In den Alpen und der Arktis wurden Mikroben entdeckt, die Plastik bei niedrigen Temperaturen verdauen

In den Alpen wurden Mikroben gefunden, die bei niedrigen Temperaturen Plastik fressen können, was sie kostengünstiger macht als die heutigen.

Es wurden bereits mehrere Mikroorganismen entdeckt, die Kunststoffpolymere zerstören können. Aus diesem Grund haben sich Unternehmen für die Biotechnologie der Enzyme verschiedener Bakterien und Pilze entschieden, um der Plastikverschmutzung entgegenzuwirken.

Die Industrie ist jedoch durch den Bedarf an Heizung eingeschränkt, da bereits entdeckte Verfahren künstlich hohe Temperaturen benötigen, um zu funktionieren, was den Prozess kostspielig und nicht klimaneutral macht.

Nun stellte die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL fest, dass zwei Pilze der Gattungen Neodevriesia und Lachnellulam am wirksamsten waren, die neu waren und bereits bei 15 Grad Celsius oder 60 Grad Fahrenheit wirkten.

Sie sind in der Lage, biologisch abbaubares Polyester-Polyurethan (PUR) und zwei im Handel erhältliche biologisch abbaubare Mischungen aus Polybutylenadipatterephthalat (PBAT) und Polymilchsäure (PLA) zu verdauen.

Doch die Studie ging noch viel weiter und fand insgesamt neun Pilz- und acht Bakterienarten aus mehreren Gattungen, die PUR verdauen konnten, und insgesamt 14 Pilze und drei Bakterien schafften es, Mischungen aus PBAT und PLA zu fressen.

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PUR wird am häufigsten in künstlichen Textilien verwendet, während PBAT in der Industrie häufig für Verpackungen verwendet wird und PLA in biomedizinischen Anwendungen wie Produkten zur Arzneimittelverabreichung und Nahtmaterial zu finden ist.

„Hier zeigen wir, dass neuartige mikrobielle Taxa, die aus der ‚Plastisphäre‘ alpiner und arktischer Böden gewonnen wurden, biologisch abbaubare Kunststoffe bei 15 °C abbauen konnten“, sagte Erstautor Dr. Joel Rüthi von der WLS. „Diese Organismen könnten dazu beitragen, die Kosten und die Umweltbelastung eines enzymatischen Recyclingprozesses für Kunststoff zu reduzieren.“

„Es war für uns sehr überraschend, dass wir herausfanden, dass ein großer Teil der getesteten Stämme in der Lage war, mindestens einen der getesteten Kunststoffe abzubauen.“

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Auf der Suche nach einer Mikrobe, die in der Kälte verdauen kann, untersuchte das Team 19 Bakterienstämme und 15 Pilze, die auf zurückgelassenem oder absichtlich vergrabenem Plastik in Grönland, Spitzbergen und der Schweiz wachsen.

In der Schweiz wurden Abfälle vom Gipfel des Muot da Barba Peider aus dem Tal Val Lavirun, beides in der Region Graubünden, gepflückt.

Wissenschaftler lassen isolierte Mikroben als Einzelstammkulturen in einem dunklen Labor wachsen. Bei 15 Grad Celsius wurden sie mithilfe molekularer Techniken identifiziert.

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Insgesamt konnten 59 % der Stämme, darunter 11 Pilze und acht Bakterien, PUR bei 15 Grad verdauen, wie aus der in der Fachzeitschrift Frontiers in Microbiology veröffentlichten Studie hervorgeht.

„Die nächste große Herausforderung wird darin bestehen, die von den Mikrobenstämmen produzierten plastikabbauenden Enzyme zu identifizieren und den Prozess zu optimieren, um große Mengen an Proteinen zu gewinnen“, sagte Co-Autor Dr. Beat Frey, ebenfalls an der WSL. „Darüber hinaus könnten weitere Modifikationen der Enzyme erforderlich sein, um Eigenschaften wie die Proteinstabilität zu optimieren.“

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