Degradação Enzimática de Polímeros obtidos a partir de Fontes Renováveis

Abstract

Polímeros derivados do petróleo são extensamente utilizados na atualidade, principalmente, devido à abundância e aos baixos custos das matérias-primas e dos produtos finais, e à obtenção de diferentes propriedades mecânicas de interesse. No entanto, o petróleo é uma fonte finita passível de esgotamento, e os polímeros derivados dele raramente são biodegradáveis. Portanto, há uma necessidade imperiosa pelo desenvolvimento de novos polímeros oriundos de fontes renováveis, que, ainda, sejam suscetíveis a degradação, reduzindo assim o impacto ambiental adverso associado ao descarte desses materiais no meio ambiente. O presente projeto de pesquisa visa avaliar a biodegradação, via hidrólise enzimática, de polímeros contendo grupos éster, obtidos a partir de fontes renováveis, mais especificamente, sintetizados a partir da polimerização de monômeros obtidos pela esterificação enzimática do ácido 10-undecenoico, derivado do óleo de rícino. Seis diferentes polímeros foram obtidos a partir do monômero de acrilato de 2-hidroxietil e do monômero metacrilato de 2-hidroxietil, via fotopolimerização tiol-eno, usando diferentes proporções de 3,6-dioxa-1,8-octaneditiol (ditiol) e/ou tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (tetratiol). Duas enzimas hidrolase foram utilizadas na degradação dos polímeros, a Lipozyme® CALB L e a Eversa® Transform 2.0, e os ensaios foram conduzidos em condições brandas, 27 °C e pH 7, análogas ao ambiente natural. Todos os polímeros exibiram algum nível de degradação, com perda de massa de até 38 % após 72 dias de incubação. A magnitude desse processo está correlacionada com a formação de uma matriz reticulada, associada ao teor de gel; quanto maior o teor de gel, menor a degradação observada. Em geral, os polímeros sintetizados a partir do monômero de acrilato de 2-hidroxietil apresentaram uma degradação mais pronunciada, e a enzima Eversa® Transform 2.0 mostrou ser mais eficaz na hidrólise das ligações éster quando comparada à enzima Lipozyme® CALB L. Imagens de microscopia óptica revelaram a erosão e formação de rachaduras na superfície das amostras poliméricas. Dessa forma, os polímeros obtidos a partir de monômeros derivados do óleo de rícino, contendo grupos éster e sintetizados por processos enzimáticos, também foram parcialmente degradados por hidrólise enzimática, em um processo alinhado com os princípios da química verde.