Ximena Altamirano Cantú, Aranza Valera Benavides, Giovanni Lomelí Saldívar

Resumen

Los plásticos, omnipresentes en la sociedad moderna, han aportado una amplia cantidad de beneficios a la vida cotidiana e industrial, desde envases hasta prótesis articulares y en la fabricación de componentes para dispositivos electrónicos. Todo esto debido a que este material es sumamente versátil, económico y resistente a la degradación ambiental. Sin embargo, este impacto positivo se ve opacado por la proliferación de desechos plásticos que perjudican al medio ambiente. Actualmente es conocido como una de las principales causas de contaminación en el mundo, ya que su alta resistencia a la degradación permite que se liberen sustancias tóxicas. Al acumularse en los ecosistemas terrestres y acuáticos, afectan la vida silvestre y amenazan la biodiversidad. La fragmentación del plástico a microplásticos ha empeorado este conflicto, permitiendo su incorporación en alimentos y, por consiguiente, en nuestros cuerpos, poniendo en riesgo nuestra salud.

Encontrar un material que cumpla con las mismas características y que no afecte al medio ambiente y a la biodiversidad ha sido difícil. No obstante, con ayuda de la biotecnología y el estudio de microorganismos, se ha buscado crear novedosas alternativas al plástico, conservando sus propiedades e implementando la cualidad de ser biodegradable y hecho de materiales de origen natural, además de reducir el uso de sustancias químicas tóxicas para la fabricación de materiales.

Palabras clave: Biotecnología, bioplásticos, SCOBY

Introducción

Los plásticos son un material, derivado del petróleo mediante procesos de polimerización, es un material que se destaca por su elasticidad y flexibilidad. A menudo, continúa aumentando su participación en el mercado al ser un material revolucionario en una variedad de sectores industriales relevantes. Los plásticos ofrecen el beneficio de ser baratos y usualmente proveen calidad al usuario. Sin embargo, la fabricación de estos utiliza recursos de combustibles fósiles y genera emisiones contaminantes (Álvarez, 2021).

El propileno y otros tipos de plásticos resultan ideales para la sociedad por sus propiedades, ya antes mencionadas. Por otro lado, el uso y regulación de estos no se ha efectuado correctamente, tomando en cuenta que la mayoría de los plásticos no se reciclan y terminan en los suelos y mares.  La generación masiva de residuos plásticos ha alcanzado proporciones alarmantes, especialmente en el sector de alimentos, desde su empaquetado hasta su desecho, en México cada familia en promedio desecha 650 bolsas de plástico al año, con una duración estimada de sólo 15 minutos, mientras que requiere un tiempo de descomposición de al menos 100 años (Leyes que prohíben los plásticos en México, 2022). Debido a esto, en México se implementó la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de Residuos, la cual busca erradicar para el 2025 los plásticos de un solo uso.

Además de que cuando se fragmenta el plástico, se generan microplásticos, los cuales han tejido una red de contaminantes que abarca prácticamente todo entorno y a su vez, la cadena trófica. En recientes estudios se han percatado que no solo animales están expuestos a este problema, sino que también se ha encontrado restos de microplásticos en nuestro organismo, por lo que aún se desconoce los riesgos que pueda llevar en un futuro (Frias & Nash, 2019).

Paralelamente, la perspectiva sobre los materiales plásticos ha experimentado cambios notorios con la demanda de implementar nuevas alternativas no contaminantes, surgiendo la introducción de bioplásticos. Aunque actualmente representan sólo el 1% del total de plásticos producidos a nivel mundial, su tasa de crecimiento anual es del 30%, destacando su futuro potencial (Coppola et al., 2021b).

Usar materiales biodegradables, reduce el impacto en el medio ambiente. “Esto se debe a que, al descomponerse más rápido, no se quedan atascados en ecosistemas cómo bosques, mares, playas y terminan siendo una perturbación en los mismos” (Verde Agua, 2020)

Bioplásticos

Los bioplásticos son materiales obtenidos a partir de fuentes renovables o sintéticas, se pueden conseguir a partir de polisacáridos, por su alto potencial para formar biopelículas biodegradables, tales como la fécula de tubérculos o raíces, celulosa y quitosano.

En la búsqueda de elaborar biomateriales, que conserven las características  beneficiosas del plástico convencional y agregar la cualidad de ser compostable; se ha generado como alternativa el bioplástico a partir de SCOBY (Symbiotic Culture Of Bacteria and Yeast) un acrónimo de la colonia simbiótica de levaduras y bacterias es una alternativa fundamental y amigable con el medio ambiente, donde se busca que sea accesible al público y sustentable tanto en la producción como en la venta del producto.

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Bioplástico a partir de SCOBY

La Kombucha es un producto de la fermentación que tiene probióticos, en esta se presentan diferentes bacterias como Acetobacter xylinum, Gluconacetobacter xylinus, Zygosaccharomyces sp., Saccharomyces sp., Pichia sp., entre otros microorganismos (Marsh et al., 2014). en el proceso de la fermentación, se genera una biopelícula llamada SCOBY la cual es una sinergia de bacterias y levaduras que se mantiene flotando entre la interfase gas-líquido, la cual se conoce como celulosa bacteriana, presenta cristalinidad de (60%), sin lignina, y sus fibras miden menos de < 0.1 µm de diámetro, confiriéndole alta resistencia y capacidad para absorber líquidos, además en estado puro es bio-compatible. Gracias a esto, es posible innovar hacia los bioplásticos y posiblemente para implementarlo en la fabricación de biomateriales para distintos sectores de la industria.

La biomasa de celulosa bacteriana, producida a partir de una simbiosis de bacterias y levaduras, ofrece una prometedora fuente de material biopolimérico con aplicaciones en diversas industrias. La celulosa bacteriana es altamente valiosa debido a su composición biodegradable, resistencia y versatilidad en aplicaciones como envases (como alternativa a los envases de plástico), tejidos, medicina y alimentos.

El proceso de producción de celulosa bacteriana a partir de Kombucha, la cual es una bebida fermentada tradicionalmente a base de té endulzado, ha atraído la atención de investigadores y emprendedores por su potencial económico y ecológico. Sin embargo, la calidad y cantidad de celulosa producida dependen en gran medida de la fuente de alimento proporcionada al SCOBY durante el proceso de fermentación. La elección de la fuente de alimento adecuada puede influir significativamente en el rendimiento y la calidad del producto final, tomando en cuenta un factor importante para la empresa y los futuros compradores. Contemplando que la producción de celulosa sea económica.

Entre las fuentes de alimento que se utilizan como una disyuntiva, está el Piloncillo o también conocido como “Panela”, el cual es de venta libre a todo público. También es muy conocido en la gastronomía mexicana, está mínimamente procesado y contiene altos niveles de melaza en comparación con los azúcares refinados. Entre más refinada la azúcar, las levaduras lo pueden descomponer más fácilmente, provocando una mayor producción de biomasa.

En el proceso de biodegradabilidad, los materiales pueden ser descompuestos por los mismos microorganismos a través de la digestión, por ende, no se espera un producto final que no termine dentro del ciclo de este proceso, lo que lo hace una opción en su totalidad sostenible.

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