研究表明，蠟蛾(waxworm)的幼蟲(Galleria mellonella)，可以降解聚乙烯（PE）等塑料，並將其作為體脂儲存在體內。
塑膠垃圾的處理困境
聚乙烯（PE）是全球產量最高的塑膠之一，被廣泛用於塑膠袋、食品包裝與日常用品。然而，它的化學結構穩定，難以被環境自然分解，造成堆填場與海洋污染。焚燒處理雖能減少體積，卻帶來有害排放。回收再利用的比例始終偏低，塑膠垃圾問題幾乎成為「現代文明的沉重後遺症」。在這樣的背景下，科學界對「如何有效降解聚乙烯」的探索，成為環境生物科技的重要焦點。
傳統解法的侷限
雖然近年來有許多技術被提出，但每一種方式都存在限制：
- 機械回收：需要高度純化與分類，成本高昂。
- 化學裂解：能將聚合物分解成小分子，但需要高溫高壓，耗能巨大。
- 焚燒能源回收：雖能產生能源，但也排放大量二氧化碳與毒性氣體。
為什麼蠟蛾能「吃」塑膠？背後的酵素祕密
科學家在觀察蜂巢蠟蛾（waxworm, Galleria mellonella）時，意外發現它們能在短短 24 小時內啃食並分解一整個塑膠袋。進一步研究揭示，蠟蛾的唾液中含有高效氧化酵素，能在常溫常壓下切開聚乙烯的碳–碳鍵；同時，它們的腸道菌群會協助將分解產物進一步轉化為可代謝的小分子，最終以脂肪形式儲存在體內。 蠟蛾幼蟲代謝塑膠的方式，其實與人類攝取牛排時的情況有些相似——當我們攝入過量的飽和脂肪與不飽和脂肪，身體會將其儲存在脂肪組織中，而不是完全轉化為能量。然而，若幼蟲僅以塑膠為食，則會對健康造成負面影響，表現為體重明顯下降與壽命縮短。
這「奇異的自然現象」，也顯示出一種潛在的塑膠生物煉製路徑：把廢棄塑膠轉化為有價值的分子或能量來源。這種路徑，比傳統回收更具顛覆性，因為它結合了環境治理與資源再生。
從垃圾到能源：生物轉化的過程
把「蠟蛾吃塑膠」轉化為實際解決方案，並非直接養殖蠟蛾處理垃圾，而是要解構並模仿其中的酵素與代謝機制。
酵素的種類與特性
- 氧化酶（Oxidases）：特別是唾液中的多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO），能在中性 pH 與室溫下快速切開碳–碳鍵。
- 脫氫酶與水解酶：由腸道菌群分泌，負責進一步分解氧化後的小分子，例如乙二醇。
- 微生物輔助酵素：部分共生菌能加速能量轉換，使塑膠真正成為代謝路徑的一部分。
工業應用的可能路徑
- 基因工程量產：將蠟蛾酵素基因轉殖到大腸桿菌或酵母，實現工業級生產。
- 蛋白質工程優化：改造酵素耐高溫、耐鹼或耐污染物，以符合工業環境需求。
- 酵素反應槽：建立「酵素浴」，將塑膠碎料置入槽內進行生物降解。
- 化學–生物協同：酵素先進行低能耗的表面氧化，再接合化學裂解，降低整體能源消耗。
- 副產品利用：分解產物乙二醇可作為防凍劑或聚酯原料，將垃圾塑膠轉為可再利用的工業物質。
幼蟲降解塑膠技術的潛力與挑戰
優勢
- 效率突破：在常溫常壓下能分解聚乙烯，能耗遠低於傳統化學方式。
- 價值轉換：不只「降解」，還能「轉化」，從垃圾變成有用原料。
- 多學科整合：結合分子生物學、環境工程與化工技術，開啟跨領域合作的新契機。
限制
- 酵素穩定性不足：天然酵素在工業條件下可能迅速失活。
- 反應速率待提升：若沒有蛋白質工程優化，規模化應用仍受限。
- 成本挑戰：大量酵素生產與純化需要新的低成本平台。
- 環境與倫理問題：若以「活體蠟蛾」直接處理垃圾，需評估其生態風險與動物倫理爭議。
這些挑戰雖然真實存在，但科學界正在透過基因工程與人工智慧設計酵素的結合，逐步突破。未來的解決方案，不必然是單一酵素，而可能是多酵素聯合作用，甚至與微生物群落協同的「生物處理模組」。
未來應用：塑膠回收、能源與永續經濟
蠟蛾幼蟲的故事提醒我們，所謂「難以分解的塑膠」並非絕對不可能。當自然界展現出這樣的意外能力，科學的任務就是把它轉化為可規模化的工具。這不僅僅是環境議題，也是資源再生、能源轉型與產業革新的契機。
未來，我們或許能想像這樣的場景：塑膠垃圾被回收後，不是進焚化爐或堆填場，而是進入一座「生物工廠」。在那裡，酵素與微生物把它們拆解成小分子，再轉換成工業原料或能源。這是一種從「廢棄物」到「資源」的視角轉換，也是一個跨越科學與倫理邊界的挑戰。
