Plástico Biodegradável mais Resistente que o PET é Desenvolvido
Créditos da imagem: Um grupo da Universidade de Kobe publicou recentemente que conseguiu produzir PDCA — que é biodegradável e os materiais que o incorporam apresentam propriedades físicas comparáveis ou até superiores às do PET — em biorreatores em concentrações sete vezes maiores do que as relatadas anteriormente. Crédito: Tsutomu Tanaka
O PDCA, uma alternativa biodegradável ao PET, apresenta propriedades físicas superiores. Pesquisadores da Universidade de Kobe projetaram bactérias E. coli para produzir PDCA a partir de glicose em níveis sem precedentes, sem gerar subprodutos, abrindo novos caminhos na bioengenharia.
Embora a durabilidade dos plásticos tenha impulsionado seu uso generalizado, ela também contribui para problemas ambientais. A maioria dos plásticos é à base de petróleo, o que os torna não renováveis e dependentes de fatores geopolíticos. Cientistas em todo o mundo estão desenvolvendo alternativas biodegradáveis e de base biológica, mas os desafios com rendimento, pureza e custos de produção permanecem.
Engenharia de PDCA com Nitrogênio
O bioengenheiro da Universidade de Kobe, Tsutomu Tanaka, explica que a maior parte da produção baseada em biomassa concentra-se em moléculas contendo apenas carbono, oxigênio e hidrogênio. “No entanto, alguns compostos altamente promissores para plásticos de alto desempenho incluem elementos como nitrogênio, e não existem métodos de bioprodução eficientes. A síntese química inevitavelmente cria subprodutos indesejados”, afirma. O PDCA (ácido piridinodicarboxílico) é um desses compostos. Biodegradável e fisicamente comparável — ou até superior — ao PET, o PDCA tem potencial para embalagens e tecidos. “Adotamos uma nova abordagem: usar o metabolismo celular para incorporar nitrogênio e construir o composto do início ao fim”, acrescenta Tanaka.
Em Engenharia Metabólica, a equipe relatou a produção de PDCA em biorreatores em concentrações sete vezes maiores do que as alcançadas anteriormente. “Nosso trabalho mostra que as reações metabólicas podem integrar o nitrogênio de forma limpa, sem gerar subprodutos, permitindo uma síntese eficiente”, afirma Tanaka.
Resolvendo o Problema do H₂O₂ na Produção de Enzimas
A equipe enfrentou desafios, principalmente um gargalo em que uma enzima introduzida produzia peróxido de hidrogênio (H₂O₂), que então a desativava. “Ajustando as condições de cultura e adicionando um composto para sequestrar o H₂O₂, superamos esse problema, embora possa representar desafios econômicos e logísticos para o aumento de escala”, observa Tanaka.
Olhando para o futuro, a equipe planeja otimizar ainda mais a produção. “A obtenção de quantidades suficientes em biorreatores prepara o terreno para aplicações práticas. De forma mais ampla, nosso sucesso na incorporação de enzimas de metabolismo de nitrogênio expande a gama de moléculas acessíveis por meio de síntese microbiana, aumentando o potencial da biofabricação”, conclui Tanaka.
Leia o Artigo Original Science Daily
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