꿀벌부채명나방 유충의 농업용 PE 필름 분해

농업용 폴리에틸렌(PE) 멀칭 필름은 생태계에 장기간 잔류하며 효과적인 생분해 기술이 요구됩니다. 이전 연구에서 꿀벌부채명나방(Galleria mellonella) 유충이 플라스틱을 섭취할 수 있음이 밝혀졌으나, 효율적인 PE 분해 미생물 규명과 숙주-미생물 공생 메커니즘에 대한 이해는 부족했습니다. 본 연구는 꿀벌부채명나방 유충이 물리적 저작, 미생물 작용, 장내 대사를 통해 PE 멀칭 필름을 효과적으로 분해함을 입증했습니다. 꿀벌부채명나방 유충은 30일 내에 PE 멀칭 필름 무게를 35% 감소시켰으며, FT-IR, TGA, GPC 분석을 통해 PE의 화학적 탈중합이 확인되었습니다. 장내 미생물 억제 시 PE 소비량이 37% 감소하여 미생물의 필수적인 역할을 검증했습니다. Pseudomonas putida ZSA123, Enterobacter hormaechei LBA140, Lysinibacillus fusiformis LBB122 세 가지 신규 균주를 분리했으며, 이들은 꿀벌부채명나방에서 플라스틱 분해 공생체로 기능하는 최초의 사례입니다. 이 균주들은 시험관 내에서 5.68-9.76%의 PE 중량 감소를 보였고, 표면 침식 및 기계적 열화가 관찰되어 효과적인 고분자 사슬 절단을 시사했습니다. 대사체학 분석 결과, PE 사슬 산화에서 유래한 수산화 지방산 유도체와 상향 조절된 β-산화 운반체가 검출되어 숙주가 산화된 PE 조각을 동화함을 나타냈습니다. 특히, 밀기울 공동 섭취는 유충 사망률 문제를 해결하면서 26.0%의 분해 효율을 유지하여, 플라스틱 폐기물 처리와 곤충 바이오매스 생산을 결합한 확장 가능한 이중 전략을 제시합니다. 본 연구는 PE 분해에서 곤충-미생물 공생 메커니즘에 대한 근본적인 통찰을 제공하며, 농업용 플라스틱 폐기물의 지속 가능한 관리를 위한 길을 열었습니다.