04.08.2021 - ACIB GmbH

El estómago del ganado ayuda a descomponer el plástico

Los nuevos resultados de un grupo de investigadores del Centro Austriaco de Biotecnología Industrial (acib) y de la BOKU de Viena demuestran que las bacterias del estómago de las vacas pueden utilizarse para degradar los poliésteres, que se emplean para fabricar textiles, envases y bolsas de plástico compostables, entre otras cosas. Por un lado, los resultados de la investigación arrojan luz sobre las comunidades microbianas que se encuentran dentro del líquido ruminal en el rumen bovino y que habían sido poco investigadas en relación con la degradación del plástico. Por otro lado, los resultados de la investigación podrían proporcionar una opción sostenible para reducir los residuos de plástico.

En Europa se producen cada vez más residuos de plástico. En la actualidad hay casi 26 millones de toneladas de residuos (a partir de 2019) en nuestro medio ambiente y océanos, de los cuales alrededor del 15% es poliéster. La concienciación pública y la prohibición gubernamental de los artículos de plástico de un solo uso están impulsando el desarrollo para prevenir este problema mediante el reciclaje y la reutilización del plástico. Sin embargo, muchas de las soluciones actuales consumen mucha energía, son insostenibles debido al uso de productos químicos tóxicos y no pueden descomponer los plásticos de los flujos de residuos mixtos, por ejemplo.

"El plástico, aunque es difícil de descomponer, es similar en muchos aspectos a la estructura de los poliésteres naturales, como la cutina, uno de los principales componentes de la célula vegetal. La cutina se encuentra, por ejemplo, en los montones de compost, donde se descompone por medio de enzimas naturales. Esto nos dio la idea de buscar enzimas también en otros lugares", explica Doris Ribitsch, investigadora principal de acib e investigadora del Instituto de Biotecnología Ambiental de la BOKU de Viena. Dado que los piensos de las vacas ya contienen poliésteres vegetales naturales, que son descompuestos y digeridos por el líquido ruminal en el rumen bovino, una parte del estómago de la vaca, los investigadores se aventuraron a examinar más de cerca la composición microbiana del líquido ruminal, e hicieron un hallazgo.

Reciclaje: del polímero vegetal al plástico comercial

"En el retículo del rumen vive una enorme comunidad microbiana que se encarga de digerir los alimentos de los animales. Por ello, sospechamos que algunas actividades biológicas también podrían utilizarse para la hidrólisis de plásticos", describe Ribitsch la reacción enzimática responsable de la descomposición de los plásticos en sus componentes originales: monómeros y oligómeros. Estos bloques de construcción pueden utilizarse para producir nuevos polímeros o moléculas completamente diferentes.

Tres tipos de polímeros estudiados

Los investigadores examinaron tres tipos de poliésteres: uno, conocido comúnmente como PET, es un polímero sintético que suele utilizarse en textiles y envases. Los otros dos eran un plástico biodegradable utilizado habitualmente en las bolsas de plástico compostables (PBAT) y un material de base biológica fabricado con recursos renovables.

Para obtener los microorganismos a analizar, se obtuvo líquido ruminal de un matadero austriaco. A continuación, los investigadores pusieron este fluido en contacto con los tres tipos de plástico probados para determinar la eficacia de la degradación del plástico. Los innovadores resultados, publicados recientemente en la prestigiosa revista Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, demuestran que los tres plásticos pueden ser degradados por los microorganismos del estómago de las vacas. En comparación con investigaciones similares, que estudiaban sobre todo microorganismos individuales, Ribitsch y sus colegas descubrieron que el líquido ruminal era más eficaz, lo que podría indicar que la comunidad microbiana tiene una ventaja sinérgica. Ribitsch: "En la naturaleza, moléculas complejas como la lignina, un componente de la madera, se degradan mediante cascadas de enzimas, una colaboración de varios microorganismos. Suponemos que también será necesaria la interacción de varias enzimas aisladas del rumen bovino para garantizar una degradación global del poliéster".

El nuevo proceso funciona, se necesitan más proyectos

Hasta la fecha, la investigación se ha realizado a escala de laboratorio. "Debido a las grandes cantidades de rumen que se producen a diario en los mataderos, su ampliación sería fácil de imaginar", afirma Ribitsch, que también ve factible el proceso a escala industrial. Sin embargo, Ribitsch señala que todavía habrá un largo camino desde el líquido ruminal hasta la degradación industrial del plástico a gran escala. Las comunidades microbianas aún no se han investigado lo suficiente como posible recurso ecológico para el reciclaje de plásticos. "Tenemos que investigar las enzimas por su actividad y especificidad en proyectos posteriores: ¿Cuándo y en qué condiciones son activas las enzimas? ¿Qué mezcla de enzimas es más eficaz?", revela Ribitsch. Sin embargo, los investigadores de acib y BOKU ya han demostrado que el proceso funciona y que podría abrir una nueva vía en el reciclaje de plásticos.

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