La melanina, un compuesto omnipresente en la naturaleza, ha captado la atención de investigadores que buscan nuevos recursos biomásicos para la producción de materiales sostenibles. Sin embargo, su potencial como recurso para la creación de productos químicos y materiales de alto valor añadido ha permanecido en gran medida sin explorar. Un reciente estudio realizado por un equipo de investigadores japoneses podría cambiar esta situación, al demostrar cómo la melanina derivada de la tinta de sepia puede ser descompuesta y reutilizada para la síntesis de biopolímeros y partículas, abriendo la puerta a su adopción en procesos de reciclaje y valorización de biomasa.
El imperativo de la sostenibilidad
La creciente conciencia sobre los efectos negativos de las actividades humanas en el medio ambiente ha impulsado la búsqueda de soluciones que nos acerquen a economías más circulares y sostenibles. Desde el cambio climático hasta la contaminación por microplásticos, pasando por la extinción de numerosas especies, la necesidad de encontrar alternativas sostenibles se ha vuelto crítica. Es en este contexto que la valorización de la biomasa ha emergido como un área de gran interés, al transformar materiales orgánicos disponibles en productos valiosos como biocombustibles y bioplásticos.
Tradicionalmente, los estudios científicos se han centrado en la biomasa derivada de plantas, como las fibras de celulosa. No obstante, la melanina, un biopolímero complejo y omnipresente, ha recibido poca atención como recurso biomásico, en gran parte debido a la falta de conocimiento sobre su descomposición química. Esto ha comenzado a cambiar gracias al trabajo de un grupo de investigación liderado por el Profesor Asociado Michinari Kohri de la Universidad de Chiba, Japón.
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Explorando nuevas fronteras: la descomposición de la melanina
En un estudio publicado en ACS Sustainable Chemistry & Engineering, el equipo de Kohri abordó la brecha de conocimiento existente mediante el análisis detallado de la descomposición de la melanina, utilizando tanto melanina artificial como natural. El estudio, coautoría de destacados académicos de varias universidades japonesas, se publicó en la edición de mayo de 2024 de la revista.
El equipo comenzó sintetizando melanina artificial a partir de polidopamina, un polímero estructuralmente similar a la melanina natural. A continuación, realizaron una serie de pruebas de descomposición bajo diversas condiciones, seguidas de experimentos analíticos para estudiar los productos resultantes. Posteriormente, estos experimentos se replicaron utilizando melanina natural extraída de las bolsas de tinta de la sepia.
¿Qué es la sepia y su tinta?
La sepia es un molusco marino perteneciente a la clase de los cefalópodos, la misma a la que pertenecen los pulpos y los calamares. Conocida por su notable capacidad para cambiar de color y camuflarse en su entorno, la sepia también es famosa por su tinta. La tinta de sepia, utilizada desde tiempos antiguos como pigmento natural, es una sustancia oscura que el animal expulsa como mecanismo de defensa para confundir a los depredadores. Esta tinta está compuesta principalmente de melanina, el mismo pigmento que da color a nuestra piel y cabello. La concentración de melanina en las bolsas de tinta de sepia es particularmente alta, lo que la convierte en una fuente natural ideal para su extracción y utilización en estudios como el mencionado.
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Recursos naturales infravalorados: la tinta de sepia como fuente de melanina
La elección de la tinta de sepia no fue casual. Según el Dr. Kohri, la melanina concentrada en las bolsas de tinta de cefalópodos como la sepia y el calamar es una fuente fácilmente recuperable. «Desde una perspectiva de recursos, la melanina en las bolsas de tinta de calamares y sepias es una melanina natural de fácil acceso. La captura de calamares y pulpos ha aumentado en los últimos años, manteniéndose alrededor de los tres millones de toneladas anuales,» señala el investigador.
Los resultados de la investigación revelaron que tanto la melanina artificial como la natural se descomponen en derivados de pirrol que contienen ácidos carboxílicos. Este hallazgo sugiere que la melanina obtenida de otras fuentes renovables, como exoesqueletos de insectos, pelo animal o microorganismos productores de melanina, podría ser igualmente útil como precursor químico en procesos industriales.
Biopolímeros sostenibles a partir de melanina: ¿una realidad?
El paso final del estudio involucró la utilización de los productos de descomposición de la melanina, tanto artificial como natural, como materias primas para la creación de diversas películas poliméricas y partículas. Estos experimentos no solo demostraron la viabilidad de la melanina en la valorización de biomasa, sino que también subrayaron su potencial como recurso en la producción de polímeros biodegradables.
«Debido a que la melanina es una biomasa naturalmente abundante y eventualmente degradable por microorganismos, es probable que los materiales poliméricos producidos a partir de productos de descomposición de melanina también sean biodegradables,» resalta el Dr. Kohri. Esto implicaría que los polímeros derivados de la melanina podrían ser desechados sin dañar el medio ambiente, contribuyendo así al desarrollo de materiales más sostenibles.
Mirando hacia el futuro: la melanina como pilar de la economía circular
Los hallazgos de este estudio podrían sentar las bases para la adopción generalizada del reciclaje y valorización de la melanina, ayudando a proteger el medio ambiente. «Así como la investigación sobre la biomasa de celulosa ha avanzado debido a su extracción de una variedad de plantas subutilizadas, esperamos que nuestros esfuerzos impulsen el uso de la melanina como recurso biomásico,» concluye el Dr. Kohri.
Este estudio no solo abre una nueva vía para el aprovechamiento de la melanina, sino que también refuerza la necesidad de seguir explorando fuentes de biomasa alternativas para construir un futuro más sostenible. La posibilidad de utilizar la melanina como precursor para materiales biodegradables podría convertirse en un componente clave en la transición hacia una economía más circular y respetuosa con el medio ambiente.