科技日報記者 江耘?實習生?盧馨怡
8月11日，記者從浙江省農業(yè)科學院了解到，該院蠶桑與茶葉研究所工廠化養(yǎng)蠶研究室聯合蘇州科技大學、蘇州大學研究團隊，從系統生物學角度發(fā)現，過量攝入生物降解塑料會對家蠶消化系統（中腸組織、微生物區(qū)系）造成一定程度的損傷，進而影響家蠶生長發(fā)育，降低養(yǎng)蠶成績。相關研究成果近日發(fā)表于國際學術期刊《環(huán)境污染》。
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聚乳酸對全齡人工飼料育家蠶的毒性影響示意圖 科研團隊供圖
飼料養(yǎng)蠶為“毒性測試”提供便利
作為傳統塑料的替代品，生物降解塑料指在自然界下通過微生物（如細菌、霉菌和藻類等）的生命活動就能降解的塑料，包括聚乳酸、聚羥基烷酸酯等種類。生物降解塑料經降解后會成為碳素循環(huán)的一部分。
然而，若不具備合適的場景條件，生物降解塑料發(fā)揮不了“綠色”特性，仍會對生態(tài)環(huán)境造成污染。因此，生物降解塑料對生態(tài)系統的潛在影響值得進一步研究。
“家蠶作為陸地生態(tài)系統中鱗翅目代表性昆蟲之一，因其高靈敏度而成為毒性研究中理想的模式生物。”國家蠶桑產業(yè)技術體系杭州綜合試驗站站長、浙江省農科院蠶桑與茶葉研究所工廠化養(yǎng)蠶研究室主任周文林介紹。
2022年，南開大學科研團隊在《環(huán)境科學與技術》發(fā)文，定量測算出環(huán)境樣本聚乳酸含量為53.5—491ng/g干重，考慮到93%的回收率，實際含量約為57.5—528ng/g干重。
“經過換算，自然環(huán)境下聚乳酸濃度約是0.0527—0.528mg/kg。我們這項研究在家蠶人工飼料組成原料中添加了濃度為1mg/L的聚乳酸懸浮液。經過換算，聚乳酸在最終制備完成的家蠶人工飼料飼喂餌料中的實際濃度為0.526 mg/kg，貼近聚乳酸在當前自然環(huán)境中的分布情況。”論文共同第一作者、浙江省農科院蠶桑與茶葉研究所武雪會博士介紹。
通過對照正常家蠶的中腸上皮組織結構和組織病理學檢驗結果，聯合團隊研究表明：食用添加了1mg/L聚乳酸的人工飼料，家蠶中腸細胞內各種微細結構基本正常，未見明顯病變或損傷，家蠶的存活率、結繭量等亦未發(fā)生改變。
生物降解塑料應用需完善規(guī)劃
2022年，中國石化與清華大學聯合研究的《可降解塑料的環(huán)境影響評價與政策支撐研究報告》發(fā)布。該報告認為，目前可降解塑料制品使用存在結構性矛盾，需要正視可降解材料的應用場景及產能的有效布局。
以聚乳酸為例，已有研究表明，它對水生與陸生生態(tài)系統均構成風險，并可能通過營養(yǎng)轉移進入人體。
“本項研究中，家蠶的人工飼料由干粉和水組成。我們將聚乳酸原料溶于水，超聲波處理后再倒入飼料干粉中攪拌均勻，制備的家蠶人工飼料中含有一定濃度的聚乳酸，其濃度可根據實驗需要進行調節(jié)。”武雪會表示，考慮到聚乳酸應用的增長趨勢以及養(yǎng)蠶配方飼料適口性等因素，此次研究還做了預判性實驗，即將聚乳酸濃度提高至5mg/L和25mg/L，持續(xù)觀察不同實驗條件下家蠶的健康狀況。
研究顯示，食用含有高濃度聚乳酸（5mg/L和25mg/L）的人工飼料后，家蠶的存活率和養(yǎng)蠶成績（全繭量）均顯著下降。家蠶過量攝入聚乳酸，會損害中腸上皮細胞，誘導氧化應激反應，改變中腸代謝以及中腸微生物群的豐富度和組成，從而導致生長和存活受到威脅。
周文林表示，此次研究初步表明了聚乳酸對蠶的影響，具體結論有待進一步驗證。此次研究為生物降解塑料在環(huán)境中的生態(tài)風險提供了新的思路。
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