Az utóbbi években egy lenyűgöző tudományos felfedezés adhat reményt a műanyag hulladék problémájának megoldására: sikerre éhesen várnak az áttörésre a plasztikot lebontó enzimek.
Az emberiség egyik legnagyobb környezeti kihívása
napjainkban a műanyag hulladék kezelése. Évente több millió tonna plasztik kerül
a szemétlerakókba és az óceánokba, súlyos károkat okozva a tengeri élővilágban és
az ökoszisztémákban.
A műanyag, különösen a PET (polietilén-tereftalát),
rendkívül ellenálló anyag, amely miatt az élettartama több száz évre tehető.
Ennek eredményeként a plasztik hulladék felhalmozódása az évtizedek során
globális krízissé vált. A hagyományos hulladékkezelési módszerek, mint az
újrahasznosítás és a hulladékégetés, csak részben tudják kezelni a problémát,
és gyakran további környezeti terheléssel járnak.
Az anyagot lebontó enzim felfedezése először 2016-ban került
nyilvánosságra, amikor japán kutatók az Ideonella sakaiensis nevű baktériumból
izoláltak egy olyan enzimet - ezt később PETáz néven ismert meg a nagyközönség
-, amely képes a műanyag polimerek lebontására, így azok visszaalakíthatók
alapvető összetevőikre.
Ez az áttörés óriási érdeklődést váltott ki a
tudományos közösségben, mivel egy természetes, biológiai úton lebontó megoldást
kínált a műanyag hulladék kezelésére.
Azóta számos kutatócsoport világszerte
dolgozik azon, hogy továbbfejlessze ezt a technológiát, növelve az enzimek
hatékonyságát és stabilitását.
Az elmúlt években a kutatók jelentős előrelépéseket értek el
az enzimek módosításában és optimalizálásában. 2020-ban brit és amerikai
tudósok közösen fejlesztettek ki egy szuperenzimet, amely a PETáz és az MHETáz
egyesítésével jött létre. Ez jelentősen gyorsabban bontotta le a PET-et, mint
az eredetiek külön-külön. Emellett a kutatók különféle módszereket alkalmaztak
az enzimek stabilitásának növelésére, például genetikai módosításokkal és
fehérjeterveléssel.
A cél az, hogy ezek hatékonyan működjenek széles
hőmérsékleti és pH-tartományban, ami elengedhetetlen a különböző környezeti
feltételek melletti alkalmazhatósághoz.
Az ipari alkalmazás már nem csupán elméleti lehetőség. Egyre
több vállalat és kutatóintézet dolgozik azon, hogy a műanyagot lebontó anyagok
használatát a gyakorlatba is átültessék. Például a Carbios nevű francia
biotechnológiai cég egy olyan ipari folyamatot fejlesztett ki, amely enzimek
segítségével képes újrahasznosítani a PET műanyagot, így a használt
műanyagokból újra tiszta, minőségi alapanyag készíthető.
A plasztik hulladék globális probléma, amely globális
megoldásokat igényel. Az enzimalapú módszerek ígéretesek, de integrálni kell
őket a meglévő hulladékkezelési rendszerekbe és a fenntartható fejlődési
stratégiákba.
Az ilyen technológiák alkalmazása nemcsak a hulladék
mennyiségének csökkentéséhez járulhat hozzá, hanem a fosszilis alapú
műanyaggyártás csökkentéséhez is.
Ráadásul az újrahasznosítás ezen módja sokkal
kisebb energiaigényű, így további környezeti előnyöket is élvez.