Hace algunos años, una empresa de chocolates comenzó a recibir quejas de los consumidores de que habían encontrado insectos comiendo los envases de plástico de sus chocolates.
Por supuesto, los insectos carecían del interés que tienen hoy en las industrias de alimentos, biotecnología y salud. Lo que solía verse como un problema, hoy está despertando el interés académico.
En los últimos 7 años se han publicado nuevos estudios científicos sobre la biodegradación de plásticos usando insectos. Los resultados son fascinantes.
Se han documentado al menos 10 especies de insectos que degradan los plásticos tradicionales como el poliestireno (telgopor), el polietileno (bolsas de las compras) y el poliuretano (esponjas, ropa deportiva).
Estos y otros plásticos se acumulan gradualmente en el medio ambiente y en la vida silvestre. Debido a su lento ritmo de descomposición, amenazan no solo la biodiversidad sino también la salud humana a lo largo de la cadena alimentaria.
La biodegradación de plásticos usando insectos es una aplicación potencial para el tratamiento industrial de desechos plásticos en comparación con los métodos convencionales.
El problema de los plásticos
¡Ojo! El plástico es un material con alta estabilidad química y diversas propiedades mecánicas, muy utilizado en industrias como la automotriz, agrícola, construcción, embalaje y textil. Esta sustancia se encuentra en todos los aspectos de nuestras vidas y bien utilizada puede ser provechosa.
Sin embargo, tiene sus inconvenientes, especialmente para el medio ambiente. Los plásticos tradicionales, incluidos el polietileno, el poliestireno, el poliuretano, el PVC y otros compuestos poliméricos, se degradan muy lentamente en el ambiente.
La producción mundial de plástico alcanzó casi 370 millones de toneladas en 2019, según un reporte de Plastics Europe. Aproximadamente, 47 kg de plástico por persona, equivalente a 870 botellas de plástico de 1 litro.
Los plásticos en el medio ambiente pueden degradarse en microplásticos o nanoplásticos bajo la acción de la intemperie, el agrietamiento y la descomposición, a través de procesos físicos, químicos y biológicos. Aunque los desechos plásticos pueden desaparecer a simple vista, los microplásticos y los nanoplásticos permanecen en todas partes, lo que agrava el problema de la toxicidad.
Actualmente, investigadores han descubierto que algunos insectos pueden degradar microplásticos en condiciones de laboratorio. Esto podría llevar a nuevos estudios sobre una forma segura y efectiva de eliminar los desechos plásticos.
Insectos que biodegradan plástico
Algunos insectos capaces de degradar plástico son las larvas de Tenebrio molitor, larvas de Zophobas morio, larvas de Galleria mellonella L y termitas, entre otros. Sin embargo, el Tenebrio molitor degrada el plástico de manera más eficiente que otras especies, hasta un 67 % de poliéster PU.
Estudios recientes muestran que las enzimas secretadas por las bacterias y los hongos en el intestino de los insectos juegan un papel clave en la biodegradación de los plásticos.
¿Cómo funciona el proceso de degradación del plástico por insectos?
Este mecanismo se puede dividir en 6 etapas:
1) El plástico es masticado con las piezas bucales y entra al tracto intestinal;
2) los microbios en el intestino se adhieren al plástico y lo corroen;
3) el plástico se despolimeriza en fragmentos oligoméricos por oxidación o hidrólisis enzimática;
4) el huésped proporciona agentes emulsionantes que mejoran la eficiencia de las enzimas que atacan los polímeros;
5) los enlaces oligoméricos se rompen para formar ácidos grasos; y
6) los ácidos grasos se descomponen a través del metabolismo biológico de los insectos.
Algunos estudios confirman la suposición de que los insectos que degradan telgopor (poliestireno expandido) pueden ser seguros para el consumo humano. Sin embargo, dado que los plásticos inevitablemente causan daños a la salud humana y al medio ambiente, se debe realizar un análisis toxicológico en profundidad de los insectos que degradan el plástico y sus microorganismos intestinales para evitar riesgos toxicológicos.
Mirando hacia el futuro
En los próximos años, quizás se logren extraer las enzimas intestinales de los insectos responsables de la degradación del plástico, por lo que sería prescindible el uso de los insectos para este proceso.
Aunque estos estudios brindan nueva evidencia sobre el papel de los insectos en la biodegradación de los desechos plásticos, es importante apoyar la transición hacia el uso de plásticos biodegradables. Sobre todo en la industria de bienes de consumo y comercio electrónico, donde se producen enormes cantidades de plásticos desechables.
La industria de los plásticos biodegradables está creciendo y se espera que la quitina derivada de insectos se utilice para producir plásticos 100% biodegradables en los próximos años. Pero ese es tema para otro artículo.
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Referencias
Yang, X., Wen, P., Yang, Y., Jia, P., Li, W. & Pei, D. (2023). Plastic biodegradation by in vitro environmental microorganisms and in vivo gut microorganisms of insects. Frontiers in Microbiology, 13.https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1001750
Zielinska, E., Zielinski, D., Jakubczyk, A., Karas, M., Pankiewicz, U., Flasz, B., Dziewięcka, M. & Lewicki, S. (2021). The impact of polystyrene consumption by edible insects Tenebrio molitor and Zophobas morio on their nutritional value, cytotoxicity, and oxidative stress parameters. Food Chemistry, 345. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128846