陳張燕,鄭燕虹,劉湘晴,李海玥,夏 麗,楊坪萍,李 芹,2,劉 峰,2*,張懷東,2*

(1.福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,福建 福州 350117;2.工業(yè)微生物發(fā)酵技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心,福建 福州 350117)

1 塑料污染概況

塑料產(chǎn)品由于生產(chǎn)成本低、耐用性好,廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。塑料可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料。目前最常使用的塑料是聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚氨酯(polyurethane,PU)、聚苯乙烯(polystyrene,PS),除了PU是熱固性塑料外,其余5種均為熱塑性塑料。廣泛應(yīng)用于包裝材料、薄膜、飲料瓶和玩具的主要是PE、PET、PP和PS;PVC廣泛應(yīng)用于建筑材料、管道和電線電纜;PU則被應(yīng)用于輪胎和保險杠等;產(chǎn)量較大的依次是PE、PP、PVC。據(jù)估計,全世界原始塑料的總產(chǎn)量達到83 億t,僅有20%左右的廢棄塑料被回收利用或者焚燒,其余的都堆積在垃圾填埋場或者自然環(huán)境中[1]。塑料垃圾已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在地球的多個區(qū)域,例如南大洋的海洋沉積物和地表水[2]、北極弗拉姆海峽、瑞士阿爾卑斯山[3]等。

廢棄塑料經(jīng)過焚燒處理,會產(chǎn)生有毒的揮發(fā)性廢物,如呋喃、二噁英、硫化物等,這些都被認為是潛在的致癌物[4],會對空氣造成嚴重的污染。經(jīng)過填埋處理的廢棄塑料會滲入土壤,毒害土壤物種,改變土壤微生物生態(tài)環(huán)境[5]。散布在水環(huán)境中的廢棄塑料對水生生態(tài)系統(tǒng)造成巨大的破壞,會纏繞水生動物,攝入后導(dǎo)致腸道堵塞[6],并且在非生物因素或生物因素作用下形成小粒徑(<5 mm)的微塑料,導(dǎo)致微塑料污染。微塑料在紫外線照射下會產(chǎn)生各種降解產(chǎn)物,其中氣體產(chǎn)物,主要是揮發(fā)性有機化合物(volatile organic compounds,VOC)通常被忽視,對人類和環(huán)境造成潛在未知風(fēng)險[7]。環(huán)境中的塑料碎片甚至可以分解為納米(<1 000 nm)塑料,納米塑料更容易被生物體吸收,對生態(tài)和健康的威脅可能比微塑料更大[8]。海洋中的魚類[9]、蝦類[10]、貝殼類[11]均被檢測出微塑料的存在。微塑料不僅可以改變土壤結(jié)構(gòu)和微生物群落,還可以通過植物根系進入植物體內(nèi)[12],開發(fā)和完善生物降解塑料的綠色循環(huán)工藝對確保未來的食品安全以及減少環(huán)境污染具有重大意義。Sanchez-Vidal等[13]發(fā)現(xiàn),海洋海藻Posidonia會將塑料顆?？ㄗ?Posidonia球形團聚體每年可以捕獲多達8.67億個塑料微粒。Wang等[14]發(fā)現(xiàn),大型蚤暴露在不同粒徑的PE微塑料MP-20(20 μm)和MP-30(30 μm)中均導(dǎo)致存活率和心率顯著降低。Wang等[15]研究發(fā)現(xiàn),蜜蜂攝入的100 nm的PS會堵在花粉孔上,干擾腸道菌群利用花粉中的營養(yǎng),導(dǎo)致腸道發(fā)育不良和炎癥,最終導(dǎo)致蜜蜂體重顯著減輕和死亡率提高。

2 塑料的微生物降解

2.1 聚乙烯(PE)

PE是由乙烯聚合而成的最豐富的石油基塑料合成材料,廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)。2020年全球PE產(chǎn)能為12 690.6 萬t,產(chǎn)量為10 630.8萬t,產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的1/4。PE生產(chǎn)方法按聚合壓力的高低可以分為高壓法、中壓法、低壓法,其中低壓法可以分為淤漿法、溶液法、氣相法。主要的PE產(chǎn)品有:低密度PE(low-density polyethylene,LDPE)、線性低密度PE(linear low-density polyethylene,LLDPE)和高密度PE(high-density polyethylene,HDPE)。PE塑料的回收方式主要有機械回收、化學(xué)回收和能量回收。PE的聚合物鏈非常穩(wěn)定,化學(xué)回收相對困難,主要利用機械回收方式。2021年, Haussler等[16]在分子水平上使用了“斷點”的方法回收PE塑料,更加節(jié)能,且回收率高達96%。

已報道的降解PE的微生物主要有細菌、真菌和藻類,其中數(shù)量最多的是細菌(表1)。

表1 PE降解菌株Tab.1 PE-degrading strains

Balasubramanian等[21]篩選出2株高效降解HDPE菌株P(guān)seudomonassp.GMB7和Arthrobactersp.GMB5,孵育30 d后HDPE樣品分別失重15%和12%;Bhatia等[23]篩選出LDPE降解菌株P(guān)seudomonascitronellolisEMBS027,4 d降解率達到最高(17.8%);Usha等[24]分離出鏈霉菌StreptomycesKU8,60 d降解率為22.58%±0.03%;Gilan等[26]分離出1株細菌RhodococcusruberC208,培養(yǎng)30 d后PE薄膜降解率為8%;Yang等[36-37]從印度粉蛾(Plodiainterpunctella)腸道中分離出2株降解PE菌株EnterobacterasburiaeYT1和Bacillussp.YP1,培養(yǎng)60 d后分別能降解6.1%±0.3%和10.7%±0.2%的PE薄膜;Montazer等[46-47]分離出細菌AcinetobacterpittiIRN19,孵育28 d能夠?qū)E薄膜降解26%;Hadad等[50]分離出細菌Brevibaccillusborstelensis,孵育30 d后PE質(zhì)量和分子量分別降低了11%和30%;Elsamahy等[54]構(gòu)建了從白蟻腸道中分離的SterigmatomyceshalophilusSSA1575、MeyerozymaguilliermondiiSSA1547和MeyerozymacaribbicaSSA1654組成的酵母菌群,該菌群導(dǎo)致LDPE拉伸強度降低63.4%、凈質(zhì)量減少33.2%。

目前已發(fā)現(xiàn)的能降解PE的酶主要是漆酶和烷烴羥化酶。Santo等[27]用細胞外漆酶孵育的類似PE的FTIR分析顯示羰基峰增加,表明漆酶在PE的生物降解中起主要作用。烷烴羥化酶系統(tǒng)中最重要的酶是單加氧酶,不同的細菌中烷烴羥化酶的數(shù)量和類型差異很大。大多數(shù)PE降解酶只能對PE進行末端氧化(聚烯烴中末端碳被氧化)和亞末端氧化(聚烯烴中靠近末端碳被氧化)。例如,漆酶和錳過氧化物酶可以進行末端氧化,AlkB家族可以通過末端或亞末端羥基化反應(yīng)降解PE的主要成分正烷烴[61]。紅球菌TMP2基因組編碼5個AHs(alkB1,alkB2,alkB3,alkB4,alkB5),而銅綠假單胞菌基因組編碼2個AHs(alkB1、alkB2)[31]。Yoon等[17]研究表明,P.aeruginosaE4的AlkB酶在LMWPE礦化和生物降解轉(zhuǎn)化為CO2過程中發(fā)揮核心作用,在菌株E4中克隆到alkB基因,重組菌株表達的AlkB酶參與了低分子量PE生物降解的早期階段。

Elsamahy等[54]構(gòu)建了從白蟻腸道中分離的酵母菌群,并提出了假設(shè)LDPE生物降解途徑,揭示了幾種代謝產(chǎn)物的形成過程。該生物降解機制始于烷烴(如十三烷)的形成,再轉(zhuǎn)化為較低分子量的烷烴(如十二烷);十二烷在乙醇和由漆酶、木質(zhì)素過氧化物酶、錳過氧化物酶的活性形成的乙基自由基的存在下轉(zhuǎn)化為正十二烷-1-醇,隨后轉(zhuǎn)化成正十二烷酸(羧酸)。十四烷酸在酵母細胞中與輔酶A反應(yīng)產(chǎn)生十四酰輔酶A(其轉(zhuǎn)化為脂肪酸),并參與β-氧化以產(chǎn)生乙酰輔酶A,乙酰輔酶A參與三羧酸循環(huán)(tricarboxylic acid cycle,TCA)并隨后礦化為CO2和H2O。

烷烴羥化酶是細菌有氧降解烷烴的關(guān)鍵酶。第一步是C-C鍵的羥基化,釋放伯醇或仲醇,氧化生成酮或醛,隨后生成親水羧酸[62];由于羧酸的形成,微生物氧化減少了羰基的數(shù)量。羧基正鏈烷烴類似于脂肪酸,由細菌通過β-氧化途徑分解(圖1)。Usha等[24]和Yoon等[17]已經(jīng)證明細菌通過 β-氧化途徑和三羧酸循環(huán)對正烷烴進行微生物氧化。在此過程中通過酶催化降解產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物可能被微生物細胞吸收,從而被分解代謝。

圖1 PE的生物降解過程Fig.1 Biodegradation process of PE

2.2 聚丙烯(PP)

PP是一種半結(jié)晶熱塑性塑料。PP按單體種類可以分為:均聚PP(polypropylene homopolymer,PP-H)、無規(guī)共聚PP(polypropylene random,PP-R)和嵌段共聚PP(polypropylene block copolymer,PP-B)。2019年,Plastics Europe報道PP塑料的需求占塑料總需求的19.3%。2020年,PP全球產(chǎn)量為7 539.5萬t。PP的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法主要有溶液法、淤漿法、本體法、氣相法和本體-氣相法,隨著生產(chǎn)工藝的不斷改進,淤漿法逐漸被淘汰。目前,PP的先進生產(chǎn)工藝有Spheripol工藝、Spherizone工藝和Borstar工藝[63]。PP塑料的回收方式主要有材料資源化、化學(xué)回收和能量回收。材料資源化回收主要對廢棄PP進行簡單再生利用和改性再生利用;化學(xué)回收主要采用熱分解法;由于能量回收采用焚燒技術(shù)會產(chǎn)生大量有害氣體、工藝流程長且費用高,故大受限制。

目前,已發(fā)現(xiàn)的PP降解菌株數(shù)量較少(表2)。

表2 PP降解菌株Tab.2 PP-degrading strains

Auta等[66]分離出2株細菌Bacillussp.和Rhodococcussp.,孵育40 d后PP樣品失重率分別為4.0%和6.4%;Skariyachan等[67]分離出8株塑料降解菌,其中,AneurinibacillusaneurinilyticusbtDSCE01、BrevibacillusagribtDSCE02、Brevibacillussp.btDSCE03和BrevibacillusbrevisbtDSCE04混合菌群的降解率最高且高于單一菌株,50 ℃下培養(yǎng)140d后PP降解率高達56.3%±2.0%;Jeon等[68]篩選出細菌StenotrophomonaspanacihumiPA3-2,堆肥90 d后對LMWPP-1(Mn2 800,Mw10 300)的降解率為20.30%±1.39%,對LMWPP-2(Mn3 600,Mw17 900)的降解率為16.60%±1.70%。

2.3 聚氯乙烯(PVC)

PVC是由引發(fā)劑作用于氯乙烯單體聚合而成的一種熱塑性塑料。2020年,全球PVC產(chǎn)量為5 431萬t。PVC的工業(yè)化生產(chǎn)工藝一般有4種:懸浮聚合、本體聚合、乳液聚合和溶液聚合[69]。根據(jù)聚合方法的不同可以將PVC分為:懸浮法PVC、乳液法PVC、本體法PVC和溶液法PVC。PVC塑料的回收方式主要有機械回收、化學(xué)回收和能量回收。由于化學(xué)回收的工藝復(fù)雜,成本較高;能量回收會產(chǎn)生有害氣體,PVC的回收方式主要采用機械回收。

目前,關(guān)于PVC聚合物及塑料的生物降解的報道較少,多數(shù)利用真菌進行PVC塑料降解(表3)。

表3 PVC降解菌株Tab.3 PVC-degrading strains

Das等[71]篩選出2株細菌PseudomonasaeruginosaNBTU01和Achromobactersp.NBTU02,180 d后對PVC的降解率分別為35.65%和34.63%;Webb等[74]分離的真菌Aureobasidiumpullulans使PVC薄膜質(zhì)量損失3.7%±0.7%;Ali等[75]篩選出4株P(guān)VC降解真菌,其中PhanerochaetechrysosporiumPV1的降解性能最高;Giacomucci等[77]分離出2株細菌Pseudomonascitronellolis和Bacillusflexus,其中,Pseudomonascitronellolis在培養(yǎng)30 d后就能部分降解PVC薄膜。

目前尚未發(fā)現(xiàn)直接參與PVC降解的酶的相關(guān)報道。Sumathi等[76]分離出1株產(chǎn)漆酶的PVC降解菌株Cochliobolussp.,以低密度PVC為唯一碳源,經(jīng)菌株處理的PVC與未經(jīng)處理的PVC存在明顯差異,推測漆酶是Cochliobolussp.降解PVC的關(guān)鍵酶。

2.4 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)

PET是由對苯二甲酸與乙二醇縮聚而成的熱塑性塑料,分纖維和非纖維兩大類。PET的生產(chǎn)工藝主要有3種:酯交換法、直接酯化法和環(huán)氧乙烷法。工業(yè)上PET塑料的回收方式主要是機械回收和化學(xué)回收,機械回收相對成熟,化學(xué)回收成本較高,因此,PET的回收方式主要采用機械回收。

目前,關(guān)于PET微生物降解的報道較少,已發(fā)現(xiàn)的降解PET的微生物主要有Ideonellasakaiensis[78]、Micbacteriumoleivorans[79]、Comamonastestosteroni[80]、Thermobifidasp.[81-83]、Fusariumsp.[84-85]和Streptomycessp.[86](表4)。

表4 PET降解菌株Tab.4 PET-degrading strains

已研究的能降解PET的酶主要為酯酶、角質(zhì)酶和脂肪酶。Kleeberg等[88]從Thermobifidafusca中純化出脂肪酶BTA-1,該酶可以在3周內(nèi)將商業(yè)PET飲料瓶和PET顆粒水解40%～50%,這是較早的對PET降解酶的報道。

Sulaiman等[89]從枝葉堆肥的微生物基因組克隆了LCC角質(zhì)酶編碼基因,利用大腸桿菌對LCC進行表達,經(jīng)鑒定,LCC具有降解聚己內(nèi)酯和PET的能力,且酶活較高,LCC為PET降解酶的分子機理提供了很好的模型,并且具有較高的應(yīng)用價值。Tournier等[90]通過飽和突變和定向進化構(gòu)建了LCC的突變體ICCG,其催化溫度和降解效率都得到較大的提升。

Yoshida等[78]鑒定了Ideonellasakaiensis201-F6中2個起關(guān)鍵作用的酶PETase和MHETase。Joo等[91]解析了PETase的分子結(jié)構(gòu),通過蛋白質(zhì)工程構(gòu)建了具有增強蛋白質(zhì)活性的IsPETase突變酶,并通過實驗證明:201-F6可以附著在PET塑料表面,利用胞外酶PETase將PET降解成單(2-羥乙基)對苯二甲酸(monohydroxyethyl terephthalate,MHET), 同時產(chǎn)生微量的雙(2-羥乙基)對苯二甲酸[bis(2-hydroxyethyl) terephthalate,BHET],MHET可以進入細胞,被MHETase進一步降解成乙二醇(ethylene glycol,EG)和對苯二甲酸(terephthalate,TPA),如圖2所示。

圖2 PET的生物降解過程Fig.2 Biodegradation process of PET

Cui等[92]將PETase突變?yōu)楦葻岬腄uraPETase,該突變酶在60 ℃高溫下孵育3 d仍能保持活性,對PET薄膜的降解率達到23%。Lu等[93]使用機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)預(yù)測PETase的突變,通過對突變體進行工程改造,確定了一種命名FAST-PETase的突變酶;FAST-PETase可以在1周內(nèi)幾乎完全降解PET廢舊塑料。該課題組展示了一個閉環(huán)PET回收過程,首先使用FAST-PETase快速降解PET廢舊塑料,然后回收單體并重新聚合成原始PET,該過程可在短短幾天內(nèi)完成。

2.5 聚氨酯(PU)

PU是一種主鏈含有氨基甲酸酯基的大分子化合物。PU主要分為兩大類:以二異氰酸酯和端羥基聚酯為原料制備的聚酯型PU、以二異氰酸酯和端羥基聚醚為原料制備的聚醚型PU。PU塑料的回收方式主要有機械回收、化學(xué)回收和能量回收。機械回收主要有粘結(jié)成型、用作填料和熱壓成型;化學(xué)回收主要有醇解法、水解法和堿解法[94]。Liu等[95]研究了亞/超臨界甲醇降解PU廢舊塑料的過程,發(fā)現(xiàn),在230 ℃、7.2 MPa、50 min條件下,PU廢舊塑料的降解率超過 90%,降解液主要成分含有 4,4′-二苯基甲烷氨基甲酸酯、聚酯二醇和1,4-丁二醇。

目前已報道的PU降解微生物中,真菌的數(shù)量較多,主要來源于土壤(表5)。

表5 PU降解菌株Tab.5 PU-degrading strains

Peng等[98]篩選出3株細菌,其中PseudomonasputidaA12的降解活性最高,4 d內(nèi)可以降解92%的水性PU(Impranil);Nakajima-Kambe等[99]篩選出2株聚酯型PU降解菌,其中,ComamonasacidovoransTB-35培養(yǎng)7 d后對PU的降解率為48%;Crabbe等[103]從華盛頓特區(qū)花園土壤中分離出4株真菌,分別為Curvulariasenegalensis、Fusariumsolani、Aureobasidiumpullulans和Cladosporiumsp.,其中Curvulariasenegalensis的降解活性最高;Khan等[106]分離出真菌Aspergillustubingensis,可以在自然環(huán)境中使難降解塑料在2周內(nèi)出現(xiàn)明顯的生物降解跡象,在液體培養(yǎng)基中使PU薄膜在2個月內(nèi)完全降解;Russell等[111]分離得到1株植物內(nèi)生真菌Pestalotiopsismicrospora,2周內(nèi)對PU的降解率達到99%。

目前,對PU降解微生物中相關(guān)酶的分離純化已有不少報道,但其降解機理是通過測定酶學(xué)性質(zhì)和降解產(chǎn)物推測得到的,還未獲得PU降解的完整歷程。Peng等[98]通過酶學(xué)分析檢測到PseudomonasputidaA12能分泌酯酶,該酶具有PU降解活性,分子量45 kDa;Akutsu等[100]對ComamonasacidovoransTB-35進行研究,發(fā)現(xiàn)菌株TB-35能分泌1種新型的塑料降解酯酶,可以水解PU的酯鍵;Crabbe等[103]通過二乙酸熒光素水解測試發(fā)現(xiàn)Curvulariasenegalensis可分泌胞外酯酶;Russell等[111]發(fā)現(xiàn)Pestalotiopsismicrospora分泌的絲氨酸水解酶對降解PU起關(guān)鍵作用。

2.6 聚苯乙烯(PS)

PS是由苯乙烯聚合而成的熱塑性塑料。PS的聚合方式有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合及乳液聚合,工業(yè)上主要采用本體聚合和懸浮聚合。PS主要分為:普通PS(general purpose polystyrene,GPPS)、可發(fā)性PS(expandable polystyrene,EPS)、高抗沖PS(high impact polystyrene,HIPS)和間規(guī)PS(syndiotacticpolystyrene,SPS)。PS塑料的回收方式主要有材料資源化和化學(xué)回收。材料資源化一般采用直接回收和改性回收兩種方式。Ward等[113]研究了一種新的PS回收方式,即將PS熱解為苯乙烯油,然后通過假單胞菌Aca-3(NCIMB 41162)將苯乙烯油轉(zhuǎn)化為聚羥基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)。

目前,已發(fā)現(xiàn)的降解PS的微生物主要是細菌,其中數(shù)量較多的是假單胞菌和芽孢桿菌(表6)。

表6 PS降解菌株Tab.6 PS-degrading strains

O′Connor等[115]分離出可以利用苯乙烯作為唯一碳源的細菌PseudomonasputidaCA-3;Kim等[118]從大麥蟲腸道中分離得到1株P(guān)S降解細菌PseudomonasaeruginosaDSM50071;Ganesh-Kumar等[120]篩選出1株細菌BacillusparalicheniformisG1,培養(yǎng)60 d后可降解34%的PS薄膜;Yang等[126]發(fā)現(xiàn)黃粉蟲幼蟲在16 d內(nèi)可將攝入的47.7%的PS塑料碳轉(zhuǎn)化為CO2。

O′Connor等[115]對菌株P(guān)seudomonasputidaCA-3誘導(dǎo)和抑制苯乙烯降解的分子機制進行研究,證明了谷氨酸和檸檬酸鹽均能抑制苯乙烯降解;Ganesh-Kumar等[120]研究發(fā)現(xiàn),編碼單加氧酶、雙加氧酶、過氧化物酶、酯酶和水解酶的基因參與了PS薄膜的降解;Yang等[126]發(fā)現(xiàn),在PS降解過程中,菌株P(guān)seudomonasaeruginosaDSM50071中絲氨酸水解酶(serine hydrolase,SH)的基因表達水平高度上調(diào),通過SH抑制劑處理實驗進一步證實了PS的酶介導(dǎo)生物降解。

3 結(jié)語

塑料由于其穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)、較高的分子量、極強的疏水性和結(jié)晶度,在自然界中很難被降解,主鏈中具有可水解酯鍵的PET、PU較具有碳鏈骨架的PE、PP、PS、PVC更容易被生物降解。已報道的具有塑料降解能力的微生物主要是PE和PU降解菌,其它塑料降解菌的報道較少,細菌主要有假單胞菌屬和芽孢桿菌屬,真菌主要有曲霉菌屬和地霉菌屬;有關(guān)PE和PET降解酶的研究報道相對較多,還未發(fā)現(xiàn)與PP和PVC降解相關(guān)的酶。大多數(shù)PE降解酶只能對PE進行末端氧化和亞末端氧化。PET生物降解近年來在微生物和酶機制方面取得了顯著進展,更接近工業(yè)化實施,處于更高的技術(shù)水平[127]。Tournier等[90]通過飽和突變和定向進化構(gòu)建了LCC的突變體ICCG,以此為基礎(chǔ),建立了PET循環(huán)工藝,為PET的工業(yè)化循環(huán)利用提供了很好的范例。

目前除了PE和PET,其它塑料的生物降解的完整途徑和機制尚不清楚。在PE降解過程中C-C鍵在烷烴羥化酶的作用下羥基化,釋放伯醇或仲醇,氧化生成酮或醛,隨后生成親水羧酸[17]。PET降解酶PETase可以將PET降解成單(2-羥乙基)對苯二甲酸(MHET),同時產(chǎn)生微量的雙(2-羥乙基)對苯二甲酸(BHET),MHET可以進入細胞,被MHETase進一步降解成乙二醇(EG)和對苯二甲酸(TPA)[91]。

真實環(huán)境條件復(fù)雜多變,生物降解可能會與其它環(huán)境行為同時發(fā)生、相互影響。有關(guān)降解菌和降解酶的研究仍停留在實驗室階段,模擬工業(yè)化應(yīng)用對于深入研究回收工藝及實際應(yīng)用具有重要意義。雖然生物降解是一種綠色環(huán)保的塑料廢棄物處理方式,但效率仍然較低。目前發(fā)現(xiàn)的能高效降解塑料的酶很少,大部分塑料的降解機制及完整途徑尚未發(fā)現(xiàn)。利用現(xiàn)代微生物育種技術(shù)提高降解菌的降解效率,依托基因組學(xué)深入挖掘降解基因及降解酶,通過合理的蛋白質(zhì)工程和定向進化的方法提高降解酶的活性和穩(wěn)定性,這些措施都可以在提高效率的同時使其更適應(yīng)于工業(yè)生產(chǎn)需要。此外,塑料的大分子聚集體結(jié)構(gòu)阻礙了酶的降解效率,物理或化學(xué)預(yù)處理有助于破壞這些大分子結(jié)構(gòu)以提高酶的降解效率。將溫和的微生物法或酶法降解與物理或化學(xué)處理工藝相結(jié)合開發(fā)可持續(xù)的塑料降解和循環(huán)利用工藝具有廣闊的應(yīng)用前景。