近日，國際學術期刊Journal of Hazardous Materials刊發了中國科學院海洋研究所實驗海洋生物學重點實驗室孫超岷團隊最新研究成果，首次報道了從(cong) 海洋真菌Alternaria alternata FB1中發現的兩(liang) 種聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）高效降解酶，為(wei) 處理PBAT以及複雜塑料廢物混合物提供了新的生物技術方案。

近年來，隨著全球塑料汙染問題日益嚴(yan) 峻，開發有效的塑料降解技術成為(wei) 學術界和工業(ye) 界共同關(guan) 注的焦點。PBAT作為(wei) 一種生物可降解塑料，具有良好的機械性能和熱穩定性，在包裝材料和農(nong) 用薄膜等領域被廣泛應用。然而，PBAT含有較難降解的芳香族成分對苯二甲酸(是生產(chan) PET塑料的主要原料），使其自然降解效率較低，存在演變為(wei) 微塑料的風險，進而影響各種生物的正常理化過程。盡管目前已有一些關(guan) 於(yu) PBAT降解酶的研究，但均需在高溫(如60-70度)條件下才能有效降解PBAT塑料，欲實現規模化處理需要額外提供大量熱能，大大增加了企業(ye) 的運行成本，不利於(yu) 將來的工業(ye) 化應用。因此，如何在較溫和的條件下實現PBAT塑料的高效降解是亟待解決(jue) 的科學和技術難題。

為(wei) 解決(jue) 這一挑戰，孫超岷團隊著眼於(yu) 海洋微生物，自2016年開始即從(cong) 青島近海采集塑料垃圾，進行塑料降解菌的篩選工作。經過大量篩選，獲得了一株海洋真菌Alternaria alternata FB1，該菌株不僅(jin) 能降解傳(chuan) 統聚烯烴塑料如聚乙烯（PE），還展現出高效降解PBAT塑料的潛力。在本研究中，研究人員進一步分離並表征了該菌株中兩(liang) 種具有PBAT降解能力的角質酶AaCut4和AaCut10，為(wei) 開發工業(ye) 應用的高效降解劑提供了新的可能。

該研究的亮點之一是AaCut10在溫和反應溫度下展現的優(you) 越性能：AaCut10能夠在20-45°C下高效降解PBAT，其37°C下24小時PBAT解聚率達到82.14%，並在48小時內(nei) 可實現PBAT的完全降解。在海水中，AaCut10保持了96%以上的催化活性，表明其具有良好的鹽度和離子耐受性。相比之下，另一種已知最高效的PBAT水解酶TfCut-DM Q132Y的降解效率僅(jin) 為(wei) AaCut10的44.8%（37°C下）和16.26%（23°C下），進一步證明了AaCut10在溫和條件下的降解優(you) 勢。此外，研究人員還通過定向突變和反應條件優(you) 化進一步提高了AaCut10的單體(ti) 生成率，為(wei) 未來的酶工程改造提供了新的思路，也為(wei) 工業(ye) 應用奠定了基礎。除了PBAT，研究團隊還對AaCut4和AaCut10的其他底物適應性進行了測試。結果表明，這兩(liang) 種酶不僅(jin) 能夠有效降解PBAT，還表現出對其他生物可降解塑料如聚（3-羥基丁酸）（PHB）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的良好降解能力。廣泛的降解底物範圍使其在處理複合塑料或混合塑料廢物中展現出巨大潛力。

AaCut10作為(wei) 一種海洋真菌源水解酶，展現了在工業(ye) 化塑料廢棄物處理中的巨大應用潛力。其在溫和條件下高效降解PBAT的能力以及水解產(chan) 物相對單一、未出現產(chan) 物抑製效應以及耐鹽等特質，尤其適用於(yu) 複雜海洋和陸地環境中的塑料廢物管理，為(wei) 可降解塑料的回收和再利用提供了一條新途徑。目前，這項研究成果已申請了國家發明專(zhuan) 利。2023年，全國PBAT生產(chan) 總量已達139萬(wan) 噸，PBAT正逐漸成為(wei) 傳(chuan) 統聚烯烴塑料的重要替代品。然而，市場規模擴大背景下的PBAT末端處置水平亟待提高。利用基於(yu) AaCut10的生物酶解技術，PBAT廢棄物的回收能夠與(yu) 絕大多數現有的PBAT製造工藝無縫銜接，通過高效的無溶劑方法將PBAT廢料再生為(wei) 塑料製品，從(cong) 而避免額外的成本支出及潛在的環境汙染風險。未來，AaCut10一方麵可用於(yu) 生活中PBAT廢棄物的集中處理；另一方麵，在山東(dong) 、新疆等PBAT農(nong) 業(ye) 地膜大規模使用的省份，可與(yu) 當地聚酯生產(chan) 企業(ye) 建立PBAT回收和再生產(chan) 的產(chan) 業(ye) 基地，逐步實現真正意義(yi) 上的閉環，即塑料的“生產(chan) -消費-回收-再造”。

中國科學院海洋研究所實驗海洋生物學重點實驗室博士研究生費凡為(wei) 第一作者，孫超岷研究員為(wei) 通訊作者。研究得到了嶗山實驗室科技創新項目、國際科學組織聯盟重點合作研究項目、山東(dong) 省自然科學基金和泰山學者計劃等項目聯合資助。