Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

Bacterias que generan plásticos biodegradables

Los plásticos son materiales derivados del petróleo, resistentes y útiles para la vida actual. Debido a que tardan muchos años en degradarse,
por ejemplo, una botella de plástico aproximadamente lo logra en 500 años, generando con ello un gran problema para el ambiente y la salud. Esto ha impulsado el desarrollo de plásticos biodegradables a partir de materiales derivados de plantas y microorganismos; lo cual podría disminuir el tiempo de degradación, de meses a años, y la formación de productos tóxicos que produzcan riesgos a la salud. Estos materiales biodegradables pueden utilizarse para fabricar desde envases y empaques desechables hasta material de uso quirúrgico como marcapasos y prótesis, entre otros.
Los materiales biodegradables se clasifican en: 1) naturales: como el almidón; éste es blando, deformable y es degradado por la humedad y la acción de microorganismos. 2) naturales modificados: como el acetato de celulosa; estos tienen una limitada resistencia al paso del tiempo, calor y humedad, son utilizados en manijas, material fotográfico y pegamento. 3) sintético-naturales como las mezclas de almidón con poliestireno. 4) sintéticos como los poliésteres, un ejemplo son los polihidroxialcanoatos (PHAs), éstos tienen características muy similares a los derivados del petróleo. Son generados dentro de algunas bacterias como producto de la fermentación de azúcares o lípidos y se acumulan cuando éstas sufren un desequilibrio nutricional, por ejemplo la
falta de algún elemento como nitrógeno u oxígeno y el exceso de carbono. Estos se depositan como gránulos insolubles dentro de la bacteria y se pueden observar mediante un microscopio.
El uso de la biotecnología permite modificar genéticamente a las bacterias o estimular sus condiciones de crecimiento para incrementar la producción de PHAs. En este sentido, las estrategias planteadas van desde el estudio de los microorganismos, la optimización de los procesos de producción, obtención y purificación del material, hasta estudiar los mecanismos para su degradación. A través de la bioinformática, se han reportado 59 proteínas productoras de PHAs, obtenidas de 49 microorganismos productores y se han identificado
330 microorganismos distribuidos en el ambiente que secretan proteínas para la degradación de los PHAs. La degradación puede clasificarse como:

  1.  biodegradación, por microorganismos;
  2.  degradación térmica, por la temperatura;
  3. degradación hidrolítica, al contacto con el agua y
  4. fotodegradación, a través de la luz solar.

Los PHAs han causado un enorme interés para la producción de plásticos biodegradables, lo que llevaría a reducir la contaminación ambiental y el uso de las reservas petroquímicas. El hecho de que los PHAs sean biodegradables y se pueda estimular su producción a través de la biotecnología, los convierte en los sustitutos perfectos de los plásticos convencionales.