UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE
INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
ORGÁNICA II
INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA
ORGÁNICA II
Integrantes:
- Calderón Janyna
- Gallegos Camila
- Gaona Vanessa
Primera Intervención
Plásticos Biodegradables
Los plásticos
biodegradable son por lo general poliésteres, donde los enlaces éster son hidrolizados
en presencia de agua por ende la reacción rompe el enlace éster y descompone el
plástico en sus monómeros fundamentales.
La cinética de
degradación del polímero se puede modelar ajustando las proporciones de los
diferentes monómeros que componen el bioplástico.
Por otro lado algunas
bacterias son capaces de acelerar esta degradación, sintetizando enzimas que
favorecen la ruptura de los enlaces éster.
PLA:
https://aquihayquimica.com/habitos-mas-sostenibles/
Sin embargo
algunos de estos plásticos han provocado efectos ambientales nocivos, por lo
que la biodegradabilidad de un polímero depende de lo fácil que sea romper los
enlaces que se han formado entre sus monómeros y esto depende de los grupos
funcionales que aparecen en estas moléculas como los enlaces éster que permiten
obtener una solidez y facilitan la degradación necesaria en condiciones
ambientales. (BASF, 2005)
Biotecnología
en los plásticos biodegradables
La mayoría de los
productos son envasados en plástico debido a que protegen al producto, son
baratos y duran mucho tiempo, pero su durabilidad es un problema serio para el
medio ambiente.
Es por eso que se
están desarrollando plásticos biodegradables, es decir, que pueden ser
transformados en sustancias simples por la acción de organismos vivos, y ser
así eliminados más rápidamente del medio ambiente.
Características:
- Pueden producirse a partir del almidón, un polímero natural fabricado por las plantas. Como cereales y tubérculos que tienen mucho almidón, y pueden ser convertidos en plástico.
- Se ha logrado un material biodegradable fabricado con el almidón de papa que podría reemplazar al polietileno empleado.
- Se puede extraer el almidón del maíz o de la papa y luego transformarlo en una molécula pequeña, el ácido láctico, por acción de microorganismos. El ácido láctico después es tratado químicamente para formar polímeros, los cuales se unen entre sí para dar lugar al plástico llamado PLA (poliláctido). El PLA sirve para hacer macetas que se pueden enterrar, pañales descartables, hilos para sutura y cápsulas de remedios.
- Usar bacterias que fabrican en su interior gránulos de un plástico llamado polihidroxialcanoato (PHA). Las bacterias pueden crecer en cultivo y el plástico ser extraído fácilmente. (Argenbio, 2007)
Tipos
de plásticos biodegradables.
Debido a que los plásticos biodegradables
o bioplásticos abarcan polímeros se clasifican según el material que contienen. (Grupo
Carvajal, 2008)
La Asociación Europea de bioplásticos clasifica
a los bioplásticos en 3 grandes grupos.
- Plásticos procedentes de recursos renovables o biomasa
- Plásticos sintetizados por vía biotecnológica
- Plásticos no procedentes de recursos renovables
1. Plásticos procedentes de recursos renovables o biomasa
Los
monómeros usados en la fabricación de estos plásticos proceden de los
polisacáridos como el almidón, celulosa, goma y quitosanos; de la misma forma
se utilizan proteínas como gelatinas, colágeno, zeína, gluten y lípidos que son
comúnmente los triglicéridos. (ZEAplast, 2009)
2. Plásticos sintetizados
por vía biotecnológica
Los bioplásticos son
producidos por fermentación microbiana, la biotecnología hace uso de plantas
genéticamente modificadas como los polihidroxialcanoatos o la celulosa
bacteriana. (ZEAplast, 2009)
3. Plásticos no procedentes de recursos renovables
La formación de estos
tipos de plástico se da gracias a las fuentes fósiles, proceden de la
polimerización de monómeros y en el proceso se encuentra la intervención de
poliésteres alifáticos, y alifáticos aromáticos. (ZEAplast,
2009)
Plásticos
Microbianos – PHA
Los PHA o
Polihidroxialcanoatos son plásticos biodegradables producidos por bacterias,
ellas lo acumulan como reserva de carbono y energía (Lemos & Mina, 2015) . La producción se da
a partir de sustratos orgánicos como carbohidratos (glucosa y sacarosa),
aceites, alcoholes, ácidos orgánicos o hidrocarburos (Segura, Noguez, & Espín, 2007) . Los PHA son
poliésteres conformados por unidades o monómeros de hidroxiacilos polimerizados
en forma lineal.
Dentro de la industria
tienen un sinnúmero de aplicaciones, como ser productos para la agricultura,
productos higiénicos descartables, envases de cosméticos; y gracias a sus
propiedades de resistencia al agua y a la radiación ultravioleta son apropiados
para el empacado de alimentos (Martínez & Sarabia, 2013) .
Los PHA son considerados
buenos candidatos para el reemplazo de los polímeros de origen petroquímico ya
que implican un bajo valor económico para ser sintetizados (a partir de
recursos renovables). Poseen características similares a los plásticos
derivados del petróleo y además pueden ser degradados a dióxido de carbono y
agua en condiciones aerobias o a metano en condiciones anaerobias (Lemos & Mina, 2015) .
Segunda Interveción
Tercera Intervención
Segunda Interveción
APLICACIONES
Los bioplásticos han llamado la atención de sectores agrícolas
y automotrices.
- Industria automovilística: Mazda y Mitsubishi utilizaron un plástico biodegradable en el interior del automóvil al igual que la empresa Ford, la cual utilizó desechos de tomate para las piezas mecánicas, cables y recubrimiento para bandejas.
- Industrial textil: los bioplásticos dan lugar a tejidos útiles para la creación de zapatos ecológicos (BY-ACO, 2016)
- Industria alimenticia: creación de productos para envasar los alimentos como bolsas, bolsas de basura, bandejas y platos descartables
- Producción de celofán, cubiertos, bolígrafos y recubrimientos (Fundación de enlaces, 2010)
POLIHIDROXIALCANOATOS (PHA)
Los
polihidroxialcanoatos son polímeros de ácidos polihidroxialcanoicos que algunos
organismos como bacterias acumulan intracelularmente como material de reserva
de energía. Los PHAs con 3 a 5 átomos de carbono son conocidos como PHA de
cadena corta, y con 6 a 14 átomos de carbono son llamados PHAs de cadena media (Becerra, 2013).
Microorganismos productores de PHA.
Se
conocen 75 géneros diferentes de bacterias productoras de PHA, tanto Gram negativas
como Gram positivas. Para la producción de PHA se necesitan serias condiciones
desfavorables sobre el crecimiento de las bacterias, es decir, cuando estos
organismos se ven bajo condiciones de estrés (limitación nutricional o pH no
óptimo), inician la producción de estos biopolímeros como un mecanismo de
reserva de energía. Es tanta la producción de este polímero que la bacteria
puede llegar a tener hasta 90% de su peso seco en moléculas de PHA (Lemos & Mina, 2015).
Aplicaciones de los PHA
- Sus pesos moleculares
altos, características termoplásticas y propiedades físicas, los hacen aptos
para la industria de la medicina, farmacia, agricultura y alimentos.
- La principal aplicación
de los PHA de cadena corta es para la fabricación de botellas desechables,
contenedores de alimentos y otros productos desechables como pañales o
servilletas.
- En la agricultura, los
PHA de cadena corta consisten en macetas biodegradables, pesticidas y
herbicidas.
- Como aplicación
biomédica, su propiedad de ser biocompatibles con el ser humano, permiten que
sea usado como hilo para sutura y también para la fabricación de jeringas
desechables.
(Gonzáles, Meza, Gonzales, & Córdova , 2013).
Bibliografía
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PLÁSTICOS BIODEGRADABLES . Obtenido de http://www.argenbio.org/index.php?action=novedades¬e=405
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