Científicos de la Universidad de Cádiz han puesto en marcha un proyecto, integrado en el Plan Nacional de I+D+i y enmarcado en el programa científico del Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario (ceiA3), que tiene como principal objetivo la obtención de bioetanol a partir de residuos agrarios como el orujo de uva, la cáscara de la naranja, la paja de trigo o la cascarilla del arroz. Un proceso para el que pretenden producir enzimas mediante fermentación en estado sólido, para ayudar a abaratar los costes originados dentro del proceso de producción de este biocombustible.

Es importante señalar que en los últimos años la obtención de biocombustibles a bajo coste se ha convertido en todo un reto no exento de polémica ya que “los denominados biocombustibles de primera generación compiten directamente con los cultivos de utilización alimentaria, lo que ha originado el aumento del precio en productos de primera necesidad como la soja o el maíz”, como explica el profesor Ignacio de Ory Arriaga.

Este hecho, que “no es tolerable desde un punto de vista ético”, ha provocado que en la actualidad “se esté buscando otro tipo de materias primas que constituyan la fuente necesaria para obtener los azúcares y después transformar éstos en alcohol combustible”.

De ahí que desde el grupo de investigación AGR-203 de la UCA, denominado Ingeniería y Tecnología de los Alimentos, que dirige el catedrático Ildefonso Caro Pina, se haya decidido en este proyecto, titulado ‘Hidrolisis enzimática de residuos agroalimentarios lignocelulósicos para bio-refinería”, partir de estos cuatro residuos agrarios para obtener extractos enzimáticos útiles para la hidrólisis, primer paso en la producción de biocombustibles.

La materia prima aquí está formada por “restos que generalmente suelen acabar en la basura, sin utilidad alimentaria y que son contaminantes, ya que cuesta mucho gestionarlos y tienen un fuerte impacto sobre el medioambiente”, como comentan desde la UCA.

Materiales lignocelulósicos

Para conseguir bioetanol a partir de estos residuos, hay que tener en cuenta que los restos de los que partimos son materiales lignocelulósicos, es decir, están compuestos en general por celulosa y lignina, y, para que pueda realizarse este proceso que nos lleva al biocombustible, hay que disgregarlos primero mediante una hidrólisis que genere los azúcares. Para ello, “existen dos formas de actuar: mediante ataques físico-químicos (ácidos, alcalinos o térmicos) o a través de enzimas, siendo esta última opción nuestra propuesta”.

Así, uno de los objetivos del grupo de investigación del profesor Ildefonso Caro es “producir enzimas que hidrolicen bien los polímeros de la celulosa para  transformarlos en azúcares”. No obstante, las enzimas suponen un elevado coste en este proceso, por lo que “nos hemos propuesto reducir este apartado de forma drástica; algo que estamos convencidos que es posible gracias a la fermentación en estado sólido”, en palabras del profesor Ignacio de Ory.

Este tipo de fermentaciones en estado sólido suelen ser mucho más económicas y presentan menor riesgo de contaminación que las que se realizan en cultivos sumergidos y se centra en el hecho de que el sustrato del cual se alimenta el microorganismo (en este caso un tipo de hongo) es un sólido, por ejemplo, un residuo agrícola.

Por consiguiente, el hongo crece directamente sobre el sustrato sólido formando una película sobre él. Es interesante indicar que los residuos deben recibir previamente algún tipo de pre-tratamiento (ultrasonidos, irradiaciones o microondas), ya que “es necesario que se degrade previamente el sólido para facilitar el crecimiento del hongo y que acceda mejor al interior de los polímeros”, como explican desde el grupo AGR-203.

Así las cosas, y a través de este proyecto, los científicos de la UCA quieren probar qué sucede al trabajar con los residuos ya señalados, combinados con tres microorganismos diferentes, mediante fermentaciones en estado sólido.

“Estamos interesados en establecer cuál es el hongo más adecuado, es decir, el que produce mayor cantidad de enzimas y con mejores actividades, para digerir luego esos mismos residuos y obtener azúcares fermentables destinados a la producción de bioetanol. Al final nos quedaremos con el hongo y el residuo más adecuados, con idea de reducir los costes en este complejo proceso que tiene como resultado final el bioetanol”, aseguran desde la UCA.