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小眼蟲也可以立大功-微細藻生物塑膠的潛能

日本產業技術綜合研究所生物醫學部門、宮崎大學農學部和日本電器株式會社(NEC)合作,共同研究開發出以眼蟲抽取物為主成份的微細藻生物塑膠。微細藻生物塑膠具有不遜於一般生物塑膠和石油樹脂的熱塑性和耐熱性 。
 
 
 
近年來,由於全球暖化現象,造成隨之而來的危機感不斷上升,以植物性資源取代石油衍生產品的研發開始受到注意 。

每年全世界塑膠產量為2.3億噸(日本約1300萬噸),這些塑膠幾乎全部都是從石油裂解出單體,在高溫、高壓之下經由化學反應製成塑膠。此生產過程不但需要龐大的能量,還會產生大量的溫室氣體。但若以植物資源替代石油衍生產品, 預計需要幾十萬噸的植物原料,勢必造成另一種風險,因此供應量與價格必須慎重考量。此外,若是利用微生物或生物催化劑的生產技術開發,其生產過程所消耗的能源,會是1大問題。有鑑於此,採用不具糧食競爭性的非食用植物的作為材料,例如藻類塑膠的生產,會是比較恰當的選擇。

日本產業技術綜合研究所生物醫學部門、宮崎大學農學部和日本電器株式會社(NEC)合作,共同研究開發出以眼蟲抽取物為主成份的微細藻生物塑膠。微細藻生物塑膠具有不遜於一般生物塑膠和石油樹脂的熱塑性和耐熱性。

眼蟲(Euglena),為長度約50微米、 寬度約10微米的單細胞生物。因為眼蟲擁有植物特性中可進行光合作用的葉綠體,卻沒有植物特性中的細胞壁,同時眼蟲又具有動物特性中可運動的鞭毛,因此難以被歸類為動物或植物。基於眼蟲能生產葡萄糖作為能量來源,又可藉由行光合作用轉化太陽能和二氧化碳,以致近幾年來,眼蟲在環境、能源與食品等的應用潛力備受關注。

根據報導,眼蟲在細胞內可產生出大量的「綠藻蟲醣」(paramylum,或譯作裸藻澱粉),綠藻蟲醣為1種多醣,以綠藻蟲醣混合由眼蟲脂肪成份轉換的「長鏈脂肪酸」,加上腰果殼的油脂抽出物,可合成出微細藻生物塑膠,此生物塑膠的植物成分比例高達70%。

微細藻生物塑膠的各種物理性能,相較於一般的生物塑膠例如「聚乳酸」和「尼龍11」,以及添加塑化劑的「醋酸纖維素」和石化塑膠產品「ABS樹脂」,除了在強度尚有不及外,其熱塑性與之相當,甚至有更好的耐熱性。

未來相關機構的研究開發工作,將朝向微細藻生物塑膠的結構與物性關係分析,以提高生物塑膠的耐熱性與強度,增加其實用性,並且往分子設計的目標前進。此外,有效率的眼蟲培養方法和綠藻蟲醣抽出法的改良等,也是此項技術不可或缺的研究方向。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

責任編輯:許益瑞|臺北科技大學分子系暨有機高分所
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