Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal

pISSN 1225-7117 eISSN 2288-8268

Article

Home All Articles View

Review Paper

Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal 2024; 39(3): 69-77

Published online September 30, 2024 https://doi.org/10.7841/ksbbj.2024.39.3.69

Copyright © Korean Society for Biotechnology and Bioengineering.

미생물 또는 효소를 이용한 플라스틱 분해의 최근 연구 동향

Recent Research in Plastic Biodegradation Using Microorganisms or Enzymes

Yeon-Hwa Kim1,2, Ye-Rim Shin1,2, Jeong-Ann Park3, Kwang-Suk Lim1,2, Hyun-Ouk Kim1,2*, and Suk-Jin Ha1,2,4*

1Division of Chemical Engineering and Bioengineering, College of Art, Culture and Engineering, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea
2Department of Smart Health Science and Technology, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea
3Department of Environmental Engineering, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea
4Institute of Fermentation and Brewing, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea

Correspondence to:Tel: 82-33-250-6278, Fax: 82-33-243-6350
E-mail: kimhoman@kangwon.ac.kr

Tel: 82-33-250-6278, Fax: 82-33-243-6350
E-mail: sjha@kangwon.ac.kr

Received: July 17, 2024; Revised: August 12, 2024; Accepted: September 3, 2024

Plastic is one of the fastest-growing consumer goods in modern society, and its usage continues to increase globally. Plastics with high hydrophobicity, such as polyethylene and polypropylene, or those with simple carbon-carbon (C-C) structures like polystyrene, are particularly difficult to degrade. Additionally, the biodegradation mechanisms of plastics such as polyvinyl chloride are not well understood. The widespread use of plastics poses significant environmental and waste management challenges. As an alternative, recent research has focused on the enzymatic degradation of plastics through microorganisms. This study suggests the potential for sustainability in the plastic industry and environmental protection.

Keywords: plastic, biodegradation, bacteria, enzyme

1.1. 플라스틱이 환경에 미치는 영향

현대 사회에서 플라스틱은 다양한 산업과 일상생활에서 필수적인 소비재로 자리잡고 있으며, 그 사용량은 매년 급증하고 있다. 플라스틱은 가볍고 내구성이 뛰어나며 생산 비용이 저렴해 광범위하게 사용되지만, 이러한 장점들은 동시에 환경에 심각한 부담을 초래하고 있다. 특히, 폴리에틸렌과 같은 비분해성 플라스틱은 자연에서 분해되는 데 수백 년이 소요되어 심각한 환경 문제를 야기한다 [1,2]. 이러한 플라스틱은 주로 열처리나 매립을 통해 처리되지만, 이는 유해 화학물질과 가스를 방출하여 대기, 토양, 수질 오염을 초래한다. 최근 몇 년간 미생물을 활용한 생분해 기술이 이러한 문제를 해결할 수 있는 친환경적인 대안으로 주목받고 있다 [3].

플라스틱의 환경적 문제를 더욱 심화시키는 요인으로는 미세플라스틱의 존재가 있다. 미세플라스틱은 1차 미세플라스틱과 2차 미세플라스틱으로 나눌 수 있다. 1차 미세플라스틱은 의도적으로 생산된 작은 입자로, 주로 산업용 연마재, 화장품, 의약품 등에 사용되며, 예를 들어 미세 구슬이나 펠렛 형태로 존재한다 [4]. 반면, 2차 미세플라스틱은 더 큰 플라스틱 제품이 자연적 마모나 자외선 등의 환경적 요인에 의해 작은 입자로 분해된 것이다 [5]. 이러한 미세플라스틱은 공기와 물을 통해 전 세계적으로 널리 확산될 수 있으며, 생태계 전반에 걸쳐 광범위한 영향을 미친다 [6]. 특히, 미세플라스틱은 바람을 타고 대기 중으로 확산되거나, 하천과 강을 통해 해양으로 이동하여 지구 전역에 퍼질 수 있는 잠재력을 가지고 있다[4,7,8]. 미세플라스틱은 직경이 0.1 μm에서 5 mm 사이로 매우 작아, 먹이사슬에 쉽게 침투할 수 있다. 물고기나 새 등 해양 및 육상 생물들이 미세플라스틱을 섭취하게 되면, 이는 다시 인간에게로 전달될 수 있으며, 이로 인해 인간의 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있다 [9-11]. 미세플라스틱이 해양 생물의 체내에 축적되며, 이러한 축적이 생물학적 연쇄 작용을 통해 인체에 해로운 영향을 미칠 수 있다는 사실이 밝혀졌다 [12]. 특히, 미세플라스틱은 자체적으로 유해할 뿐만 아니라, 수중에 존재하는 독성 화학물질을 흡착하여 더 큰 위험을 초래할 수 있다 [13]. 이는 해양 생태계 뿐만 아니라 인간 건강에 있어서도 중요한 환경 문제로 대두되고 있다 [14]. 플라스틱은 내구성 및 저비용 생산으로 널리 사용되고 있지만, 동시에 환경에서 장기간 축적되는 주요 원인이 된다. 플라스틱은 자연 조건에서 분해되는 데 수백 년이 걸릴 수 있으며, 이로 인해 전세계적으로 플라스틱 쓰레기가 점점 더 심각한 문제로 대두되고 있다 [15,16]. 이러한 플라스틱은 주로 연소 등 열처리 방법을 통해 처리되는데, 이는 자연환경 오염에 대한 우려를 증가시킨다 [17]. 플라스틱의 열처리는 유해한 화학물질과 가스를 방출하여 대기 오염을 일으킬 뿐만 아니라, 토양과 수질 오염의 원인이 되기도 한다. 특히, 다이옥신과 같은 독성 물질은 연소 과정에서 생성되어 심각한 건강 문제를 초래할 수 있다 [18].

1950년부터 2015년까지 약 83억 톤의 플라스틱이 생산되었으며, 2050년에는 약 120억 톤이 생산될 것으로 예상된다 [19]. 이처럼 급격한 플라스틱 생산 증가율은 기존의 폐기물 관리 시스템으로는 감당하기 어려운 수준이며, 이는 글로벌 환경위기를 심화시키고 있다. 특히, 플라스틱 쓰레기의 대부분이 적절하게 관리되지 않고 있으며, 많은 양이 자연 환경으로 유입되고 있다. 이 중 재활용된 플라스틱은 약 9%에 불과하다[19]. 플라스틱의 재활용률이 낮은 주요 원인 중 하나는 재활용 과정이 복잡하고 비용이 많이 들기 때문이다. 또한, 다양한 종류의 플라스틱이 혼합되어 있는 경우 재활용이 더욱 어려워진다. 이러한 문제는 플라스틱 재활용 기술의 발전과 더불어 정책적 지원이 필요하다. 플라스틱 재활용에만 의존하는 것이 아닌, 열분해나 매립과 같은 대안적인 분해 방법을 탐색하는 것이 중요하다. 열분해는 플라스틱을 고온에서 분해하여 연료로 재활용하는 방법이며, 매립은 플라스틱 폐기물을 토양에 묻어 처리하는 방법이다 [20]. 그러나 이러한 방법들 역시 환경적 문제를 야기할 수 있어, 보다 지속 가능한 해결책이 필요하다. 이에 따라 미생물을 활용한 플라스틱 분해에 초점을 맞춘 본 연구가 진행되었다. 미생물 효소를 활용한 생분해 기술은 플라스틱 폐기물 문제를 해결할 수 있는 방법으로 주목받고 있다. 미생물은 다양한 효소를 통해 플라스틱을 분해할 수 있으며, 이는 환경에 무해한 방식으로 플라스틱을 처리할 수 있는 가능성을 제공한다.

1.2. 미세플라스틱이 인체에 미치는 영향

미세플라스틱은 섭취, 흡입, 피부 접촉을 통해 인체에 유입될 수 있으며, 이는 다양한 위험을 초래할 수 있다 [21]. 섭취는 미세플라스틱 노출의 주요 경로로, 식수, 소금, 해산물 등 일상적으로 소비되는 식품을 통해 이뤄진다 [22]. 예를 들어, 일주일에 4회에서 7회 정도 포장된 음식을 섭취하는 경우, 약 12개에서 203개의 미세플라스틱이 인체로 유입될 수 있으며 [23], 젖병을 사용하는 아기의 경우 연간 약 66만 개의 미세플라스틱이 유입될 수 있다 [24]. 또한 연령과 성별에 따라 연간 39,000개에서 52,000개의 미세플라스틱이 섭취될 수 있다 [25].미세플라스틱의 섭취는 대장염을 악화시킬 가능성이 있음이 확인 되었다 [26]. 흡입은 또 다른 주요 노출 경로이다. 대기 중 미세플라스틱의 주요 공급원은 합성 섬유로 [27], 세탁 과정에서 약 1,900개의 섬유가 방출된다 [28]. 연구에 따르면 나일론 양털을 생산하는 노동자들은 호흡기 자극 유병률이 더 높았으며[29], 폐암 환자의 폐 조직에서도 섬유가 발견되었다 [30]. 이는 흡입된 섬유가 폐에서 흔히 발견된다는 사실과 그에 따른 잠재적 위험을 시사한다. 피부 접촉을 통한 미세플라스틱의 유입은 상대적으로 적은 주목을 받아왔으나, 크기가 100 nm 이하인 미세플라스틱의 경우 피부 장벽을 통과할 수 있다 [31]. 특히 화장품에 포함된 미세플라스틱이 피부를 통해 흡수될 수 있으며, 3D 인간 피부 세포 모델을 사용한 실험에서는 100 nm 이하의 작은 입자가 세포 내부까지 침투할 수 있음을 보여주었다 [32]. 더 큰 입자는 피부 표면에 머무르며 물리적 손상과 산화 스트레스, 염증 반응을 유발할 수 있는 것으로 나타났다[33]. 이러한 결과들은 미세플라스틱의 노출에 따라 인체에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.

2.1. 폴리에틸렌

폴리에틸렌(Polyethylene, PE)은 플라스틱 봉지, 물과 우유병 등에 사용되는 등 가장 널리 생산되는 합성플라스틱으로, 에틸렌 결합으로 포화된 높은 소수성을 가진 긴 사슬 폴리머이다 [34,35]. PE는 주로 포장재, 컨테이너, 장난감 등 다양한 일상용품에 사용되며, 내구성과 저비용 생산으로 인해 널리 채택되고 있다. Fig. 1의 (a)와 같이 PE는 안정한 탄소-탄소 결합, 탄소-수소 결합, 높은 분자량, 높은 소수성, 산화 및 가수분해가 가능한 결합이 없다는 특성 때문에 미생물에 의한 폴리에틸렌의 생분해의 어려운 점이 있다 [36,37]. 이로 인해 PE는 자연 환경에서 분해되기 어렵고, 환경에 장기간 잔존하는 문제가 있다. 따라서 열처리, UV 조사, 또는 사전에 산화된 PE가 생분해 연구에 주로 사용된다 [38]. 이러한 전처리 과정을 통해 PE의 화학 구조를 변화시켜 미생물 효소의 접근성과 작용을 높이는 것이 목표이다. 예를 들어, 열처리는 PE의 구조를 약화시켜 분해를 용이하게 하며, UV 조사는 화학적 변화를 유도하여 미생물의 공격에 취약하게 만든다 [38].

Figure 1. (a) Structures of polyethylene (PE), polystyrene (PS), polypropylene (PP), and polyvinyl chloride (PVC), which are plastics with a C-C structure. (b) Structure of polyethylene terephthalate (PET), a plastic with a heteroatomic structure.

PE의 구조는 둘로 나뉘며, 가지분자 사슬이 결정구조에서 패킹을 방해할 때 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 가지분자가 거의 없어 분자들 간의 강력한 결합이 형성되면 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)로 구분된다 [38]. LDPE는 부드럽고 유연하여 주로 비닐봉지나 랩 등으로 사용되며, HDPE는 단단하고 내구성이 뛰어나 파이프나 컨테이너 등에 사용된다. HDPE의 미생물 분해에서 Arthrobacter sp.와 Pseudomonas sp. 두 세균이 HDPE의 생분해에 보고되었으며, Pseudomonas sp.가 Arthobacter sp. 보다 분해 속도가 빠르며, 두 세균 모두 HDPE의 소수성 및 결정도 백분율이 배양 후 30일 후에 감소하여, 전처리를 하지 않은 HDPE에서 좋은 분해 결과가 있음을 알 수 있다 [39]. 이는 HDPE의 구조적 변화를 통한 미생물 접근성 향상으로 생분해가 촉진됨을 의미한다. LDPE의 미생물 분해에서는 Acinetobactor guillouiae PL211 균주를 LDPE beads와 함께 4주간 배양한 FT-IR 결과에서 LDPE bead 표면에서 O-H (hydroxyl group), C=C(alkane group) 등의 화학적 변화가 발생하였고, 이는 세포 외 분비 효소인 alkane hydrolase에 의해 촉매 되는 생분해의 중추적인 단계라고 간주되었다 [40]. 폴리에틸렌의 산화로 인해 carbonyl group이 형성되면 esters로 전환되어 lipases 또는 esterases 효소에 의해 최종적으로 분해될 수 있다 [40]. Lipase 효소는 PE를 더 짧은 사슬의 alkanoic acids 와 alkanols로 가수분해 할 수 있는 것으로 알려져있다 [41]. 높은 lipase 활성으로 인해 선택된 Pseudomonas plecoglossicida SYp2123 균주를 LDPE bead와 함께 4주간 배양한 결과, bead의 색이 노랗게 변하는 현상이 관찰되었고 또한, FT-IR 분석을 통해 비드 표면의 작용기 변화, 주사전자현미경(SEM) 분석에서는 bead 표면의 형태 변화가 드러났다 [42]. 또한 PE 분해에 관여하는 다른 효소작용에는 Bacillus brevis 균주는 PE 미세플라스틱의 표면에 laccase와 유기산을 방출함으로써 35일 동안 미세플라스틱의 건조 중량이 19.8% 감소하는 것으로 나타났다 [43]. laccase는 페놀류 및 방향족 화합물을 산화시키는 효소로, PE의 산화를 통해 분해를 촉진한다. 이는 미생물 효소가 플라스틱 표면에 작용하여 물리적 변화를 일으키는 중요한 예이다. 또한 PE 분해 효소로 알려진 alkane hydroxylase는 탄화수소 사슬에 수산기를 도입하여 분해를 용이하게 하는 효소로, Pseudomonas 종에서 널리 발견되는 것으로 알려져 있으며, 이러한 유전자를 재조합한 E. coli는 실험적으로 PE를 분해하는 능력을 보여준다 [44]. 바이오 필름은 미생물 집단이 표면에 형성한 층으로, 효소 활동을 집중시켜 분해를 가속화한다. 그러나 PE의 소수성 특성은 이러한 형성을 어렵게 만든다 [45]. 따라서 세균의 바이오 필름과 PE 간의 소수성 상호작용으로 인해 PE에 정착 후 분해하는 Rhodococcus ruber 균주는 세포 표면의 소수성이 있는 것으로 확인되었다 [46]. 이러한 박테리아는 PE 표면에 강력하게 부착하여 효율적인 분해를 수행할 수 있다. R. ruber C208는 UV 처리된 PE를 alkane 분해와 fatty acid의 β-oxidation 경로의 활성화로 생분해 할 수 있으며, R. opacus R7 또한 PE를 유일한 탄소원으로 성장하며 laccase와 같은 다중구리 산화효소(LMCO) 유전자를 활성화 한다 [47]. 이들은 PE를 분해하는 주요 효소 경로를 활성화하여, 플라스틱의 생분해를 촉진하는 메커니즘을 제공한다.

2.2. 폴리에틸렌 테레프탈레이트

폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET)는 방향족 테레프탈산 (TPA)과 에틸렌 글리콜(EG)의 반복적인 단위로 구성된 극성 선형 폴리머로, PET 단량체는 비스(2-하이드록시에틸)테레프탈레이트(Bis(2-hydroxyethyl) terephthalate, BHET)로 변환된다 [48]. PET는 투명하고 가벼우며 강도가 뛰어나, 주로 음료병, 섬유, 식품 용기 등 다양한 곳에 사용된다. 또한, PET는 화학적으로 안정하며 기계적, 열적 특성이 우수하기 때문에 포장재, 전기전자제품, 자동차 부품 등에서도 널리 사용된다. 이렇게 다양한 용도로 사용되고 배출되는 PET는 재활용을 통해 문제가 부분적으로 해결된다. 현재 사용되는 PET 재활용 방법은 기계적 재활용과 화학적 재활용으로 나뉜다 [49]. 기계적 재활용은 폐기된 PET를 물리적으로 분쇄하고, 이를 용융하여 새로운 제품을 만드는 과정이다. 이는 에너지 소비가 비교적 적고 공정이 간단하여 널리 사용된다. 기계적 재활용 방법인 용융 압출은 PET 폐기물로부터 재활용 PET(rPET) 섬유를 생산한다 [50]. 용융 압출 공정에서는 PET를 녹여서 새로운 형태로 성형하는데, 이 과정에서 물리적 특성이 약간 저하될 수 있다. 그러나 이러한 방법은 비교적 저렴하며, 널리 활용되고 있다. 화학적 재활용 방법인 해당과정은 PET를 BHET으로 분해한다 [51]. 이 과정에서는 PET를 화학적으로 분해하여 원래의 단량체로 되돌리는 방법을 사용한다. 화학적 재활용은 고분자 사슬을 완전히 분해하여 새로운 PET를 생산할 수 있기 때문에 물리적 특성의 저하가 적다. 이러한 방법은 일반적으로 사용되나 재압출 후에 얻은 PET가 자연적으로 분해되는 시간이 필요하거나 높은 온도(150~300℃)가 필요하며 해당과정에서 촉매가 필요한 등 여러 조건이 필요하다 [49]. 특히, 이러한 고온 처리와 촉매 사용은 에너지 소비가 크고, 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 환경 친화적이고 비용 효율적인 재활용 방법의 개발이 중요하다. 특히 촉매는 비용이 많이 들며 환경에 부정적인 영향을 미치기도 하기 때문에 최근에는 생물학적 방법이 개발되고 있다 [16]. 생물학적 재활용은 미생물이나 효소를 사용하여 PET를 분해하는 방법으로, 낮은 에너지 소비와 환경 친화적인 특성을 가진다.

박테리아인 Ideonella sakaiensis의 가수분해 효소인 PETase와 MHETase는 합성 고분자인 PET를 단량체 TPA 및 EG로 완전히 분해하는 것으로 알려졌다[52]. PETase는 PET를 가수분해하여 중간체인 MHET를 생성하고, MHETase는 이를 더욱 분해하여 TPA와 EG로 전환한다. 이러한 효소는 낮은 온도에서 효율적으로 작용하여 PET를 분해할 수 있다. 따라서 이러한 효소의 재조합 및 과발현은 PET의 보다 효율적인 분해뿐만 아니라 단량체의 재활용, 가치가 높은 화합물로의 생물전환에 중요할 수 있다. 효소 재조합 기술을 통해 PETase와 MHETase의 활성도를 높이고, 이를 산업적 규모로 적용할 수 있는 방법이 연구되고 있다 [53].

2.3. 폴리스티렌

폴리스티렌(Polystylene, PS)은 C-C 골격을 포함한 방향족 구조를 가진 플라스틱으로, ‘스티로폼’이라는 이름으로 널리 알려져 있다 [54]. 이 플라스틱은 일반적으로 포장재, 단열재, 전자제품의 완충재 등으로 많이 사용된다. PS는 분자량이 크고 열을 가하면 녹는 성질을 가진 열가소성 플라스틱으로, 소수성 특성을 갖추고 있어 가수분해에 대한 저항성이 크다 [55]. 이러한 특징 때문에 PS는 일반적으로 생분해가 어렵다고 알려져 있으며, 이는 자연환경에서의 분해가 매우 느리게 이루어진다. 이로 인해 PS 폐기물은 환경에 장기적으로 잔류하게 되어 심각한 환경 문제가 발생한다.

그러나 최근 연구에 따르면 Galleria mellonella 유충에 의한 PE 생분해가 가능함이 밝혀지면서, PS에 대한 생분해 연구도 활발히 진행되고 있다 [21]. 유충의 내장에 존재하는 것으로 추정되는 Bacillus sp., Pseudomonas sp. 등의 미생물이 PS 필름에 붙어 이를 분해하는 능력을 가지고 있다는 사실이 발견되었다 [56]. 또한 Rhodococcus ruber 균주는 생물막을 형성하여 PS의 생분해를 촉진하는 것으로 알려져 있다 [57]. 이러한 발견은 미생물을 이용한 PS의 생분해 가능성을 시사하지만, 여전히 다른 플라스틱에 비해 PS의 생분해에 관련된 미생물과 효소 연구는 부족한 상황이다. 향후 연구에서는 PS 분해에 특화된 미생물과 효소를 발굴하고, 이들의 작용 메커니즘을 규명하는 것이 필요하다.

2.4. 폴리프로필렌

다루기 쉽고 수용액 및 유기 용매에 대해 안정적인 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)은 많은 응용 분야에서 사용되지만, 화학적 처리 여부에 관계없이 폴리프로필렌의 생분해는 어렵다[58]. PP는 우수한 물리적 특성과 화학적 안정성으로 인해 포장재, 섬유, 자동차 부품, 가전제품 등에 널리 사용된다. 그러나 이러한 내구성은 생분해에 있어 큰 장애물이 된다. PP의 분해는 알콕시 라디칼(alkoxyl radicals, 과산화물 분해) 또는 산소분자(O2, 산화분해)와 같은 활성물질에 의해 C-H 결합에서 수소가 제거되는 과정에서 시작된다 [59]. 이 과정은 PP의 소수성과 높은 분자량 때문에 더욱 복잡해진다. PP는 탄화수소 골격에 메틸기가 결합되어 있어 PE보다 생분해가 더 어려운 특성을 가진다 [60].

미생물을 이용한 PP 분해 실험에서 PP 파우더를 유일한 탄소원으로 공급하여 박테리아와 함께 40일 동안 배양한 결과, Pseudomonas aeruginosa 균주가 PP 입자의 17.2% 무게 감소와 지속적인 입자의 균열, 패임, 산화의 흔적을 나타내는 결과가 관찰되었다 [61]. 이는 미생물이 PP를 분해할 수 있는 잠재력을 보여준다. 또한 PP를 박테리아에 90일 동안 노출시킨 결과, PP 표면에 박테리아 세포가 부착되어 생물막을 형성하는 미생물들이 발견되었으며, 그 중에는 Serratia marcescens, Enterobacter hormaechei subsp. Enterobacter xiangfangensis 등이 포함되어 있었다 [62].이 미생물들은 생물막을 형성하여 폴리프로필렌 표면에 균열을 일으키고, 푸리에 변환 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR) 분석을 통해 산소 관련 밴드의 강도가 감소함을 보여주었다 [62]. 저분자량 폴리프로필렌을 탄소원으로 사용하는 배지에서 3.2 ± 0.5 mm의 클리어존을 형성하는 Stenotrophomonas panacihumi PA3-2 박테리아를 분리해내어 퇴비와 폴리프로필렌 분말에 접종한 결과, 90일 동안 저분자량 폴리프로필렌을 20.3 ± 1.39% 분해하는 것으로 나타났다 [63]. 이러한 연구는 폴리프로필렌과 같은 난분해성 물질을 미생물을 통해 생분해할 수 있음을 나타낸다.

2.5. 폴리염화 비닐

고온에 강하며 수성에 대한 강한 친수성을 가진 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride, PVC)은 페인트, 코팅, 필름 등과 같은 다양한 용도로 널리 사용된다 [11]. 또한 PVC는 높은 염소 함량과 프탈레이트, 소금, 중금속 등의 첨가제를 포함해 물리적, 화학적 안정성을 가진다 [64]. 이러한 특성 덕분에 PVC는 건축자재, 전선 피복, 의료기기 등에서도 중요하게 활용된다. 그러나 PVC의 연소 과정에서는 염소화 다이옥신이나 염화수소와 같은 유해한 염소화 화합물이 방출되어, 포유류의 내분비계에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 해양 서식지로 들어가 해양 생물에도 영향을 미친다 [65-68]. 따라서 PVC 폐기물에 대한 안전하고 친환경적인 분해 방법의 개발은 매우 중요하다.

PVC의 분해는 주로 세포외 탈수소효소(extracellular dehydrogenase) 또는 산화효소(oxidase)에 의해 고분자 사슬이 절단되고, 이어서 알돌레이스(aldolase)와 가수분해 효소반응에 의해 화합물이 아세트산(acetic acid) 또는 하이드록시 지방산(hydroxyl fatty acids)으로 전환되어 TCA(Tricarboxylic acid) 회로에 통합될 수 있다 [38]. PVC 의 미생물 분해 균주 및 효소에 대해서는 알려진 바가 거의 없으나, 연구에 따르면 PVC 함유배지에서 70일 동안 배양된 Micrococcus 종이 PVC를 유일한 탄소원으로 사용하여 8.87%의 광물화를 나타내며 0.36% 분해력을 보여줬다 [69]. 이는 Micrococcus가 PVC 중합체에서 염화물을 방출하는 잠재력을 나타낸다. 또한, Spodoptera frugiperda의 유충이 PVC 필름을 먹으며 생존할 수 있는데, 이때 유충의 장내 미생물총이 필름 소화에 중요한 역할을 하며, PVC를 유일한 에너지 및 탄소원으로 사용할 수 있는 Klebsiella sp. EMBL-1이 분리되었다는 보고가 있다 [70]. 마지막으로 Bacillus sp. AIIW2 균주는 약 90일 동안 최소배지에서 필름과 함께 배양되며 PVC 필름에서 0.26 ± 0.02%의 분해력을 보여주었으며, 주사전자현미경을 통해 필름의 표면을 관찰한 결과, 박테리아 균주가 플라스틱 고분자 구조를 분해할 수 있음을 확인하였다 [71].

플라스틱 오염에 관한 환경 친화적인 해결책을 찾는 과정에서, 미생물의 역할이 미세플라스틱을 분해하는 과정에 있어 중요한 역할을 한다는 점이 큰 주목을 받고 있다. 특히 Galleria mellonella의 장내 세균이 PE를 분해할 수 있다는 발견과 Ideonella sakaiensis가 생산하는 PETase와 MHETase가 PET를 분해할 수 있다는 연구는 플라스틱 폐기물 문제를 해결할 새로운 방법을 제시하였다 [21,48]. 이러한 연구는 플라스틱 분해 효소의 잠재력을 보여주며, 환경에 축적된 플라스틱의 부정적인 영향을 최소화할 수 있는 가능성을 시사한다. 이러한 과정들을 이해하는 것은 미세플라스틱이 환경에 미치는 부정적인 영향을 최소화하기 위해 필수적이다. 현재 다양한 생분해 방법이 연구되고 있으며, 이 과정에서 다양한 박테리아와 곰팡이 등이 플라스틱 고분자를 더 작은 단량체로 분해할 수 있는 능력을 보여주었다. 그러나 이러한 미생물 분해가 겪고 있는 어려움 중 하나는 플라스틱을 분해하는 데 오랜 시간이 걸린다는 점이다. 따라서 분해되는 속도를 높이고 박테리아의 효율을 개선하기 위해 미생물 균주를 최적화하는 연구가 진행되고 있다. 최근에는 미생물 균주에서 더 나아가 유전자 재조합을 통해 플라스틱을 분해하는 연구도 이뤄지고 있다. 재조합된 PETase의 경우 PET의 중간 분해산물인 MHET을 야생형 균주보다 더 많이 생산하였다 [72]. 이처럼 플라스틱을 분해하기 위한 연구는 다양한 방식으로 진행되고 있다. 이러한 연구들은 미세플라스틱의 오염 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것이다 [73].

다양한 생태계에 존재하는 미세플라스틱은 암을 유발할 가능성이나 내분비 시스템을 방해할 수 있는 등 인체에 심각한 영향을 초래한다. 미세플라스틱은 크기가 작아 쉽게 생물체 내로 유입될 수 있으며, 이를 통해 독성 화학물질과 함께 인체에 흡수될 위험이 있다. 또한, 미세플라스틱은 항생제 내성 균주를 포함한 유해한 박테리아를 운반할 수 있어 인간뿐만 아니라 야생 동물에게도 심각한 위협이 된다. 이는 생태계 전반에 걸쳐 지속 가능한 영향을 미치며, 특히 해양 생태계에서 큰 문제를 발생한다. 따라서, 미세플라스틱의 환경 및 건강에 대한 위험 요소를 해결하기 위해 지속적인 연구와 노력이 필요하다.

널리 사용되는 PE, PET, PS, PP, PVC 플라스틱의 재활용이나 사용 금지 만으로는 플라스틱 오염 문제를 완전히 해결할 수 없다. 효율적인 플라스틱 분해 방법을 개발하는 것이 더욱 중요하다. 본 총설에서는 다양한 플라스틱의 미생물을 활용한 친환경적 생분해 기작에 초점을 맞추었다. 예를 들어, PE의 분해에는 Rhodococcus의 laccase와 Pseudomonas의 alkane hydroxylase가, PET에는 Ideonella sakaiensis의 PETase와 MHETase가, PS에는 Azotobacter beijerinckii의 hydroquinone peroxidase가 중요한 역할을 한다. PP와 PVC와 같은 플라스틱에 대해서는 분해 메커니즘이 명확히 밝혀지지 않았지만, Klebsiella sp.와 같은 미생물의 가능성이 연구되고 있다. 앞으로 효소적 분해에 대한 연구를 지속적으로 발전시켜 플라스틱 오염 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 해야 한다.

Table 1 Plastic-degrading bacteria and enzymes

PlasticsMicroorganismEnzymesDegradation productionReferences
PERhodococcus ruberLaccasePE film loses 75% weight after 30 days.[74]
Bacillus brevisLaccasePE microplastic loses 19.8% weight after 35 days.[43]
Pseudomonas sp.*N/AHDPE film loses 15% weight after 30 days.[39]
Acinetobacter sp. NyZ450*N/APE film loses 24% weight after 30 days.[75]
Bacillus sp. NyZ451*N/APE film loses 24% weight after 30 days.[75]
PSBacillus cereus*N/APS particles 7.4% weight after 30 days.[76]
Bacillus gottheilii*N/APS particles 5.8% lose weight after 30 days.[76]
Bacillus spp.lipase, esteraseHIPS film 23%(w/w) lose weight after 30 days.[77]
Exiguobacterium sibiricum DR11Hydrolyzing enzymesPS chips 8% weight after 30 days.[78]
Exiguobacterium undae DR14Hydrolyzing enzymesPS chips 8.8% weight after 30 days.[78]
Enterobacter sp.Extracellular depolymerase enzymesHIPS film 12.4%(w/v) lose weight after 30 days.[79]
PETIdeonella sakaiensisPETaseAlmost complete degradation achieved after 42 days.[48]
Thermobifida fusca KW3LC-cutinase TfCut2lcPET(low-crystallinity PET) film 20.4% lose weight after 24 hour.[80]
Bacillus sp. BCBT21lipases, cutinasesPET 43.05% lose weight after 30 days.[81]
Saccharomonospora viridiscutinase13.5% weight loss for PET-GF and 27.0% for PET-S[82]
PPPseudomonas Vibrio*N/APP strips (85% low-density polyethylene coextruded with 15% cornstarch) 60% lose weight after 5 months[83]
Pseudomonas aeruginosa*N/APP powder 17.2% lose weight after 40 days.[61]
Bacillus flexus*N/Apretreated PP film 2.5% lose weight after 12 months.[84]
Bacillus cereus*N/APP film 12% lose weight after 40 days.[85]
Sporosarcina globispora*N/APP film 11% lose weight after 40 days.[85]
Bacillus sp.*N/APP film 10-12% lose weight after 30 days.[86]
Pseudomonas citronellolis Bacillus flexus*N/APP 19% lose weight after 30 days.[87]
PVCChaetomium sp.*N/Aplasticized PVC 1% lose weight after 3 months[88]
Trichocladium sp.*N/Aplasticized PVC 3% lose weight after 3 months[88]
Bacillus sp. AIIW2*N/APVC 0.26±0.02% lose weight after 90 days.[71]

* N/A: Indicates the paper did not describe


This work was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korea government (MSIT) (No. 2022R1A4A1019201)

  1. Arutchelvi, J., M. Sudhakar, A. Arkatkar, M. Doble, S. Bhaduri, and P. V. Uppara (2008) Biodegradation of polyethylene and poly propylene. Indian J Biotechnol. 7: 9-22.
  2. Roy, P. K., M. Hakkarainen, I. K. Varma, and A.-C. Albertsson (2011) Degradable polyethylene: fantasy or reality. Environmental science & technology. 45: 4217-4227.
    Pubmed CrossRef
  3. Azubuike, C. C., C. B. Chikere, and G. C. Okpokwasili (2020) Bioremediation: An eco-friendly sustainable technology for environmental management. pp.19-39. In Volume I: Industrial Waste and Its Management. Bioremediation of Industrial Waste for Environmental Safety. Springer Nature Singapore Pte Ltd. Singapore.
    CrossRef
  4. Alvim, C. B., M. Bes-Piá, and J. A. Mendoza-Roca (2020) Separation and identification of microplastics from primary and secondary effluents and activated sludge from wastewater treatment plants. Chemical Engineering Journal. 402: 126293.
    CrossRef
  5. Kasmuri, N., N. A. A. Tarmizi, and A. Mojiri (2022) Occurrence, impact, toxicity, and degradation methods of microplastics in environment-a review. Environmental Science and Pollution Research. 29: 30820-30836.
    Pubmed CrossRef
  6. Ma, H., S. Pu, S. Liu, Y. Bai, S. Mandal, and B. Xing (2020) Microplastics in aquatic environments: toxicity to trigger ecological consequences. Environmental Pollution. 261: 114089.
    Pubmed CrossRef
  7. Yee, M. S.-L., L.-W. Hii, C. K. Looi, W.-M. Lim, S.-F. Wong, Y.-Y. Kok, B.-K. Tan, C.-Y. Wong, and C.-O. Leong (2021) Impact of microplastics and nanoplastics on human health. Nanomaterials. 11: 496.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  8. Rillig, M. C. (2012) Microplastic in terrestrial ecosystems and the soil?. Environ. Sci. Technol. 46: 6453-6454.
    Pubmed CrossRef
  9. Kawai, F., T. Kawabata, and M. Oda (2019) Current knowledge on enzymatic PET degradation and its possible application to waste stream management and other fields. Applied microbiology and biotechnology. 103: 4253-4268.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  10. Blackburn, K., and D. Green (2022) The potential effects of microplastics on human health: What is known and what is unknown. Ambio. 51: 518-530.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  11. Al Mamun, A., T. A. E. Prasetya, I. R. Dewi, and M. Ahmad (2023) Microplastics in human food chains: Food becoming a threat to health safety. Science of The Total Environment. 858: 159834.
    Pubmed CrossRef
  12. Sana, S. S., L. K. Dogiparthi, L. Gangadhar, A. Chakravorty, and N. Abhishek (2020) Effects of microplastics and nanoplastics on marine environment and human health. Environmental Science and Pollution Research. 27: 44743-44756.
    Pubmed CrossRef
  13. Gouin, T., N. Roche, R. Lohmann, and G. Hodges (2011) A thermodynamic approach for assessing the environmental exposure of chemicals absorbed to microplastic. Environmental Science & Technology. 45: 1466-1472.
    Pubmed CrossRef
  14. Verla, A. W., C. E. Enyoh, E. N. Verla, and K. O. Nwarnorh (2019) Microplastic-toxic chemical interaction: a review study on quantified levels, mechanism and implication. SN Applied Sciences. 1: 1-30.
    CrossRef
  15. Evode, N., S. A. Qamar, M. Bilal, D. Barceló, and H. M. Iqbal (2021) Plastic waste and its management strategies for environmental sustainability. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 4: 100142.
    CrossRef
  16. Dey, S., G. Veerendra, P. A. Babu, A. P. Manoj, and K. Nagarjuna (2024) Degradation of plastics waste and its effects on biological ecosystems: A scientific analysis and comprehensive review. Biomedical Materials & Devices. 2: 70-112.
    CrossRef
  17. Zevenhoven, R., M. Karlsson, M. Hupa, and M. Frankenhaeuser (1997) Combustion and gasification properties of plastics particles. Journal of the air & waste management association. 47: 861-870.
    Pubmed CrossRef
  18. Verma, R., K. Vinoda, M. Papireddy, and A. Gowda (2016) Toxic pollutants from plastic waste-a review. Procedia Environmental Sciences. 35: 701-708.
    CrossRef
  19. Bak, J., H. B. Kang, and Y.-S. Choi (2021) Microplastics in the marine environment and their impacts on human health. Journal of Life Science. 31: 442-451.
  20. Jahirul, M., M. Rasul, D. Schaller, M. Khan, M. Hasan, and M. Hazrat (2022) Transport fuel from waste plastics pyrolysis-A review on technologies, challenges and opportunities. Energy Conversion and Management. 258: 115451.
    CrossRef
  21. Bombelli, P., C. J. Howe, and F. Bertocchini (2017) Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella. Current Biology. 27: R292-R293.
    Pubmed CrossRef
  22. Prata, J. C., J. P. da Costa, I. Lopes, A. C. Duarte, and T. Rocha-Santos (2020) Environmental exposure to microplastics: An overview on possible human health effects. Science of the total environment. 702: 134455.
    Pubmed CrossRef
  23. Du, F., H. Cai, Q. Zhang, Q. Chen, and H. Shi (2020) Microplastics in take-out food containers. Journal of Hazardous Materials. 399: 122969.
    Pubmed CrossRef
  24. Li, Y., L. Tao, Q. Wang, F. Wang, G. Li, and M. Song (2023) Potential health impact of microplastics: a review of environmental distribution, human exposure, and toxic effects. Environment & Health. 1: 249-257.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  25. Cox, K. D., G. A. Covernton, H. L. Davies, J. F. Dower, F. Juanes, and S. E. Dudas (2019) Human consumption of microplastics. Environmental science & technology. 53: 7068-7074.
    Pubmed CrossRef
  26. Lee, S., J. Ahn, J. H. Kim, E. Lee, I. Lee, and S. Byun (2024) Transcriptomic and metabolomic analysis unveils nanoplastic-induced gut barrier dysfunction via STAT1/6 and ERK pathways. Environmental Research. 249: 118437.
    Pubmed CrossRef
  27. Saha, S. C., and G. Saha (2024) Effect of microplastics deposition on human lung airways: A review with computational benefits and challenges. Heliyon.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  28. Browne, M. A., P. Crump, S. J. Niven, E. Teuten, A. Tonkin, T. Galloway, and R. Thompson (2011) Accumulation of microplastic on shorelines woldwide: sources and sinks. Environmental science & technology. 45: 9175-9179.
    Pubmed CrossRef
  29. Warheit, D., G. Hart, T. Hesterberg, J. Collins, W. Dyer, G. Swaen, V. Castranova, A. Soiefer, and G. Kennedy (2001) Potential pulmonary effects of man-made organic fiber (MMOF) dusts. Critical reviews in toxicology. 31: 697-736.
    Pubmed CrossRef
  30. Pauly, J. L., S. J. Stegmeier, H. A. Allaart, R. T. Cheney, P. J. Zhang, A. G. Mayer, and R. J. Streck (1998) Inhaled cellulosic and plastic fibers found in human lung tissue. Cancer epidemiology, biomarkers & prevention: a publication of the. American Association for Cancer Research, cosponsored by the American Society of Preventive Oncology. 7: 419-428.
  31. Cai, H., E. G. Xu, F. Du, R. Li, J. Liu, and H. Shi (2021) Analysis of environmental nanoplastics: Progress and challenges. Chemical Engineering Journal. 410: 128208.
    CrossRef
  32. Eom, S., W. Shim, and I. Choi (2024) Microplastic-induced inhibition of cell adhesion and toxicity evaluation using human dermal fibroblast-derived spheroids. Journal of Hazardous Materials. 465: 133359.
    Pubmed CrossRef
  33. Sangkham, S., O. Faikhaw, N. Munkong, P. Sakunkoo, C. Arunlertaree, M. Chavali, M. Mousazadeh, and A. Tiwari (2022) A review on microplastics and nanoplastics in the environment: Their occurrence, exposure routes, toxic studies, and potential effects on human health. Marine pollution bulletin. 181: 113832.
    Pubmed CrossRef
  34. Sangale, M. K., M. Shahnawaz, and A. Ade (2012) A review on biodegradation of polythene: the microbial approach. J Bioremed Biodeg. 3: 1-9.
    CrossRef
  35. Shah, A. A., F. Hasan, A. Hameed, and S. Ahmed (2008) Biological degradation of plastics: a comprehensive review. Biotechnology advances. 26: 246-265.
    Pubmed CrossRef
  36. Rasmussen, J. R., E. R. Stedronsky, and G. M. Whitesides (1977) Introduction, modification, and characterization of functional groups on the surface of low-density polyethylene film. Journal of the American Chemical Society. 99: 4736-4745.
    CrossRef
  37. Ammala, A., S. Bateman, K. Dean, E. Petinakis, P. Sangwan, S. Wong, Q. Yuan, L. Yu, C. Patrick, and K. Leong (2011) An overview of degradable and biodegradable polyolefins. Progress in polymer science. 36: 1015-1049.
    CrossRef
  38. Wilkes, R.-A., and L. Aristilde (2017) Degradation and metabolism of synthetic plastics and associated products by Pseudomonas sp.: capabilities and challenges. Journal of applied microbiology. 123: 582-593.
    Pubmed CrossRef
  39. Balasubramanian, V., K. Natarajan, B. Hemambika, N. Ramesh, C. Sumathi, R. Kottaimuthu, and V. Rajesh Kannan (2010) High‐density polyethylene (HDPE)‐degrading potential bacteria from marine ecosystem of Gulf of Mannar, India. Letters in applied microbiology. 51: 205-211.
    Pubmed CrossRef
  40. Kim, Y.-J., J.-S. Lee, J.-A. Park, H.-O. Kim, K. S. Lim, and S. J. Ha Biodegradation of low-density polyethylene by Acinetobacter guillouiae PL211 isolated from the waste treatment facility.
    CrossRef
  41. Lee, G. H., D.-W. Kim, Y. H. Jin, S. M. Kim, E. S. Lim, M. J. Cha, J. K. Ko, G. Gong, S.-M. Lee, and Y. Um (2023) Biotechnological plastic degradation and valorization using systems metabolic engineering. International journal of molecular sciences. 24: 15181.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  42. Kim, Y.-J., Y.-H. Kim, Y.-R. Shin, S.-Y. Choi, J.-A. Park, H.-O. Kim, K. S. Lim, and S.-J. Ha (2024) Efficient biodegradation of low-density polyethylene by Pseudomonas plecoglossicida SYp2123 was observed through FT-IR and FE-SEM analysis. Biotechnol Bioprocess Eng. 29: 743-750.
    CrossRef
  43. Tiwari, N., D. Santhiya, and J. G. Sharma (2023) Degradation of polyethylene microplastics through microbial action by a soil isolate of Brevibacillus brevis. Polymer Degradation and Stability. 215: 110436.
    CrossRef
  44. Dhanraj, N., A. M. Hatha, and M. Jisha (2022) Biodegradation of petroleum based and bio-based plastics: approaches to increase the rate of biodegradation. Archives of Microbiology. 204: 258.
    Pubmed CrossRef
  45. Das, M. P., and S. Kumar (2013) Influence of cell surface hydrophobicity in colonization and biofilm formation on LDPE biodegradation. Int J Pharm Pharm Sci. 5: 694.
  46. Zampolli, J., M. Mangiagalli, D. Vezzini, M. Lasagni, D. Ami, A. Natalello, F. Arrigoni, L. Bertini, M. Lotti, and P. Di Gennaro (2023) Oxidative degradation of polyethylene by two novel laccase-like multicopper oxidases from Rhodococcus opacus R7. Environmental Technology & Innovation. 32: 103273.
    CrossRef
  47. Zampolli, J., A. De Giani, A. Di Canito, G. Sello, and P. Di Gennaro (2022) Identification of a novel biosurfactant with antimicrobial activity produced by Rhodococcus opacus R7. Microorganisms. 10: 475.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  48. Yoshida, S., K. Hiraga, T. Takehana, I. Taniguchi, H. Yamaji, Y. Maeda, K. Toyohara, K. Miyamoto, Y. Kimura, and K. Oda (2016) A bacterium that degrades and assimilates poly (ethylene terephthalate). Science. 351: 1196-1199.
    Pubmed CrossRef
  49. Urbanek, A. K., K. E. Kosiorowska, and A. M. Mirończuk (2021) Current knowledge on polyethylene terephthalate degradation by genetically modified microorganisms. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 9: 771133.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  50. Park, S. H., and S. H. Kim (2014) Poly (ethylene terephthalate) recycling for high value added textiles. Fashion and Textiles. 1: 1-17.
    CrossRef
  51. Imran, M., W. A. Al-Masry, A. Mahmood, A. Hassan, S. Haider, and S. M. Ramay (2013) Manganese-, cobalt-, and zinc-based mixed-oxide spinels as novel catalysts for the chemical recycling of poly (ethylene terephthalate) via glycolysis. Polymer Degradation and Stability. 98: 904-915.
    CrossRef
  52. Dissanayake, L., and L. N. Jayakody (2021) Engineering microbes to bio-upcycle polyethylene terephthalate. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 9: 656465.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  53. Oda, K., and A. Wlodawer (2024) Development of Enzyme-Based Approaches for Recycling PET on an. Industrial Scale. Biochemistry. 63: 369-401.
    Pubmed CrossRef
  54. Hou, L., and E. L.-W. Majumder (2021) Potential for and distribution of enzymatic biodegradation of polystyrene by environmental microorganisms. Materials. 14: 503.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  55. Ho, B. T., T. K. Roberts, and S. Lucas (2018) An overview on biodegradation of polystyrene and modified polystyrene: the microbial approach. Critical reviews in biotechnology. 38: 308-320.
    Pubmed CrossRef
  56. Lou, Y., P. Ekaterina, S.-S. Yang, B. Lu, B. Liu, N. Ren, P. F.-X. Corvini, and D. Xing (2020) Biodegradation of polyethylene and polystyrene by greater wax moth larvae (Galleria mellonella L.) and the effect of co-diet supplementation on the core gut microbiome. Environmental science & technology. 54: 2821-2831.
    Pubmed CrossRef
  57. Mor, R., and A. Sivan (2008) Biofilm formation and partial biodegradation of polystyrene by the actinomycete Rhodococcus ruber: Biodegradation of polystyrene. Biodegradation. 19: 851-858.
    Pubmed CrossRef
  58. Bertin, D., M. Leblanc, S. R. Marque, and D. Siri (2010) Polypropylene degradation: Theoretical and experimental investigations. Polymer degradation and stability. 95: 782-791.
    CrossRef
  59. Carlsson, D., and D. Wiles (1976) The photooxidative degradation of polypropylene. Part I. Photooxidation and photoinitiation processes. Journal of Macromolecular Science-Reviews in Macromolecular Chemistry. 14: 65-106.
    CrossRef
  60. Kotova, I., Y. V. Taktarova, E. Tsavkelova, M. Egorova, I. Bubnov, D. Malakhova, L. Shirinkina, T. Sokolova, and E. Bonch-Osmolovskaya (2021) Microbial degradation of plastics and approaches to make it more efficient. Microbiology. 90: 671-701.
    CrossRef
  61. Wang, P., J. Zhao, Y. Ruan, X. Cai, J. Li, L. Zhang, and H. Huang (2022) Degradation of polypropylene by the Pseudomonas aeruginosa strains LICME WZH-4 and WGH-6. Journal of Polymers and the Environment. 30: 3949-3958.
    CrossRef
  62. Wróbel, M., S. Szymańska, T. Kowalkowski, and K. Hrynkiewicz (2023) Selection of microorganisms capable of polyethylene (PE) and polypropylene (PP) degradation. Microbiological Research. 267: 127251.
    Pubmed CrossRef
  63. Jeon, H. J., and M. N. Kim (2016) Isolation of mesophilic bacterium for biodegradation of polypropylene. International Biodeterioration & Biodegradation. 115: 244-249.
    CrossRef
  64. Bueno-Ferrer, C., M. Garrigós, and A. Jiménez (2010) Characterization and thermal stability of poly (vinyl chloride) plasticized with epoxidized soybean oil for food packaging. Polymer degradation and stability. 95: 2207-2212.
    CrossRef
  65. Glas, D., J. Hulsbosch, P. Dubois, K. Binnemans, and D. E. De Vos (2014) End‐of‐Life Treatment of Poly (Vinyl Chloride) and Chlorinated Polyethylene by Dehydrochlorination in. Ionic Liquids. ChemSusChem. 7: 610-617.
    Pubmed CrossRef
  66. Zhang, M., A. Buekens, X. Jiang, and X. Li (2015) Dioxins and polyvinylchloride in combustion and fires. Waste Management & Research. 33: 630-643.
    Pubmed CrossRef
  67. Li, W. C., H. F. Tse, and L. Fok (2016) Plastic waste in the marine environment: A review of sources, occurrence and effects. Science of the total environment. 566: 333-349.
    Pubmed CrossRef
  68. Wang, J., Z. Tan, J. Peng, Q. Qiu, and M. Li (2016) The behaviors of microplastics in the marine environment. Marine Environmental Research. 113: 7-17.
    Pubmed CrossRef
  69. Patil, R., and U. Bagde (2016) Development of novel bacterial strains for enhanced biodegradation of plastic polymers by protoplast fusion. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Sciences. 18: 513-523.
  70. Zhang, Z., H. Peng, D. Yang, G. Zhang, J. Zhang, and F. Ju (2022) Polyvinyl chloride degradation by a bacterium isolated from the gut of insect larvae. Nature Communications. 13: 5360.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  71. Kumari, A., D. R. Chaudhary, and B. Jha (2019) Destabilization of polyethylene and polyvinylchloride structure by marine bacterial strain. Environmental Science and Pollution Research. 26: 1507-1516.
    Pubmed CrossRef
  72. Moog, D., J. Schmitt, J. Senger, J. Zarzycki, K.-H. Rexer, U. Linne, T. Erb, and U. G. Maier (2019) Using a marine microalga as a chassis for polyethylene terephthalate (PET) degradation. Microbial cell factories. 18: 1-15.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  73. Choi, J., H. Kim, Y.-R. Ahn, M. Kim, S. Yu, N. Kim, S. Y. Lim, J.-A. Park, S.-J. Ha, and K. S. Lim (2024) Recent advances in microbial and enzymatic engineering for the biodegradation of microand nanoplastics. RSC advances. 14: 9943-9966.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  74. Santo, M., R. Weitsman, and A. Sivan (2013) The role of the copper-binding enzyme-laccase-in the biodegradation of polyethylene by the actinomycete Rhodococcus ruber. International Biodeterioration & Biodegradation. 84: 204-210.
    CrossRef
  75. Yin, C.-F., Y. Xu, and N.-Y. Zhou (2020) Biodegradation of polyethylene mulching films by a co-culture of Acinetobacter sp. strain NyZ450 and Bacillus sp. strain NyZ451 isolated from Tenebrio molitor larvae. International Biodeterioration & Biodegradation. 155: 105089.
    CrossRef
  76. Auta, H., C. Emenike, and S. Fauziah (2017) Screening of Bacillus strains isolated from mangrove ecosystems in Peninsular Malaysia for microplastic degradation. Environmental Pollution. 231: 1552-1559.
    Pubmed CrossRef
  77. Mohan, A. J., V. C. Sekhar, T. Bhaskar, and K. M. Nampoothiri (2016) Microbial assisted high impact polystyrene (HIPS) degradation. Bioresource technology. 213: 204-207.
    Pubmed CrossRef
  78. Chauhan, D., G. Agrawal, S. Deshmukh, S. S. Roy, and R. Priyadarshini (2018) Biofilm formation by Exiguobacterium sp. DR11 and DR14 alter polystyrene surface properties and initiate biodegradation. RSC advances. 8: 37590-37599.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  79. Sekhar, V. C., K. M. Nampoothiri, A. J. Mohan, N. R. Nair, T. Bhaskar, and A. Pandey (2016) Microbial degradation of high impact polystyrene (HIPS), an e-plastic with decabromodiphenyl oxide and antimony trioxide. Journal of hazardous materials. 318: 347-354.
    Pubmed CrossRef
  80. Barth, M., A. Honak, T. Oeser, R. Wei, M. R. Belisário‐Ferrari, J. Then, J. Schmidt, and W. Zimmermann (2016) A dual enzyme system composed of a polyester hydrolase and a carboxylesterase enhances the biocatalytic degradation of polyethylene terephthalate films. Biotechnology Journal. 11: 1082-1087.
    Pubmed CrossRef
  81. Benavides Fernández, C. D., M. P. Guzmán Castillo, S. A. Quijano Pérez, and L. V. Carvajal Rodríguez (2022) Microbial degradation of polyethylene terephthalate: a systematic review. SN Applied Sciences. 4: 263.
    CrossRef
  82. Kawai, F., M. Oda, T. Tamashiro, T. Waku, N. Tanaka, M. Yamamoto, H. Mizushima, T. Miyakawa, and M. Tanokura (2014) A novel Ca 2+-activated, thermostabilized polyesterase capable of hydrolyzing polyethylene terephthalate from Saccharomonospora viridis AHK190. Applied microbiology and biotechnology. 98: 10053-10064.
    Pubmed CrossRef
  83. Cacciari, I., P. Quatrini, G. Zirletta, E. Mincione, V. Vinciguerra, P. Lupattelli, and G. Giovannozzi Sermanni (1993) Isotactic polypropylene biodegradation by a microbial community: physicochemical characterization of metabolites produced. Applied and environmental microbiology. 59: 3695-3700.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  84. Arkatkar, A., A. A. Juwarkar, S. Bhaduri, P. V. Uppara, and M. Doble (2010) Growth of Pseudomonas and Bacillus biofilms on pretreated polypropylene surface. International Biodeterioration & Biodegradation. 64: 530-536.
    CrossRef
  85. Auta, S., C. Emenike, and S. Fauziah (2017) Screening for polypropylene degradation potential of bacteria isolated from mangrove ecosystems in Peninsular Malaysia. 7: 245-251.
    CrossRef
  86. Jain, K., H. Bhunia, and M. Sudhakara Reddy (2018) Degradation of polypropylene-poly-L-lactide blend by bacteria isolated from compost. Bioremediation Journal. 22: 73-90.
    CrossRef
  87. Giacomucci, L., N. Raddadi, M. Soccio, N. Lotti, and F. Fava (2019) Polyvinyl chloride biodegradation by Pseudomonas citronellolis and Bacillus flexus. New biotechnology. 52: 35-41.
    Pubmed CrossRef
  88. Kaczmarek, H., and K. Bajer (2007) Biodegradation of plasticized poly (vinyl chloride) containing cellulose. Journal of Polymer Science Part B:. Polymer Physics. 45: 903-919.
    CrossRef