Una enzima descubierta en la pila de compost de un cementerio puede descomponer el plástico PET en un tiempo récord
Las botellas de plástico PET, los envases de alimentos y los envases livianos se han convertido en un problema si no se reciclan, pero los científicos que cavan en las pilas de compost han descubierto una enzima que degrada el plástico en un tiempo récord.
La enzima PHL7, que los investigadores alemanes encontraron en un montón de compost en Leipzig, podría hacer posible el reciclaje de bio-PET mucho más rápido de lo que se pensaba anteriormente, y sus atractivas fotografías que aparecen en una revista científica son una revelación.
Las enzimas se utilizan en la naturaleza cuando las bacterias descomponen partes de la planta. Se sabe desde hace algún tiempo que ciertas enzimas, llamadas hidrolasas de escisión de poliéster, también pueden degradar el PET. Por ejemplo, la enzima LCC, descubierta en Japón en 2012, se considera un «devorador de plástico» particularmente eficaz.
El equipo dirigido por el investigador de la Universidad de Leipzig, el Dr. Christian Sonnendecker, buscó ejemplos previamente desconocidos de estas ayudas biológicas en los proyectos MIPLACE y ENZYCLE financiados con fondos europeos. Encontraron lo que buscaban en el cementerio de Südfriedhof escondido en su muestra de compost.
En siete enzimas diferentes, PHL7 se desempeñó significativamente por encima del promedio en el laboratorio, dos veces más activo que el anterior líder en descomposición de PET, LCC.
Agregaron PET, que es el plástico más producido, a contenedores llenos con una solución acuosa que contenía PHL7 o LCC, luego midieron la cantidad de plástico degradado durante un período de tiempo y compararon los valores entre ellos.
Los resultados, publicado en ChemSusChem, mostró que dentro de las 16 horas, PHL7 provocó una descomposición del PET del 90 %; al mismo tiempo, LCC logró una degradación de solo el 45%. «Por lo tanto, nuestra enzima es dos veces más activa que el estándar de oro entre las hidrolasas que escinden poliéster», dijo Sonnendecker.
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Por ejemplo, PHL7 descompuso en menos de 24 horas un recipiente (bandeja) de plástico plegable, del tipo que se usa para vender alimentos listos para comer en los supermercados. Los investigadores encontraron que un solo bloque de construcción de la enzima es responsable de esta actividad superior a la media.
En el sitio donde otras hidrolasas de escisión de poliéster previamente conocidas contienen un residuo de fenilalanina, PHL7 transporta una leucina.
El reciclaje biológico de PET tiene algunas ventajas sobre los métodos de reciclaje convencionales, que se basan principalmente en procesos térmicos en los que los residuos plásticos se funden a altas temperaturas. Estos procesos consumen mucha energía y la calidad del plástico disminuye con cada ciclo de reciclaje.
Las enzimas, por otro lado, solo requieren un ambiente acuoso y una temperatura de 65-70 grados Celsius (140-160 F.) para su trabajo. Otra ventaja es el hecho de que descomponen el PET en sus componentes, ácido tereftálico y etilenglicol, que luego pueden reutilizarse para producir nuevo PET, lo que da como resultado un ciclo cerrado. Sin embargo, hasta ahora, el reciclaje biológico de PET solo ha sido probado por una planta piloto en Francia de Carbios.
Proceso de reutilización de plástico ecológico
El profesor Wolfgang Zimmermann, que desempeñó un papel clave en el establecimiento de actividades de investigación sobre tecnologías basadas en enzimas en la Universidad de Leipzig, cree que la enzima puede hacer una contribución importante. “El biocatalizador que se está desarrollando actualmente en Leipzig ha demostrado ser muy eficaz en la descomposición rápida de los envases de alimentos PET usados y es adecuado para un proceso de reciclaje respetuoso con el medio ambiente en el que se pueden producir nuevos plásticos a partir de los productos de descomposición”, declaró. dijo en un comunicado de prensa.
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El reciclaje biológico debería volverse menos costoso
Los investigadores de Leipzig están buscando socios industriales para usar PHL7 para avanzar en el reciclaje biológico, creyendo que la mayor velocidad reducirá significativamente los costos de reciclaje. Durante los próximos dos o tres años, su objetivo es crear un prototipo que cuantifique con mayor precisión los beneficios económicos de su rápido proceso de reciclaje biológico.
Los científicos del equipo del profesor Jörg Matysik en el Instituto de Química Analítica también quieren dilucidar la estructura y la función de las enzimas utilizando la espectroscopia de RMN.
También están trabajando en un nuevo método de preprocesamiento para resolver un problema de reciclaje biológico: descomponer el PET con enzimas hasta ahora solo ha funcionado para el llamado PET amorfo, que se usa en cosas como el empaque de frutas, pero no para el PET. botellas de plástico. con mayor cristalinidad.
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