ก้าวย่างของพลาสติกย่อยสลายด้วยกระบวนการทางชีวภาพ

ไมโครพลาสติกอยู่ทุกซอกมุมของโลก (ภาพโดย  silverlinedwinnebago ภายใต้ลิขสิทธิ์ CC BY 2.0 )

ปัญหาพลาสติกที่หลุดรอดจากกระบวนการจัดการขยะ และเสื่อมสภาพจนแตกออกเป็นไมโครพลาสติก เป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมระดับโลกที่สำคัญ ทำให้เกิดงานวิจัยเพื่อศึกษาผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต ล่าสุดงานวิจัยในวารสาร Nature ออนไลน์ เมื่อวันที่ 21 เมษายน 2564 ได้เผยแพร่งานวิจัยที่นำเอมไซม์มาเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายพลาสติกบางชนิดด้วยกระบวนการทางชีวภาพ

การค้นพบเอมไซม์ในจุลินทรีย์ที่สามารถย่อยสลายพลาสติกบางชนิดโดยนักวิจัยชาวญี่ปุ่นในช่วงปี พ.ศ. 2559 นำมาสู่การพัฒนาเอมไซม์ที่นำมาผสมเพิ่มลงในพลาสติกที่ทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น และอาจเกิดคุณสมบัติไม่พึงประสงค์ในอุตสาหกรรมพลาสติก เนื่องจากแต่เดิมพลาสติกมีโครงสร้างทางเคมีที่ประกอบด้วยโมเลกุลต่อกันเป็นสายโซ่ยาวที่เรียกว่า พอลิเมอร์ (Polymer) ดังนั้นการเติมเอนไซม์ที่สามารถย่อยสลายพลาสติกได้ลงไป จะทำให้โครงสร้างพอลิเมอร์แยกจากกันกลายเป็นโมเลกุลเดี่ยว แต่ถ้าเอนไซม์มีประสิทธิภาพลดลงเนื่องจากปัจจัยบางอย่าง อาจทำให้เกิดไมโครพลาสติกตกค้างเนื่องจากเอนไซม์เสื่อมคุณภาพ ทำให้ไม่สามารถตัดสายโซ่พอลิเมอร์ทั้งหมดให้เป็นโมเลกุลเดี่ยวได้

ทิง ซู (Ting Xu) นักวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ และทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ สหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาเอมไซม์โดยผสมสารเสริมที่ช่วยให้เอมไซม์อยู่ในเนื้อพลาสติก โดยอาศัยเพียงน้ำ และความร้อนไม่มาก ช่วยกระตุ้นให้เอนไซม์ตัดสายพอลิเมอร์ได้อย่างเต็มที่ ไม่เหลือไมโครพลาสติกตกค้าง และคิดเป็นส่วนประกอบของมวลพลาสติกเพียงร้อยละ 0.02 ซึ่งทำให้คุณสมบัติของพลาสติกไม่เปลี่ยนไปมากนัก และอาจช่วยลดตุ้นทุนการผลิตได้ ทั้งนี้ส่วนผสมเอนไซม์ดังกล่าวไม่สามารถย่อยพลาสติกทุกชนิดได้ เนื่องจากพลาสติกแต่ละชนิดมีโครงสร้างที่ซับซ้อนแตกต่างกัน

ในอนาคตหากสามารถพัฒนาเอมไซม์ หรือส่วนผสมเอมไซม์ที่สามารถย่อยสลายพลาสติกทุกชนิดอย่างมีประสิทธิ์ภาพมากขึ้น จะกระตุ้นให้เทคโนโลยีการใช้เอ็มไซม์ในพลาสติกเป็นที่แพร่หลาย และน่าจะลดปริมาณไมโครพลาสติกที่ตกค้าง และผลกระทบของพลาสติกต่อสิ่งแวดล้อมได้

 

เรียบเรียงโดย นุชจริม เย็นทรวง กองวิชาการวิทยาศาสตร์ สำนักวิชาการพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ อพวช

ที่มา:
“Biodegradable plastic that can break down in your compost developed by scientists” [ออนไลน์]. 2564, แหล่งที่มา https://www.abc.net.au/news/science/2021-04-22/biodegradable-plastic-compost-enzymes-environment-soil-green/100082958 [24 เมษายน 2564]
“A new technique could make some plastic trash compostable at home” [ออนไลน์]. 2564, แหล่งที่มาhttps://www.sciencenews.org/article/plastic-compost-new-enzyme-technique-biodegradable [24 เมษายน 2564]
“Scientists create 'super enzyme' that eats plastic bottles six times faster” [ออนไลน์]. 2563, แหล่งที่มาhttps://edition.cnn.com/2020/09/29/world/plastic-eating-super-enzyme-scli-intl-scn/index.html [26 เมษายน 2564]