Page 63 - 《橡塑智造与节能环保》2025年3期

产业市场

研究人员发现一种高效降解聚氨酯的细菌，在4天内可降

解86%的聚氨酯泡沫

近日，南京农业大学资源与环境科学学院曹慧 土壤pH值；焚烧则会产生有毒气体和重金属，造成生
团队在《Journal of Hazardous Materials》上发表了 态毒性。近年来，PU的生物降解作为一种环保的回收
题为“Discovery of a polyester polyurethane-degrading 方法迅速发展，能够减少填埋空间并生成水、二氧化
bacterium from a coastal mudflat and identification 碳和生物质。已有研究表明，某些微生物如铜绿假单
of its degrading enzyme”的研究论文(DOI: 10.1016/ 胞菌A12和枯草芽孢杆菌MZA-75等能够有效降解PU，
j.jhazmat.2024.136659)。该研究从沿海滩涂中分离出 但固体PU的降解效率仍较低，主要因其复杂的化学结
一种高效降解聚氨酯（PU）的细菌Aeromicrobium sp. 构和成分。尽管已有大量研究，PU生物降解的机制仍
LTX1，并通过紫外线诱变获得其突变株MLTX1。研 不明确，尤其是针对其软链段和硬链段的降解。酯酶
究发现，MLTX1在4天内可降解86%的PU泡沫，远超 在软链段降解中起关键作用，而硬链段的降解则更为
现有报道的微生物降解效率。此外，研究还通过多组 困难，尽管某些酶如木瓜蛋白酶和胰凝乳蛋白酶显示
学方法鉴定出一种新型角质酶PurH，该酶在大肠杆菌 出降解氨基甲酸酯键的潜力。因此，发现新的高效酶
中表达后能有效降解PU泡沫。这一发现为PU塑料的生 或通过酶工程提高其催化效率，以实现PU的完全降解
物降解和回收提供了新的科学依据和潜在生物催化资 和回收，是当前研究的重点。本研究旨在分离和表征
源。 一种高效降解PU的细菌LTX1，并通过多组学方法鉴
定关键降解酶。

研究背景
聚氨酯（PU）是一种由多元醇和异氰酸酯合成的 图1 菌株LTX1和MLTX1的分离与鉴定及其降解PU塑料
聚合物，因其优异的隔热和机械性能，广泛应用于汽 的能力评估
车、建筑、医疗和纺织品等领域。根据欧洲塑料协会 研究团队从沿海泥滩的样品中分离出11株细
（2023年）的数据，PU是全球第六大最常用的塑料， 菌，通过PU泡沫降解实验筛选出降解效率最高的菌
占全球塑料产量的5.3%，约4亿t。然而，PU的广泛使 株LTX1，并利用紫外线诱变技术获得了降解效率更
用导致大量固体废弃物的产生，且由于缺乏有效的回 高的突变株MLTX1。MLTX1菌株在平板上产生的透
收机制，大多数PU废弃物最终被填埋或焚烧。填埋场 明区直径大于LTX1菌株，表明其具有更强的PU降
中的PU废弃物自然分解缓慢，可能需数千年，并影响 解能力。通过16S rRNA基因序列分析，两株菌株与

2025年 第3期 总第567期 31