Os biopolímeros são também conhecidos como polímeros naturais ou biodegradáveis. Esses compostos são produzidos por seres vivos ou através de material à base de fontes renováveis. Enquanto as fontes fósseis, como o petróleo podem levar milhares de anos para se formar, as fontes renováveis são assim denominadas por apresentar o ciclo de vida consideravelmente menor.
O desenvolvimento de materiais à base de biopolímeros oferecem várias alternativas para a sustentabilidade. Fatores ambientais e socioeconômicos também colaboram para o crescimento de seu uso. A maioria dos polímeros a base de petróleo não sofrem biodegradação, levando até centenas de anos para se decompor na natureza, fato que gera o acúmulo de material plástico no ambiente. Outra desvantagem está na produção desses polímeros, onde há grande impacto ambiental durante os processos de extração e refino, que aliados à diminuição de petróleo disponível, resultam no aumento do custo.
Os biopolímeros são obtidos através da ação de micro-organismos, em processos de fermentação, ou através de material à base de fontes renováveis, como a fécula de mandioca, milho, cana-de-açúcar, quitina e outros. Podem ser encontrados em produtos utilizados para a fabricação de embalagens plásticas, até na estrutura do material genético. Para a produção de plásticos, bem como de outros biopolímeros sintéticos, é realizada a polimerização a partir matérias primas de fontes renováveis. Em relação ao material genético, como o DNA, o RNA, além de proteínas e enzimas, são os micro-organismos que promovem a síntese.
Polímeros microbianos são macromoléculas formadas pela repetição de unidades menores, conhecidas por monômeros. Entre esses biopolímeros, estão os polissacarídeos, que apresentam como unidade monomérica os monossacarídeos, os peptídeos formados por aminoácidos e, o DNA e RNA formados por nucleotídeos. Podem ser sintetizados por processo convencional ou por via enzimática.
O processo convencional inclui o cultivo de micro-organismos fermentadores, como determinadas bactérias, fungos e leveduras, em meio líquido com substrato e condições específicas. Aqueles que são produzidos por bactérias podem ser divididos em três grupos, de acordo com sua localização morfológica: intracelulares, integrantes da parede celular e extracelulares. Os polissacarídeos extracelulares são os que apresentam maior emprego industrial, por apresentarem maior facilidade de extração e purificação, além de elevada produtividade.
Já a via enzimática utiliza de enzimas purificadas em meio contendo substrato, sendo a dextrana obtida através deste processo. A dextrana representa um dos biopolímeros mais utilizados em escala industrial, tendo origem a partir da conversão do substrato sacarose em frutose e dextrana, através da ação da enzima dextranasacarase. Esta enzima extracelular é produzida por várias espécies de bactérias não patogênicas pertencentes ao gênero Leuconostoc, Lactobacillus e Streptococcus. A vasta comercialização da dextrana se deve às suas características, que inclui a estabilidade e pureza, sendo útil na indústria alimentícia, farmacêutica, petroquímica e química.
Algumas características são determinantes para que um biopolímero tenha aplicação industrial, que incluem a alta viscosidade, ampla faixa de pH e de temperatura, além da sua composição química, que deve ser compatível com o metabolismo humano. Em solução aquosa são capazes de formar géis e soluções viscosas, utilizados em indústrias alimentícias como agentes ligantes, espessantes, gelificantes, agentes de suspensão, entre outras.
A conscientização da população sobre os malefícios causados pelo consumo de produtos artificiais faz com que esses biopolímeros alcancem maior espaço na produção de alimentos.
Outro setor de grande expansão é a área médica, com o uso dos polímeros bioabsorvíveis. Como são compatíveis e assimilados por um sistema biológico, são úteis na confecção de suturas, implantes e fixações ósseas, pois são absorvidos pelo organismo ao passo em que ocorre a regeneração do tecido lesionado. O polihidroxialcanoato (PHA) é um desses exemplos, produzido em biorreatores por bactérias que armazenam os biopolímeros no interior de suas células.
A degradação dos biopolímeros se dá por ação microbiana. Assim, bactérias, fungos e algas realizam a decomposição natural desses materiais, transformando-os em moléculas menores, com menor impacto ambiental. Contudo, a biodegradação anaeróbica de diversos biopolímeros produz o gás metano, considerado maléfico para o efeito estufa.
Bibliografia:
BORGES, Caroline Dellinghausen et al . Caracterização de biopolímeros produzidos por Beijerinckia sp. 7070 em diferentes tempos de cultivo. Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, v. 24, n. 3, p. 327-332, Sept. 2004 .
PAULO, Heloisa Delgado. Biopolímeros: uma alternativa favorável. Disponível em < http://www.temasbio.ufscar.br/?q=artigos/biopol%C3%ADmeros-uma-alternativa-favor%C3%A1vel>.
RODRIGUES, Rafaela. Dextrana: produção e aplicação industrial. 2009. 53 f. Trabalho de conclusão de curso (bacharelado e licenciatura - Ciências biológicas) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências de Rio Claro, 2009.
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/bioquimica/biopolimero/