"Chìa khóa" cho phân hủy rác thải tự nhiên

Polystyrene (PS) là dạng nhựa phổ biến nhất, có thể dễ dàng được tìm thấy trong các nguyên vật liệu đóng gói, dụng cụ ăn uống dùng một lần cho đến các vỏ đĩa CD. Tuy nhiên, việc tái chế loại nhựa này lại không dễ dàng và phần lớn chúng được chôn lấp hoặc đổ ra đại dương, đe dọa nghiêm trọng tới môi trường và sinh vật biển.

Giờ đây, các nhà khoa học tại Đại học Queensland của Australia đã phát hiện ra rằng loài sâu gạo - ấu trùng của bọ cánh cứng Zophobas morio - rất thích ăn nhựa PS và các enzym đường ruột của chúng có thể là "chìa khóa" cho việc phân hủy rác thải tự nhiên.

Sâu gạo có kích thước dài tới 5 cm và được nuôi làm nguồn thức ăn cho các loài bò sát và chim, hoặc thậm chí cho con người ở các nước như Thái Lan và Mexico. Nhà nghiên cứu Chris Rinke cùng các đồng nghiệp đã cho những con sâu gạo thử các chế độ ăn khác nhau trong khoảng thời gian 3 tuần, trong đó một nhóm được cho ăn nhựa xốp (styrofoam – một biến thể của nhựa polystyrene), một số ăn cám, trong khi nhóm khác hoàn toàn không được cho ăn. Kết quả cho thấy sâu gạo có thể tồn tại nhờ việc chỉ cần ăn nhựa PS và thậm chí còn tăng trọng lượng so với nhóm không được cho ăn - điều này cho thấy rằng những con sâu gạo có thể hấp thu được năng lượng từ việc ăn PS.

Mặc dù những con sâu gạo được nuôi bằng nhựa PS sau đó đã hoàn thành vòng đời của chúng, trở thành nhộng và sau đó là bọ trưởng thành, các thử nghiệm lại cho thấy sự mất đa dạng vi sinh vật trong ruột của chúng và tồn tại các mầm bệnh tiềm ẩn. Điều này đồng nghĩa dù những con bọ có thể tồn tại nhờ ăn nhựa PS, nhưng đó không phải là một chế độ ăn uống bổ dưỡng và tốt lành đối với sức khỏe của chúng. Do đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật gọi là metagenomics để phân tích "cộng đồng" vi sinh vật trong ruột của những con sâu gạo và tìm ra các enzym mã hóa gen có liên quan đến việc phân hủy nhựa. Sau đó, họ cho sâu gạo ăn chất thải thực phẩm hoặc các chế phẩm sinh học nông nghiệp cùng với nhựa PS. Theo chuyên gia Rinke, đây có thể là một giải pháp giúp cải thiện sức khỏe của sâu gạo và giải quyết lượng lớn rác thải thực phẩm ở các nước phương Tây.

Tuy nhiên, thay vì nhân giống sâu gạo để phục vụ mục đích trên, ông Rinse lại nảy ra ý tưởng tạo ra các nhà máy tái chế bắt chước những gì sâu gạo làm, trước tiên là cắt nhỏ nhựa sau đó "tiêu hóa" chúng với sự hỗ trợ của các enzym. Hiện chuyên gia này cũng đang lên kế hoạch nghiên cứu nhằm tìm ra các enzym tiêu hóa hiệu quả nhất, sau đó "nâng cấp" chúng thông qua kỹ thuật enzym. Các sản phẩm được phân hủy nhờ công nghệ này có thể được cung cấp cho các vi sinh vật khác để tạo ra các hợp chất có giá trị cao, chẳng hạn như nhựa sinh học, qua đó mang lại cách tiếp cận "khả thi về mặt kinh tế".