Polypropylene Biodegradation by Fictibacillus phosphorivorans Isolated from Freshwater Sedimentการย่อยสลายพลาสติกพอลิโพรพิลีนโดย Fictibacillus phosphorivorans ที่แยกจากตะกอนดินน้ำจืด

Abstract

พลาสติกที่สังเคราะห์ด้วยปิโตรเคมีได้รับความนิยมในการนำมาใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลายทั้งในอุตสาหกรรมและการใช้ในชีวิตประจำวัน ซึ่งพอลิโพรพิลีนเป็นชนิดหนึ่งที่มีการใช้และตกค้างสะสมในระบบนิเวศปริมาณมาก เนื่องจากโครงสร้างพอลิเมอร์และการใช้สารเติมแต่งในกระบวนการผลิตจึงทำให้พอลิโพรพิลีนถูกย่อยสลายได้ยากโดยวิธีการทางชีวภาพ การศึกษาในครั้งนี้สามารถแยกเชื้อแบคทีเรียจากตะกอนดินบ่อน้ำภายในมหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา และเมื่อทดสอบ Drop Collapse Test พบว่า ไอโซเลต T2 สามารถผลิตสารลดแรงตึงผิวทางชีวภาพได้ จึงนำมาศึกษาการย่อยสลายพอลิโพรพิลีนโดยเพาะเลี้ยงในอาหาร Bushnell  Haas (BH) ที่มีชิ้นส่วนพลาสติกเป็นเวลา 30 วัน พบว่า น้ำหนักของชิ้นส่วนพลาสติกหายไปคิดเป็น 10.25% นอกจากนี้ยังพบว่า พื้นผิวของพลาสติกมีลักษณะขรุขระเมื่อศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราด ซึ่งเกิดจาก การย่อยสลายทางชีวภาพโดยแบคทีเรีย จากการศึกษาสายพันธุ์ของแบคทีเรียไอโซเลต T2 ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณ 16S rRNA ร่วมกับการศึกษาความสัมพันธ์ทางลำดับวิวัฒนาการ พบว่ามีความใกล้เคียงกับสายพันธุ์ Fictibacillus phosphorivorans ซึ่งยังไม่พบรายงานการย่อยสลายพลาสติกพอลิโพรพิลีนมาก่อน ทั้งนี้พบว่า ผลจากการทดลองสามารถพัฒนาสายพันธุ์แบคทีเรียด้วยกระบวนการและเทคโนโลยีที่เหมาะสมเพื่อใช้ในการบำบัดสิ่งแวดล้อมที่มีการสะสมปนเปื้อนของพลาสติกได้ต่อไปในอนาคต

Petroleum-based plastic is widely used either in extensive industrial or daily applications. Polypropylene is mostly used and accumulate in large quantities in the ecosystem. Due to the polymeric structure and supplemented additives in the production process, resulted in rare biodegradation of polypropylene. In this study, the total bacteria were isolated from freshwater sediment within Phranakorn Si Ayutthaya Rajabhat University. The biosurfactant production has been observed in the bacteria isolate T2 after the Drop collapse test procedure. Polypropylene biodegradation efficiency was then investigated through the cultivation of the isolate T2 in the Brushnell Haas (BH) media composed of plastic sample for 30 days, yielding the plastic weight loss of 10.25%. In addition, the roughness of the plastic surface was occurred during SEM analysis provided evidence of bacterial biodegradation proceeded. According to the 16S rRNA sequencing and phylogenetic analysis, the bacteria isolate T2 was closely related to Fictibacillus phosphorivorans which had not previously been reported to polypropylene plastics biodegradation. Hence, the result would be a considerable development of bacterial strain through an appropriate process and technology regarding to the further remediating environment contaminated with plastics.