研究人员发明了一种能够分解塑料的人工“蠕虫肠道”。这项创新为解决全球塑料污染问题提供了一种有希望的自然启发解决方案。
通过用塑料喂养蠕虫并培养其肠道中的微生物，来自南洋理工大学土木与环境工程学院 (CEE) 和新加坡环境生命科学工程中心 (SCELSE) 的研究人员展示了一种加速塑料生物降解的新方法。
先前的研究表明
Zophobas atratus 蠕虫（通常作为宠物食 WhatsApp 数据 品出售的黑甲虫的幼虫，因其营养价值而被称为“超级蠕虫”）可以靠塑料生存，因为它的肠道中含有能够分解常见塑料的细菌。然而，由于进食速度慢和蠕虫维护速度慢，它们在塑料加工中的应用并不实用。
南洋理工大学的科学家现在已经找到了一种克服这些挑战的方法，即分离蠕虫的肠道细菌并利用它们来完成这项工作，而无需大规模的蠕虫繁殖。
南洋理工大学 CEE 学院副教授兼 SCELSE 首席研究员曹斌表示：“一条蠕虫一生只能消耗大约几毫克的塑料，想象一下，如果我们依靠它们来处理塑料垃圾，将需要多少蠕虫。我们的方法通过从方程式中去除蠕虫来消除这种需要。我们专注于增加蠕虫肠道中的有用微生物，并构建一种可以有效分解塑料的人工‘蠕虫肠道’。”
该项研究最近发表在《环境国际》杂志上，符合大学根据 NTU2025 五年战略计划促进创新和将研究转化为造福社会的实际解决方案的承诺。
开发人工蠕虫肠道
为了开发他们的方法，南洋理工大学 如何将产品营销转化为客户营销 的科学家在 30 天内给三组超级蠕虫喂食了不同的塑料食物——高密度聚乙烯 (HDPE)、聚丙烯 (PP) 和聚苯乙烯 (PS)。对照组喂食的是燕麦片。
NTU 的科学家之所以选择这些塑料，是因为它们是世界上最常见的塑料之一，用于制作食品盒和洗涤剂瓶等日常用品。HDPE 是一种以高抗冲击性而闻名的塑料，因此很难分解。这些蠕虫肠道中的细菌可以分解塑料。图片来源：南洋理工大学
在给蠕虫喂食塑料后，科学家从蠕虫的肠道中提取微生物群，并将它们放入装有合成营养物和不同类型塑料的烧瓶中培养，形成人工“蠕虫肠道”。六周后，微生物群在室温下留在烧瓶中生长。
塑料降解细菌增加
科学家发现，与对照组相比，装有以塑料为食的 买房b 蠕虫的肠道微生物群的烧瓶中的塑料降解细菌显著增加。
此外，与直接喂给蠕虫的塑料上的微生物相比，在烧瓶中寄居的微生物群落更简单，更针对特定类型的塑料。当微生物群落更简单且针对特定类型的塑料时，这意味着在实际应用中使用时，塑料降解效率更高。
该研究的第一作者、中欧环境学院和 SCELSE 研究员刘一男博士表示：“我们的研究是首次报道的成功尝试，即从以塑料为食的蠕虫的肠道微生物群中开发与塑料相关的细菌群落。通过将肠道微生物群暴露于特定条件下，我们能够增加人工‘蠕虫肠道’中存在的塑料降解细菌的数量，这表明我们的方法是稳定的并且可以大规模复制。”
研究人员表示，他们的概念验证为开发利用蠕虫肠道微生物群处理塑料废物的生物技术方法奠定了基础。
研究人员下一步将研究超级蠕虫肠道中的细菌如何在分子水平上分解塑料。了解这一机制将有助于科学家设计塑料降解细菌群落，以便将来有效分解塑料。
