Cientistas na conferência de outono da American Chemical Society em 2023 apresentaram bioplástico ecológico gerado a partir de moscas-soldado. Karen Wooley e sua equipe estão extraindo quitina de moscas-soldado-negras e transformando-a em bioplásticos valiosos conhecidos como quitosana. Este plástico biodegradável pode absorver muita água e pode ser usado para ajudar em enchentes e secas. O processo se alinha com uma economia circular, utilizando insetos para quebrar plásticos e criar novos materiais a partir deles.
Imagine aproveitar o poder dos insetos para extrair produtos químicos que podem ser usados para criar plásticos ecologicamente corretos, que podem ser facilmente decompostos por esses mesmos insetos. Essa ideia é, na verdade, mais plausível do que pode parecer inicialmente. Cientistas discutiram avanços na extração e refino de produtos químicos de insetos e na transformação deles em bioplásticos úteis.
Os pesquisadores revelaram suas descobertas inovadoras na conferência de outono de 2023 da Sociedade Americana de Química (ACS). Karen Wooley , Ph.D., investigadora principal do projeto, afirmou: “Há 20 anos, meu grupo vem desenvolvendo métodos para transformar produtos naturais — como a glicose obtida da cana-de-açúcar ou de árvores — em polímeros degradáveis e digeríveis que não persistem no meio ambiente. Mas esses produtos naturais são extraídos de recursos que também são usados para alimentação, combustível, construção e transporte.”
Karen Wooley buscou outras fontes que não tivessem essas aplicações concorrentes. Seu colega, Dr. Jeffery Tomberlin , sugeriu uma maneira inovadora de aproveitar resíduos, utilizando aqueles derivados da criação de larvas de moscas-soldado-negras . Esse setor emergente, para o qual ele tem contribuído ativamente, possui um enorme potencial.
Neste verão, a equipe iniciará um projeto para decompor a quitina em glucosaminas, que são seus componentes individuais. Essas pequenas moléculas de açúcar são usadas para criar bioplásticos como policarbonatos e poliuretanos , que normalmente são feitos a partir de produtos petroquímicos.
As moscas-soldado-negras não são apenas ricas em compostos úteis como proteínas, DNA, ácidos graxos, lipídios e vitaminas, mas o grupo também pretende utilizá-las como valiosas matérias-primas. Esses blocos de construção químicos são usados para criar produtos projetados para se decompor ou se fragmentar quando descartados , evitando assim qualquer contribuição para o problema existente da poluição plástica.
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A visão da professora Wooley alinha o processo com o conceito de economia circular sustentável. Ela disse: "Em última análise, gostaríamos que os insetos se alimentassem do plástico descartado e, em seguida, os coletássemos novamente e retirássemos seus componentes para fabricar novos plásticos. Assim, os insetos não seriam apenas a fonte, mas também consumiriam o plástico descartado."
Os insetos imaturos, com suas larvas cheias de uma variedade de proteínas e outros compostos ricos em nutrientes, estão agora sendo extensivamente cultivados para servir como ração animal e para gerenciar eficientemente o descarte de resíduos. Por outro lado, uma vez que seus dias de reprodução terminam, os adultos têm uma vida útil relativamente curta e são subsequentemente descartados. Mas moscas-soldado adultas estão sendo usadas para fazer bioplástico.
A equipe do professor Wooley usou os restos mortais de adultos sugeridos por Jeffery Tomberlin para iniciar seu projeto. Cassidy Tibbetts , uma estudante de pós-graduação que trabalha no projeto no laboratório de Wooley na Universidade Texas A&M, disse: "Estamos pegando algo que é literalmente lixo e transformando-o em algo útil."
No processo de produção de bioplástico a partir de moscas-soldado, Tibbetts descobriu que a quitina era um componente significativo das moscas mortas. Esse polímero não tóxico, derivado do açúcar, fortalece o exoesqueleto de insetos e crustáceos. Atualmente, os fabricantes extraem quitina de cascas de camarão e caranguejo para diferentes fins. Tibbetts tem utilizado técnicas semelhantes para extrair e purificar quitina de carcaças de insetos.
Segundo ela, o pó de quitina obtido de moscas é potencialmente mais puro, pois não possui a tonalidade amarelada ou a consistência densa típicas do produto tradicional. A obtenção de quitina a partir de moscas pode evitar preocupações com alergias a frutos do mar. Embora outros pesquisadores extraiam quitina ou proteínas de larvas de moscas, a equipe da Profª. Wooley se destaca como pioneira na utilização de quitina de moscas adultas descartadas. Diferentemente das larvas, que são normalmente usadas como ração, essa abordagem singular os diferencia.
Tibbetts está aprimorando as técnicas de extração, enquanto outro estudante de pós-graduação, Hongming Guo , está convertendo quitina purificada de moscas em um polímero chamado quitosana. Ele remove os grupos acetil da quitina, expondo grupos amino quimicamente reativos, o que permite a funcionalização e a reticulação. Seguindo esses passos, a quitosana pode ser convertida em bioplásticos valiosos, como hidrogéis superabsorventes ; redes poliméricas complexas com a notável capacidade de absorver água.
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Guo desenvolveu um hidrogel capaz de absorver rapidamente 47 vezes o seu peso em água . De acordo com a professora Wooley, este produto tem o potencial de capturar a água das cheias no solo agrícola e liberar umidade gradualmente durante futuras secas. Ela explica ainda: " Aqui no Texas, estamos constantemente em situação de cheias ou secas, então tenho pensado em como podemos criar um hidrogel superabsorvente que resolva esse problema. Como o hidrogel é biodegradável, ele liberará lentamente seus componentes moleculares como nutriente para as plantações."
