CHƢƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.6. Cơ chế phân hủy polymer sinh học theo con đƣờng sinh học
+ Giai đoạn đầu là phản ứng của oxi trong khơng khí với polymer, các mạch polymer bị cắt nhỏ (tạo thành olygomer) là kết quả của q trình oxi hóa, giai đoạn này khơng có mặt của các vi sinh vật làm nhiệm vụ oxi hóa, việc sử dụng oxi sẽ biến các mạch polymer hình thành các nhóm chức như là cacbonyl, acid cacboxilic, ester, andehid, rượu. Từ một polymer kị nước xuất hiện các nhóm chức ưa nước tạo điều kiện cho việc phân hủy các polymer dễ dàng hơn.
+ Giai đoạn hai là phân hủy sinh học bởi sự oxi hóa của các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm… chúng sẽ phân hủy các mạch olygomer còn lại thành CO2 và nước.
Trong giai đoạn đầu là giai đoạn quan trọng nhất vì nó quyết định tồn bộ q trình, trong giai đoạn đầu của quá trình phân hủy sinh học sự giảm cấp có thể diễn ra nhanh hơn khi có mặt của tia UV hoặc nhiệt độ [67].
Bên cạnh yếu tố môi trường, cơ chế và tốc độ phân hủy polymer sinh học cũng phụ thuộc vào thành phần hóa học của polymer. Đặc biệt tốc độ phân hủy sinh học phụ thuộc vào đặc tính polymer bởi vì chúng là cơ chất cho enzym. Khả năng phân hủy polymer sinh học nhanh hay chậm phụ thuộc vào bản chất của liên kết hóa học hiện diện trong mạch polymer đó [54].
PHB và PLA có các đơn phân tương ứng là axit 3-hydroxybutyric và axit lactic. Bản chất liên kết giữa các đơn phân trong mạch polymer là liên kết este. Các liên kết này sẽ bị bẻ gẫy trong phản ứng thủy phân và gây đứt mạch polymer. Do đó cả PHB và PLA đều có thể bị phân hủy bởi các enzym thủy phân (hình 5).
Hình 5. Phản ứng thủy phân PLA [36]
Đến nay việc tìm kiếm các chủng vi sinh vật có khả năng sử dụng polymer sinh học nói chung hay PLA nói riêng vẫn thu hút được nhiều nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam. Việc phát hiện các chủng vi sinh vật mới không những mang lại ý nghĩa về mặt khoa học, mà cịn có ý nghĩa thực tiễn trong việc tạo ra các chế phẩm sinh học góp phần giải quyết ô nhiễm môi trường.