Degradação enzimática de polietileno tereftalato (PET): o efeito do pré-tratamento com solventes mais verdes

Os plásticos são amplamente utilizados devido ao seu baixo custo, leveza e durabilidade, mas sua baixa degradabilidade leva à acumulação de resíduos, que representam 85% do lixo nos oceanos, impactando ecossistemas e contribuindo para mudanças climáticas. Entre esses plásticos, o PET (polietileno tereftalato) é um dos mais utilizados, sendo gerenciado principalmente por aterros, incineração e reciclagem, embora esses métodos não sejam ideais ambiental e economicamente. Um método promissor é a biodegradação enzimática, que degrada o PET até seus monômeros. Este estudo investigou diferentes métodos de pré-tratamento do PET que visam modificar sua superfície e reduzir a cristalinidade para facilitar a biodegradação. Utilizando duas matrizes — um filme PET da Sigma-Aldrich e uma garrafa PET pós-consumo — avaliamos o potencial de diferentes solventes para o pré-tratamento. Entre os solventes testados, a solução de NaOH 1,4 mol. L-1 (1:1 H₂O/ EtOH) foi mais eficaz e ambientalmente promissora, capaz de transformar o PET em ácido tereftálico (TPA) e outros oligômeros. Esse pré-tratamento, aliado a reações com a variante ssH218SF243T da enzima LCC (Leaf and Branch compost cutinase), aumentou o rendimento de despolimerização em até 9,6 vezes em reações de 48 horas e 2 vezes em 90 horas. O projeto se alinha aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável 9, 12 e 14 da Agenda 2030 da ONU, promovendo um manejo sustentável de resíduos plásticos e a preservação ambiental.

Resumo (inglês)

Plastics are widely used due to their low cost, lightweight, and durability, but their low degradability leads to the accumulation of waste, which accounts for 85% of the trash in the oceans, impacting ecosystems and contributing to climate change. Among these plastics, PET (polyethylene terephthalate) is one of the most widely used, primarily managed through landfills, incineration, and recycling, although these methods are not ideal environmentally or economically. A promising method is enzymatic biodegradation, which degrades PET into its monomers. This study investigated different PET pre-treatment methods aimed at modifying its surface and reducing crystallinity to facilitate biodegradation. Using two matrices — a PET film from Sigma-Aldrich and a post-consumer PET bottle — we evaluated the potential of different solvents for pre-treatment. Among the solvents tested, the 1.4 mol. L-1 NaOH(aq) (1:1 H₂O/EtOH) was the most effective and environmentally promising, capable of transforming PET into terephthalic acid (TPA) and other oligomers. This pre-treatment, combined with reactions using the variant enzyme ssH218SF243T of the enzyme LCC (Leaf and Branch compost cutinase), increased the depolymerization yield by up to 9.6 times in 48-hour reactions and by 2 times in 90-hour reactions. The project aligns with Sustainable Development Goals 9, 12, and 14 of the UN 2030 Agenda, promoting sustainable plastic waste management and environmental preservation.