11/06/2021 Renata	133 visualizações 0 comentários	destaque, Plásticos biodegradáveis
Enquanto uma parte desses resíduos é reaproveitada para adubo e outras aplicações de terra, uma quantidade substancial ainda é descartada em aterros. Em um novo estudo, os pesquisadores descobriram uma maneira eficiente de usar o lodo restante para fazer plásticos biodegradáveis.
Foi relatado por pesquisadores na revista American Chemical Society (ACS) Omega, que a bactéria Zobellella denitrificans ZD1, encontrada em manguezais, pode consumir lodo e esgoto para produzir polihidroxibutirato, um tipo de biopolímero que pode ser usado no lugar do petróleo. Além de reduzir a carga sobre os aterros sanitários e o meio ambiente, os pesquisadores disseram que Zobellella denitrificans ZD1 oferece uma maneira de reduzir os custos de produção de bioplásticos, um passo para torná-los mais competitivos em relação aos plásticos comuns.
"O preço das matérias-primas para o cultivo de bactérias produtoras de biopolímero representa 25-45% do custo total de produção dos bioplásticos. Certamente, esse custo pode ser bastante reduzido se pudermos recorrer a um recurso alternativo que seja mais barato e facilmente obtido, "disse Kung-Hui (Bella) Chu, professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental de Zachry. "Demonstramos uma forma potencial de usar lodo ativado por águas residuais municipais e águas residuais industriais de agro e aquicultura para fazer plásticos biodegradáveis. Além disso, a cepa bacteriana não requer processos de esterilização elaborados para evitar a contaminação de outros micróbios, reduzindo ainda mais a operação e custos de produção de bioplásticos."
O polihidroxibutirato, uma classe emergente de bioplásticos, é produzido por várias espécies bacterianas quando experimentam um desequilíbrio de nutrientes em seu ambiente. Este polímero atua como reserva de energia suplementar da bactéria, semelhante aos depósitos de gordura em animais. Em particular, uma abundância de fontes de carbono e um esgotamento de nitrogênio, fósforo ou oxigênio, fazem com que as bactérias consumam erraticamente suas fontes de carbono e produzam polihidroxibutirato como uma resposta ao estresse.
Um meio que pode forçar as bactérias a produzir polihidroxibutirato é o glicerol bruto, um subproduto da fabricação de biodiesel. O glicerol bruto é rico em carbono e não possui nitrogênio, o que o torna uma matéria-prima adequada para a fabricação de bioplásticos. No entanto, o glicerol bruto contém impurezas, como ácidos graxos, sais e metanol, que podem impedir o crescimento bacteriano. Como o glicerol bruto, o lodo das águas residuais também contém muitos dos mesmos ácidos graxos e sais. Chu disse que os efeitos desses ácidos graxos no crescimento bacteriano e, consequentemente, na produção de polihidroxibutirato ainda não foram examinados.
"Há uma infinidade de espécies bacterianas que produzem polihidroxibutirato, mas apenas algumas que podem sobreviver em ambientes com alto teor de sal e ainda menos entre essas cepas podem produzir polihidroxibutirato de glicerol puro", disse Chu. "Nós examinamos a possibilidade de se essas cepas tolerantes ao sal também podem crescer em glicerol bruto e águas residuais."
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Para o estudo, Chu e sua equipe escolheram a Zobellella denitrificans ZD1, cujo habitat natural são as águas salgadas dos manguezais. Eles então testaram o crescimento e a capacidade dessa bactéria de produzir polihidroxibutirato em glicerol puro. Os pesquisadores também repetiram os mesmos experimentos com outras cepas bacterianas que são conhecidas como produtoras de polihidroxibutirato. Eles descobriram que Zobellella denitrificans DZ1 foi capaz de prosperar em glicerol puro e produziu a quantidade máxima de polihidroxibutirato em proporção ao seu peso sem água.
Em seguida, a equipe testou o crescimento e a capacidade de Zobellella denitrificans ZD1 de produzir polihidroxibutirato em glicerol contendo sal e ácidos graxos. Eles descobriram que, mesmo nessas condições, ele produzia polihidroxibutirato de forma eficiente, mesmo em condições nutricionais equilibradas. Quando eles repetiram os experimentos em amostras de águas residuais sintéticas de alta resistência e lodo ativado por águas residuais, eles descobriram que a bactéria ainda era capaz de produzir polihidroxibutirato, embora em quantidades menores do que se estivessem em glicerol bruto.
Chu observou que, aproveitando a tolerância de Zobellella denitrificans ZD1 para ambientes salgados, processos de esterilização caros que são normalmente necessários ao trabalhar com outras cepas de bactérias podem ser evitados.
" A preferência natural de Zobellella denitrificans ZD1 pela salinidade é fantástica porque podemos, se necessário, ajustar a composição química dos resíduos apenas adicionando sais comuns. Este ambiente seria tóxico para outras cepas de bactérias", disse ela. "Portanto, estamos oferecendo um custo baixo, um método sustentável para fazer bioplásticos e outra forma de reaproveitar biorresíduos cujo descarte é caro."
Outros contribuintes para esta pesquisa incluem Fahad Asiri, Chih-Hung Chen, Myung Hwangbo e Yiru Shao do departamento de engenharia civil e ambiental da Texas A&M.
Esta pesquisa é apoiada pelo Instituto de Pesquisa Científica do Kuwait, pelo Ministério de Educação Superior da Kuwait Fellowship e pela bolsa do Ministério da Ciência e Tecnologia de Taiwan.
Para ler o trabalho completo acesse: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.9b04002
Fonte: Texas A&M Today
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