大腸桿菌可用於生產可生物降解塑料

• 2025/03/19
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大腸桿菌是允許在任何一級實驗室容易取得的細菌，在科研上巨多研究報告：

以下取自：

https://phys.org/news/2025-03-coli-biodegradable-plastics.html

https://www.verycompostable.com/posts/pdk-infinitely-biorenewable-plastics-made-by-bacteria/

 

韓國科學技術院（KAIST）的聚酯醯胺（PEA）研究研究
由Sang Yup Lee團隊主導，發表於《自然—化學生物學》（ Nature Chemical Biology ）。研究團隊透過建構新型胺基酸聚合途徑，利用大腸桿菌合成了多種聚酯醯胺（PEA）。具體方法包括：

• 使用β-丙胺酸輔酶A轉移酶活化胺基酸，再由聚羥基脂肪酸酯合成酶聚合生成PEA。

• 透過優化工藝，在大型生物反應器中實現了約55克/公升的PEA產量。產物的機械性質（如斷裂伸長率）優於傳統聚酯，熱特性（如熔點）可隨單體比例調整2。

• 最終材料性能與高密度聚乙烯相當，但具備生物基和可降解優勢，適用於替代石油基塑膠。

美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）的聚二酮烯胺（PDK）研究
該研究聚焦於無限可回收的PDK塑膠生物合成，關鍵成果包括：

• 改造大腸桿菌代謝途徑，將植物糖分轉化為三乙酸內酯（bioTAL），並進一步合成PDK樹脂。這項製程使PDK的生物基含量達到80% 5 6 7。

• PDK塑膠的玻璃化轉變溫度（Tg）提升至150°C以上，工作溫度範圍擴大60°C，適用於汽車零件等高溫場景3 4。

• 材料可無限循環回收，回收過程僅需酸性條件，單體回收率接近100% 3 6。

• 系統分析顯示，生物基PDK的生產成本與碳排放均低於石油基PDK，規模化潛力顯著。

兩項研究均透過工程化大腸桿菌實現生物基塑膠生產，但分別針對不同材料系統（PEA vs. PDK），在可降解性和無限回收性上各有功能。