتی به دلیل گرمایش مورد نیاز بسیار گران است. دانشمندان مؤسسه فدرال سوئیس WSL میکروب‌هایی را یافته‌اند که می‌توانند این کار را در دمای ۱۵درجه سانتی‌گراد انجام دهند که می‌تواند به پیشرفت در بازیافت میکروبی منجر شود.

دکتر جوئل روثی از WSL و همکارانش از ۱۹سویه باکتری و ۱۵قارچ که روی پلاستیک‌های رها شده یا پلاستیک‌هایی که به قصد دفع به مدت یک سال در زمین مدفون شده بودند، در گرینلند، سوالبارد و سوئیس جداسازی کردند. آنها اجازه دادند میکروب‌ها به‌صورت کشت‌های تک‌سویه در آزمایشگاه در تاریکی در دمای ۱۵درجه سانتی‌گراد رشد کنند و آنها را آزمایش کردند تا ببینند آیا می‌توانند انواع مختلف پلاستیک را هضم کنند یا خیر.

نتایج منجر به شناسایی ۱۳سویه‌ باکتریایی و ۱۰سویه قارچ‌ تعلق داشتند. پلاستیک‌های مورد آزمایش شامل پلی‌اتیلن غیرقابل تجزیه (PE)، پلی‌استر پلی‌اورتان زیست‌تخریب‌پذیر (PUR) و همچنین دو مخلوط زیست‌تخریب‌پذیر تجاری از پلی بوتیلن آدیپات ترفتالات (PBAT) و پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA) بودند.

هیچ یک از سویه‌ها حتی پس از ۱۲۶ روز انکوباسیون روی این پلاستیک‌ها قادر به هضم پلی‌اتیلن نبودند. اما ۱۹ سویه (۵۶ درصد)، شامل ۱۱ قارچ و هشت باکتری، قادر به هضم PUR در دمای ۱۵ درجه سانتی‌گراد بودند، در حالی که ۱۴ قارچ و سه باکتری قادر به هضم مخلوط پلاستیکی PBAT و PLA بودند.

روثی گفت: «نتایج نشان می‌دهد گونه‌های میکروبی جدید به‌دست‌آمده از خاک‌های کوهستانی و قطبی پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر را در دمای ۱۵ درجه سانتی‌گراد تجزیه می‌کنند. این موجودات به کاهش هزینه‌ها و بار زیست‌محیطی فرآیند بازیافت آنزیمی پلاستیک کمک می‌کنند. جای تعجب است که بخش بزرگی از سویه‌های آزمایش شده توانستند حداقل یکی از پلاستیک‌های آزمایش شده را تجزیه کنند.»

دانشمندان همچنین بهترین عملکردها را آزمایش کردند و دریافتند که آنها دو گونه قارچی نامشخص هستند که می‌توانند تمام پلاستیک‌های آزمایش‌شده را به جز پلی‌اتیلن هضم کنند. در حالی که پلاستیک‌ها از دهه ۱۹۵۰ مورد استفاده گسترده قرار گرفته‌اند، میکروب‌ها فقط می‌توانند پلیمرها را تجزیه کنند؛ زیرا آنها شبیه ساختارهایی هستند که در سلول‌های گیاهی یافت می‌شوند.

دکتر بیت فری، از پژوهشگران این مطالعه، توضیح داد: «مشخص شده است که میکروب‌ها طیف گسترده‌ای از آنزیم‌های تجزیه‌کننده پلیمر را تولید می‌کنند که در تجزیه دیواره‌های سلولی گیاه نقش دارند.

به طور خاص، قارچ‌های بیماری‌زای گیاهی در بیشتر موارد می‌توانند پلی‌استرها را تجزیه کنند؛ زیرا توانایی آنها در تولید نوعی آنزیم برای تجزیه پلیمرهای گیاهی می‌تواند به شکستن پلیمرهای پلاستیکی کمک کند.

دانشمندان میکروب‌ها را فقط در یک دما آزمایش کردند، بنابراین هنوز بهترین دما را برای کارایی بهینه پیدا نکرده‌اند. با وجود این، آنها می‌گویند که بین ۴ تا ۲۰ درجه سانتی‌گراد دمای مناسب برای این فعالیت‌های میکروبی است.