Científicos logran obtener suplementos nutricionales a partir de desechos alimentarios

Ciencia tecnología e innovación El Mundo al Instante 06 de noviembre de 2020
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Yan Ning (izquierda) y Zhou Kang. (Foto: National University of Singapore)

Los caparazones de los crustáceos e incluso las ramitas desprendidas de árboles al podarlos son desechos que pueden ser útiles como materias primas a partir de las cuales elaborar suplementos nutricionales y hasta medicamentos, mediante un nuevo tipo de proceso.

Un equipo dirigido por Yan Ning y Zhou Kang de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha ideado un método para convertir los caparazones de langostinos y cangrejos en L-DOPA, un medicamento ampliamente utilizado para tratar la enfermedad de Parkinson. Un método similar se puede utilizar para convertir los residuos de madera en prolina, que es esencial para la formación de colágeno y cartílago saludables.

La estrategia de conversión del equipo de la Universidad Nacional de Singapur puede potencialmente ejercer un papel fundamental en la industria química, ya la obtención de compuestos derivados de residuos ha ido ganando impulso en un intento por reducir la dependencia hacia el uso de combustibles fósiles no renovables y hacia los procesos que consumen energía.

La industria alimentaria mundial genera hasta ocho millones de toneladas de desechos de caparazones de crustáceos por año. Por su parte, Singapur generó en 2019 más de 438.000 toneladas de desechos de madera, entre los que se incluyen las ramas podadas de los árboles y el polvo de los talleres madereros. Lograr modos factibles de reciclar estos materiales de desecho alimentarios y agrícolas para convertirlos en compuestos útiles, permitirá obtener beneficios y al mismo tiempo reducir el uso de los vertederos.

Aunque la reutilización de los materiales de desecho ha cobrado fuerza en los últimos años, la elaboración típica de productos químicos a partir del reciclaje de desechos suele ser menos diversificada que la síntesis química convencional que utiliza petróleo crudo u otras materias primas relacionadas. Para superar las limitaciones, los investigadores de la Universidad Nacional de Singapur idearon un método que combina un enfoque químico con un proceso biológico.

Primero aplicaron procesos químicos a los materiales de desecho y los convirtieron en una sustancia que puede ser “digerida” por ciertos microbios. El segundo paso incluye un proceso biológico, similar a la fermentación de las uvas para elaborar vino. Para este paso, se prepararon cepas especiales de bacterias como la Escherichia coli, con las que convertir la sustancia producida en el proceso químico en productos de mayor valor, como aminoácidos.

El equipo de la Universidad Nacional de Singapur tardó cuatro años en poner a punto su método, pero ya se puede utilizar para obtener productos químicos de alto valor a partir de fuentes de materias primas renovables y de manera sostenible.

En el método convencional de producción de L-DOPA, la elaboración se hace a partir de la L-tirosina, una sustancia química hecha de azúcares en fermentación. Con la nueva técnica, los desechos de los crustáceos se tratan primero mediante un simple paso químico, lo que permite que sean utilizados por los microbios para producir L-DOPA. El rendimiento del nuevo método es similar al logrado en el método tradicional con azúcares. Además, en comparación con la glucosa, que es el azúcar más comúnmente utilizado y que cuesta entre 400 y 600 dólares estadounidenses por tonelada, los desechos de caparazones de crustáceos solo cuestan unos 100 dólares por tonelada. Teniendo en cuenta el bajo costo y la abundancia de tales desechos de langostinos, el nuevo método tiene el potencial de proporcionar L-DOPA a un costo menor.

La prolina, por otro lado, se produce convencionalmente a través de procesos biológicos puros. El método de la Universidad Nacional de Singapur ha reemplazado ahora la mayoría de tales transformaciones biológicas por procesos químicos, que son mucho más rápidos. Como resultado, el nuevo método podría lograr una mayor productividad, y potencialmente conducir a la reducción de la inversión económica inicial necesaria y de los costos de operación.

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