Enzimi iz sline voštanih crva, ličinki moljaca koji jedu pčelinji vosak za izgradnju saća s lakoćom razgrađuju jednu od najčešćih vrsta plastike koja se koristi globalno što otvara put borbi protiv onečišćenja plastikom, rezultati su studije objavljeni u utorak.
Istraživači su ustanovili da dva enzima identificirana u slini ovih gusjenica brzo i na sobnoj temperaturi razgrađuju polietilen, najrašireniju plastiku u svijetu koja najviše pridonosi ekološkoj krizi, a nalazimo je posvuda - od oceana do planinskih vrhova.
Od 400 milijuna tona plastike, koliko je se, prema procjeni OECD-a proizvede svake godine, otprilike trećinu čini polietilen. Najviše ga je iz petrokemije, jer su jednostavni i jeftini za proizvodnju, a najviše se koriste za pakiranje.
Enzimi pokreću biokemijske reakcije
Studija se temelji na nalazima istraživača iz 2017. po kojima su voštani crvi u stanju razgraditi polietilen, premda tada nije bilo u potpunosti jasno na koji način sićušnim insektima to uspijeva. Sada su znanstvenici i to otkrili, riječ je o enzimima, tvari što ih proizvode živi organizmi koji pokreću biokemijske reakcije.
Rezultati studije objavljeni su u časopisu Nature Communications.
Da bi se plastika razgradila kisik mora prodrijeti u polimer ili plastičnu molekulu. To je značajan početni korak koji se naziva oksidacija.
Znanstvenici su ustanovili da su enzimi oksidaciju izveli u samo nekoliko sati, a da pritom nije bilo potrebe za prethodnom obradom, poput primjerice primjene topline ili zračenja.
Saznanje "mijenja razumijevanje biorazgradnje plastike"
Ovo saznanje mijenja razumijevanje biorazgradnje plastike, rekla je molekularna biologinja i pčelarka amaterka, Federica Bertocchini iz španjolskoga Nacionalnog istraživačkog vijeća (CSIC), koja je vodila studiju.
Plastika je napravljena od polimera koji su teško razgradivi i sadrže aditive koji im povećavaju trajnost, što znači da može ostati netaknuta godinama, desetljećima pa čak i stoljećima.
Karakteristike koje plastiku čine jedinstvenim i korisnim materijalom istodobno stvaraju jedan od najvećih problema ovoga stoljeća, rekla je Bertocchini.
Objasnila je da je na ideju za istraživanje došla kada je čistila košnice koje su bile pripremljene za zimu, a ličinke su kolonizirale voštane saće. Pošto je očistila košnice, stavila je ličinke u plastičnu vrećicu i nedugo nakon toga ustanovila da je "puna rupa".
Pitanje je bilo jedu li ga ličinke ili je došlo do nekog kemijskog procesa. Provjerili smo u laboratoriju i otkrili da je polietilen oksidiran, pojasnila je.
Plastika se dugo zadržava u okolišu. Na kraju se razgrađuje u sitne čestice te postaje izvor mikro i nano čestica plastike. Ove plastične čestice pronađene su posvuda, od Antarktika preko kiše do vode iz slavine. Ne samo da te sitne čestice uzrokuju očite ekološke probleme,već postaju i sve veći problem za ljudsko zdravlje, kazala je Bertocchini.
Polietilen, prvi put stvoren 1933., jeftin je, izdržljiv i ne dolazi u interakciju s hranom, što ga čini korisnim kada je posrijedi pakiranje hrane i proizvodnja vrećica koje dobivamo u trgovinama.Voštani crvi su ličinke voskova moljca, vrste 'galleria mellonella'. Pčelari ih smatraju štetočinama. Hrane se pčelinjim voskom, polenom i medom, a povremeno jedu i ličinke pčela.
Za razgradnju treba sintetski proizvesti enzime iz sline voskova moljca
Znanstvenici smatraju da je, za potrebe razgradnje plastičnog otpada potrebno sintetski proizvesti enzime iz sline crva, što im je pošlo za rukom.
Naime, Bertocchini ističe da korištenje milijarda voštanih crva za obavljanje ovog posla ima nedostatke, poput stvaranja ugljičnog dioksida dok metaboliziraju polietilen.
U našem slučaju, enzimi oksidiraju plastiku, razlažući je u male molekule. To upućuje na mogućnost alternativnih scenarija kada je posrijedi rješavanje plastičnog otpada. Naime, plastika se može razgraditi u kontroliranim uvjetima, ograničavajući ili na kraju potpuno eliminirajući oslobađanje mikroplastike, rekao je koautor studije Clemente Fernandez Arias, ekolog i matematičar na CSIC-u.
U financiranju ovog istraživanja pomogla je zaklada povezana s njemačkom tvrtkom za inženjering plastike Röchling. Bertocchini je jedna od dvoje direktora tvrtke Plasticentropy sa sjedištem u Madridu koja je angažirana na komercijalizaciji upotrebe enzima za razgradnju plastičnog otpada.
Ranija istraživanja, čiji je cilj bila razgradnja plastike biološkim putem ili biorazgradnjom, uglavnom su bila fokusirana na mikroorganizme. Utvrđeno je da nekolicina mikroorganizama razgrađuje plastiku, no da se pritom samo usporava proces i da je potrebna prethodna obrada, što je kompliciralo praktičnost iskorištavanja.
Godišnje se reciklira manje od 10 posto plastike
U posljednja tri desetljeća potrošnja plastike porasla je u cijelom svijetu. Zabrinjava podatak da godišnje na otpadu završe stotine milijuna tona plastike, a manje od 10 posto je se reciklira.
Ujedinjeni narodi su u ožujku, nakon sastanka u Nairobiju dogovorili prvi globalni sporazum o onečišćenju plastikom, čiji je cilj finalizacija pravno obvezujućeg dogovora do 2024.
Trebat će provesti još mnoge studije i eksperimente da bi se u potpunosti shvatio ovaj proces prije razmatranja konkretne primjene otkrića, istaknuli su istraživači.
No Federica Bertocchini već razmišlja o različitim načinima upotrebe enzima: Mogli bismo ih integrirati u tekuću otopinu i izliti na plastiku u reciklažnom centru ili ih koristiti na izoliranim mjestima na kojima je prikupljanje otpada i recikliranje teško, a u konačnici čak i u kućanstvima za razgradnju vlastitog otpada.
