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Imagine usar insetos como fonte de produtos químicos para fazer plásticos que podem se biodegradar mais tarde – com a ajuda desse mesmo tipo de inseto. Esse conceito está mais próximo da realidade do que você poderia esperar. Hoje, os pesquisadores descreverão seu progresso até o momento, incluindo isolamento e purificação de produtos químicos derivados de insetos e sua conversão em bioplásticos funcionais.
Os pesquisadores apresentarão seus resultados na reunião de outono da American Chemical Society (ACS).
“Há 20 anos, meu grupo vem desenvolvendo métodos para transformar produtos naturais – como a glicose obtida da cana-de-açúcar ou das árvores – em polímeros degradáveis e digeríveis que não persistem no meio ambiente”, diz Karen Wooley, Ph.D. ., investigador principal do projeto. “Mas esses produtos naturais são colhidos de recursos que também são usados para alimentação, combustível, construção e transporte”.
Então, Wooley começou a procurar fontes alternativas que não tivessem esses aplicativos concorrentes. Seu colega Jeffery Tomberlin, Ph.D., sugeriu que ela poderia usar resíduos que sobraram da criação de moscas-soldado negras, uma indústria em expansão que ele tem ajudado a desenvolver.
As larvas dessas moscas contêm muitas proteínas e outros compostos nutritivos, de modo que os insetos imaturos estão sendo cada vez mais criados para alimentação animal e consumo de resíduos. No entanto, os adultos têm um curto período de vida após o término dos dias de reprodução e são descartados. Por sugestão de Tomberlin, essas carcaças adultas se tornaram o novo material inicial para a equipe de Wooley. “Estamos pegando algo que é literalmente lixo e fazendo algo útil a partir dele”, diz Cassidy Tibbetts, um estudante de pós-graduação que trabalha no projeto no laboratório de Wooley na Texas A&M University.
Quando Tibbetts examinou as moscas mortas, ela determinou que a quitina é um componente importante. Este polímero atóxico, biodegradável e à base de açúcar fortalece a casca, ou exoesqueleto, de insetos e crustáceos. Os fabricantes já extraem quitina de cascas de camarão e caranguejo para várias aplicações, e Tibbetts vem aplicando técnicas semelhantes usando enxágue com etanol, desmineralização ácida, desproteinização básica e descoloração com alvejante para extraí-la e purificá-la das carcaças de insetos. Ela diz que seu pó de quitina de origem mosca é provavelmente mais puro, já que não tem a cor amarelada e a textura grumosa do produto tradicional. Ela também observa que obter quitina de moscas pode evitar possíveis preocupações com algumas alergias a frutos do mar. Alguns outros pesquisadores isolam quitina ou proteínas de larvas de moscas, mas Wooley diz que sua equipe é a primeira que ela conhece a usar quitina de moscas adultas descartadas, que – ao contrário das larvas – não são usadas para alimentação.
Enquanto Tibbetts continua a refinar suas técnicas de extração, Hongming Guo, outro aluno de pós-graduação no laboratório de Wooley, converteu a quitina de mosca purificada em um polímero semelhante conhecido como quitosana. Ele faz isso removendo os grupos acetil da quitina. Isso expõe grupos amino quimicamente reativos que podem ser funcionalizados e depois reticulados. Essas etapas transformam a quitosana em bioplásticos úteis, como hidrogéis superabsorventes, que são redes de polímeros 3D que absorvem água.
Guo produziu um hidrogel que pode absorver 47 vezes seu peso em água em apenas um minuto. Este produto poderia ser usado em solos de cultivo para capturar a água da enchente e, em seguida, liberar lentamente a umidade durante as secas subsequentes, diz Wooley. “Aqui no Texas, estamos constantemente em uma situação de inundação ou seca”, explica ela, “então tenho tentado pensar em como podemos fazer um hidrogel superabsorvente que possa resolver isso”. E como o hidrogel é biodegradável, ela diz que deve liberar gradativamente seus componentes moleculares como nutrientes para as plantações.
Neste verão, a equipe está iniciando um projeto para quebrar a quitina em suas glucosaminas monoméricas. Essas pequenas moléculas de açúcar serão usadas para fazer bioplásticos, como policarbonatos ou poliuretanos, que são tradicionalmente feitos de produtos petroquímicos. As moscas-soldado negras também contêm muitos outros compostos úteis que o grupo planeja usar como matéria-prima, incluindo proteínas, DNA, ácidos graxos, lipídios e vitaminas.
Os produtos feitos a partir desses blocos de construção químicos são destinados a degradar ou digerir quando são descartados, para que não contribuam para o atual problema de poluição por plástico. A visão de Wooley para esse processo o alinharia com o conceito de economia circular sustentável: “Em última análise, gostaríamos que os insetos comessem os resíduos de plástico como fonte de alimento e, então, os colheríamos novamente e coletaríamos seus componentes para fazer novos plásticos ,” ela diz. “Assim, os insetos não seriam apenas a fonte, mas também consumir os plásticos descartados.”
Os pesquisadores reconhecem o apoio e financiamento da Fundação Welch e uma doação privada.
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