Le colonie di scarto producono batteri con 3 enzimi che possono scomporre il poliestere

31 agosto 2023

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di Linda Stewart, Brunel University

Gli scienziati hanno arricchito i rifiuti di polistirene espanso provenienti da una spiaggia in Irlanda per isolare un batterio che contiene tre enzimi in grado di scomporre il poliestere.

Il team, della Brunel University di Londra, sta studiando i microrganismi che possono degradare la plastica, nella speranza che i microrganismi o i loro enzimi di degradazione della plastica possano essere utilizzati per gestire il crescente problema dei rifiuti di plastica.

Il loro documento di ricerca “Arricchimento delle comunità di biofilm associati alla plastica nativa per migliorare l’attività di degradazione del poliestere” è stato pubblicato sulla rivista Environmental Microbiology.

"Se i microrganismi possono degradare la plastica che non può essere riciclata, ciò ridurrà la quantità di plastica che viene incenerita e smaltita in discarica", ha affermato l'autore corrispondente, il dottor Ronan McCarthy.

"Molti dei microrganismi ed enzimi noti che degradano la plastica hanno un'efficienza naturalmente bassa, quindi dobbiamo selezionare organismi che hanno un'efficienza maggiore o progettare gli enzimi per farli funzionare meglio. Abbiamo scoperto che le comunità native di rifiuti di plastica possono essere arricchite per le comunità che hanno una migliore efficienza." attività di degradazione attraverso il nostro esperimento di arricchimento.

"Questo metodo può essere applicato a qualsiasi rifiuto di plastica e le condizioni dell'esperimento di arricchimento possono essere adattate per ottimizzare l'isolamento dei batteri appropriati per la coltura batch industriale. Abbiamo anche identificato tre presunti enzimi che potrebbero essere coinvolti nella degradazione del poliestere."

Il team ha raccolto comunità batteriche autoctone dai rifiuti plastici ambientali e ha poi condotto un esperimento di arricchimento per trovare comunità che avevano migliorato le capacità di degradazione della plastica dopo aver utilizzato solo i rifiuti di plastica come fonte di carbonio.

Hanno osservato un cambiamento nella composizione della comunità e hanno identificato un ceppo di Pseudomonas stutzeri che aveva tre presunti enzimi che potrebbero avere un ruolo nella degradazione del poliestere.

"I rifiuti di plastica sono un problema crescente in tutto il mondo, con soluzioni limitate rispettose dell'ambiente o sostenibili per gestire le grandi quantità", ha affermato il dottor McCarthy.

"Sebbene il riciclaggio possa offrire una seconda vita ad alcune materie plastiche, non tutti i tipi di plastica sono facilmente riciclabili e la plastica può essere riciclata solo poche volte. Solo il 9% di tutti i rifiuti di plastica è stato riciclato.

"La plastica che non può essere riciclata viene incenerita o messa in discarica, ma una soluzione più rispettosa dell'ambiente potrebbe essere quella di utilizzare microrganismi per degradare la plastica, e i prodotti di degradazione possono quindi essere utilizzati in diversi settori o addirittura per produrre nuova plastica.

"Volevamo trovare nuovi batteri che potessero degradare la plastica, in particolare volevamo raccoglierli dai rifiuti plastici ambientali per aumentare le possibilità che fossero in grado di degradarla.

"Non solo volevamo isolare la comunità nativa dai rifiuti di plastica, ma volevamo migliorarla, perché l'attività naturale di degradazione della plastica tende ad essere troppo lenta e inefficiente per l'applicazione nell'industria."

Lo scopo era isolare e caratterizzare le comunità native di batteri dai rifiuti di plastica. In laboratorio, il team ha scoperto che il polistirene espanso promuove la maggior parte dei batteri a formare comunità di biofilm su di esso.

Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che il polistirolo espanso è pieno di fori per l'aria e galleggia nell'oceano, consentendo a molti batteri di attaccarsi ad esso e di essere protetti dagli elementi.

"Poiché volevamo raccogliere le comunità autoctone associate alla plastica, abbiamo cercato rifiuti di polistirene espanso per aumentare il numero di batteri presenti. Abbiamo raccolto rifiuti di polistirene espanso da una spiaggia in Irlanda e li abbiamo riportati al laboratorio di Londra," Dr. McCarthy disse.