Plástico ecológico e barato

31 de outubro de 2011

Pesquisadores alemães fazem com que microalgas produzam PHB, um tipo de polímero biodegradável. A técnica pode reduzir os custos de fabricação do material

THAIS DE LUNA

Feito de petróleo, o plástico que normalmente compõe garrafas de refrigerante, embalagens e brinquedos, entre outros produtos, demora entre 40 e 50 anos para ser degradado pela natureza. Buscando diminuir o impacto do material no meio ambiente, cientistas têm buscado produzir alternativas biodegradáveis, sendo uma das principais o polihidroxibutirato (PHB), gerado no organismo de bactérias e que leva muito menos tempo para ser absorvido pela natureza -entre seis meses e 1 ano. Esse polímero, no entanto, tem alto custo de fabricação, já que as bactérias precisam se alimentar de açúcar ou óleos vegetais para desenvolvê-lo. Uma pesquisa publicada recentemente na revista on-line Microbial Cell Factories mostrou que é possível fabricar o PHB no organismo de microalgas, com custos bem menores.

A líder do estudo, Franziska Hempel, especialista em biologia celular do Centro Loewe de Microbiologia Sintética em Marburg, na Alemanha, explica ao Correio que essa é a primeira análise do tipo que apresenta resultados concretos. "Introduzimos os genes de três enzimas da bactéria Ralstonia eutropha nas algas Phaeodactylum tricornutum. Após uma semana, observamos que o bioplástico acumulado na microalga representava pouco mais de 10% de seu peso celular", relata (veja quadro).

A pesquisa foi desenvolvida em parceria com a Universidade Westfalische Wilhelms, também alemã. "Ficamos muito surpresos pelo fato de a produção de PHB ter sido tão eficiente logo na primeira tentativa, sem nenhum tipo especial de engenharia genética", admite a pesquisadora. Ela acredita que uma explicação para esse sucesso é que essas algas naturalmente acumulam grandes quantidades de lipídio como um composto de armazenamento e, portanto, o material básico para a produção de PHB já estaria presente em seu sistema.

O especialista em microbiologia José Gregório Cabrera Gómez, professor do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (USP), detalha que o PHB, assim como outros poliésteres da família de polihidroxialcanoatos (PHAs), é produzido no organismo de bactérias e, agora, no de microalgas, como material de reserva. Isso significa que o PHB no corpo desses seres vivos seria equivalente à gordura acumulada nos seres humanos. "O processo industrial tradicional de produção desses polímeros consiste em cultivar bactérias e em seguida impor uma limitação nutricional, como restringir nitrogênio e fósforo, e lhes fornecer grandes quantidades de carbono. Nessas condições, a bactéria se multiplicará e, com a restrição de nutrientes, acumulará grande quantidade do polímero como material de reserva", descreve.

Vantagens

Segundo Franziska, as vantagens das diatomáceas em relação às bactérias é que as microalgas precisam apenas de sol e água para serem cultivadas, "o que pode representar um novo sistema de produção envolvendo baixos custos e pouca emissão de dióxido de carbono". Segundo a cientista, milhões de toneladas de plásticos à base de petróleo são consumidas todos os anos, causando a queima de combustíveis fósseis e grandes quantidades de resíduos que demoram dezenas ou centenas de anos para se degradar. "Por isso, é necessário encontrar alternativas biodegradáveis. Mas a produção bacterial ainda é muito cara, já que as bactérias precisam ser alimentadas com açúcares. Nossa alternativa com microalgas apresenta gastos muito menores", explica.

A pesquisadora alemã comenta que o plástico feito em microalgas pode ser útil à área médica, especialmente na fabricação de dispositivos implantáveis e cápsulas de remédios. Outra aplicação seria na produção de embalagens sólidas. "Suas propriedades são similares à do petroplástico polipropileno, ou seja, podem ser moldados usando o aquecimento, são resistentes a impactos e a agentes químicos", detalha. Franziska comenta que esse bioplástico seria ideal, por exemplo, para fazer garrafas como as PET (polietileno tereftalato). "Certamente, o PHB poderia ser usado para fazer garrafas. O interessante é que, mesmo se não for reciclado, pelo menos o material se degradará mais rapidamente", explica. De acordo com a Associação Brasileira da Indústria do PET (Abipet), 432 mil toneladas de plástico petroquímico foram produzidas apenas no Brasil em 2007. Dessa quantidade, cerca de 53% foram recicladas, mas os outros 47% foram jogados em local incorreto, como lagos e rios.

A especialista em polímeros Maria José Araújo Sales, professora do Instituto de Química da Universidade de Brasília (UnB), alerta que um ponto negativo do PHB - composto identificado pela primeira vez em 1925, pelo microbiologista francês Maurice Lemoigne - é que, por ser menos flexível, tem aplicações limitadas. A professora, porém, ressalta a importância do estudo alemão ao apresentar uma nova forma de produzir plásticos biológicos. "Eles são mais competitivos principalmente no que se refere aos cuidados com o meio ambiente", avalia.

José Gómez, da USP, pondera que um desafio a ser superado na produção do plástico em microalgas é obter elevadas concentrações do polímero no organismo desses seres, pois parte dos gastos nesse processo consistem em extrair o polímero e purificá-lo. A líder do estudo conta que, no futuro, ela e sua equipe gostariam de aumentar a produção de PHB na microalga Phaeodactylum tricornutum e testar se outros tipos de poliéster, com outras propriedades físicas, também podem ser produzido no organismo de algas. "Isso ampliaria o leque de aplicações das algas de forma significativa", assegura Franziska.

Célula única

As diatomáceas são seres unicelulares (possuem apenas uma célula) que integram o filo Heterokontophyta, composto em sua grande maioria por algas. São encontradas em mares, rios e locais úmidos. Elas podem produzir o próprio alimento, como é o caso da Phaeodactylum tricornutum, ou se alimentar de outros seres vivos.