Je leest:

In de toekomst eten microben je frisdrankfles

In de toekomst eten microben je frisdrankfles

Al gaat dat wel langzaam

Auteur: | 13 juli 2021
Pixabay, Hans Braxmeier via CC0

Door frisdrankflessen netjes weg te brengen naar het inzamelpunt doen we ons best om plastic afval apart in te leveren. Toch wordt bijna de helft van het ingeleverde verpakkingsafval niet gerecycled. Sommige kleine beestjes peuzelen plastics op. Kunnen zij zich een weg door ons afval heen eten?

Plastic afval is voor ons vooral hinderlijk. Je moet de frisdrankflessen voor statiegeld inleveren of ze belanden in de berm of de zee en vervuilen zo de natuur. Voor sommige piepkleine microben is plastic echter geen last maar een lekkernij. Neem Ideonella Sakaiensis, die in 2016 bij een Japanse fabriek werd ontdekt. Dit micro-organisme peuzelt plastic op. Hij breekt de lange moleculen waar kunststof PET, dat in frisdrankflessen wordt gebruikt, uit bestaat in kleinere stukken. Het kost de bacterie ongeveer zes weken om een flinterdun stukje PET te laten verdwijnen. Omgerekend zou deze bacteriesoort een half jaar tot een jaar doen over een hele fles.

Ideonella blijkt niet de enige microob te zijn die plastic verorbert. De plantbacterie Thermobifida fusca lust het ook, een handvol schimmels uit Europese meren breken het isolatiemateriaal PUR af en een schimmel uit het Amazonegebied doet hetzelfde. In de darmen van de wasmotrups leven bacteriën die plastic tasjes afbreken en de darmen van de meelworm bevatten bacteriën die smullen van piepschuim.

Net als in de natuur

De plantenbacterie Thermobifida fusca is gewend de vetachtige laag cutine af te breken.
Pixabay, FotoRieth via CC0

Ze zijn niet zo bekend, maar toch zijn plastic-afbrekende bacteriën niet zeldzaam. “Er leven relatief veel van deze bacteriën in de grond, al zijn de meeste waarschijnlijk nog niet ontdekt”, zegt Jo-Anne Verschoor, promovendus aan de Universiteit van Leiden. Zij onderzoekt onder andere de Streptomyces-familie. Als je naar buiten gaat na een regenbui kun je de streptomyceten ruiken: de geur van natte aarde wordt geproduceerd door deze bacteriën. Een deel van hen is in staat om – heel langzaam – bepaalde soorten plastic af te breken.

Dat deze microben plastic afbreken, is niet bijzonder voor wie goed kijkt. “Organismen konden zich zo snel aanpassen op het consumeren van sommige plastics, omdat die plastics erg lijken op natuurlijke polymeren”, legt Verschoor uit.

Als voorbeeld noemt zij de plantbacterie Thermobifida fusca. Die verslindt cutine, een wasachtige beschermlaag op bladeren. “Thermobifida breekt chemische verbindingen in cutinemoleculen. Die verbindingen zijn hetzelfde als de verbindingen in een PET-molecuul. Daarom kan deze plantenbacterie ook PET afbreken.” Er zijn relatief veel microben ontdekt die de kunststoffen PET en PUR opvreten. Juist omdat ze verbindingen bevatten die veelvuldig in de natuur te vinden zijn. Andere plastics lijken minder eetbaar te zijn.

Afbreken of verteren

De koolstofisotoop C13 verraadt welke bacteriën koolstof verteren, en niet alleen maar afbreken. Het is alsof je een banaan markeert met een rode kleur, en nadat je hem eet zou je rode CO2 uitademen, zegt Niemann.

Microben die onze afvalberg opeten klinkt als uitstekend nieuws, maar alleen als zij het volledig verteren. Anders blijf je alsnog met troep zitten. “Het is een grote zorg dat sommige micro-organismen stukken kunststof instabiel maken, waardoor er microplastics en nanoplastics los komen”, zegt Helge Niemann. Hij doet op het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee onderzoek naar plastic-etende micro-organismen in zee. “Op dit moment weet niemand of dat het geval is.”

Onderzoekers testen of microben plastic verteren door ze het te voeren met een speciaal soort koolstof als bouwsteen, namelijk de koolstofisotoop 13C. Als zij dit terugvinden in de eiwitten en de afvalstoffen van de microob, breekt hij het plastic niet alleen af, maar verbruikt het plastic om van te leven. Dat bleek het geval voor de PET-bacterie uit Japan en ook voor de PUR-etende schimmel uit de Amazone.

Micro- en nanoplastics zijn schadelijk voor de natuur. Microplastics verstoppen de darmen van vissen en zeevogels. Nanoplastics zijn zo klein dat ze langs de bloed-hersenbarrière komen, de ‘dam’ die het bloed dat onze hersenen in stroomt filtert. Daar beïnvloeden ze de hormonale communicatie, ook bij de mens. “Dat is natuurlijk geen goed nieuws, zeker niet als jij als mens blootgesteld wordt aan hoge dosissen nanoplastics”, zegt Niemann. “Maar: wat is beter? Dat het plastic in de oceaan blijft liggen, of dat het afgebroken wordt, waarbij er als tussenstap nanoplastics ontstaan totdat ook die volledig afgebroken zijn?”

Uitgelicht door de redactie

Geneeskunde
‘Ieder geschikt orgaan krijgt een bestemming’

Neurowetenschappen
Sommige ‘coronawoorden’ zullen we weer schrappen uit ons geheugen

Geowetenschappen
Het klimaat in de beklaagdenbank

De wasmotrups

De wasmotrups lust zowel honingraten als polyethyleen, het plastic dat wij goed kennen van boodschappentasjes. Er werd vermoed dat de rups het plastic alleen op at, maar niet verteerde. Vorig jaar werd er toch een darmbacterie geïdentificeerd die polyethyleen wel lijkt te verteren. Of de wasmotrups nu plastic verteert of alleen maar in micro- en nanoplastics knipt, staat nog ter discussie.

PET recyclen in bioreactoren

Kunnen plastic-etende microben bijdragen aan het opruimen van plastic afval? “Het ligt eraan wat je precies doet,” zegt Verschoor. “Er zijn relatief veel plastic-afbrekende bacteriën die in de grond leven. We kunnen er een paar uit de grond halen en ergens anders neer zetten, om te kijken of ze het daar ook doen.” Helaas zijn deze microben niet erg efficiënt. Het afbreken van een klein stukje plastic duurt weken of zelfs jaren. Een toekomstbeeld van microben die massaal de plastic afvalberg verorberen is te rooskleurig.

Maar er zijn nog wel andere mogelijkheden. Onderzoekers proberen de enzymen in het laboratorium te verbeteren. Dat is gelukt met de enzymen van de Japanse PET-bacterie. Het verbeterde enzym breekt PET veel sneller af dan de natuurlijke versie. Helaas mag een microob die dit verbeterde enzym produceert niet zomaar in de natuur losgelaten worden. Het is een genetisch gemodificeerd organisme, waar strenge veiligheidsregels voor gelden binnen Europa.

Ingezamelde frisdrankflessen recyclen op een geïsoleerde plek is misschien een optie. Verschoor denkt aan een bioreactor met plastic-etende bacteriën. Als een PET-etende microob flessen verteert, blijft er ethyleenglycol en tereftaalzuur over. Dat zijn de bouwstenen waaruit PET wordt gemaakt. Er hoeft geen nieuw plastic aan de mix toegevoegd te worden, zoals nu nog nodig is bij het recyclen van PET. Het duurt nog wel een paar jaar voordat zoiets mogelijk is. “We zijn nu nog aan het begin”, zegt Verschoor. “Welke microob breekt welk plastic af en met welke enzymen? Hoe vinden we die? Kunnen we dit proces verbeteren?”

Hoewel plastic pas een jaar of zeventig bestaat, zijn er microben in staat om plastic af te breken, zij het langzaam. Het verbeteren van de enzymen van de frisdrankfleseter Ideonella Sakaiensis is een grote stap in de goede richting om het tempo te verhogen. Als we deze plastic-etende microben in willen zetten om door onze afvalberg heen te eten, zullen we nog even geduld moeten hebben.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink, en hoort bij het thema Duurzaamheid vergroten op Biotechnologie.nl.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 juli 2021

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.