聚丁二酸丁二醇酯(PBS)生物降解的研究進(jìn)展

胡雪巖，毛海龍，蘇婷婷，王戰(zhàn)勇

(遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部，遼寧撫順113001)

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)生物降解的研究進(jìn)展

胡雪巖，毛海龍，蘇婷婷，王戰(zhàn)勇*

(遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部，遼寧撫順113001)

聚丁二酸丁二醇酯(poly(butylene succinate)，PBS)是一種人工合成的脂肪族聚酯化合物。PBS的生產(chǎn)成本低、熱穩(wěn)定性好，具有良好加工性能、機(jī)械性能以及力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)。本文就近年來PBS在生物降解方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，具體包括PBS的生物堆肥降解、PBS的微生物降解以及PBS降解酶的相關(guān)研究。最后對(duì)PBS生物降解研究進(jìn)展做出了總結(jié)。

聚丁二酸丁二醇酯;生物降解;降解酶

聚丁二酸丁二醇酯(poly(butylene succinate)，PBS)是以1，4-丁二酸和1，4-丁二醇為原料聚合而成的脂肪族聚酯，分子式結(jié)構(gòu)為HO-(CO-(CH2)2-CO-O-(CH2)4-O)n-H。PBS呈白色或乳白色，無嗅無味，在環(huán)境中可被微生物降解利用，是一種新型生物降解高分子材料。PBS可以利用石油原料合成，亦可通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)獲得［1］。PBS具有良好的材料力學(xué)性能，可以滿足通用塑料的使用要求。目前PBS已被應(yīng)用于塑料外殼包裝、玩具填充物、食品包裝、一次性餐具、一次性醫(yī)療用品、生物醫(yī)用高分子材料等領(lǐng)域［2-5］，也可用作體內(nèi)植入材料、農(nóng)田覆膜、大棚用膜和緩釋肥料等［6］。PBS優(yōu)良的物化性質(zhì)和熱穩(wěn)定性能使其在正常儲(chǔ)存和使用過程中非常穩(wěn)定，并且PBS的生物降解性良好，可以在堆肥等接觸微生物的條件下完全降解［7］。目前，有關(guān)PBS的研究主要集中于PBS的合成及改性方面，但是PBS在改性或制成產(chǎn)品后，在自然界中往往降解緩慢且存在特殊性，因此在進(jìn)行PBS及其改性共聚物生產(chǎn)和開發(fā)的同時(shí)，PBS生物降解的重要性開始受到了關(guān)注，相關(guān)研究領(lǐng)域也取得了一些進(jìn)展。

1 PBS生物降解研究現(xiàn)狀

1.1 PBS的生物堆肥降解研究

堆肥降解技術(shù)是一種有效的有機(jī)廢物資源化手段，也是有機(jī)固體廢物處理的有效方法。近年來國內(nèi)外科研人員開展了大量堆肥法處理PBS等生物降解塑料的研究，這些材料均表現(xiàn)出良好的可堆肥性能［8］。許國光等［9］采用堆肥降解PBS薄膜的研究發(fā)現(xiàn)，PBS在堆肥初期會(huì)生成水溶性酸性產(chǎn)物，進(jìn)而使得介質(zhì)酸化并對(duì)微生物的生長具有抑制作用。但隨著微生物生長速率的增加可解決這一問題，這與微生物對(duì)水溶性產(chǎn)物的不斷同化吸收，pH值逐漸回升有關(guān)?？墁摚?0］進(jìn)行了PBS薄膜在垃圾土、污泥土、花園土、堆肥土中進(jìn)行土埋法降解試驗(yàn)，通過失重率和表面形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)，降解率從大到小的順序是堆肥土＞污泥土＞垃圾土＞花園土，從PBS薄膜表面形貌變化觀察還發(fā)現(xiàn)，土壤中微生物是通過侵蝕薄膜側(cè)邊來進(jìn)行降解的?？墁摚?1］在土壤懸浮液中對(duì)不同端基結(jié)構(gòu)PBS的降解進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)PBS的端基結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)PBS的降解性能產(chǎn)生影響，羧基端PBS結(jié)構(gòu)親水性大，極性強(qiáng)，降解容易發(fā)生。Way等［12］通過不同的設(shè)計(jì)樣式與通氣方式的堆肥反應(yīng)瓶對(duì)高分子材料生物降解性研究發(fā)現(xiàn)，采用良好的通氣方式和較好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的堆肥反應(yīng)瓶能使高分子材料的生物降解率由72%提高到81%。Kim等［13］利用生物堆肥法對(duì)PBS進(jìn)行降解研究，發(fā)現(xiàn)在自然環(huán)境中經(jīng)80 d后的堆肥降解率僅為12%左右。在實(shí)驗(yàn)堆肥中加入稻殼粉可使PBS的降解率有所提高，80 d后降解率提升至17%，研究還發(fā)現(xiàn)隨著稻殼粉量的增加，PBS降解率隨之升高，堆肥土壤中的微生物量也隨之增加。在堆肥條件下檢測(cè)PBS的生物降解性能，PBS比表面積不同PBS的降解速率也不同。謝寶君等［14］根據(jù)國際堆肥化標(biāo)準(zhǔn)ISO14855比較粉末、薄膜和顆粒三種形態(tài)PBS的堆肥降解能力，發(fā)現(xiàn)降解速率的順序是粉末＞薄膜＞顆粒。趙劍豪等研究堆肥條件下PBS的降解情況，將180 g干燥堆肥和30 g干燥PBS試樣在堆肥容器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明:粉末經(jīng)過40 d其降解率可達(dá)75%，而薄膜要經(jīng)過90 d降解率才能達(dá)到60.7%，顆粒的降解則更為緩慢。并且發(fā)現(xiàn)堆肥中降解PBS最有效的微生物是Aspergillus uersicolor［15］。從堆肥土壤中篩選到的能夠降解PBS的菌株涵蓋細(xì)菌、真菌和放線菌等主要微生物種類，其中降解性能最好的是真菌［16］。

1.2 PBS的微生物降解研究

由于PBS及其共聚物廣泛的應(yīng)用，使得PBS的微生物降解也逐漸被人們所關(guān)注。目前國內(nèi)外對(duì)PBS降解菌的研究已經(jīng)取得一些成果。梅雪麗等［17］從蔬菜地微環(huán)境空氣中篩選分離得到真菌菌株Bionectria ochroleuca BFM-X1，該菌株在溫度25～30℃、pH 4.0的條件下對(duì)PBS薄膜降解16 d后可使PBS的降解率達(dá)到97.9%。此外，該課題組還對(duì)PBS降解菌Fusarium oxysporum DSCF-8進(jìn)行誘變，得到F oxysporum DSCF-8的突變株對(duì)PBS薄膜進(jìn)行降解，此降解率較出發(fā)菌株提高了34.49%［18］。孫琪等［19］采用雙層培養(yǎng)基分離得到的PBS降解菌株Alternaria sp.，在25℃、pH 4.0，1.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))條件下對(duì)PBS薄膜降解18 d，發(fā)現(xiàn)該菌對(duì)PBS薄膜的降解率可達(dá)87.95%。余莎莎等［20］從活性污泥中獲得PBS降解菌Rhodcoccus sp.HX01，在30℃、pH 8.0條件下培養(yǎng)14 d，發(fā)現(xiàn)PBS顆粒表面色澤相比降解前有明顯變化，而PBS顆粒的降解率達(dá)到13.75%。李凡等利用從活性污泥中分離出的PBS降解菌株A.versicolor DS0503-a，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比選育出具有PBS降解能力的菌株DS0601和DS0401，并進(jìn)行混菌用于降解PBS。研究結(jié)果表明，在不同菌株共同作用下，PBS的降解速率比單菌株作用下速率高，說明混菌條件有利于PBS的降解［21］，通過篩選堆肥后土壤中的菌株并比較其生長量發(fā)現(xiàn)，A.versicolor菌株是堆肥條件下降解PBS最有效的菌株。Ishii等［22］以PBS乳化液作為唯一碳源篩選出的PBS降解菌株被證實(shí)是A.fumigatus NKCM 1706。在土壤環(huán)境30℃條件下堆肥30 d，可使PBS薄膜降解率達(dá)到80%。Abe等［23］從農(nóng)田土壤中分離出F.solani菌株，定量PCR分析表明，菌株YB-6在未消毒的土壤環(huán)境中生長被抑制，在土壤環(huán)境中降解PBS，14 d后的降解率僅為2.8%，而本身不能夠降解PBS的Stenotrophomonas maltophilia YB-6與該菌株可協(xié)同促進(jìn)PBS的降解。董騫等［24］通過紫外線誘變Alternaria sp.HJ03菌株獲得1株降解能力強(qiáng)的HJ10突變株，降解最適溫度25～30℃、最適pH 5.0，突變菌株HJ10對(duì)PBS薄膜的降解率比出發(fā)菌株HJ03提高了14.4%，且HJ10突變株連續(xù)繼代培養(yǎng)7代，其降解能力仍可以穩(wěn)定遺傳。張敏等［25］從西安花園土和昆明農(nóng)田腐殖土中提取了浸提液作為降解介質(zhì)，并比較了兩種土壤中不同微生物對(duì)PBS的降解行為。結(jié)果表明:發(fā)現(xiàn)PBS在第5天開始降解，且在第10～30天降解速度最快。在昆明腐殖土中PBS膜降解兩個(gè)月后的質(zhì)量損失達(dá)到42%，其降解效果大約是西安花園土的9倍。研究發(fā)現(xiàn)在花園土壤中，真菌對(duì)PBS起著主要的降解作用，而腐殖土中，放線菌對(duì)PBS起著主要的降解作用。其后對(duì)花園土中的細(xì)菌和真菌進(jìn)行了分離，初步鑒定為Bacillus屬、Pseudomonas屬和Mucor屬。對(duì)昆明土壤中細(xì)菌和放線菌進(jìn)行了分離，初步鑒定為Pseudomonas屬和Streptomyces屬。之后采用濾紙片法從西安郊區(qū)土壤中分離出可有效降解PBS的菌株P(guān).aeruginosa，經(jīng)該菌株降解30 d的PBS的數(shù)均分子量由8.34 w下降到6.69 w，數(shù)均分子量下降了19.80%［26］。白俊巖等［27］從石油污染過的土壤中篩選到1株具有PBS降解能力的菌株P(guān).aeruginosa PBS1302，該菌株在培養(yǎng)溫度37℃，培養(yǎng)基起始pH 6.8的條件下經(jīng)6 d的培養(yǎng)，對(duì)PBS薄膜的降解率可達(dá)36.9%。電鏡觀察顯示，與降解前相比，PBS薄膜表面變得粗糙，出現(xiàn)了明顯的蝕刻痕跡。

表1 已見報(bào)道的一些PBS降解微生物Table 1Some reported PBS-degrading microorganisms

1.3 PBS解聚酶的研究

通過對(duì)PBS解聚酶的深入研究，可以進(jìn)一步了解PBS生物降解機(jī)理，更進(jìn)一步的促進(jìn)PBS生物降解技術(shù)及循環(huán)再利用技術(shù)的發(fā)展。Kitamoto等［28］從稻葉上篩選出能夠降解PBS的菌株P(guān).antarctica，并從該菌株中分離得到了一種分子量為22 kDa的酯酶，在以4-硝基苯丁酸酯(p-NPB)為底物時(shí)測(cè)得該酶的酶活力為(715.33±124.44) U/mg。Maeda等以PCL、PBS的乳化液作為唯一碳源，培養(yǎng)菌株A.oryzae，由此獲得一種分子量為21.6 kDa的PBS解聚酶。但是酶的N-末端氨基酸序列不能確定。研究還發(fā)現(xiàn)PBS與該解聚酶的親和性是由底物中羧酸上的碳鏈長度大小決定，解聚酶在羧酸和羥基位點(diǎn)上起到催化作用［29］。Araujo等通過對(duì)來自菌株Fusarium sp.的角質(zhì)酶進(jìn)行修飾，通過定點(diǎn)誘變，在活性位點(diǎn)加入一個(gè)四面體中間物使蛋白自由能降低，活性區(qū)間增大，最終獲得修飾后的角質(zhì)酶L182A，L182A的突變不影響其吸附水平，對(duì)PBS的降解活性是修飾前的兩倍。這種酶可以修改這些纖維物質(zhì)的能力是由于聚酰胺結(jié)構(gòu)與角質(zhì)和角質(zhì)酶的相似性使得其能被多元化底物識(shí)別［30］。Akutsu-Shigeno等［31］從Paenibacillus amylolyticus TB-13菌株中克隆并在E.coli表達(dá)獲得PlaA解聚酶，亦能夠降解PBS等聚合物，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)表達(dá)的PlaA解聚酶是一種酯酶，該解聚酶基因可編碼210個(gè)氨基酸，該酶同Bacillus stearothermophilus分泌的酯酶有著45%～50%的相似度。Shinozaki等［32］在甘油液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)Pseudozyma antarctica，溫度30℃，時(shí)間2 d，并在其中分離純化出一個(gè)由198個(gè)氨基酸組成的近角質(zhì)酶PaE，與角質(zhì)酶有61%～68%的相似性，PaE對(duì)乳化PBSA的比活度為(54.8±6.3)U/mg。能夠有效降解PBS等聚合物［32］。Uchida等將Acidovorax delafieldii BS-3A菌株的PBS降解酶基因上的pbsA進(jìn)行克隆，并在Escherichia coli中有效的表達(dá)。將重組體導(dǎo)入E.coli JM 109，對(duì)于重組后的E.coli篩選出能顯示出PBS降解酶的活性菌株。但該降解酶并不具有在其他塑料降解酶中普遍存在的富含疏水氨基酸殘基的區(qū)域，該降解酶屬于酯酶。根據(jù)氨基酸同源性比較發(fā)現(xiàn)該P(yáng)BS降解酶與一些來源于Mollaxella sp.和Streptomyces sp.的酯酶具有一定的相似性，但在酯酶特有活性部位的是Ser殘基(Gly-X1-Ser-X2-Gly)，并且PbsA的X1位置是Trp，并不是其他細(xì)菌酯酶常見的His殘基［33］。Masaki等發(fā)現(xiàn)Cryptococcus sp.S-2菌株可分泌出一種分子量為20.9 kDa的近角質(zhì)酶，該酶的基因序列包含720個(gè)核苷酸，研究還發(fā)現(xiàn)該蛋白的氨基酸序列與角質(zhì)酶有12%～20%的相似度。酶降解反應(yīng)以50 r/min在30℃條件下連續(xù)搖動(dòng)10 d，能夠降解PBS［34］。Shah等從Roseateles depolymerans TB-87菌株中分離純化出兩種酶Est-H和Est-L。在PBS乳液瓊脂平板上相比于Est-L和Est-H的活性更高。兩種酶也可以降解薄膜形式的聚酯，但是芳香族共聚酯薄膜的降解速度比脂肪族聚酯要慢。利用液相色譜和質(zhì)譜對(duì)兩種酶的降解產(chǎn)物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)菌株TB-87和它的酶表現(xiàn)出降解脂肪族共聚酯的能力。說明這兩種酶能夠很好地降解PBS［35］。李成濤等［36］從菌株P(guān).aeruginosa ZM-P1中分離出一種屬于脂肪酶的PBS降解酶，并對(duì)其催化性能及生化性質(zhì)進(jìn)行研究。經(jīng)過SDS-PAGE電泳鑒定為脂肪酶。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)60℃和9.0分別為該脂肪酶的最適溫度和最適pH，并且適量加入Mg2+可促進(jìn)其酶活力的提高，但Ca2+和EDTA對(duì)其有明顯抑制作用。最后對(duì)降解前后的PBS進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)PBS結(jié)晶度、熱穩(wěn)定性、重均分子量以及數(shù)均分子量均下降，說明該菌株對(duì)PBS有較為明顯的降解效果。

表2 一些已見報(bào)道的PBS解聚酶Table 2Some reported PBS depolymerase

2 PBS共聚物生物降解研究

隨著各行業(yè)的發(fā)展，塑料需求量日益增多，PBS的應(yīng)用也更為廣泛。隨著對(duì)PBS研究的不斷深入，其缺點(diǎn)也隨之出現(xiàn)。如:結(jié)晶度較高、力學(xué)加工性能不能滿足某些需求等，阻礙了PBS進(jìn)一步應(yīng)用。為解決這些問題，出現(xiàn)了一些PBS的改性材料。利用物理或化學(xué)改性尤為常見，是將PBS同其他材料進(jìn)行共混或共聚合成新的高分子材料即為PBS的改性材料，比如:PBSLA(Poly (butylene succinate-co-lactic acid))是PBS與低聚乳酸共混;PBSA是丁二酸-丁二醇與己二酸-丁二醇共聚;此外還有PBS/PEA共混復(fù)合物、PBS/淀粉共混復(fù)合物等。趙劍豪等［37］研究發(fā)現(xiàn)在堆肥條件下雜色曲霉菌A.versicolor是降解PBSA和PBS能力最強(qiáng)的微生物，PBSA薄膜的生物降解性能比PBS更強(qiáng)，且降解速率更快。Hayase等從PBSA降解產(chǎn)物的核磁共振(NMR)分析發(fā)現(xiàn)，己二酸單元快于1，4-丁二醇和琥珀酸單元的降解。這應(yīng)該是PBSA比PBS降解更快的原因之一。研究還發(fā)現(xiàn)PBSA的降解能力隨著PBSA中丁二酸-己二醇酯與丁二酸丁二醇酯配比的不同有很大變化。當(dāng)丁二酸含量為75%，具有同PBS相似的降解性能，PBSA有著較低的結(jié)晶度和熔融溫度。但是隨著丁二酸丁二醇酯含量的升高，降解的效果隨之變差［38］。Phua等用馬來酐接枝作為相容劑將PBS與蒙脫土(organomontmorillonite，OMMT)進(jìn)行共混來改善PBS的性能，在受控條件下的天然有機(jī)腐殖質(zhì)堆肥土壤中土埋180 d。通過凝膠滲透色譜法(GPC)、傅立葉變化的化學(xué)結(jié)構(gòu)變換紅外光譜(FTIR)掃描電子顯微鏡(SEM)檢測(cè)并觀察該納米復(fù)合材料的生物降解性。發(fā)現(xiàn)在土壤環(huán)境中，純的PBS比PBS/OMMT共混材料的降解率要高，但是PBS的拉伸性能、力學(xué)性能等機(jī)械性能均不如PBS/OMMT。在PBS/OMMT材料中加入MA(馬來酸酐)后，機(jī)械性能要優(yōu)于PBS，而且PBS/OMMT/MA材料的降解性能接近PBS［39］。在Ti系催化劑的條件下將PBS和聚丁二酸二硫乙烯醇酯(poly(thiodiethylene succinate)，PTDGS)共混制成PBS/PTDGS復(fù)合材料，通過對(duì)樣品進(jìn)行熱分析(DSC)測(cè)量以及NMR，結(jié)果表明該復(fù)合材料的熔點(diǎn)、結(jié)晶度均低于PBS，但PBS/PTDGS的降解速率要高于PBS，這是由于含有TDGS的區(qū)域且水解酶主要作用于無定型態(tài)［40］。Jin等通過原位聚合法將0.03～0.5wt%的石墨烯填充到PBS中獲得PBS/GO納米復(fù)合材料。通過拉曼光譜、熱重分析(TG)、FTIR、SEM等進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)石墨烯對(duì)PBS有很大的成核作用，使其結(jié)晶溫度、斷裂伸長率、拉伸強(qiáng)度、降解速率均獲得顯著提高，但是結(jié)晶球的大小相應(yīng)降低。并且發(fā)現(xiàn)PBS/GO納米復(fù)合材料的降解能力比PBS要高［41］。利用PBS同聚Z-L賴氨酸共混得到新的材料的相關(guān)物化性能并沒有太大的改變，但共混后PBS的降解能力增強(qiáng)，結(jié)晶度降低。故共混后的材料也可以作為可降解材料［42］。

3 小結(jié)

環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，可降解塑料的重要性勿容置疑。PBS作為塑料家族的新成員在生物降解方面的研究鮮有報(bào)道，針對(duì)其降解酶和降解機(jī)理的研究更少。因此，在今后的研究中，分離降解菌株和降解酶以及深入研究降解機(jī)理勢(shì)在必行。隨著綠色塑料市場(chǎng)需求的增加，生產(chǎn)PBS類生物降解性聚酯產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，需要在實(shí)際生活中建立完善的PBS循環(huán)處理系統(tǒng)。

［1］王斌，許斌.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的現(xiàn)狀及進(jìn)展［J］.化工設(shè)計(jì)，2014，24(3):3-7.

［2］Xu J，Guo B.Poly(butylene succinate)and its copolymers: Research，development and industrialization［J］.Biotech J，2010，5(11):1149-1163.

［3］Chuah J，Yamada M，Taguchi S，et al.Biosynthesis and characterization of polyhydroxyalkanoate containing 5-hydroxyvalerate units:Effects of 5HV units on biodegradability，cytotoxicity，mechanical and thermal properties［J］.Polym Degrad Stab， 2013，98(1):331-338.

［4］王軍，劉素俠，歐陽平凱.聚丁二酸丁二醇酯的研究進(jìn)展［J］.化工新型材料，2007，35(10):25-27.

［5］Kasuya K，Takagi K，Ishiwatari S，et al.Biodegradabilities of various aliphatic polyesters in natural waters［J］.Polym Degrad Stab，1998(1-3)，59:327-332.

［6］張維，季君暉，趙劍，等.生物質(zhì)基聚丁二酸丁二醇酯(PBS)應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.化工新型材料，2010，38(7):1-5.

［7］Ren L，Wang Y，Ge J，et al.Enzymatic synthesis of high-molecular-weight poly(butylene succinate)and its copolymers［J］.MacromolChem Phys，2014，40(34):1002-1005.

［8］陳麗瓊，扈蓉，黃開勝，等.塑料材料生物降解性評(píng)價(jià)方法的研究進(jìn)展［J］.塑料科技，2013，41(9):95-100.

［9］許國光，熊雯，林炎群，等.聚丁二酸丁二醇酯薄膜的微生物降解與水溶性產(chǎn)物［J］.暨南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)版)，2015，36(4):285-289.

［10］寇瑩.聚丁二酸丁二醇酯在不同土壤環(huán)境中的降解研究［J］.合成材料老化與應(yīng)用，2014，43(3):13-15.

［11］寇瑩.不同端基結(jié)構(gòu)聚丁二酸丁二醇酯的合成和生物降解研究［J］.合成材料老化與應(yīng)用，2014，43(1):23-24，82.

［12］Way C，Wu D，Dean K，et al.Design considerations for hightemperature respirometric biodegradation of polymers incompost［J］.Polym Test，2010，29(1):147-157.

［13］Kim H，Lee B，Lee S，et al.Enhanced interfacial adhesion，mechanical，and thermal properties of natural flour-filled biodegradable polymer bio-composites［J］.JTherm Anal Calorim，2011，104(1):331-338.

［14］謝寶君，梁文耀，宋霜霜，等.可生物降解塑料的降解性能研究進(jìn)展［J］.工程塑料應(yīng)用，2012，40(7):85-88.

［15］趙劍豪，王曉青，曾軍，等.聚丁二酸丁二醇酯在堆肥條件下的生物降解性能研究［J］.功能高分子學(xué)報(bào)，2004，17(4): 666-670.

［16］王蕾，張敏，李成濤，等.降解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)微生物菌種的篩選及降解性的研究［J］.陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，30(4):38-41.

［17］梅雪立，梁英梅，田呈明，等.聚丁二酸丁二醇酯高效降解菌的篩選及降解特性［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2011，38(3):348-354.

［18］董騫，梁英梅，田呈明，等.降解聚丁二酸丁二醇酯菌株的誘變選育及降解性能［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2013，7(7):2788-2794.

［19］孫琪，梁英梅，田呈明，等.一株聚丁二酸丁二醇酯降解菌的篩選及降解特性［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32(6):130-134.

［20］余莎莎，劉龍，何芃，等.一株聚丁二酸丁二醇酯(PBS)降解菌株的篩選鑒定及降解特性［J］.工業(yè)微生物，2013，43 (6):33-38.

［21］李凡，楊煥，郭子琦，等.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)降解菌的篩選及降解特性研究［J］.東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，43(1):127-131.

［22］Ishii N，Inoue Y，Tagaya T，et al.Isolation and characterization of poly(butylene succinate)-degrading fungi［J］.Polym Degrad Stab，2008，93(5):883-888.

［23］Abe M，Kobayashi K，Honma N，et al.Microbial degradation of poly(butylene succinate)by Fusarium solani in soil environments［J］.Polym Degrad Stab，2010，95(2):138-143.

［24］董騫，梁英梅，田呈明，等.紫外線誘變選育聚丁二酸丁二醇酯(PBS)高降解活性菌株［J］.工業(yè)微生物，2011，41(4): 67-71.

［25］張敏，田小艷，徐科，等.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在兩種微生物環(huán)境中的降解性能［J］.環(huán)境化學(xué)，2011，30(6):1102-1107.

［26］張敏，沈穎輝，李成濤，等.一株聚丁二酸丁二醇酯降解菌的分離鑒定［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，21(4):775-779.

［27］白俊巖，毛海龍，王戰(zhàn)勇.聚丁二酸丁二醇酯降解菌株的篩選及其降解性能研究［J］.微生物學(xué)雜志，2014，34(6):98-101.

［28］Kitamoto H，Shinozaki Y，Cao X，et al.Phyllosphere yeasts rapidly break down biodegradable plastics［J］.AMB Express，2011，1(44):2-11.

［29］Maeda H，Yamagata Y，Abe K，et al.Purification and characterization of a biodegradable plastic-degrading enzyme from Aspergillus oryzae［J］.ApplEnvironMicrobiol，2005，67(3):778-788.

［30］Araujo R，Silva C，O'Neill A，et al.Tailoring cutinase activity towards polyethylene terephthalate and polyamide 6，6 fibers［J］.JBiotechnol，2007，128(4):849-857.

［31］AkutsuS，Teeraphatpornchai T，Teamtisong K，et al.Cloning and Sequencing of a Poly(DL-Lactic Acid)Depolymerase Gene from Paenibacillus amylolyticus Strain TB-13 and Its Functional Expression in Escherichia coli［J］.ApplEnvironMicrobiol，2003，69(5):2498-2504.

［32］Shinozaki Y，Morita T，Cao X，et al.Biodegradable plastic-degrading enzyme from Pseudozyma antarctica:cloning，sequencing，and characterization［J］.Appl MicrobiolBiotechnol，2013，97(7):2951-2959.

［33］Uchida H，ShigenoA，Nomura N，et al.Cloning and sequence analysis of poly(tetramethylene succinate)depolymerase from Acidovorax delafieldii strain BS-3［J］.J Biosci Bioeng，2002，93 (2):245-247.

［34］Masaki K，Kamini N，Ikeda H，et al.Cutinase-Like Enzyme from the Yeast Cryptococcus sp.Strain S-2 Hydrolyzes Polylactic Acid and Other Biodegradable Plastics［J］.ApplEnvironMicrobiol，2005，71(12):7548-7550.

［35］Shah A，Eguchi T，Mayumi D，et al.Degradation of aliphatic and aliphaticearomatic co-polyesters by depolymerases from Roseateles depolymerans strain TB-87 and analysis of degradation products by LC-MS［J］.Polym Degrad Stab，2013，98(12): 2722-2729.

［36］李成濤，張敏，白清友，等.聚丁二酸丁二醇酯生物降解酶及其催化性能研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，35(8):37-40.

［37］趙劍豪，王曉青，曾軍，等.聚丁二酸丁二醇酯及聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯在微生物作用下的降解行為［J］.高分子材料科學(xué)與工程，2006，22(2):137-10.

［38］Hayase N，Yano H，Kudoh E，et al.Isolation and characterization of poly(butylene succinate-co-butylene adipate)-degrading microorganism［J］.J Biosci Bioeng，2004，97(2):131-133.

［39］Phua J，Lau S，Sudesh K，et al.Biodegradability studies of poly (butylene succinate)/organo-montmorillonite nanocomposites under controlled compost soil conditions:Effects of clay loading and compatibiliser［J］.Polym Degrad Stab，2012，97(8):1345-1354.

［40］Gigli M，Negroni A，Soccio M，et al.Enzymatic hydrolysis studies on novel eco-friendly aliphatic thiocopolyesters［J］.Polym Degrad Stab，2013，98(5):934-942.

［41］Jin T，Liu C，Zhou M，et al.Crystallization，mechanical performance and hydrolytic degradation of poly(butylene succinate)/graphene oxide nanocomposites obtained via in situ polymerization［J］.Compos Part A-ApplS，2015，68:193-201.

［42］Tan L，Hu J，Ye S，et al.Crystallization and degradation behaviors of poly(butylene succinate)/poly(ZL-lysine)composites［J］.Thermochim Acta，2014，575:279-284.

Advances in Biodegradation of Polybutylene Succinate(PBS)

HU Xue-yan，MAO Hai-long，SU Ting-ting，WANG Zhan-yong
(Coll.of Chem.，Chem.Engin.＆Environ＇l Engin.，Liaoning Petrochem.Uni.，F(xiàn)ushun 113001)

Polybutylene succinate(poly(butylene succinate)，PBS)is a synthetic aliphatic polyester compound.PBS possesses low production costs，good thermal stability，good processing properties，mechanical properties and mechanical performance.The advances in biodegradation of PBS in recent years were reviewed in this paper，including PBS biodegradation compost，PBS microbial degradation and PBS degradable enzyme.Advances in PBS biodegradation studies were finally summarized.

polybutylene succinate(PBS);biodegradation;degradable enzyme

Q939.97;TQ316.6

A

1005－7021(2016)04－0084－06

10.3969/j.issn.1005－7021.2016.04.015

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31570097);遼寧省高等學(xué)校杰出青年學(xué)者成長計(jì)劃(LJQ2014040)

胡雪巖女，碩士研究生。研究方向?yàn)榛瘜W(xué)工藝。Tel:024-56861705，E-mail:1354031479@qq.com

*通訊作者。男，博士，教授。主要從事可生物降解塑料研究。Tel:024-56861705，E-mail:wangzy125@gmail.com

2015-09-08;

2016-01-09