许多酶有望分解塑料。但在实验室中有效的方法在大规模应用中往往会失败。现在，HZB的GertWeber、格赖夫斯瓦尔德大学的UweBornscheuer和Carbios首席科学官AlainMarty进行的一项新研究表明，提高实验室实验的标准如何有助于更快地发现有前景的方法。该团队展示了四种新发现的酶的新标准。
媒体不时报道聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)回收利用的重大进展，这要归功于新发现的酶，可将塑料分解成其组成部分。然而，学术实验室的第一个成功故事通常伴随着沉默。
PET占全球塑料产量的18%，就产量而言是最重要的塑料之一。例如，生物技术公司Carbios计划到2025年在法国东北部建造一座工厂，每年可回收5万吨PET。他们有兴趣寻找最适合其工业设置的酶，并意识到实验室研究的许多结果无法大规模转移。
HZB专家格特·韦伯(GertWeber)表示：“有些酶在实验室实验中可以持续几个小时，但它们很快就会失去活性，而且底物不会完全降解。”这在实验室的试管中不是问题，但在大型生物反应器中使用时却是问题。
UweBornscheuer和GertWeber与生物技术公司Carbios合作，展示了用于PET降解的新酶如何能够更好地相互比较。该研究发表在《ACSCatalysis》杂志上。
“为了以后扩大规模，即使在实验室实验中，许多参数也必须在一个狭窄的范围内，必须精确定义起始材料，并且必须更加标准化测试方案，以便更好地评估酶的性能及其在工业规模，”Bornscheuer解释道。
因此，研究人员开发了一种标准化的PET水解方案，定义了与大规模水解相关的反应条件。特别是，使用了两种PET材料，首先是指定的PET薄膜，其次是来自废瓶的PET颗粒，正如Carbios在技术规模上所使用的那样。他们使用这些材料测试了四种最近发现的PET分解酶：LCC-ICCG、FAST-PETase、HotPETase和PES-H1L92F/Q94Y。
在该方案下进行实验时，他们发现其中两种酶FAST-PETase和HotPETase不太适合大规模使用，主要是因为它们的解聚率相对较低。PES-H1L92F/Q94Y表现较好。第四种候选酶LCC-ICCG的性能远远优于其他酶：LCC-ICCG在24小时内将98%的PET转化为单体产品对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。
“此外，我们能够将LCC-ICCG所需的酶量减少三倍，并将反应温度从72°C降低至68°C，这使得这种酶的使用更加经济，”Bornscheuer说。
“我们应该在实验室研究中考虑工业应用，”格特·韦伯说。毕竟，我们正在处理我们这个时代真正的大问题之一。塑料仍然一次又一次地由化石原料生产，回收率很低，到目前为止，大部分都是“降级回收”到劣质产品。
现在，塑料废物存在于所有水体和土壤中，因此也存在于食物链中。因此，取得进展刻不容缓。“有了这些标准，我们就可以更快地将小麦与谷壳分开。”