Bactérias podem ser usadas para degradar plástico?

Embora você possa ser grato por contar com garrafas de ketchup resistentes que não se quebram quando caem no chão, talvez você não fique muito feliz em saber que essa mesma garrafa pode levar mais de 400 anos para se decompor. De fato, usamos objetos de plástico com tanta frequência que é quase impossível imaginar a vida sem esse material.

E por que não seria esse o caso? O plástico tem sido conveniente, resistente, flexível, resistente ao desgaste e muitas vezes a alternativa mais barata ao vidro. Bem, a questão é que essa não é mais a perspectiva moderna. Você provavelmente está ciente da nossa crescente necessidade de reduzir coletivamente o uso de plástico não reciclável, porque eles não se decompõem facilmente, representando uma grande preocupação com relação a nossa crise climática e de sustentabilidade.

O plástico pode ser encontrado em muitos tipos, incluindo PET (polietileno tereftalato) e polietileno. Estes são os plásticos mais comumente encontrados em utensílios domésticos, sendo também alguns dos mais difíceis de decompor. Felizmente, a solução para esse problema pode estar nos organismos mais antigos e confiáveis da natureza: as bactérias.

Mas antes de entendermos como as bactérias podem ajudar a resolver nosso problema, vamos entender primeiramente os fatores que tornam o plástico tão indestrutível.

É possível degradar o plástico?

Esta pergunta tem assombrado cientistas e ambientalistas ao redor do mundo há muito tempo. A crescente produção e demanda por plásticos, juntamente com sua natureza inata de ser quase imortal, rendeu a especialistas e cientistas algumas críticas severas sobre o seu sudo desenfreado. Atualmente, muitos métodos de degradação do plástico estão sendo implementados, mas a eliminação completa do plástico continua sendo uma possibilidade distante.

As formas mais comuns de degradação do plástico incluem a exposição à luz UV (ultravioleta), juntamente com a destruição mecânica causada pelo vento ou pelas ondas. Esse processo acaba quebrando materiais plásticos maiores em pedaços menores, chamados nano e microplásticos. Um microplástico tem menos de 5 mm de tamanho, enquanto um pedaço de nanoplástico tem menos de 0,1 micrômetro.

Os plásticos podem ser degradados em certa medida usando métodos mecânicos, mas os produtos finais desse processo ainda interferem no ecossistema marinho e terrestre. Na prática, esses pequenos fragmentos podem ser confundidos com alimento e acabar sendo consumidos por animais marinhos e terrestres. Vale destacar que não apenas peixes, mas animais terrestres como ovelhas ou cabras podem consumir micro ou nano-plásticos sem saber.

Como a grande maioria dos animais não é capaz de digerir completamente o plástico, ele pode se acumular em seu sistema digestivo. Consequentemente, esse plástico entra no corpo humano quando o sistema digestivo desses animais é consumido. O grande problema é que os plásticos contêm vários componentes tóxicos, incluindo agentes cancerígenos, chumbo, cádmio e mercúrio e podem causar enormes danos quando ingeridos.

Com isso, fica claro de entender que os métodos mecânicos atuais para degradar o plástico são insuficientes. Na prática, a verdade é que os métodos atuais não podem degradar completamente o plástico. No entanto, em 2016, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Kyoto identificou pela primeira vez que a bactéria Ideonella sakaiensis poderia fornecer as qualidades de degradação de plástico que a humanidade precisa ao ser encontrada em uma das instalações de reciclagem de garrafas PET no Japão.

Como as bactérias podem degradar o plástico?

As bactérias pertencentes ao filo Actinobacteria e gêneros Thermobifidia, Thermomonospora e Saccharomonospora, apresentaram alguns resultados promissores com suas enzimas degradadoras de plástico. Existem muito mais bactérias que podem degradar o plástico, mas as enzimas presentes na maioria são lentas para uso industrial. É por isso que ainda há muita pesquisa a ser feita antes que tais bactérias possam ser usadas em larga escala, mas alguns estudos preliminares têm sido animadores.

A espécie Ideonella sakaiensis é o modelo mais bem estudado para demonstrar como as bactérias podem praticamente “devorar” o plástico. O tereftalato de polietileno (PET) e o poliestireno são os plásticos domésticos mais utilizados, sendo que quando a Ideonella sakaiensis entra em contato próximo com as superfícies de PET, a bactéria usa uma enzima através de uma reação de hidrolase para degradar o PET.

Uma enzima é um catalisador biológico que pode acelerar reações químicas, enquanto que uma reação de hidrolase é qualquer reação que utiliza uma molécula de água para quebrar uma ligação química. Em resumo, o processo de degradação do plástico através da Ideonella sakaiensis está ligado a uma reação enzimática que envolve a quebra de uma ligação de carbono com a ajuda de uma molécula de água. Na prática, o PET serve como a principal fonte de carbono e energia para a bactéria.

Todo esse processo degrada o PET em ácido mono (2-hidroxietil) tereftálico (MHET) e etileno glicol. Esses produtos finais são comparativamente benignos e mais fáceis de degradar com métodos mais simples. O MHET é pode ser degradado em 2 compostos monoméricos pela membrana externa da célula, enquanto o etileno glicol pode ser facilmente absorvido e usado tanto pela Ideonella sakaiensis quanto por outros tipos de bactérias.

Uma palavra final

A ideia de usar bactérias para degradar plástico é certamente uma grande esperança para um futuro potencialmente obscuro e repleto de materiais poluentes, mas ainda há muito a ser considerado. O problema principal está na estrutura de alto peso molecular dos plásticos. Basicamente, até pode haver muitas enzimas que podem quebrar o plástico rapidamente, mas a tecnologia para desenvolvê-las e identificá-las ainda está em estágio inicial.

As bactérias degradadoras de plástico são uma possível solução futura para a crescente crise em torno da poluição do meio ambiente. O polímero de alto peso molecular é muito resistente e difícil de decompor, mas não impossível, desde que as técnicas corretas sejam aplicadas.

Mas, no momento, a única coisa que podemos fazer como indivíduos responsáveis é fazer um esforço consciente para tentar reduzir ao máximo o nosso uso diário de plástico. Este pequeno passo, embora possa parecer insignificante, pode ser uma grande ação para o nosso bem-estar e de todas as gerações futuras do planeta.

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