造福全人类的发明：肠道“微塑料垃圾”可能有救了！

　　

南洋理工大学的科学家们给这些蠕虫喂食不同的塑料食物，并从它们的肠道中提取微生物群，将它们放在烧瓶中培养，形成一个人造的“虫虫肠道”。

新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的一组研究人员发明了一种能够分解塑料的人工“蠕虫肠道”。这一创新为解决全球塑料污染问题提供了一个有希望的自然灵感解决方案。

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，通过给蠕虫喂食塑料并培养肠道内的微生物。

先前的研究表明，Zophobas atratus——通常作为宠物食品出售的黑甲虫的幼虫，因其营养价值而被称为“超级蠕虫”——可以以塑料为食生存，因为它的肠道含有能够分解普通塑料的细菌。然而，它们在塑料加工中的应用一直是不切实际的，由于缓慢的摄食速度和蠕虫的维护。

南洋理工大学的科学家们现在已经证明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，而不需要大规模的蠕虫繁殖。

南洋理工大学CEE学院副教授、SCELSE首席研究员Cao Bin说:“一条蠕虫一生只能消耗大约几毫克的塑料，所以想象一下，如果我们依靠它们来处理塑料废物，需要多少蠕虫。我们的方法通过将蠕虫从方程中移除来消除这种需要。我们专注于增强蠕虫肠道中的有用微生物，并构建一个能够有效分解塑料的人工‘蠕虫肠道’。”

这项研究最近发表在《Environment International》杂志上，符合南洋理工大学2025年五年战略计划中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。

研制一种人工蠕虫肠道

为了开发他们的方法，南洋理工大学的科学家们在30天的时间里给三组“虫虫特工队”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)。对照组喂食燕麦片。

南洋理工大学的科学家之所以选择这种塑料，是因为它们是世界上最常见的塑料之一，用于食品盒和洗涤剂瓶等日常用品。HDPE是一种以其高抗冲击性而闻名的塑料，使其难以分解。

在这些蠕虫的内脏中发现的细菌可以分解塑料。资料来源:南洋理工大学

在给蠕虫喂食塑料后，科学家们从它们的肠道中提取微生物群，并将它们培养在含有合成营养物质和不同类型塑料的烧瓶中，形成一个人造的“蠕虫肠道”。六周后，微生物群在室温下在烧瓶中生长。

塑料降解细菌增多

科学家们发现，与对照组相比，含有塑料喂养蠕虫肠道微生物群的烧瓶显示出塑料降解细菌的显著增加。

此外，与直接喂给蠕虫的塑料上的微生物相比，在烧瓶中的塑料上寄居的微生物群落更简单，更适合于特定类型的塑料。当微生物群落更简单并针对特定类型的塑料时，这就转化为在实际应用中使用时更有效降解塑料的潜力。

该研究的第一作者、中欧和华南理工学院研究员Liu Yinan博士说:“我们的研究代表了首次报道的成功尝试，从塑料喂养的蠕虫的肠道微生物群中培养出与塑料相关的细菌群落。通过将肠道微生物群暴露在特定条件下，我们能够增加人造‘蠕虫肠道’中塑料降解细菌的丰度，这表明我们的方法是稳定的，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。

下一步，研究人员想要了解超级蠕虫肠道中的细菌是如何在分子水平上分解塑料的。了解这一机制将有助于科学家设计塑料降解细菌群落，以便在未来有效地分解塑料。

参考文献:“Establishment of plastic-associated microbial community from superworm gut microbiome” by Yi-Nan Liu, Sakcham Bairoliya, Norazean Zaiden and Bin Cao, 23 November 2023, Environment International.