Resumen
La demanda persistente de productos plásticos, la infraestructura inadecuada de reciclaje y la contaminación ambiental generalizada causada por los desechos plásticos representan un desafío global formidable. El reciclaje, la degradación y el upcycling son las tres vías más importantes para resolver el problema de la contaminación plástica. La degradación enzimática y microbiana secuencial de residuos plásticos pretratados mecánica y químicamente puede orquestarse, seguida por la conversión microbiana en productos químicos y polímeros de valor agregado mediante sistemas de cultivos mixtos.
Además, las enzimas degradadoras de plásticos pueden optimizarse mediante ingeniería de proteínas para mejorar su capacidad de unión específica, su estabilidad y su eficiencia catalítica a lo largo de un amplio espectro de sustratos poliméricos bajo condiciones exigentes de alta salinidad y temperatura. Asimismo, la producción y formulación de mezclas enzimáticas pueden ajustarse para adaptarse a composiciones específicas de residuos, facilitando su aplicación efectiva tanto in vitro, in vivo como en combinación con tecnologías químicas.
Aquí enfatizamos la estrategia integral que aprovecha los procesos microbianos para transformar plásticos mixtos de polímeros derivados de combustibles fósiles, como PP, PE, PU, PET y PS —especialmente los poliésteres—, junto con potenciales alternativas biodegradables como PLA y PHA. Cualquier material residual resistente a la degradación enzimática puede reintroducirse en el ciclo del proceso tras un tratamiento fisicoquímico apropiado.
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Perspectivas futuras
La investigación en biodegradación y valorización de plásticos avanza rápidamente para enfrentar la contaminación ambiental y promover soluciones sostenibles de gestión de residuos. El futuro de esta área se centra en integrar la identificación y optimización de enzimas, la ingeniería metabólica, la conversión microbiana de monómeros y la valorización de biopolímeros como PHA y PLA, apoyándose en tecnologías físicas y químicas que faciliten la degradación. Un enfoque clave será el desarrollo de enzimas más estables y eficientes, la producción de mezclas enzimáticas adaptadas a distintos residuos y el diseño de cepas microbianas específicas para plataformas de biorrefinería, fomentando la transición hacia una economía circular.
Se prevé que herramientas universales como consorcios microbianos y combinaciones enzimáticas permitirán la descomposición de una amplia gama de polímeros, especialmente poliésteres, aunque los poliolefinas seguirán requiriendo intervenciones adicionales. La biología sintética y las tecnologías genéticas impulsarán esta innovación, mejorando la eficiencia y escalabilidad de los procesos. Sin embargo, la reducción de costos de producción de biopolímeros como el PHA será fundamental para su competitividad en el mercado, lo que convierte al uso de productos derivados de la degradación plástica en una vía prometedora para abaratar su fabricación.
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Información tomada y traducida del artículo científico publicado en Biotechnology Advances.
Imagen tomada del artículo.
