Phát hiện một số loại vi khuẩn có thể phân huỷ nhựa ở nhiệt độ thấp

Các nhà khoa học tại Viện Liên bang Thuỵ Sĩ (WSL) đã phát hiện ra các vi khuẩn có thể phân huỷ nhựa ở nhiệt độ 15 độ C. Trước đây,  các loài vi khuẩn mới chỉ được phát hiện có khả năng phân huỷ nhựa ở mức 30 độ C, khiến chúng khó được ứng dụng trong công nghiệp do tốn kém trong chi phí sưởi ấm. Phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Frontiers in Microbiology. 

Tiến sĩ Joel Ruthi thuộc WSL và các đồng nghiệp đã thử nghiệm 19 chủng vi khuẩn và 15 loại nấm phát triển trên nhựa và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm buồng tối ở nhiệt độ 15 độ C nhằm kiểm tra xem liệu chúng có thể phân huỷ các loại nhựa khác nhau hay không. 

Các loại nhựa được thử nghiệm bao gồm PE (polyetylen không phân hủy), PUR (polyester-polyurethane phân hủy), PBAT (hỗn hợp phân hủy polybutylene adipate terephthalate) và PLA (axit polylactic).

Kết quản cho thấy không có chủng nào có thể phân huỷ PE, ngay cả sau 126 ngày ủ trên các loại nhựa này. Nhưng 19 chủng (56%), bao gồm 11 loại nấm và 8 vi khuẩn, có thể phân huỷ PUR ở mức nhiệt 15 độ C, trong khi 14 loại nấm và 3 vi khuẩn có thể phân huỷ PBAT và PLA.

"Các loài vi sinh vật thu được ở vùng núi cao và đất tại Bắc Cực có thể tiêu hủy nhựa sinh học ở 15 độ C. Những vi sinh vật này có thể giúp giảm chi phí và gánh nặng môi trường của quy trình tái chế nhựa để bằng enzym", tiến sĩ Ruthi nói.

Ông Ruthi cho biết thật đáng ngạc nhiên khi một phần lớn các chủng được thử nghiệm có thể phân hủy ít nhất một trong số các loại nhựa được thử nghiệm.

Các nhà khoa học cũng đã kiểm tra những chủng hoạt động tốt nhất và phát hiện ra rằng chúng là hai loài nấm không bị biến đổi gen trong các chi neodevriesia và lachnellula, có thể phân huỷ tất cả các loại nhựa được thử nghiệm trừ PE.

Mặc dù nhựa chỉ mới được sử dụng rộng rãi từ những năm 1950 nhưng vi khuẩn có thể phân hủy polyme vì chúng giống với một số cấu trúc được tìm thấy trong tế bào thực vật.

Các nhà khoa học mới chỉ thử nghiệm vi khuẩn ở một nhiệt độ, vì vậy vẫn chưa thể chắc chắn đây là nhiệt độ tối ưu nhất. Tuy nhiên, họ cho rằng vi sinh vật sẽ phân huỷ nhựa tốt nhất trong khoảng 4 - 20 độ C.

"Thách thức lớn tiếp theo sẽ là xác định các enzym phân hủy nhựa do các chủng vi sinh vật tạo ra và tối ưu hóa quy trình để thu được lượng lớn protein. Ngoài ra, có thể cần sửa đổi thêm các enzym để tối ưu hóa các đặc tính như tính ổn định của protein", tiến sĩ Beat Frey nói thêm.