Bioplásticos e o desenvolvimento sustentável dos recursos naturais

Combinando Engenharia, Biotecnologia e Química dos Cereais e com o suporte do Conselho de Investigação em Engenharia e Ciências Físicas (Engineering and Physical Sciences Research Council, EPSRC), os investigadores Colin Webb,Ruohang Wang e Apostolis Koutinas, desenvolveram uma técnica inovadora e altamente eficiente que permite processar grãos de cereais de modo a obter bioplástico biodegradável. Nesse sentido, os investigadores desenvolveram técnicas de extração de constituintes do grão (através da técnica de pearling) que poderão ser separados e usados como percursores de um grande número de materiais, incluindo açucares de cadeia curta (envolvidos na fermentação), arabinoxilanos (usados em aplicações médicas), o antioxidante ácido ferulico (um percursor de compostos aromáticos, como por exemplo a vanilina) e até comidas funcionais.Os plásticos revolucionaram a vida moderna, fornecendo meias de nylon, chupetas em PVC e até preservativos hipoalérgicos em borracha. Apesar de os plásticos serem produtos petroquímicos, meio bilhão de toneladas deste material são produzidas anualmente a partir de hidrocarbonetos fossilizados. A eliminação de plásticos é um problema sério porque os produtos petroquímicos não se degradam naturalmente. O lixo de plástico pode ser incinerado, produzindo no entanto agentes poluidores.
A reciclagem de plástico comporta uma série de problemas, como a limpeza, separação e o desenvolvimento de novas aplicações para materiais de qualidade inferior. Infelizmente, os aterros são os métodos mais seguros e mais barato para a eliminação do plástico. No entanto, 40% do plástico produzido são acumulados nas lixeiras que se enchem rapidamente.
“Questões ambientais, o aumento das necessidades energéticas, os interesses políticos e o esgotamento das fontes petróleo criaram a necessidade para o desenvolvimento de tecnologias baseadas em materiais renováveis” diz Colin. Juntamente com os seus colegas, ele espera implementar uma técnica alternativa de produção de plástico a partir de uma fonte renovável (como os cereais), substituindo a fonte limitada de petróleo. “A selecção do material bruto de maneira a obter processos sustentáveis depende de fatores infraestruturais, económicos e tecnológicos como por exemplo a disponibilidade, mão-de-obra habilitada, tecnologia e custo de produção, e transporte”, explica Apostolis, “Os cereais são dos poucos materiais brutos que atualmente possuem a maior parte desses pré-requisitos.” Os cereais são suficientemente nutritivos para manter uma cultura de microrganismos, como o fungo Aspergillus awamori. Esta característica pode ser usada para desenvolver um método genérico para converter o grão em reserva nutritiva e consequentemente em biocombustiveis, produtos químicos ou bioplásticos através da fermentação microbiana.
Os micróbios que produzem bioplásticos utilizam açucares simples (por exemplo glucose) como fonte de carbono e compostos orgânicos nitrogenados (aminoácidos e péptidos de pequena dimensão) como fonte de nitrogénio. Estes nutrientes estão todos presentes nos grãos de cereais. Os grãos também contêm vitaminas e minerais necessários para o crescimento microbiano. Alguns grãos possuem um potencial químico suficientemente elevado para a produção de fontes químicas funcionais. O trigo, por exemplo, contem aglutinina e lípidos (arabinoxilanos, acido fítico e vitaminas) e açucares de cadeia curta. A técnica de ‘pearling’ do grão envolve a remoção das camadas externas do grão seguida da moagem em farinha. A farinha é a fonte de nutrientes e enzimas que os microrganismos necessitam para produzir bioplásticos. “Esta estratégia de refinagem permite a fermentação microbiana para a produção de bioplástico e outros materiais químicos”, diz Colin.“O bioplástico produzido por micróbios encontrará muitas aplicações sobretudo como plástico descartável, por exemplo para produzir embalagens de comida que não podem ser recicladas.” Concluiu o Professor Colin Webb.

Fonte:http://www.scienceinschool.org

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