เปลี่ยนขยะพลาสติกไปเป็นส่วนผสมของยาด้วยเชื้อรา
สัมภาษณ์และเรียบเรียงโดย งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้
ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

ที่มา: https://abc7.com
พลาสติกเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของทุกคนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ มีการคาดการณ์ว่าปี พ.ศ.2583 จะมีการผลิตพลาสติกทั่วโลกถึง 1.1 ล้านตันต่อปี วงจรสุดท้ายของผลิตภัณฑ์พลาสติกมักจบลงด้วยการฝังกลบหรือถูกทิ้งลงในมหาสมุทร ซึ่งเป็นการคุกคามระบบนิเวศวิทยาและแหล่งอาหารของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลาสติกที่ได้รับความนิยมอย่างโพลิเอทิลีนซึ่งเหนียวและทนทาน
จากปัญหาดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคนซัส (University of Kansas) จึงศึกษาหาแนวทางการกำจัดขยะพลาสติกเหล่านี้ให้มีประสิทธิภาพและเกิดประโยชน์สูงสุด ในผลงานวิจัยล่าสุดของพวกเขาแสดงให้เห็นถึงความสำเร็จของแนวทางการกำจัดขยะพลาสติกที่ดีกว่าการทำลายขยะ และยังสามารถเปลี่ยนขยะพลาสติกให้กลายเป็นสารสำคัญที่นำไปใช้เป็นส่วนผสมของยาได้ด้วย ผลงานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Angewandte Chemie ของสมาคมเคมีแห่งเยอรมนี
องค์ความรู้สหวิทยาการ…หัวใจของงานวิจัย
หัวใจของงานวิจัยนี้คือการผนวกองค์ความรู้ทางเคมีและชีวภาพเข้าด้วยกัน แตกต่างจากงานวิจัยก่อนหน้าที่ทีมวิจัยใช้เพียงสารเคมีช่วยย่อยขยะพลาสติกซึ่งใช้เวลาย่อยสลายนานหลายเดือน แต่ในงานวิจัยล่าสุดทีมวิจัยได้ค้นพบว่าการใช้ทั้งสารเคมีและเชื้อรามาช่วยย่อยจะทำให้พลาสติกสลายตัวจนได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายภายในหนึ่งสัปดาห์เท่านั้น
ทีมวิจัยทำอย่างไร

ทีมวิจัยได้รวบรวมพลาสติกโพลิเอทิลีนจากมหาสมุทรแปซิฟิกมาย่อยสลายด้วยออกซิเจนและตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ (catalytic degradation) ชนิดที่ปลอดภัยและราคาไม่แพง จนได้คาร์บอกซิลิกไดแอซิด (carboxylic diacid) จากนั้นนำเชื้อรา Aspergillus nidulans ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมแล้วมาช่วยย่อยและปรับปรุงไดแอซิดเหล่านี้จนกลายเป็นสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิ (Secondary metabolite) ได้แก่ สารแอสเปอร์เบนซาลดีไฮด์ (asperbenzaldehyde) ซิเทรีโอวิริดิน (citreoviridin) และมิวทิลิน (mutilin) สารเหล่านี้มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาและมีประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมการผลิตยาอย่างมาก
ในงานวิจัยที่ผ่านมาพวกเขาผลิตสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิจากเชื้อราขึ้นมาประมาณหนึ่งร้อยชนิดที่มีประโยชน์แตกต่างกันไป โอ๊คลีย์ (Oakley) หนึ่งในผู้วิจัยอธิบายว่า “ในการศึกษาครั้งนั้นพบว่าเชื้อราสร้างสารประกอบทางเคมีจำนวนมากออกมาเพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตรอบๆ เพื่อปกป้องตัวเองจากสิ่งมีชีวิตอื่น เพนนิซิลินเป็นตัวอย่างสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิที่รู้จักกันดี มันเป็นสารพิษที่เชื้อรา Penicillium sp. สร้างขึ้นและมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียในบริเวณใกล้เคียงได้”
มากกว่าการรีไซเคิล
ในหลายกรณีการลดขยะพลาสติกเริ่มต้นจากการนำมาใช้ซ้ำ (reuse) หรือดัดแปลงให้เป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ (upcycle) รวมถึงการรีไซเคิล (recycle) ที่ต้องนำขยะพลาสติกมาแยกประเภทก่อนนำไปหลอมละลายและปั่นให้กลายเป็นเส้นใยเพื่อนำไปขึ้นรูปใหม่
อย่างไรก็ดี เป้าหมายระยะยาวของการวิจัยนี้คือการพัฒนากระบวนการให้สามารถย่อยสลายพลาสติกได้ทั้งหมด รวมถึงพลาสติกที่ย่อยยากให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่เชื้อราสามารถใช้เป็นอาหารได้โดยไม่จำเป็นต้องคัดแยกระหว่างการรีไซเคิล ทั้งยังสามารถสร้างสารที่มีประโยชน์อย่างสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิที่สามารถนำไปใช้ผลิตยาได้อีกด้วย
ทีมวิจัยเสริมว่างานวิจัยนี้เป็นหัวข้องานวิจัยภายใต้ธีมโลก พลังงานและสิ่งแวดล้อมของมหาวิทยาลัยแคนซัส ซึ่งมุ่งเน้นและเพิ่มความเข้าใจในการสร้างความยั่งยืนของชีวิตให้แก่โลกของเรารวมถึงทุกชีวิตที่อยู่อาศัยบนโลกใบนี้
แหล่งข้อมูลอ้างอิง
ขอบคุณข้อมูลจาก
- นักวิจัยเปลี่ยนพลาสติกในมหาสมุทรให้เป็นส่วนผสมสำหรับอุตสาหกรรมยาโดยใช้เชื้อรา: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/01/230117192946.htm
- Chris Rabot, Yuhao Chen, Swati Bijlani, Yi‐Ming Chiang, C. Elizabeth Oakley, Berl R. Oakley, Travis J. Williams, Clay CC Wang การแปลงโพลี เอ ทิลีนให้เป็นสารทุติยภูมิของเชื้อรา Angewandte Chemie ฉบับนานาชาติ , 2022; 62 (4) ดอย: 1002/anie.202214609