Garrafas plásticas, bombons, embalagens – embalagens leves feitas de plástico PET se tornam um problema se não forem recicladas. Cientistas da Universidade de Leipzig descobriram agora uma enzima altamente eficiente que degrada o PET em tempo recorde. A enzima PHL7, que os pesquisadores encontraram em uma pilha de compostagem em Leipzig, poderia tornar possível a reciclagem biológica de PET muito mais rápido do que se pensava anteriormente. Os resultados foram agora publicados na revista científica ChemSusChem e selecionado como tema de capa.
Uma maneira pela qual as enzimas são usadas na natureza é por bactérias para decompor partes de plantas. Já se sabe há algum tempo que algumas enzimas, as chamadas hidrolases de clivagem de poliéster, também podem degradar o PET. Por exemplo, a enzima LCC, que foi descoberta no Japão em 2012, é considerada um “comedor de plástico” particularmente eficaz. A equipe liderada pelo Dr. Christian Sonnendecker, pesquisador em início de carreira da Universidade de Leipzig, está procurando por exemplos ainda não descobertos desses auxiliares biológicos como parte dos projetos financiados pela UE MIPLACE e ENZYCLE. Eles encontraram o que procuravam no Südfriedhof, um cemitério em Leipzig:em uma amostra de uma pilha de compostagem, os pesquisadores encontraram o projeto de uma enzima que decompõe o PET em velocidade recorde em laboratório.

Os pesquisadores do Instituto de Química Analítica encontraram e estudaram sete enzimas diferentes. O sétimo candidato, chamado PHL7, obteve resultados no laboratório significativamente acima da média. Nos experimentos, os pesquisadores adicionaram PET a recipientes com uma solução aquosa contendo PHL7 ou LCC, o líder anterior em decomposição de PET. Em seguida, eles mediram a quantidade de plástico que foi degradado em um determinado período de tempo e compararam os valores entre si.

O resultado:em 16 horas, o PHL7 fez com que o PET se decompusesse em 90%; ao mesmo tempo, a LCC conseguiu uma degradação de apenas 45%. "Portanto, nossa enzima é duas vezes mais ativa que o padrão-ouro entre as hidrolases de clivagem de poliéster", explica Sonnendecker. Por exemplo, o PHL7 quebrou um balde de plástico – do tipo usado para vender uvas em supermercados – em menos de 24 horas. Os pesquisadores descobriram que um único bloco de construção da enzima é responsável por essa atividade acima da média. No local onde outras hidrolases de clivagem de poliéster anteriormente conhecidas contêm um resíduo de fenilalanina, o PHL7 carrega uma leucina.

A reciclagem biológica de PET tem algumas vantagens em relação aos métodos convencionais de reciclagem, que se baseiam principalmente em processos térmicos onde os resíduos plásticos são derretidos a altas temperaturas. Esses processos são altamente intensivos em energia e a qualidade do plástico diminui a cada ciclo de reciclagem. As enzimas, por outro lado, requerem apenas um ambiente aquoso e uma temperatura de 65 a 70 graus Celsius para seu trabalho. Outra vantagem é o fato de que eles decompõem o PET em seus componentes ácido tereftálico e etilenoglicol, que podem ser reutilizados para produzir novo PET – resultando em um ciclo fechado. Até agora, no entanto, a reciclagem biológica de PET só foi testada por uma planta piloto na França.

"A enzima descoberta em Leipzig pode dar uma contribuição importante para o estabelecimento de processos alternativos de reciclagem de plástico com economia de energia", diz o professor Wolfgang Zimmermann, que desempenhou um papel fundamental no estabelecimento de atividades de pesquisa em tecnologias baseadas em enzimas na Universidade de Leipzig. "Devido aos enormes problemas causados ​​pela carga global de resíduos plásticos no meio ambiente, está se tornando cada vez mais importante encontrar métodos ecologicamente corretos para reutilizar plástico em uma economia circular sustentável. O biocatalisador agora desenvolvido em Leipzig mostrou ser altamente eficaz na rápida decomposição de embalagens de alimentos PET usadas e é adequado para uso em um processo de reciclagem ecologicamente correto, no qual novo plástico pode ser produzido a partir dos produtos de decomposição."

Os pesquisadores de Leipzig esperam que a enzima recém-descoberta PHL7 possa avançar a reciclagem biológica na prática e estão procurando parceiros industriais para esse fim. Eles estão convencidos de que a maior velocidade reduzirá significativamente os custos de reciclagem. Nos próximos dois a três anos, eles pretendem criar um protótipo que permita quantificar com mais precisão os benefícios econômicos de seu rápido processo de reciclagem biológica.

Os cientistas da equipe do professor Jörg Matysik no Instituto de Química Analítica também querem elucidar a estrutura e a função das enzimas usando espectroscopia de RMN. Eles também estão trabalhando em um novo método de pré-tratamento para resolver um problema na reciclagem biológica:a decomposição do PET por enzimas até agora só funcionou para o chamado PET amorfo, que é usado em coisas como embalagens de frutas, mas não para garrafas plásticas feitas de PET com maior cristalinidade. + Explorar mais

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