Con el fin de utilizar materia prima abundante y de bajo costo, y que además no genere impactos negativos en el ambiente, los investigadores trabajan con biomasa, por ejemplo, rastrojo de maíz, bagazo de agave, bagazo de caña, cascarilla de arroz o los residuos que quedan de la cosecha del sorgo y la cebada.

“Es decir, materiales que primero fueron producidos como plantas y que contienen compuestos que ya no estamos utilizando, son un desperdicio o constituyen un problema de contaminación, pero que tienen, por su estructura, polímeros que son de interés para la producción de biocombustible o bioplásticos”, puntualizó el doctor Alfredo Martínez Jiménez, del Instituto de Biotecnología.

Biomasa útil para generar etanol y ácido láctico

Este residuo agroindustrial es conocido como lignocelulosa y contiene en su composición dos polímeros principales: la celulosa y la hemicelulosa. La primera es un polímero de la glucosa que sirve para obtener energía, también se utiliza para alimentar a los microorganismos y hace posible obtener productos por métodos biotecnológicos.

La hemicelulosa contiene un azúcar polimerizado conocido como xilosa cuya estructura está compuesta por cinco carbonos. Al encontrarse la xilosa en la lignocelulosa se convierte en el segundo azúcar más abundante en la naturaleza después de la glucosa. Sin embargo, los microorganismos que se utilizan generalmente para fermentar y producir productos útiles para la humanidad no utilizan este azúcar, sino la glucosa.

“En nuestro laboratorio nos enfocamos a desarrollar bacterias que puedan utilizar bien este azúcar de cinco carbonos, la xilosa, y la conviertan en etanol y en ácido láctico”, puntualizó el investigador.

Ambos compuestos, señaló, son de gran utilidad para la humanidad y en un futuro se espera que sean ampliamente usados. El etanol, por ejemplo, puede ser utilizado como biocombustible. De hecho, desde hace unos años existe una planta de producción de etanol en Veracruz que genera este producto a partir de la caña de azúcar.

Por su parte, el ácido láctico también puede ser producido a partir de estos desechos agroindustriales y al polimerizarlo pueden generarse plásticos como el PET (politereftalato de etileno), que sean equivalentes en cuanto a resistencia, consistencia, color, mecánica y térmica.

La diferencia del bioplástico con el PET es que el primero, si se coloca en una composta, podrá degradarse y no representar un problema para el medio ambiente, porque es biodegradable y renovable.

Obtienen patente

Con todas estas premisas fue que el grupo de investigación dirigido por el doctor Alfredo Martínez Jiménez desarrolló microorganismos que utilicen de forma eficiente este azúcar, es decir, la xilosapara producir etanol o ácido láctico.

El investigador explicó que en su laboratorio  trabajan desde hace varios años con la bacteria Escherichia coli, la cual tiene más de 2 mil reacciones bioquímicas que le sirven para sobrevivir, reproducirse y mantenerse viva.

Asimismo, los investigadores sabían que la bacteria E. coli consume de manera natural glucosa y xilosa, sin embargo buscaban hacerla más eficiente, es decir, que la consuma más rápido y que la canalice hacia el producto que les interesaba trabajar.

“En este contexto, como parte del proyecto de doctorado del ex estudiante del laboratorio José Utrilla y apoyados por metodologías de ingeniería genética y evolución de este microorganismo, nosotros descubrimos que había un transportador que antes no estaba reportado para este azúcar”, puntualizó.