环保新发明！突变酶10小时内分解塑胶逾90%　有效解决废物污染？

塑胶废物难以自然降解，人类的倾倒已造成严重海洋生态污染问题。日常生活中减塑外，回收和分解都是部份解决办法。近日科学家研发出新型突变酶，能于10小时内分解90% PET塑胶。技术规模正在扩大，明年约开设示范工厂，若然成功商业化，可望更易处理塑胶废物。

日常使用的胶樽，主要以PET（聚乙烯对苯二甲酸酯）制造，每年产量约7,000万吨。即使市面上已有不少回收胶樽的渠道，仍然只有三成（30%）再造成新的塑胶物料。

回收公司通常混合多种不同颜色的塑胶，以高温融化后，生产出灰或黑色的塑胶原料。如此原料强度较低，通常变成地毯或其他用于衣服的低级塑胶纤维，最终逃不过被埋于堆填区或焚化。

不过如此局面或会改变。英国《卫报》及学术期刊《科学》报导称，《自然》（Nature）期刊于4月8日发表研究成果，绿色化学公司Carbios的科学家研发出突变酶，可于数小时内分解本需耗时400年以上方能自然分解的PET胶樽，效率逾90％。

此种突变酶最初在树叶堆肥中发现，能把PET胶樽分解化学建构组元（chemical building blocks），以便回收再造成高质新胶樽。

突变酶切断PET化学键效率　比天然酶高一万倍

突变酶的原始天然酶种，名为“树叶分支堆肥角质酶”（ Leaf-branch compost cutinase, LCC），2012年由大阪大学的研究员首次在树叶堆肥中发现。LLC可以切断PET的两个主要构件“对苯二甲酸酯”（Terephthalate，俗称“的确凉”）和“乙二醇”（Ethylene glycol，俗称“甘醇”、“水精”）之间的化学键。今次Carbios公司的科学家先从10万种微生物中筛选出LCC，当中包括在2012年首次发现的树叶堆肥虫。

不过天然LCC只能破坏植物叶片表面的蜡质保护层，分解PET胶樽的化学键效率不足。Carbios首席科学家Alain Marty和图卢兹大学（University of Toulouse）专家Isabelle Andre合作，分析所筛选出的LCC之晶体结构，以确认当中具关键分解作用的氨基酸，并引入多次突变，持续改良其分解PET的能力。研究员最终分离出一种突变酶，可于72°C的高温下稳定发挥作用。由于此温度接近PET本身的融化温度，突变酶在这温热环境下仍不瓦解，便可以更快速地分解PET。

200克塑胶瓶　10小时内分解90%

研发团队在专门设计的小型反应堆中测试突变酶，发现200克PET胶樽废物，在10小时内被分解了90%。如此一来，研究员便可利用突变酶分解PET，得出纯粹的对苯二甲酸酯和乙二醇，用来生产跟传统胶樽一样高质素的循环再造胶樽。

Carbios已跟生物技术公司Novozymes签订使用真菌大规模生产突变酶的协议。据称此突变酶的生产成本只占石油制造塑胶成本的4％。Carbios副总裁Martin Stephan表示，公司目标希望于2024或2025年前能够大规模量产。

Stephan认为减塑只能解决部分塑胶废弃问题。塑胶在食品、医疗和运输方面始终为社会带来了不少价值。现在有半数塑胶流入环境或被当垃圾堆填，他指出，解决问题的关键在于如何有效地收集塑胶废物。

资料来源：Nature、Science、The Guardian、Tech Orange