Degradação de plástico por enzimas
Químicos alemães descobriram uma enzima altamente eficiente que degrada o PET, um dos tipos mais usados de plástico em todo o mundo, em tempo recorde.
Christian Sonnendecker e seus colegas da Universidade de Leipzig identificaram a enzima, juntamente com várias outras, em uma pilha de compostagem.
A enzima comedora de plástico pode tornar possível a reciclagem biológica de PET (polietileno tereftalato) muito mais rápido do que se julgava possível. Ela foi batizada de PHL7, sigla em inglês para hidrolase de poliéster, sendo esta a sétima enzima encontrada pela equipe.
As bactérias usam naturalmente as enzimas para decompor partes das plantas e se alimentar. Também já se sabe há algum tempo que algumas enzimas, as chamadas hidrolases de clivagem de poliéster, também podem degradar plásticos. Por exemplo, a enzima LCC, descoberta por pesquisadores japoneses, é considerada uma “comedora de plástico” particularmente eficaz – existem também fungos que degradam PET.
Degradação recorde de PET
O que distingue a nova enzima identificada agora é a sua velocidade de atuação.
Nos experimentos, os pesquisadores adicionaram PET a recipientes com uma solução aquosa contendo a recém-identificada PHL7 ou a já conhecida LCC, a líder anterior em decomposição de PET. Em seguida, eles mediram a quantidade de plástico que foi degradado em um determinado período de tempo e compararam os valores entre si.
O resultado: Em 16 horas, a PHL7 fez com que o PET se decompusesse em 90%; ao mesmo tempo, a LCC conseguiu uma degradação de apenas metade disso, 45%.
“Portanto, nossa enzima é duas vezes mais ativa que o padrão-ouro entre as hidrolases de clivagem de poliéster,” acentuou Sonnendecker. “Por exemplo, a PHL7 quebrou uma embalagem de plástico – do tipo usado para vender uvas em supermercados – em menos de 24 horas.”
Os pesquisadores descobriram que um único bloco de construção da enzima é responsável por essa atividade acima da média. No local onde outras hidrolases de clivagem de poliéster anteriormente conhecidas contêm um resíduo de fenilalanina, a PHL7 tem uma leucina. “A análise estrutural da enzima indicou que a leucina na posição 210 contribuiu para a alta atividade hidrolítica do PET, em comparação com outras hidrolases de poliéster,” explicou a equipe.
Reciclagem biológica
A reciclagem biológica de PET tem vantagens em relação aos métodos convencionais de reciclagem, que se baseiam principalmente em processos térmicos, onde os resíduos plásticos são derretidos para reúso. Esses processos são altamente intensivos em energia e a qualidade do plástico diminui a cada ciclo de reciclagem.
As enzimas, por outro lado, requerem apenas um ambiente aquoso e uma temperatura de 65 a 70 graus Celsius para fazer seu trabalho. Outra vantagem é o fato de decompor o PET em seus componentes ácido tereftálico e etilenoglicol, que podem ser reutilizados para produzir um PET novo, sem perda de qualidade, resultando em um ciclo fechado. Até agora, no entanto, a reciclagem biológica de PET só foi testada por uma planta-piloto na França.
A equipe alemã agora está fazendo experimentos para a degradação de garrafas PET usando a enzima – em comparação com as embalagens para frutas e outras, tipicamente “cristalinas”, as garrafas PET têm aditivos que tornam sua degradação mais complicada.
Bibliografia:
Artigo: Low Carbon Footprint Recycling of Post-Consumer PET Plastic with a Metagenomic Polyester Hydrolase
Autores: Christian Sonnendecker, Juliane Oeser, P. Konstantin Richter, Patrick Hille, Ziyue Zhao, Cornelius Fischer, Holger Lippold, Paula Blázquez-Sánchez, Felipe Engelberger, César A. Ramírez-Sarmiento, Thorsten Oeser, Yuliia Lihanova, Ronny Frank, Heinz-Georg Jahnke, Susan Billig, Bernd Abel, Norbert Sträter, Jörg Matysik, Wolfgang Zimmermann Revista: Universitat Leipzig DOI: 10.1002/cssc.202101062
Fonte: Inovação e Tecnologia
Comentários