Bactéria
produtora de PHB - Polihidroxibutirato (aumento de 36.000 vezes) onde se
observam os grânulos de poliéster interior. Corte
longitudinal da bactéria mostrando os grânulos de plásticos biodegradáveis (PHB
- Polihidroxibutirato) que representam 80°/ do peso dos microorganismos que
foram cultivados em açucar de cana.
Os
polímeros obtidos a partir da cana-de-açúcar são
biossintetizados por microorganismos do gênero Alcalígenes. Por se
tratarem de poliésteres de origem natural, estes biopolímeros apresentam a
propriedade de serem biodegradáveis, em uma série de ambientes microbianos
ativos. Na sua decomposição por meios biológicos, estes materiais dão origem
a gás carbônico (C02), água e biomassa, sem a geração de resíduos tóxicos.
Quimicamente, os biopolímeros sintetizados a partir da cana-de-açúcar
consistem em polialcanoatos: polihidroxibutirato - PHB ou copolímeros de polihidroxibutirato/hidroxivalerato
- PHB/HV, os quais diferem principalmente na flexibilidade (o copolímero tende
a ser mais flexível e menos frágil que o homopolímero).As propriedades mecânicas
destes polímeros se assemelham às apresentadas pelos grades usuais de
polipropileno e sua coloração pode ser alterada através da incorporação de
uma infinidade de pigmentos e corantes. Além do mais, são polímeros naturais,
biocompatíveis e totalmerite biodegradáveis, obtidos a partir de recursos
renováveis ' (cana-de-açúcar).
Resultados
dos esforços conjuntos da COPERSUCAR e do IPT, no atual estágio de
desenvolvimento, os biopolímeros da cana de açúcar se encontram em escala de
produção piloto. Do ponto de vista técnico, ainda se fazem necessários
exaustivos testes para que suas propriedades possam ser maximizadas. Em parceria
com a Copersucar e o IPT para esse projeto,
a ITAP/CROMEX tem trabalhado no desenvolvimento de grades do biopolímero,
adequando-os com sucesso aos processos de moldagem por injeção e sopro e em
futuro próximo aos materiais para filmes e extrusão.
As
principais aplicações para esta nova classe de materiais se encontram nos
segmentos de embalagens (filmes e frascos) para as indústrias cosméticas e
alimentícias, produtos descartáveis, impregnação de papel, embalagens agrícolas,
entre outras.
Simone
Biehler Mateos
O Estado de S. Paulo , 14 de fevereiro de 2000
Produto obtido
por meio de bactéria alimentada com açúcar atrai atenção de várias
empresas
A
Cooperativa dos Produtores de Cana, Açúcar e Álcool do Estado de São Paulo (Copersucar)
começará a produzir em grande escala, no segundo semestre, um plástico
biodegradável, feito a partir de cana-de-açúcar. Conhecido como PHB, o
produto é obtido por meio de uma bactéria que, superalimentada com açúcar,
armazena energia na forma de poliéster, da mesma forma que as pessoas acumulam
gordura. "A produção inicial será de 50 toneladas ao ano, mas esperamos
chegar a algo entre 5 mil e 10 mil toneladas anuais até 2002", disse
Carlos Rossell, chefe da Divisão de Processos do Centro de Tecnologia da
Copersucar, que há dois anos fabrica o produto em caráter experimental.
Durante esse período, segundo Rossell, dez empresas estrangeiras e outras doze
brasileiras, que preferem manter-se incógnitas, estudaram as propriedades e
aplicações da nova matéria-prima. "Inicialmente, venderemos para a
Alemanha, mas há várias empresas nacionais e estrangeiras interessadas no PHB",
disse Rossell durante o seminário Produção e Uso de Plásticos Biodegradáveis,
promovido pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) na semana passada.
Mais
caro - O novo plástico desenvolvido no Brasil dura mais de quatro anos em
prateleiras e armários, mas leva menos de seis meses para transformar-se em água
e CO2 quando depositado em ambientes ricos em bactérias como aterros sanitários.
Em locais com menos microorganismos, como rios, o tempo de degradação é de
cerca de dois anos, contra mais de cem anos dos plásticos convencionais. O PHB,
segundo Rossell, custará cerca de cinco vezes mais que o plástico
convencional, o que é um preço compatível com o dos demais plásticos
biodegradáveis hoje mercado internacional. Os plásticos biodegradáveis
representam hoje menos de 1% do mercado mundial de plásticos. "Mas é um
mercado que deve expandir-se muito, em função do endurecimento das cláusulas
ambientais no comércio internacional e do aumento recente dos preços do petróleo",
avalia o superintendente do IPT, Plínio Assmann. Investimentos - O
desenvolvimento do produto absorveu US$ 6 milhões num período de dez anos de
pesquisas, feitas em parceria pelo IPT, a Copersucar e o Instituto de Ciências
Biológicas (ICB) da Universidade de São Paulo (USP).
O
desafio era desenvolver um plástico biodegradável que aproveitasse ao máximo
os subprodutos das usinas de cana, o que foi obtido. Toda a energia usada na fábrica
de PHB provém da queima do bagaço. Mesmo o solvente usado para extrair o poliéster
da bactéria é subproduto da usina, enquanto os efluentes da fabricação do plástico
são usados para irrigar e adubar plantações. Basicamente, bastam 3 quilos de
açúcar e 17,1 de bagaço de cana para obter-se 1 quilo de PHB. O primeiro
passo da pesquisa foi identificar quais bactérias do solo das plantações de
cana acumulavam energia na forma de poliéster. Foram encontradas mais de 300,
das quais 70 capazes de fazê-lo a partir quase que exclusivamente de açúcar.
Selecionou-se então a mais produtiva. As pesquisas concentram-se agora na
mainpulação genética da bactéria para aumentar sua produtividade e melhorar
as especificações do poliéster que ela produz (como a elasticidade). "Já
conseguimos alguns mutantes que produzem de 8 a 20 vezes mais poliéster",
diz Luiziana Silva, pesquisadora do IPT.
O
PHB é adequado para a fabricação de bens descartáveis e de durabilidade
menor, como aparelhos de barbear, tampas de caneta, pentes e potes de cosméticos.
Por ter pouca flexibilidade, ainda não se presta à confecção de objetos
fabricados pela técnica de sopro, como garrafas de PET. Vários outros países
investem em pesquisas para a produção de plástico biodegradável a partir de
microrganismos que produzem polímeros. Outra linha de pesquisa, que promete
resultados a longo prazo, busca transferir para plantas (mediante engenharia genética
com transplante de genes) essa propriedade de "engordar" poliéster de
determinadas bactérias. Outros centros de pesquisa estão investindo na obtenção
de plásticos biodegradáveis a partir dos próprios derivados do petróleo.
Sintetizados quimicamente eles permitem que as ligações entre as moléculas,
ao contrário do que ocorre com os plásticos tradicionais, sejam suscetíveis
ao ataque de bactérias.
Ela
foi descoberta num canavial paulista há seis anos e sintetiza material
biodegradável
Herton
Escobar, 11
de dezembro de 2000
Como
se encontrar uma bactéria que transfomasse açúcar em plástico não fosse
desafio suficiente, cientistas do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT)
descobriram uma nova espécie bacteriana em canavial que realiza esse processo
com mais eficiência do que qualquer outra conhecida. A Burkholderia sacchari,
como está sendo chamada, alimenta-se diretamente de açúcar e transforma o
excedente de seu metabolismo na forma de um plástico biodegradável chamado PHB
(poli-hidroxibutirato). "O polímero é um material de reserva para a bactéria
como a gordura o é para os mamíferos", explica José Gregório Gomez, um
dos pesquisadores do Agrupamento de Biotecnologia do IPT que ajudaram a isolar a
bactéria. O objetivo é empregar a B. sacchari na produção industrial de PHB,
que desde o mês passado está sendo produzido em pequena escala por uma divisão
da Usina da Pedra, em Serrana (SP). Atualmente, outra bactéria é usada com a
mesma finalidade, a Ralstonia eutropha. Se os testes com a B. sacchari derem
certo, ela deverá substituir a R. eutropha no processo. O projeto, de US$ 5
milhões, é uma parceria do IPT com a Universidade de São Paulo (USP) e a
Copersucar.
Cadeia
produtiva - A vantagem da B. sacchari é que ela pode ser integrada totalmente
à linha de produção da usina de açúcar. A energia para cultivo da bactéria
vem da queima de bagaço de cana. O alimento é o próprio açúcar e o solvente
usado para retirar o polímero das bactérias é um derivado da produção de
etanol. Até os efluentes da linha de produção têm aplicação dentro da
cadeia produtiva: são usados para adubar e irrigar as plantações. Segundo os
pesquisadores do IPT, para cada 3 quilos de açúcar utilizado para alimentar as
bactérias é possível obter 1 quilo de plástico. "O grande potencial
dessa bactéria é que ela pode metabolizar o açúcar diretamente", disse
o engenheiro Carlos Rossell, chefe de divisão de processos do Centro de
Tecnologia Copersucar.
No
caso da R. eutropha, isso não acontecer, pois a sacarose precisa ser quebrada
em moléculas menores a fim de ser absorvida pelo microorganismo. Segundo
Rossell, testes de produção com a B. sacchari devem começar no ano que vem.
Para a produção do PHB, a bactéria passa por um verdadeiro processo de
engorda e abate. No início, a B. sacchari recebe uma alimentação balanceada
para que possa multiplicar-se rapidamente. Depois, a colônia é superalimentada
com açúcar para as bactérias engordarem, chegando a acumular 80% de sua massa
na forma de grânulos de PHB. Por último, um solvente é usado para destruir a
parede celular da bactéria e extrair o polímero. O produto final é um
granulado de plástico biodegradável que, depois de receber aditivos e ser
compactado na forma de pastilhas, é comercializado para a indústria.
Surpresa
- A B. sacchari foi descoberta em um canavial de Piracicaba em 1994, mas só no
início deste ano os cientistas descobriram que se tratava de uma espécie nova.
O trabalho será publicado na revista científica International Journal of
Systematic and Evolutinary Microbiology. A partir daí, a bactéria seria
reconhecida oficialmente como uma nova espécie. Inicialmente, os pesquisadores
identificaram 300 espécies de bactéria que se alimentam de sacarose. Apenas
70, no entanto, eram capazes de produzir o PHB. Dessas, os cientistas do IPT
selecionaram as duas mais promissoras e, finalmente, chegaram à B. sacchari.
"Enviamos amostras para laboratórios na Alemanha e na Bélgica, mas não
bateram com nenhuma das espécies conhecidas", conta a pesquisadora
Luiziana Ferreira da Silva, do IPT. A grande expectativa dos cientistas agora é
ver o plástico biodegradável ganhar espaço no mercado mundial. "São
poucas as tecnologias de ponta sobre as quais conseguimos ter algum controle no
Brasil", diz a pesquisadora Marilda Keico Taciro, também do IPT.
"Temos uma oportunidade muito rara de estar competindo com o meio científico
internacional." Mutante - Mesmo antes da descoberta da nova bactéria ser
publicada em uma revista científica, os cientistas do IPT já criaram uma versão
mutante da B. sacchari que poderá produzir PHB em quantidades maiores e em
formato mais flexível e mais resistente. "Deletamos geneticamente uma via
metabólica para que quase toda a sacarose seja usada na produção do polímero",
explica Luiziana, que já requisitou uma patente para a bactéria mutante.