“Khám phá vi khuẩn có thể tiêu hóa nhựa ở nhiệt độ thấp”

Chúng ta đã biết có những vi sinh vật có thể phân hủy nhựa. Tuy nhiên, họ thường chỉ có thể làm điều này ở nhiệt độ cao, tốn rất nhiều tiền để sưởi ấm và có thể cần nhiên liệu hóa thạch để duy trì nhiệt độ cao. Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tìm ra một hướng đi mới với một loại vi sinh vật mới.

Một nhóm từ Viện Liên bang Thụy Sĩ WSL đang xem xét các vi khuẩn ở Greenland, Svalbard và Thụy Sĩ thì họ phát hiện ra một số vi khuẩn có thể phân hủy nhựa ở 15 độ C. Trước đây, các nhà khoa học chỉ tìm thấy vi khuẩn làm điều này ở nhiệt độ khoảng 30°C, điều đó có nghĩa là phát hiện này có thể có tác động lớn đến quá trình tái chế.

Tác giả đầu tiên Joel Rüthi của WSL cho biết: “Ở đây chúng tôi chỉ ra rằng các loài vi sinh vật mới thu được từ ‘nhựa cầu’ của đất núi cao và Bắc cực có khả năng phân hủy nhựa phân hủy sinh học ở 15°C”. “Những sinh vật này có thể giúp giảm chi phí và gánh nặng môi trường của các quy trình tái chế enzym đối với nhựa.”

Xử lý rác thải nhựa

Đối với nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu đã lấy mẫu 19 chủng vi khuẩn và 15 loài nấm phát triển trên nhựa trồng tự do hoặc cố ý (trong đất trong một năm) ở Greenland, Svalbard và Thụy Sĩ. Họ để các vi khuẩn bị cô lập phát triển dưới dạng nuôi cấy đơn chủng trong phòng thí nghiệm ở nơi tối và ở nhiệt độ 15°C, đồng thời sử dụng các kỹ thuật phân tử để xác định chúng.

Các chủng vi khuẩn thuộc 13 chi trong ngành Actinobacteria và Proteobacteria, và nấm thuộc 10 chi trong ngành Ascomycota và Mucoromycotina. Nhóm đã thử nghiệm nó với nhiều loại nhựa, bao gồm polyetylen (PE), polyester-polyurethane (PUR), polybutylene adipate terephthalate (PBAT) và axit polylactic (PLA).

Không có chủng nào có thể tiêu hóa PE, ngay cả sau 126 ngày ủ. Tuy nhiên, hơn 50%, bao gồm 11 loại nấm và 8 loại vi khuẩn, có thể tiêu hóa PUR ở 15°C, trong khi 14 loại nấm và 3 loại vi khuẩn có thể tiêu hóa hỗn hợp nhựa PBAT và PLA. Nhóm nghiên cứu cho biết họ “rất ngạc nhiên” khi có quá nhiều chủng có thể phân hủy ít nhất một loại nhựa được thử nghiệm.

Hoạt động tốt nhất là hai loài nấm không bị biến đổi gen trong chi Neodevriesia và Lachnellula. Nó có thể tiêu hóa tất cả các loại nhựa, trừ PE. Kết quả cũng cho thấy khả năng tiêu hóa nhựa của nấm và vi khuẩn phụ thuộc vào môi trường nuôi cấy, với mỗi chủng phản ứng khác nhau với từng loại trong số bốn loại môi trường được thử nghiệm.

“Vi khuẩn đã được chứng minh là tạo ra nhiều loại enzyme phân hủy polymer liên quan đến việc phá vỡ thành tế bào thực vật. Đặc biệt, nấm gây bệnh thực vật thường được báo cáo là có khả năng phân hủy sinh học polyeste, do khả năng tạo ra cutinase nhắm vào các polyme nhựa do sự tương đồng của chúng với lớp cutin polyme thực vật,” tác giả chính Beat Frey cho biết.

Vì các nhà nghiên cứu chỉ thử nghiệm tiêu hóa nhựa ở 15°C nên họ chưa biết nhiệt độ tốt nhất mà enzyme của chủng thành công hoạt động. Tuy nhiên, họ lạc quan rằng chúng có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn nhiều, vì các chủng được thử nghiệm thực sự có thể phát triển trong khoảng từ 4°C đến 20°C. Điều này sau đó có thể là một vấn đề lớn đối với tái chế nhựa.

Ô nhiễm nhựa toàn cầu đã trở thành một vấn đề cấp bách, gây ra mối đe dọa đối với môi trường và sức khỏe con người. Sự gia tăng sản xuất và tiêu thụ nhựa, cùng với các chiến lược quản lý chất thải không hiệu quả, đã dẫn đến sự tích tụ một lượng lớn chất thải nhựa trên các hệ sinh thái khác nhau, chẳng hạn như đại dương, sông, đất và thậm chí cả không khí.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Frontiers in Microbiology.