塑料一方麵以其強度高、重量輕、耐腐蝕等優 良特性及低廉的價格迅速走進人們的生活,被廣泛得到應用;另一方麵又由於其化學性能十分穩定,在自然條件下不易降解,產生嚴重使人們頭痛的“白色汙染”的世界難題。如果能生產出可降解塑料代替難降解塑料,則可從源頭上解決“白色汙染”難題。經過科學家的努力,雖然已經研究出多種可降解塑料,但用微生物發酵生產的微生物塑料更顯示出它的優越性,因而格外受到人們的重視。
有些微生物能夠產生在 自然環境中容易降解的與塑料類似的聚酯,如聚-β-羥丁酸(PHB)和聚羥基鏈烷酸(PHA)等。PHA是一類高度結晶的熱塑料物質,與聚丙烯、聚乙烯的化學結構和物理性能基本相似,能拉絲、壓膜、注塑等。它是一種細胞內的碳源貯存物,因此能被分解利用,具有可降解性。PHA存在於某些光合厭氧細菌、一些革蘭氏陽性和陰性的好氧菌細胞內。PHB也是存在於細胞內的碳源類貯藏物,無毒、可塑、易降解,因此被認為是生產塑料的好原料。 自從1929年PHB被發現以來,至今已發現有60多屬的微生物細胞內含有PHB,如產堿杆菌屬、固氮菌屬、假單胞菌屬、芽孢杆菌屬、根瘤菌屬和球衣菌屬等屬中的某些種。據報道,用真氧產堿菌,以葡萄糖為原料,可獲得細胞幹重的80%以上的PHB與聚-β-羥戊酸的共聚物;巨大芽孢杆菌在含有乙酸或丁酸的培養基中生長時,細胞內貯藏的PHB可達其幹重的60%;洋蔥假單胞菌利用木糖和少量氮,能發酵生產大量的PHB,其累積的量也可達到細胞幹重的60%;日本利用一種藍細菌生產PHB也獲得成功,在培養液中注入2%CO2, 50DU3光照培養10天左右,PHB的累計量也可達到菌體幹重的30%以上。
微生物塑料不僅可以降解,減少環境汙染,改變土壤結構,增加土壤肥料,而且不含有毒物質,生物相容性好,不引起炎症,透明,易著色,能抗紫外線,具有高相對分子質量、高結晶度、高彈性和高熔點的特性,因此用途更廣,更受歡迎。相信隨著人們環境意識的增強,生產水平的提高,微生物塑料將會大放光彩,昔日塑料造成的“白色汙染”頑症,將會從根本上得到根治。
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