美國:靈芝菌絲體結合農業廢棄物,化身水中抗生素的清道夫

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面對抗生素大量進入環境助長抗藥性問題的全球隱憂,加州大學戴維斯分校機械與航空航天工程系教授Valeria La Saponara)和食品科學與科技系教授Ameer Taha共同領導的團隊,2026年1月發表在英國皇家化學學會期刊《RSC Advances》研究,提出了一個兼具環保與低成本的解決方案,那就是讓靈芝菌絲體長在農業廢棄物製成的培養基上,用這樣的材料去中和水中的抗生素。

文/吳亭瑤

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https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/ra/d5ra06482a

 

研究團隊利用橡木顆粒,搭配杏仁殼、咖啡渣與蠶豆莖等農業廢棄物,製成太空包培養基,再把靈芝培養液接種到培養基裡,置於21℃的室溫環境中培養十三天,確認菌絲已充分深入基質後,將太空包移至-80℃冷凍保存,待實驗開始時再取出解凍,取1克長滿靈芝菌絲的培養基,放入含有二十種抗生素(各20 ng)的水中(25 mL)進行測試。

結果發現,才短短三天,靈芝菌絲體就能針對幾種傳統污水系統難以處理的抗生素產生作用,包括三種喹諾酮類抗生素enoxacinenrofloxacinnorfloxacin)和一種常見的磺胺類抗生素(sulfadimethoxine)的濃度增明顯減少,但不同抗生素的降幅並不一致,其中尤以enrofloxacin(恩諾沙星)減少了 82.4% 最為顯著。相較之下,那些沒有加入靈芝菌絲體的樣品,抗生素濃度均無明顯變化。

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靈芝菌絲體培養基與抗生素清除效果。左圖:本研究使用的靈芝菌絲體培養基。右:以兩種抗生素為例,加入菌絲體後3天,其在水中的濃度明顯下降,而未加入菌絲體的對照組則幾乎沒有變化。


研究團隊表示,這種淨化效果並非來自菌絲體的吸附作用,因為吸附作用通常不具特異性,若有影響會遍及所有抗生素。因此他們推測,比較可能是靈芝菌絲體分泌的酵素(像是過去曾被證實具有體外抗菌作用的過氧化物酶、木質素酶、木聚醣酶或纖維素酶等),將抗生素分解或轉化成活性較低的產物。不過,這一機制仍有待進一步驗證。

先前也有利用靈芝菌絲體去除水中抗生素的研究發表,但將菌絲體培養於農業廢棄物上,並在3天內觀察到降解效果的作法,本研究應是首例。

雖然研究當處於初期的探索階段,但已經展現出靈芝菌絲體結合農業廢棄物改善環境生態的潛力。未來若能進一步優化培養條件並提升處理效能,靈芝清道夫的價值就不只是打掃身體的烏煙瘴氣而已,還能延伸到淨化地球水資源。

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本圖旨在說明,抗生素如何從人類活動進入環境,並促進抗藥性細菌與抗藥性基因的傳播。圖中透過人類活動(藍色方框)、野生動物(黃色圓圈)、包含空氣、水、土壤的環境介質(綠色圖示)以及人類本身(粉紅色圓圈)之間的互動關係,告訴我們,抗生素殘留物與抗藥性細菌不會停留在原來的場所,而是會在環境中不斷循環。

抗生素從醫療、畜牧、養殖等場所進入環境後,會在水體、土壤、野生動物與食物鏈中持續流動,進而促進抗藥性細菌的擴散,而現有污水處理系統往往無法完全去除這些污染物。

由於水是抗生素污染在整個生態系統中流動的重要媒介,如果能在污水排入環境之前降解部分抗生素,便有機會降低抗藥性細菌在環境中的傳播風險。這也是本研究利用靈芝菌絲體處理含抗生素廢水的主要出發點。


〔資料來源〕Juarez V et al.  Use of Ganoderma lucidum grown on agricultural waste to remove antibiotics from water. RSC Adv. 2026 Jan 5;16(2):1499-1508. doi: 10.1039/d5ra06482a.