消化塑膠的細菌

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

全球塑膠的年產量超過3億公噸，塑膠早已滲透了我們的生活，其中26％用於包裝，例如各式各樣的容器。包裝用塑膠產品每年總值1,000億美元左右，但是那些塑膠的回收率只有14％，經過必要的處理之後，再利用的價值只剩5％。換句話說，包裝用塑膠價值的95％「用過即丟」。而回收塑膠大部分用來製造更廉價的物品，那些物品的回收率更低。

不過在塑膠產品中，包裝材料的回收率還是最高的。相較於紙張（58％）、鐵與鋼（70 ~ 90％），整體而言，塑膠的回收率低得太不像話。由於塑膠的自然降解速率極為緩慢，大量塑膠廢棄物也是環保的重大負擔。難怪今年1月，世界經濟論壇發布說帖，鼓吹「新塑膠經濟」—塑膠回收是挑戰，也是機會。

最近日本應用微生物學者吉田昭介發現了一種能分解 PET的細菌，為「機會與挑戰」提供了具體的例子。PET學名聚對苯二甲酸乙二酯，是用途廣泛的塑膠材料，2013年全球生產5,600萬公噸；寶特瓶便是PET產品。過去從未發現過能夠分解PET的微生物。

吉田發現的細菌學名Ideonella sakaiensis，是在大阪府堺市（Sakai）一處寶特瓶回收工廠採集到的，因此命名為大阪堺菌。吉田團隊以實驗證明，這種土壤細菌使用兩種酶把聚合物PET 分解為單體分子，做為生存所需的碳源。首先，細菌分泌第一種酶把PET水解為中間分子MHET，由細菌吸收。在細菌細胞質中，另一種酶把MHET水解，釋出單體分子乙二醇與對苯二甲酸。在實驗中，PET中的碳有75％最後由細菌以CO₂的形式釋出—證明細菌以PET做為碳源。

不過，大阪堺菌消化PET的速率非常緩慢，因此這一發現的應用價值還有待進一步研究。

參考資料

Yoshida, S., et al. (2016) A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate). Science, 351(6278), 1196-1199.

資料來源

《科學發展》2016年4月，520期，68 ~ 71頁

聚合物(11) 科發月刊(5221)

消化塑膠的細菌

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