Potencial colonização e biodegradação de filmes e microplásticos de polietileno de baixa densidade utilizando uma abordagem micogênica

Abstract

Os plásticos são macromoléculas produzidas e consumidas em larga escala desde a década de 1950, moldáveis sob calor e/ou pressão. Entre eles, destaca-se o polietileno de baixa densidade (PEBD), um polímero recalcitrante, hidrofóbico e amplamente associado à poluição macro e microplástica. A biodegradação mediada por enzimas secretadas por microrganismos tem se destacado como alternativa sustentável para mitigar a poluição plástica, alinhando-se aos princípios da Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas ao promover a conversão biológica do plástico em subprodutos menos poluentes e potencialmente circulares. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo desenvolver um protocolo para a seleção de fungos filamentosos (Ff) com potencial de degradar PEBD e validar sua atividade decompositora em cultivos líquidos. A seleção foi conduzida com base na interação dos Ff com filmes e microplásticos de PEBD e na avaliação de potenciais atividades enzimáticas relacionadas à oxidação do polímero. Nove Ffs apresentaram adesão e crescimento sob filmes de PEBD. Análises por espectroscopia no infravermelho (FTIR) evidenciaram modificações nas cadeias do polímero e índices de oxidação para todos os isolados, indicando processos oxidativos na matriz polimérica. Nos ensaios de atividade enzimática baseados na formação de zonas de coloração, seis Ffs apresentaram halos indicativos da presença de oxirredutases, enzimas frequentemente associadas à degradação de polietilenos. A integração dos resultados das etapas de seleção permitiu identificar o fungo RMP5 como potencial agente decompositor de filmes e microplásticos de PEBD. O isolado RMP5 foi então empregado em cinéticas de degradação de 28 dias em meio líquido, nas quais reduziu 21,962 ± 3,761 % da massa de microplásticos e 1,147 ± 0,162 % da massa de filmes de PEBD. Durante as cinéticas, o fungo apresentou dinâmicas enzimáticas distintas conforme a geometria do substrato, priorizando a secreção de peroxidases no cultivo com microplásticos e de lacases no cultivo com filmes. Em ambos os sistemas ocorreu acidificação do meio, associada à produção de ácidos orgânicos, além da secreção expressiva de tirosinases e proteases. As alterações químicas observadas no material, associadas ao monitoramento enzimático, indicam significativa redução do substrato em período inferior a 30 dias. Assim, este trabalho contribui para o desenvolvimento de estratégias de remediação da poluição plástica ao propor um protocolo acessível de seleção microbiana e validar a capacidade de degradação de PEBD do fungo RMP5.