La última investigación convierte la madera de desechos en productos químicos valiosos para fragancias & Pharmaceuticals
Una nueva enzima puede transformar los desechos de lignina en productos químicos valiosos a través de un método de procesamiento verde basado en peróxido de hidrógeno, proporcionando una alternativa más limpia y sostenible a los métodos basados en petróleo.
Lignina y su potencial
La lignina es un polímero rígido que proporciona soporte estructural en maderas duras y maderas blandas, y es uno de los polímeros más abundantes de la Tierra. En la producción agrícola y forestal, la lignina, como subproducto, produce más de 100 millones de toneladas anuales, pero aproximadamente el 98% se descarta.
Sin embargo, estas lignina se pueden convertir en materias primas prometedoras renovables y sostenibles para productos químicos actualmente obtenidos de combustibles fósiles. Recientemente, una enzima recientemente descubierta puede permitir una extracción eficiente de moléculas valiosas de estos desechos a través de la química verde ecológica. Estas moléculas se pueden usar como componentes de perfume, aromatizantes, combustibles, productos farmacéuticos y otros productos, transformando una gran cantidad de flujos de desechos no utilizados en recursos valiosos.
Los defectos de los procesos tradicionales
"Las estrategias para utilizar la lignina implican una combinación de procesos químicos y biológicos", dijo Stephen Bell, profesor asociado de ciencias físicas, químicas y de la Tierra en la Universidad de Adelaida. "Usando alta temperatura, alta presión, ácidos fuertes y solventes tóxicos para descomponer los polímeros en la corriente de residuos. Luego, se extraen compuestos valiosos en los desechos y se someten a un tratamiento químico adicional a temperaturas superiores a 400 ℃ para 'actualizar' lignina. Estos procesos son costosos y perjudiciales para el medio ambiente ".
Dr. Fiona Whelan, experta en microscopía crioelectrónica en el centro de microscopía de Adelaida, agregó: "La síntesis química tradicional de tales productos químicos se basa en compuestos iniciales a base de petróleo y catalizadores de metales pesados, lo que los hace no renovables e inherentemente tóxicos". Sus hallazgos fueron publicados en Comunicaciones de la naturaleza
Avance biológico
La lignina de madera dura contiene dos componentes químicos clave que requieren procesamiento para producir compuestos útiles.
Los investigadores han descubierto previamente una enzima que puede usarse para descomponer uno de los compuestos, que también está presente en la madera blanda pero que aún no ha descubierto un proceso de descomposición biológica que puede utilizar el segundo compuesto de madera dura más complejo (que representa aproximadamente el 50% de los desechos).
Dr. Whelan dijo: "La biodegradación de lignina ocurre en comunidades microbianas complejas. Las enzimas fúngicas pueden descomponer los polímeros rígidos, mientras que las bacterias absorben compuestos más pequeños inactivos y las procesan para obtener energía metabólica. En todo el mundo microbiano, encontramos una bacteria del suelo, Amycolatopsis Thermolava , que contiene enzimas que pueden procesar las moléculas de lignina de manera rentable, utilizando peróxido de hidrógeno para impulsar las reacciones, reduciendo en gran medida el daño ambiental del proceso de valor agregado ".
El equipo utilizó esta nueva enzima como modelo para transformar la actividad impulsada por el peróxido de hidrógeno en otras enzimas para generar futuros métodos químicos verdes para la producción de productos químicos de alto valor utilizados en las industrias de fragancias, sabor e farmacéuticas.
"Este nuevo enfoque catalítico apoyará el desarrollo de otras 'fábricas de enzimas' verdes o biorefinerías, convirtiendo la lignina y otras corrientes de desechos biológicos en valiosas bibliotecas químicas finas". dijo el Dr. Whelan.
