Page 64 - 《橡塑智造与节能环保》2024年12期

产业市场

二甲酸丁二醇酯（PBAT）高效降解酶，为处理PBAT 或混合塑料废物中展现出巨大潜力。
以及复杂塑料废物混合物提供了新的生物技术方案。
近年来，随着全球塑料污染问题日益严峻，开发
有效的塑料降解技术成为学术界和工业界共同关注的
焦点。PBAT作为一种生物可降解塑料，具有良好的机
械性能和热稳定性，在包装材料和农用薄膜等领域被
广泛应用。然而，PBAT含有较难降解的芳香族成分对
苯二甲酸(是生产PET塑料的主要原料），使其自然降
解效率较低，存在演变为微塑料的风险，进而影响各 图1 海洋真菌FB1菌株及其所产角质酶AaCut4和AaCut10
种生物的正常理化过程。尽管目前已有一些关于PBAT 对不同塑料的降解
降解酶的研究，但均需在高温(如60-70度)条件下才能
有效降解PBAT塑料，欲实现规模化处理需要额外提
供大量热能，大大增加了企业的运行成本，不利于将
来的工业化应用。因此，如何在较温和的条件下实现
PBAT塑料的高效降解是亟待解决的科学和技术难题。
为解决这一挑战，孙超岷团队着眼于海洋微生
物，自2016年开始即从青岛近海采集塑料垃圾，进行 图2 AaCut4、AaCut10及TfCut对PBAT的降解速率差异
塑料降解菌的筛选工作。经过大量筛选，获得了一株
海洋真菌Alternaria alternata FB1，该菌株不仅能降解
传统聚烯烃塑料如聚乙烯（PE），还展现出高效降解
PBAT塑料的潜力。在本研究中，研究人员进一步分离
并表征了该菌株中两种具有PBAT降解能力的角质酶
AaCut4和AaCut10，为开发工业应用的高效降解剂提
供了新的可能。
该研究的亮点之一是AaCut10在温和反应温度下
展现的优越性能：AaCut10能够在20~45℃下高效降解
PBAT，其37℃下24hPBAT解聚率达到82.14%，并在48
小时内可实现PBAT的完全降解。在海水中，AaCut10
保持了96%以上的催化活性，表明其具有良好的盐度
和离子耐受性。相比之下，另一种已知最高效的PBAT
图3 定点突变提高AaCut10水解PBAT的对苯二甲酸单体
水解酶TfCut-DM Q132Y的降解效率仅为AaCut10的
产量
44.8%（37℃下）和16.26%（23℃下），进一步证
明了AaCut10在温和条件下的降解优势。此外，研究 AaCut10作为一种海洋真菌源水解酶，展现了在
人员还通过定向突变和反应条件优化进一步提高了 工业化塑料废弃物处理中的巨大应用潜力。其在温和
AaCut10的单体生成率，为未来的酶工程改造提供了 条件下高效降解PBAT的能力以及水解产物相对单一、
新的思路，也为工业应用奠定了基础。除了PBAT， 未出现产物抑制效应以及耐盐等特质，尤其适用于复
研究团队还对AaCut4和AaCut10的其他底物适应性进 杂海洋和陆地环境中的塑料废物管理，为可降解塑料
行了测试。结果表明，这两种酶不仅能够有效降解 的回收和再利用提供了一条新途径。目前，这项研究
PBAT，还表现出对其他生物可降解塑料如聚（3-羟基 成果已申请了国家发明专利。2023年，全国PBAT生产
丁酸）（PHB）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的良好 总量已达139万t，PBAT正逐渐成为传统聚烯烃塑料的
降解能力。广泛的降解底物范围使其在处理复合塑料 重要替代品。然而，市场规模扩大背景下的PBAT末端

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