SOSTENIBILIDAD 154 el premio Nobel de Química 2018, explota el inmenso potencial de la evolución natural para diseñar enzimas de nuevo cuño. En RevoLuzion, se están aplicando ciclos iterativos de mutación aleatoria, recombinación y selección artificial tanto sobre enzimas ancestrales como modernas. Al igual que los criadores de animales realizan un proceso de especiación controlada, en RevoLuzion se están generando familias completas de enzimas quiméricas en una suerte de “cría molecular” en el tubo de ensayo. Tales quimeras presentan propiedades híbridas que aúnan la resistencia y promiscuidad de origen ancestral con los mejores atributos de las enzimas modernas en cuanto a su actividad sobre materiales plásticos que llevan en nuestro planeta tan solo unas pocas decenas de años. En definitiva, se persigue conseguir un panel de enzimas superresistentes y eficientes en la biodegradación contralada y programada de los plásticos. 2.- INTEGRACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LOS MATERIALES Y DEGRADACIÓN PROGRAMADA Con la finalidad de preparar las enzimas para su integración en el plástico, en RevoLuzion se está trabajando en el diseño de nuevos sistemas protectores basados en biopolímeros como polihidroxialcanoatos (PHAs) o celulosa bacteriana, que permitirán regular la actividad y aumentar aún más la estabilidad de las enzimas diseñadas genéticamente. Para ello, el grupo de Auxiliadora Prieto -Biotecnología de Polímeros (POLYBIO)- del CIBCSIC emplea distintas técnicas de inmovilización enzimática, como unión o atrapamiento en soportes y encapsulación mediante emulsiones. Mediante esta metodología, se evalúan PHAs con diversa composición monomérica y, por tanto, diferentes propiedades térmicas y mecánicas para la obtención de distintos aditivos enzimáticos. Además, la unión a PHA de estas enzimas se puede favorecer a través de su funcionalización con péptidos de adhesión presentes en las fasinas, proteínas anfipáticas asociadas a los gránulos intracelulares de PHA. Demanera sinérgica, el centro tecnológico AITIIP desarrolla la integración de estas nuevas estructuras enzimáticas a escala preindustrial enmezclas de biopoliésters tales como el bioPBS, PLA, PHA y PBAT) y su siguiente transformación en productos rígidos y flexibles para la industria alimentaria y agraria con un escenario de fin de vida sostenible programado, bajo la premisa de no comprometer su actividad degradadora de plásticos. Para ello, se están empleando componentes conocidos por sus capacidades de plastificación y protección térmica, como pueden ser el glicerol o nanoarcillas (además de otros tipos de aditivos), que servirán como armazón ante los ataques térmicos generados por el proceso de extrusión compound. El desarrollo de los plásticos con las enzimas integradas se realiza mediante un proceso termomecánico. El compuesto enzimático ya preparado y la matriz de bioplástico con la que se van a realizar los productos finales se mezclan dentro de una cavidad calefactada especialmente diseñada para fundir el plástico y mezclas los componentes. Actualmente se está trabajando el optimizar dicho perfil de temperaturas, así como el posicionamiento óptimo para la entrada de las enzimas dentro de la longitud de dicha cavidad con el fin de garantizar la “supervivencia” o actividad enzimática posterior de las enzimas. Finalmente, con las muestras de los materiales obtenidos se realiza un análisis de la actividad enzimática, verificando si, efectivamente, la protección utilizada surte el efecto esperado, o si, por el contrario, la enzima se encuentra desnaturalizada -ha perdido su actividad-. NUEVA GAMA DE PRODUCTOS PACKAGING BIODEGRADABLES Las siguientes etapas del proyecto se dedicarán a la transformación del pellet obtenido como candidato ideal en soluciones flexibles, rígidas y semirrígidas para el sector del packaging y el sector agroalimentario. El objetivo es fabricar varios una gama de prototipos (mulchinng- films de cobertura para cultivo, o cápsulas de café sostenibles), cuyo fin de vida será validado en procesos de compostaje en condiciones industriales, para el hogar y en suelo. La expectativa es la reducción del tiempo de desintegración en un 33%. Las enzimas que se están desarrollando se han seleccionado efectivamente por tener dos atributos: alto potencial de degradación, en comparación con otros enlaces químicos de los polímeros objetivo y alta resistencia a avientes extremos en términos de temperatura y cizalla propios de los procesos de transformación de plástico. n
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