박테리아와 효소의 플라스틱 분해는 어떤 점이 다릅니까?
밀웜의 몸속 박테리아는 이산화탄소와 변으로 플라스틱을 분해한다는 것을 알았는데요, 이때 플라스틱의 분자 구조가 깨지는 겁니까 아니면 플라스틱 분자 자체는 유지가 되는데 그냥 이산화탄소만 나오는 겁니까? 그리고 효소는 플라스틱을 분해할 때 그냥 재활용 가능할 정도로만 분자를 바꾼다고 들었는데...이게 맞나요?
안녕하세요.
박테리아에 의한 플라스틱 분해는 밀웜의 몸속 박테리아와 같은 생물체가 플라스틱을 섭취하고 쇃 과정을 거치면서 플라스틱 분자를 분해합니다. 이 과정에서 플라스틱의 긴 사슬 구조가 분해되어 작은 분자로 쪼개집니다. 결과적으로 이산화탄소와 물 그리고 기타 분해산물이 생성됩니다. 플라스틱 분자 자체가 깨지고 최종적으로 다른 형태의 화학 물질로 전환됩니다.안녕하세요. 밀웜의 장 안에는 소화시키는 미생물이 있는데요 인간의 장 안에 대장균이 있는 것처럼, 밀웜의 장 안에는 엑시구오박테리움 sp. strain yt2라는 미생물이 있는데 이 미생물이 스티로폼이나 플라스틱을 분해시키는 것입니다. 또한 이 박테리아가 PET를 분해해 생분해성 플라스틱인 PHB(Poly-hydroxybutyrate)를 만든다고 합니다. PET를 분해하는 효소는 2016년 일본의 요시다 팀에 의해서 처음 발견되었으며 효소가 PET를 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 분해한다고 합니다.
안녕하세요. 김경태 전문가입니다.
박테리아는 플라스틱을 분해할 때 플라스틱 분자의 구조를 일부 깨뜨려서 더 작은 조각으로 분해합니다. 이 과정에서 플라스틱 분자 자체가 파괴되거나 변화되는 경우가 있을 수 있습니다. 밀웜의 몸속 박테리아는 이산화탄소와 변으로 플라스틱을 분해하는 과정에서 플라스틱 분자의 일부 구조를 변화시키면서 플라스틱을 분해합니다.
반면에, 효소는 플라스틱을 분해할 때 플라스틱 분자를 조금씩 바꾸어가며 분해합니다. 이 과정에서 효소는 플라스틱을 분해할 수 있는 환경을 조성하고, 플라스틱 분자를 조금씩 해체하여 재활용 가능한 형태로 변화시킵니다. 효소는 플라스틱 분자를 분해하면서 그 분자를 일부 바꾸어 재활용 가능한 형태로 만들어줄 수 있습니다.
박테리아는 살아있는 미생물로서 다양한 효소를 분비하여 플라스틱을 작은 단량체로 분해합니다. 그리고 분해 과정에서 에너지를 얻고 성장합니다. 다만, 특정 종류의 플라스틱만 분해 가능하며, 분해 속도가 느린 편입니다.
그에 비해 효소는 단백질로 구성된 생체 촉매로서 화학 반응 속도를 촉진하는 것입니다. 역시 플라스틱을 작은 단량체로 분해하지만 에너지를 얻거나 성장하지는 않으며 다양한 종류의 플라스틱을 분해 가능하며, 박테리아보다 분해 속도가 빠를 수 있습니다.
하지만, 말씀하신 것 중 밀웜의 경우는 조금 다릅니다.
밀웜 장내에는 다양한 종류의 박테리아가 서식하며, 이들 중 일부는 폴리에틸렌과 같은 특정 플라스틱을 분해할 수 있는 효소를 생성합니다. 이 효소는 플라스틱 고분자 사슬을 작은 단량체로 분해하여 박테리아가 이용할 수 있는 에너지원으로 만들어냅니다. 그리고 분해 과정에서 이산화탄소는 주요 부산물로 배출됩니다. 이는 플라스틱이 분해되면서 탄소 원자가 산소와 결합하기 때문입니다. 또한, 변에는 분해되지 않은 플라스틱 조각과 박테리아의 대사 산물이 포함될 수 있습니다.
밀웜 박테리아가 분해하는 플라스틱은 주로 폴리에틸렌과 같은 열가소성 플라스틱입니다. 이러한 플라스틱은 열에 의해 쉽게 변형될 수 있으며, 박테리아 효소에 의해 분해가 가능합니다.
그 과정을 보면 플라스틱 고분자 사슬은 수백 또는 수천 개의 단량체로 이루어져 있습니다. 박테리아 효소는 이러한 사슬을 작은 단량체 조각으로 분해합니다. 플라스틱 고분자 사슬이 절단되면서 분자량이 감소하고 분자량이 작아질수록 플라스틱의 물리적 특성이 변하고, 더 부서지기 쉬워집니다. 플라스틱 분해가 진행됨에 따라 원래의 기능을 상실하게 되는 것입니다.
그러나 밀웜 박테리아는 플라스틱을 완전히 이산화탄소와 물로 분해하지 못합니다. 대부분의 경우, 플라스틱 고분자 사슬을 작은 단량체 조각으로만 분해하고, 이 단량체 조각들은 환경 중에도 오랫동안 남아있는 경우가 대부분이니다.
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
분자 구조를 깬다고 할 수 있습니다.
플라스틱인 탄소와 수소 그리고 산소 등의 원자가 조합되어 만들어진 물질입니다.
밀웜의 몸속에 존재하는 박테리아는 플라스틱을 가수분해 합니다.
PET를 분해하여 에틸렌 글리콜과 테레프탈산을 만들고, 일부는 완전히 분해하여 물과 이산화탄소로 배출합니다.
테레프탈산은 PET의 단량체입니다. PET상태로 존재할 때보다 단량체인 테레프탈산으로 존재할 때 훨씬 더 빠르게 분해가됩니다.
밀웜의 몸속 박테리아가 플라스틱을 분해할 때 발생하는 이산화탄소는 플라스틱의 분자를 구성하는 탄소가 산화되어 만들어졌다고 할 수 있습니다.
박테리아도 결국 효소를 이용해 플라스틱을 분해하는 것이기 때문에 '재활용가능할 정도로만 분자를 바꾼다'는 사용되는 효소에 따라 맞기도 틀리기도 합니다.
박테리아와 밀웜의 소화기의 효소로 플라스틱이 완전 분해되어 물과 이산화탄소로 바뀐다면 재활용가능하지 않겠지만,
에틸렌글리콜과 테레프탈산 정도로 분해된다면 이 성분들은 다양한 방식으로 재활용 할 수 있습니다.
특히 테레프탈산은 의약품으로 사용되는 살산, 화장품에 사용되는 바닐릭산 등으로 전환할 수 있으며
에틸렌글리콜도 글라이콜산으로 전환하여 화장품이나 기타 용품에 원료로 사용될 수 있습니다.
박테리아와 효소의 플라스틱 분해 과정에는 중요한 차이점이 있습니다. 밀웜의 몸속 박테리아는 플라스틱을 이산화탄소와 변으로 분해하는데, 이 과정에서 플라스틱의 분자 구조가 깨지면서 소분자로 분해됩니다. 즉, 플라스틱 분자가 완전히 분해되어 더 작은 분자로 전환되는 것입니다. 반면, 효소를 이용한 플라스틱 분해는 주로 플라스틱의 고분자 사슬을 절단하여 더 작은 단위체로 분해하며, 이는 재활용 가능하도록 하는 목적을 가지고 있습니다. 효소 분해는 플라스틱을 완전히 이산화탄소로 분해하기보다는 재활용 가능한 정도로 분자를 바꾸는 것입니다. 따라서 박테리아는 플라스틱을 완전히 분해하여 소멸시키고, 효소는 재활용을 염두에 두고 분해합니다.