生物塑料包括源自植物基材料、農業副產品和其他可再生生物質來源的塑料，以及那些能夠通過微生物自然降解的塑料。與從石油等化石燃料中提取的傳統塑料不同，可生物降解的生物塑料無塑料污染問題，從而減少了對環境的影響。

PHA目前在生物塑料中受到熱捧。PHA源自微生物合成，由于做成的產品應用外觀與塑料相似，一直被稱為生物“塑料”。但實際上，PHA=生物塑料嗎？微構工場與清華大學團隊共同在Biotechnology Advances上發表題為PHA is not just a bioplastic! 的文章，一起來看看哪些證據說明PHA不僅僅是生物“塑料”。

來源≠生物塑料

PHA是天然產生并儲存在許多革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌中的物質。

不同的微生物可以產生具有不同分子結構、單體比例和分子量的PHA。聚-3-羥基丁酸酯 （PHB） 可能是最豐富和最廣泛研究的 PHA，許多細菌都可以合成PHB，包括鉤蟲貪銅菌、羅氏真氧菌、鹽單胞菌和某些芽孢桿菌和鏈霉菌屬。迄今為止，大約有 92 個細菌屬已經證明了能在厭氧和好氧條件下合成PHA，合成超過160種PHA單體，并且每年都有新的PHA單體被陸續發現。

合成過程≠生物塑料

一般的生物塑料是從淀粉中水解得到葡萄糖，再經過微生物發酵得到中間產物，進一步通過化學高溫高壓縮合聚合或開環聚合而成，而PHA的合成與生產過程與一般的生物塑料有著較大差異。

首先，細菌會根據其代謝和PHA聚合酶基因合成不同的PHA。因此利用基因工程、代謝工程等手段，可以去增強PHA的產生能力。

在發酵過程中，微生物通過利用培養基中的碳源和氮源來生長，并逐漸積累體內的PHA含量。通過控制發酵條件，包括溫度、pH 值等，可以實現PHA生產的優化。選擇的碳源通常來自可再生資源，如糖、植物油和工業副產品；而發酵過程也可以連續進行，整個過程也不再需要高溫高壓的條件。

材料性能≠生物塑料

通過代謝工程的努力，可以對合成的PHA進行“微調”，以符合不同產品的不同要求，從而實現材料特性的定制化，如延展性、彈性、導熱性和透明度。

短鏈PHA（scl-PHA）的性能幾乎與PP和PET相當，中鏈PHA（mcl-PHA）則猶如橡膠和彈性材料，可用于多種應用。分子量達數百萬的超高分子量PHA已被證明可在高強度纖維中應用，例如漁網，繩子等。

在其他生物基材料中，例如纖維素基材料在紙張和紡織品等應用中具有特定優勢，但不如PHA的性能廣。此外，從玉米或植物物質中提取的生物基塑料僅限于所選原料的固有特性。相比之下，PHA表現出廣泛的特性，可以針對特定應用進行定制，這種多功能性比源自纖維素或淀粉的生物基材料更具優勢。

應用場景＞生物塑料

與更廣泛的生物塑料類別相比，PHA表現出獨特的品質、應用和特征。這種獨特性包括它們的多功能性、多樣化的分子結構，以及在超出傳統生物塑料范圍的一系列能力。

不同的PHA聚合物和共聚物可以模仿石油衍生塑料的功能，提供一種可生物降解、無毒和環保的替代品。現在有多種PHA單體能夠取代一些從消費品到包裝的化石燃料衍生塑料。它們可以被設計成具有不同程度的靈活性、強度和透明度，使其可用于各種行業。

PHA已被證明是包裝材料中一種非常寶貴的環保選擇，可用于薄膜、泡沫、紙張涂料、吸管等。

在紡織工業中，PHA提供了一種可持續的纖維替代品，而其作為廢水處理中反硝化的碳源的應用還展示了其在環境修復方面的多功能性。

PHA的生物相容性、無毒性和抗菌特性可以被擴展應用到醫療領域。由于其在體內無害分解的能力，PHA已被應用于組織工程植入物、細胞生長基質、藥物載體等。

PHA還可以自然隔離氮，已被證明對植物生長有益，并且是動物飼料的健康替代品，可用于農業中的許多應用。

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