【色母粒产业网】5 月 8 日消息，国家重点研发计划 “绿色生物制造” 重点专项 “塑料高效生物解聚的关键技术” 项目组，在塑料生物解聚领域取得丰硕成果，并将相关进展总结发表于《Green Carbon》。其综述文章 “State-of-the-art advances in biotechnology for polyethyene terephthalate bio-depolymerization”，不仅梳理了项目执行期间的重大突破，还深入探讨了 PET 生物解聚的国际前沿动态，以及推进 PET 酶法解聚、实现废弃 PET 高分子循环再造面临的挑战与潜在解决方案。
该论文的共同第一作者为中科院青岛能源所刘亚君研究员、南京工业大学周杰副教授和山东大学李延伟教授，北京化工大学谭天伟院士、南京工业大学姜岷教授、南京农业大学崔中利教授则担任共同通讯作者。值得一提的是，研究汇聚了 8 家科研单位的 15 名专家学者，充分展现了项目执行时各课题、单位、成员间跨学科的协同创新。
“塑料高效生物解聚的关键技术” 项目由南京农业大学崔中利教授牵头，联合北京化工大学、南京工业大学、山东大学、清华大学等 10 家单位共同开展。项目紧密围绕废弃塑料碳资源循环利用这一国家重大需求，针对塑料生物解聚的重点科学问题与技术瓶颈，深入开展塑料解构的界面调控机制及生物解聚的表界面催化基础、塑料生物降解的自然进化规律与分子机制等研究。经过不懈努力，项目成功创建出对塑料具有高解聚活性、高稳定性的生物催化剂体系，还建立了月处理吨级 PET 塑料的酶法解聚新工艺，并完成中试示范，实现了聚酯塑料到单体原料、聚烯烃塑料到生物可降解塑料的绿色制造。这些关键技术对推动废弃塑料资源化利用意义重大，高度契合国家重大科学技术应用需求，有望产生显著的社会效益、生态效益和经济效益。据悉，该项目已于 2025 年 1 月 24 日完成课题绩效评价，专家组一致认可项目的 5 个课题圆满完成既定考核指标，成功实现月处理吨级 PET 废塑料酶法解聚的中试验证示范，目前已进入科技部绩效评价阶段。
据色母粒产业网了解，南京工业大学 — 石化联合会废塑料生物降解与转化重点实验室，在姜岷教授的带领下承担了本项目课题一。课题负责人陈小强教授主要负责塑料解聚微生物 / 酶高效筛选与智能挖掘任务;周杰副教授、周小力副教授、徐安明副教授作为子课题负责人，分别承担塑料降解微生物高通量筛选与鉴定、塑料生物解聚过程工艺与中试研究、聚烯烃塑料生物解聚途径的从头设计等关键工作。该项目基于国家自然科学基金委员会国际(中欧)合作项目 “废塑料资源高效生物降解转化的关键科学问题与技术”(MIX - UP)，在前期聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯(PUR)、聚乳酸(PLA)等塑料生物降解与高值转化研究成果的基础上，进一步构建塑料降解微生物 / 酶种质资源库，并开展塑料酶法解聚循环的中试验证示范研究。姜岷教授和董维亮教授为项目的顺利推进提供了重要技术指导与学术支持。
在项目执行过程中，国家重点研发计划在 PET 生物解聚领域收获多项重大突破。中国科学院微生物研究所吴边研究团队借助人工智能策略，对细菌 HR29 来源的水解酶 BhrPETase 进行重设计，得到变体 TurboPETase。它能在短短 8 小时内，实现高底物负载量 PET 废弃物的完全解聚，解聚效率超越国际报道的高效 PET 解聚酶，为 PET 废弃物循环利用带来新曙光。青岛能源所联合南京工业大学、德国格赖夫斯瓦尔德大学，以高温细菌热纤梭菌为底盘菌株，将叶枝堆肥角质酶(LCC)整合至其染色体中，实现酶的稳定表达，并通过菌株工程化改造与解聚体系优化，成功达成 PET 塑料到单体近 97% 的高效全细胞催化转化。该技术产出的单体可重新用于塑料合成，或用于生产高附加值化学品，且该底盘菌株未来有望处理含棉纤维和 PET 的混合纺织废料。中国科学院天津工业生物技术研究所朱蕾蕾研究员团队与南京中医药大学刘海峰教授合作，首次开发出以 PET 结构类似物为底物、基于荧光检测的 PETase 水解活性微孔板筛选方法。基于此方法对 PETase 进行多轮定向进化，获得 Tₘ值提高 23.3°C 的 DepoPETase，它能在中温下完全解聚多种 PET 废弃包装，并通过 3L 发酵罐中 19.1g PET 废弃包装完全解聚的升级放大实验验证。此外，朱蕾蕾研究员团队与刘海峰教授还合作开发更灵敏的 MHET - OH 荧光筛选法，对 IsPETase 的 β - 折叠区域进行系统工程改造，构建随机突变文库，经多轮重组获得最佳突变体 DepoPETaseβ，其 Tₘ值相对野生型 IsPETase 增加 22.9°C，4 天内可在 50°C 的 3L 生物反应器中完全解聚 100.5g 未处理的 pc - PET，为大规模 PET 回收提供了潜在的高效水解酶。2025 年 1 月，由南京农业大学牵头，南京工业大学 MIX - UP 项目团队负责的国家重点研发计划 “塑料高效生物解聚的关键技术” 项目，成功完成月处理吨级废弃 PET 塑料的酶法解聚中试验证，解聚效率超出指南要求指标。
这些成果为解决塑料污染、推动塑料循环经济发展奠定了坚实基础，随着相关技术的不断完善与推广应用，有望在未来为环保事业与可持续发展注入强大动力 。
