Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

La producción mundial de plásticos a partir de petróleo y otros combustibles fósiles supera muy holgadamente los 200 millones de toneladas al año. La inmensa mayoría de estos materiales no son biodegradables, con los problemas de impacto medioambiental a largo y muy largo plazo que ello conlleva. Por otra parte se emplean para multitud de cosas, desde la carcasa de los móviles a piezas de motores, pasando por juguetes, envases de alimentos o tuberías y es muy difícil encontrarles sustitutos que sean económicamente viables; y esto para unos productos que dependen de una materia prima que no es renovable.

Estos problemas hacen que la investigación en bioplásticos biodegradables sea intensiva. Estos bioplásticos se producen a partir de polímeros naturales que se encuentran en distintos tipos de vegetales, como el gluten de trigo. Sin embargo, su principal inconveniente es que las propiedades mecánicas son muy inferiores a las de los plásticos artificiales; para solucionarlo se emplean procesos químico-industriales complejos para mejorar su durabilidad, a costa de incrementar su coste y hacerlos menos ecológicos desde el punto de vista del ciclo productivo global.

Para solucionar este problema un equipo de investigadores encabezado por Faiza Rasheed, de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas propone convertir a los propios vegetales en las fábricas que mejoren los biopolímeros, buscando para ello la combinación óptima de genotipo y condiciones ambientales.

Para probar el concepto el equipo cultivó dos genotipos de trigo distintos en diferentes condiciones de temperatura y de nitrógeno (un nutriente fundamental para las plantas) para evaluar el efecto de estos factores en el gluten producido. La diferencia en los genotipos era que uno podía producir un tipo de gluten con más residuos de cisteína; estos residuos permiten que las unidades de polímero se enlacen entre sí, provocando su entrecruzamiento y, con ello, estructuras más resistentes a distintos agentes agresivos, tanto físicos como químicos. Los investigadores encontraron que si este genotipo se cultivaba a temperaturas cálidas y con acceso al nitrógeno desde muy pronto, además de los residuos de cisteína buscados, el gluten también cambiaba su estructura secundaria, lo que favorece la fortaleza y la elasticidad.

Con todo, las láminas fabricadas con este tipo de bioplásticos aún no son apropiadas para su uso en envasado, por ejemplo, debido a que son muy sensibles a la humedad. Aún así esta investigación pone de manifiesto que las propias plantas pueden emplearse como modificadores bioquímicos, una técnica que podría permitir el florecimiento de la industria de los bioplásticos.

Referencia

F. Rasheed et al (2016) The use of plants as a “green factory” to produce high strength gluten-based materials Green Chemistry DOI: 10.1039/C5GC03111G

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Esta entrada participa en el LV Carnaval de Química alojado en el blog La Ciencia de la vida de @biogeocarlos.