El Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD), trabaja en el desarrollo de un paquete tecnológico conocido como “biorrefinería” que va mucho más allá de la producción de biocombustibles, al tratar de aprovechar de manera integral cada uno de los componentes presentes en los residuos orgánicos. Una biorrefinería es una estructura que integra una serie de procesos para producir combustibles, energía y productos químicos a partir de dichos residuos.
El concepto de biorrefinería es similar al de refinerías de petróleo, que producen varios tipos de combustibles y productos a partir del petróleo. Las biorrefinerías han sido identificadas como el camino más prometedor y económicamente viable para la creación de una nueva industria basada en los residuos orgánicos que se generan, resultado de la actividad del hombre.
El Dr. Ali Asaff Torres, investigador de la Coordinación de Ciencia de los Alimentos, explicó que desde 2009 se trabaja en una serie de proyectos, que una vez integrados, darán lugar a una biorrefinería. Se inició con los estudios de planta piloto para la recuperación de los compuestos fenólicos contenidos en las aguas residuales de la industria del nixtamal, la masa y la tortilla, conocidas como nejayote.
“Uno de estos compuestos fenólicos se llama ácido ferúlico y puro se usa como precursor para la producción de vainillina, que es el componente principal del sabor y aroma de la vainilla”, precisó el investigador. Además de haber desarrollado con anterioridad tecnología para la producción de vainillina a partir del ácido ferúlico.
El Dr. Asaff comentó que actualmente están trabajando
en la obtención química y biotecnológica de ésteres de este compuesto.
“Son de interés las nuevas moléculas que tienen actividades biológicas
superiores a las de sus moléculas precursoras o que facilitan su manejo
en ciertos vehículos de acuerdo a su campo de aplicación”.
Una
de las actividades biológicas encontradas es la fungicida por lo que el
ácido ferúlico y algunos de sus ésteres pueden servir para el control
de ciertos microorganismos patógenos que causan enfermedades en cultivos
agrícolas, con la formulación requerida utilizando este ingrediente
activo, agregó. Otra de las actividades biológicas estudiada es la
antioxidante por su potencial aplicación en el área de los alimentos,
“las pruebas que tenemos es que pueden ser igual o mas efectivos que
antioxidantes utilizados convencionalmente, como el ácido ascórbico por
ejemplo y al igual que este, pueden etiquetarse como antioxidantes
naturales”.
Como parte del pre-tratamiento que es
necesario dar al nejayote para los diversos procesos en los que es
empleado, está la eliminación de sólidos en suspensión. Mediante la
combinación de herramientas biotecnológicas adecuadas se ha logrado este
propósito y dadas sus implicaciones en desarrollos futuros y actuales,
el proceso se viene patentando.
El nejayote libre
de sólidos también puede ser aprovechado de manera ventajosa para la
recuperación de pentosanas mediante la tecnología que ha sido
desarrollada por otros colegas del CIAD. Las pentosanas son un tipo de
carbohidratos que tienen el potencial de ser aplicados en diferentes
campos, como el de alimentos, principalmente en panadería y en el campo
farmacéutico.
Sin embargo, las pentosanas y otros
azúcares contenidos en el nejayote también pueden ser empleados como
sustrato para la producción de bioetanol de segunda generación ya sea
para su uso como combustible o para reponer las mermas que se producen
dentro de los diferentes procesos que se están desarrollando “porque
varios de ellos utilizan etanol como solvente y confiamos en generar un
excedente que sería utilizado como combustible” dijo.
Desde
la perspectiva ecológica, otro de los proyectos maneja la recuperación
de agua para reúso con una calidad prácticamente de agua potable, por lo
que de ser procesos altamente contaminantes pasarían a ser industrias
verdes y limpias. Inclusive en un mediano plazo se tiene pensado
reutilizar los gases de combustión de las calderas y secadores que usan
las empresas para incorporarlos a estos efluentes y así se evitaría la
emisión de CO2 a la atmósfera y se reduciría en un gran porcentaje el
carácter contaminante de las empresas del rubro.
“Hacerlo
es muy económico porque en lugar de usar un ácido se usan los mismos
efluentes gaseosos de la empresa para neutralizar el pH de sus aguas
residuales; es decir, es aprovechar adecuadamente lo que se tiene para
maximizar los beneficios”, dijo.
El doctor comentó
que es importante establecer que la mejor forma de hacer rentables los
proyectos es bajo el concepto de biorrefinería; es decir, no considerar
el alcohol como el único producto, “hay que diversificar la producción
para que los costos se compensen o globalmente el proyecto pueda ser
rentable, habrá unas cosas que subsidiarán a otras, pero se está
trabajando para que el proyecto en su conjunto sea un éxito porque
tendrá un impacto económico, científico y tecnológico muy grande”,
expuso.
Manifestó que “estamos planteando no solo
la recuperación de subproductos, sino también de su bio-transformación,
que va mas allá de lo que es únicamente combustibles, sino hacer un
aprovechamiento de otras moléculas que están presentes e inclusive
fortalecer o crear industrias para obtener derivados a partir de ellas”.
El
Dr. Asaff Torres precisó que algunos de estos procesos se encuentran en
plena fase de escalamiento industrial, otros están en pruebas piloto o
en etapa de laboratorio y hay otros que próximamente se abordarán,
“muchas cosas ya se están aplicando, pero terminar el proceso completo
al menos nos llevaría uno o dos años más para tener una biorrefinería en
su totalidad”.
“El proyecto global es muy
ambicioso y el potencial de cada uno de los subproyectos ha sido
reconocido, siendo apoyados por el CONACyT (fondos de la Secretaría de
Economía y de la Secretaría de Energía) y algunas empresas del sector
privado que se dedican a la producción de harina de maíz nixtamalizado”
apuntó el Dr. Asaff.
Cabe mencionar que en el desarrollo de este
paquete tecnológico colaboran con el Dr. Asaff, el Dr. Juan Carlos
Mateos y su equipo de trabajo del CIATEJ, el Dr. Angel Aceves, egresado
del programa de doctorado del CIAD y que está a cargo del Departamento
de Investigación y Desarrollo de una de las empresas participantes y por
parte de CIAD las Dras. Yolanda Reyes y Alicia Martínez del laboratorio
de Biotecnología Industrial a su cargo.(Información proporcionada por el CIAD)
