Биодеградация полиэтилена и полистирола: от микробного разрушения к выявлению ферментов

За последние десятилетия мировое производство пластмасс непрерывно растёт из-за их широкого применения в повседневной жизни и промышленности. Несмотря на значительные преимущества синтетических пластмасс — от использования в упаковке до строительства и производства электроники, — их низкая биоразлагаемость приводит к серьёзному загрязнению пластиком, наносит вред окружающей среде и здоровью человека, а также вызывает необратимые изменения в экологических циклах. В частности, пластмассы, содержащие исключительно углерод-углеродный скелет, менее подвержены разрушению из-за отсутствия гидролизуемых групп. На полиэтилен (PE) и полистирол (PS) приходится около 40% мирового производства пластмасс. Для переработки и повторного использования пластмасс разработаны различные перспективные химические и биологические процессы, однако биодеградация представляется наиболее привлекательным и экологичным способом решения этой усугубляющейся экологической проблемы. В настоящем обзоре сначала обобщены современные достижения в области биодеградации PE и PS, включая выделение микроорганизмов и потенциально разрушающих их ферментов из различных источников. Далее подробно рассмотрены передовые методы оценки и мониторинга деградации PE и PS, научный инструментарий для поиска ферментов, а также проблемы и стратегии биодеградации пластмасс. Это создаёт основу для дальнейшего технологического поиска, направленного на расширение разнообразия видов микроорганизмов и ферментов, выявление ключевых метаболических путей и разработку новых подходов к использованию пластиковых отходов в качестве сырья для переработки и повышения их ценности.