Un equipo de investigación ha presentado una solución innovadora para la despolimerización del tereftalato de polietileno (PET), un plástico común conocido por su persistencia en los vertederos y su impacto ambiental. Esta propuesta se basa en un biocatalizador de células enteras, desarrollado a partir de la bacteria termofílica Clostridium thermocellum, que ha demostrado una notable tasa de conversión del 96.7% de PET.
La investigación, publicada en el Journal of Hazardous Materials, ofrece un enfoque prometedor para abordar la contaminación plástica y fomentar una economía circular. La utilización de PET, un plástico derivado de combustibles fósiles, representa un reto significativo debido a su durabilidad en el medio ambiente. La capacidad de reciclar PET de manera eficiente es crucial para reducir la dependencia de los recursos petroleros, disminuir las emisiones de carbono y mitigar la generación de residuos plásticos.
Innovaciones en Biocatálisis para el Reciclaje de Plásticos
A diferencia de investigaciones anteriores que se centraron en el desarrollo de enzimas degradantes de PET, el uso de biocatálisis mediante células enteras ha ganado atención por sus ventajas, que incluyen la producción in situ de enzimas, flujos de trabajo simplificados y alta eficiencia en el reciclaje a gran escala. Este estudio amplía los hallazgos previos publicados en Microbial Biotechnology, donde el equipo de investigación había demostrado inicialmente el concepto de despolimerización de PET mediante un biocatalizador de células enteras.
En esta nueva investigación, los científicos integraron la cutinasa de compost de hojas (LCC) directamente en el cromosoma de C. thermocellum, lo que asegura una expresión estable de la enzima. Además, optimizaron el sistema al introducir variantes de LCC y co-expresar módulos hidrofóbicos, lo que resultó en una mejora significativa de la eficiencia de despolimerización del PET y una mínima acumulación del producto intermedio mono(2-hidroxietil) tereftalato (MHET).
Al realizar pruebas con partículas de botellas de PET pretratadas, se logró convertir aproximadamente el 97% del PET añadido en ácido tereftálico (TPA), un monómero clave utilizado en la producción de nuevos plásticos o productos químicos de alto valor. Este alto nivel de rendimiento posiciona al sistema como una solución ecológica prometedora para el reciclaje de PET.
Además, C. thermocellum tiene la capacidad natural de degradar celulosa, lo que la convierte en una candidata potencial para procesar directamente residuos textiles mixtos que contengan fibras de algodón y PET. Este enfoque no solo aborda el problema de los plásticos, sino que también podría contribuir a la gestión de residuos textiles, un desafío creciente en la actualidad.
Este trabajo de investigación es fruto de la colaboración entre el Instituto de Bioenergía y Bioprocesos de la Academia China de Ciencias, la Universidad de Tecnología de Nanjing y la Universidad de Greifswald, destacando la importancia de la cooperación internacional en la búsqueda de soluciones sostenibles a problemas ambientales globales.
