Producir sustituto de aceite de palma a partir de residuos de maíz


¿Es posible una alternativa local sostenible al aceite de palma? El consorcio de investigación NextVegOil de Aachen, Bochum, Düsseldorf y Münster tiene como objetivo desarrollar un proceso a escala comercial para producir un aceite microbiano similar al aceite de palma a partir de desechos agrícolas en el futuro. 


por Arne Claussen, Universidad Heinrich-Heine de Düsseldorf


Un hongo unicelular especialmente modificado hará el trabajo. En el proyecto, que está financiado por el Bioeconomy Science Center (BioSC) y en el que participan dos grupos de investigación de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU), el objetivo es producir queso vegano a partir del sustituto del aceite de palma en cooperación con una start-up con sede en Berlín y Bonn.

El aceite de palma es uno de los aceites vegetales más utilizados. El producto de bajo costo se utiliza en muchos sectores de la industria alimentaria y también se puede utilizar en la producción de biocombustibles.

Sin embargo, la producción de aceite de palma tiene consecuencias ecológicas de gran alcance: se están talando grandes áreas de selva tropical para permitir la plantación de monocultivos de palmeras, lo que resulta en la pérdida de ecosistemas valiosos y tiene un impacto severo en la biodiversidad. Por ejemplo, esto representa una seria amenaza para la población de orangutanes en las islas indonesias de Borneo y Sumatra. Además, el aceite de palma producido en los trópicos debe transportarse a través de largas distancias hasta los consumidores de Europa y EE. UU., con las correspondientes consecuencias para el medio ambiente. El uso de aceite de palma para biocombustibles también compite con la producción de alimentos.

Sería significativamente más sostenible, respetuoso con los recursos y el medio ambiente producir un producto similar al aceite de palma en una base regional cerca de los consumidores, a partir de residuos vegetales que no pueden usarse de manera rentable como productos alimenticios o como materias primas químicas para la industria. . Este es exactamente el objetivo que persigue el consorcio de investigación NextVegOil con sede en Renania del Norte-Westfalia (NRW).

Usando el hongo Ustilago maydis, los investigadores han encontrado una manera de producir un aceite microbiano que se parece mucho al aceite de palma, es decir, tiene una composición similar de ácidos grasos, que determinan sus propiedades, lo que significa que es probable que sea adecuado para su uso en alimentos. . En el transcurso del proyecto, el objetivo es establecer la fermentación de rastrojo de maíz, que no se puede comer ni utilizar como alimento para animales, a gran escala.

La industria agrícola no está bien dispuesta hacia Ustilago maydis de lo contrario: el hongo unicelular causa la enfermedad de las plantas «carbón del maíz»; sin embargo, este hongo es inofensivo para los humanos e incluso se considera un manjar en México. «Si bien es una desventaja para algunos, podemos utilizarlo para lograr nuestros objetivos: dado que el hongo se adapta tan bien al maíz, también es ideal para reciclar los residuos del maíz», dice el profesor Dr. Michael Feldbrügge del Instituto de Microbiología. en HHU, que es uno de los investigadores involucrados en el proyecto en Düsseldorf. Continúa: «Ya ha habido una cantidad significativa de investigación genética y biotecnológica sobre el hongo, que naturalmente también produce otras sustancias biotecnológicamente relevantes, como biosurfactantes, por lo que sabemos dónde podemos usarlo para nuestros propósitos».

El colega del profesor Feldbrügge, el profesor Dr. Markus Pauly del Instituto de Biología y Biotecnología de Células Vegetales de HHU, agrega: «El maíz también ofrece potencial de mejoramiento en términos de optimizar el residuo de la planta para este tipo de transformación metabólica por el hongo sin métodos transgénicos».

Los investigadores han descubierto que Ustilago maydis también puede producir aceite en lugar de tensioactivos si el proceso de síntesis del hongo se interrumpe en un punto específico a nivel genético. Esto ya se ha demostrado a pequeña escala. El perfil de ácidos grasos de este aceite es muy similar al del aceite de palma, lo que lo hace muy prometedor como producto sustituto. En los próximos años, los investigadores de Düsseldorf tienen como objetivo optimizar el hongo para que el aceite que produce se asemeje aún más a las propiedades del aceite de palma. También están trabajando en procesos biotecnológicos para asegurar una conversión óptima de la materia prima del rastrojo de maíz en el fermentador.

Los socios del proyecto de la Universidad Tecnológica de Aquisgrán (RWTH) están trabajando en los próximos pasos para establecer un proceso de producción económicamente viable para el sustituto del aceite de palma. Una vez que se hayan encontrado los parámetros óptimos para la conversión de la biomasa del maíz y el hongo en Düsseldorf, se podrá pasar a implementar el proceso de fermentación a escala comercial. Los aceites producidos en este proceso microbiano luego deben analizarse y purificarse con precisión para garantizar que cumplan con los estándares alimentarios.

Además de los aspectos biológicos y técnicos, también hay un aspecto económico: en paralelo con las actividades en curso, los investigadores de Bochum están analizando la rentabilidad de las cadenas de proceso e investigando los mercados en los que se puede vender el sustituto del aceite de palma. La prueba piloto del producto es el enfoque del socio del proyecto Formo, una nueva empresa de biotecnología, que tiene como objetivo producir queso vegano utilizando el aceite microbiano.

«Es importante para todos los involucrados en el proyecto que podamos ofrecer un producto sostenible como alternativa al aceite de palma convencional: un producto regional, elaborado con materias primas renovables, con una buena huella de carbono. Y también un producto que no compita con producción de alimentos, ya que los materiales de partida son residuos que se generan de todos modos», dicen el profesor Feldbrügge y el profesor Pauly.

El proyecto NextVegOil

Dos institutos de biología de HHU están involucrados en el proyecto para la producción microbiana de un sustituto del aceite de palma: el Instituto de Biología y Biotecnología de Células Vegetales (Profesor Dr. Markus Pauly) y el Instituto de Microbiología (Profesor Dr. Michael Feldbrügge) están trabajando en la optimización de la biomasa de maíz, su conversión utilizando Ustilago maydis y la optimización de la producción de aceite.

La Cátedra de Ingeniería Bioquímica de RWTH Aachen, dirigida por el profesor Dr. Jochen Büchs, se concentra en la fermentación del aceite. En la Universidad de Münster, investigadores del Instituto de Química Inorgánica y Analítica dirigidos por el profesor Dr. Heiko Hayen están analizando la composición de los aceites producidos. La profesora Dra. Stefanie Bröring de la Cátedra de Emprendimiento y Modelos de Negocios Innovadores de la Ruhr University Bochum está examinando los aspectos económicos y de marketing. Finalmente, la empresa emergente de biotecnología Formo, con sede en Berlín y Bonn, tiene como objetivo utilizar el sustituto del aceite de palma para la producción de queso vegano.



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