便宜耐用的塑料如今已是生活中不可或缺的材料，但由于它難回收難降解等問題，塑料污染也正成為全球性的環境難題。每年有上億噸塑料垃圾流入土地、海洋，成為白色污染的“禍首”。而PHA，就是一種既實用又環保的塑料。制造它的不是石油和機器，而是——微生物。

什么是PHA？

PHA，全稱為聚羥基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates），是一種由微生物在特定條件下合成并儲存的天然高分子材料。這些神奇的微生物在碳源豐富，但氮、磷等營養限制的條件下，能將多余的碳源轉化成PHA，并在體內形成顆粒狀小球“儲備糧”。這就好像給它們喂了太多糖，但不給“菜”，它們沒法長個子（繁殖），干脆先把糖存為脂肪，當面對“饑荒”的時候，它們就可以把脂肪分解利用起來以平安渡過不利的環境。

最常見的PHA種類包括PHB（聚-3-羥基丁酸酯）、PHBV（聚-3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯）等。這些材料不僅可以制成包裝材料、生物可降解袋，甚至由于其顯著的生物安全性還被應用于醫療器械和組織工程領域。

PHA有什么優勢？

由生物合成，可被生物迅速分解的特點使得PHA相對于傳統塑料展現出獨特的優勢。傳統塑料由依賴于化石能源的有機化工生產，不僅從原料上加劇了資源枯竭和環境污染，而且很少有自然生物過程能將這種近代人類的造物重新納入自然界的物質循環，這就造成了廢棄塑料的日益累積。而PHA本就是自然生物的一部分，它可以以簡單的糖甚至工農業廢棄物為原料，通過微生物的培養和物質提取過程而生產，許多天然微生物還能將其分解掉，這就使PHA成為了新型環境友好的材料。

PHA的中國制造

早在上世紀90年代，中國科學家就已開始研究PHA的生物合成機制，并在多個菌種篩選與合成路徑優化方面取得突破。進入21世紀，我國開始布局PHA的產業化生產：山東、江蘇、浙江等地建設起一批PHA中試和生產基地，涌現出藍晶微生物、微構工場等一批專注于PHA技術的高新企業。

作為綠色材料的典型代表，PHA的制造結合了基因工程、發酵工程、生物材料等關鍵技術，是現代制造業跨學科融合的縮影。發展PHA不僅是環保的需要，更是中國制造業從“量大價低”向“綠色高端”轉型的戰略機遇。

從實驗室的瓶子里，到萬噸級發酵罐，再到走進人們的生活用品，微生物正在悄然“塑造”一場綠色革命。

作者：中國科學院大學 中國科學院微生物研究所 王錦鴻

審核：中國科學院微生物研究所 博士后 周夢凱

來源: 科普話強國

內容資源由項目單位提供