Investigan un microbio para producir bioplásticos

Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, en EE.UU. investigan una bacteria del suelo que se alimenta de hidrocarburos que, modificada genéticamente, presenta potencial como productor biológico de plásticos.

12.03.2019 Investigadores financiados por el Departamento de Energía de la Universidad de Wisconsin-Madison esperan que las plantas leñosas se conviertan en un sustituto del petróleo en la producción de combustibles y otros productos químicos gracias a los azúcares de la celulosa fibrosa que forma gran parte de las paredes celulares de las plantas.

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Gran parte del trabajo de obtención de esos azúcares consiste en eliminar la lignina, un polímero orgánico que llena los huecos entre la celulosa y otros componentes químicos en esas paredes celulares.

Eso deja mucha celulosa útil, pero también mucha lignina, que nunca ha tenido mucho valor. Las fábricas de papel han estado eliminando la lignina de la madera para hacer papel durante más de un siglo, y han encontrado tan poco valor en la lignina que simplemente se usa como combustible en hornos y calderas industriales.

Aprovechar la lignina

En el estudio publicado en la revista Green Chemistry se usa la bacteria Novosphingobium aromaticivorans para transformar la lignina en un producto más valioso.

Según el profesor Daniel Noguera, uno de los investigadores, la lignina es la fuente más abundante, además del petróleo, de compuestos aromáticos en el planeta, como los que se usan para fabricar químicos y plásticos a partir del petróleo. Pero la molécula de la lignina, grande y compleja, es notoriamente difícil de romper de manera eficiente en piezas útiles.

La bacteria, que se aisló mientras prosperaba en suelos ricos en compuestos aromáticos después de haber sido contaminados con productos derivados del petróleo, funciona como un embudo biológico para los aromáticos de la lignina, porque puede digerir casi todas las diferentes piezas de lignina en hidrocarburos aromáticos más pequeños.

Como explica Miguel Pérez, otro de los investigadores, otros microbios probados antes pueden ser capaces de digerir algunos tipos de compuestos aromáticos que se encuentran en la lignina, pero el N. aromaticivorans, puede degradar una amplia gama de compuestos, lo que lo hace muy prometedor.

El proceso

En el curso de su proceso de digestión, el microbio convierte esos compuestos aromáticos en ácido 2-pirona-4,6-dicarboxílico, más conocido de forma más manejable como PDC.

Al eliminar tres genes del microbio, los investigadores convirtieron el PDC intermedio en el producto final. De esta manera, estas bacterias diseñadas se convirtieron en un embudo en el que van las diferentes piezas de lignina, y del cual fluye el PDC.

En este punto, bioingenieros en Japón han utilizado el PDC para fabricar una variedad de materiales que serían útiles para los productos de consumo.

Han descubierto que el compuesto tiene el mismo o mejor comportamiento que el aditivo a base de petróleo más común para los polímeros PET, comúnmente usados para botellas de plástico y fibras sintéticas.

De esta manera, estaríamos ante una alternativa plástica atractiva, que se descompondría naturalmente en el medio ambiente y que no filtraría los compuestos que imitan las hormonas en el agua, si el PDC fuera más fácil de conseguir.

No hay un proceso industrial para conseguir, porque el PDC es muy difícil de producir por las rutas existentes, apunta Noguera, quien añade que si estamos produciendo biocombustibles a partir de celulosa y produciendo lignina, en lugar de quemarla, podemos convertirla eficientemente en PDC, lo que podría cambiar el mercado para uso industrial de este compuesto.

Por ahora, la modificación de la N. aromaticivorans puede transformar al menos el 59% de los compuestos potencialmente útiles de lignina en PDC. Pero el nuevo estudio sugiere un mayor potencial.

*Para más información: www.wisc.edu

12/03/2019|Destacados, Tendencias|

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