La biotecnología en los residuos agrícolas y agroindustriales

El ingeniero Kevin Tejada, docente de la Escuela Profesional de Ingeniería Biotecnológica, nos explica cómo se pueden transformar residuos en productos de alto valor comercial usando biotecnología.

El Perú necesita de soluciones basadas en biotecnología para aprovechar eficientemente potenciales fuentes de carbono que actualmente son considerados como desperdicios. Con algunos pretratamientos químicos, físicos o enzimáticos se pueden liberar componentes de interés y alto valor comercial.

La ingeniería biotecnológica también busca alternativas para el aprovechamiento de residuos agroindustriales. Nuestro país debe enrumbarse hacía la bioeconomía para dar valor a residuos agrícolas y agroindustriales.

La glucosa es la base para la producción de biocombustibles, como el bioetanol, que eventualmente se puede usar para reemplazar los productos químicos derivados del petróleo, como el etileno y el propileno, que se convierten en muchos productos, incluidos los plásticos, solventes, cosméticos y productos farmacéuticos, pero el costo de la biomasa utilizada para producir glucosa incrementa cada día más creando dificultades en la cadena de suministro. Mediante el uso no solo de la celulosa (polímero de glucosa) de la biomasa, sino también de múltiples componentes, como hemicelulosa, lignina, sílice e isoprenoide es posible reducir el costo de la glucosa en más del 30%.

Fuente: Tomado de Dwi Anggoro et al. (2015).

Las sustancias coproducidas que pueden compensar los costos incluyen pulpas y compuestos moleculares de sílice y lignina que se pueden usar para crear textiles y materiales similares al papel, y xilo-oligosacáridos, que se usan como prebióticos que alimentan la flora intestinal.

Además, los isoprenoides y los polifenoles se pueden extraer mediante destilación al vapor o con etanol y comercializarse como desinfectantes que combinan funciones antibacterianas, antivirales, antioxidantes y anti-UV.

Fuente: Resumen gráfico de Mund et al. (2021)

Mund et al. (2021) utilizaron biomasa de residuos foliares de piña como sustrato para la producción de biocombustibles de segunda generación. Al digerir biomasa con celulasa se alcanza hasta 43 % de generación de glucosa, mientras que los porcentajes de liberación de glucosa aumenta significativamente cuando la biomasa se somete a un pretratamiento de fraccionamiento de lignocelulosa con solvente orgánico y solvente de celulosa a base de ácido fosfórico antes de la hidrólisis, esto resulta en un 84% de generación de glucosa. Suponiendo una conversión del 100 % de glucosa en etanol, el rendimiento teórico de etanol sería 212 L a partir de 1 Ton de biomasa de hojas secas.

En la microrregión sur se generan toneladas de residuos agroindustriales como la cascarilla de arroz. Actualmente no se tiene un aprovechamiento adecuado de este residuo, sin embargo, aplicando procesos biotecnológicos podemos obtener glucosa y otros productos de alto valor comercial, que más adelante pueden ser sustratos para productos como biocombustibles. Debemos empezar a replantear el concepto de desecho y observar a detalle todos los componentes de interés que puede haber en ellos.

¡Es momento de impulsar la industria biotecnológica a través de la investigación, emprendimiento y transferencia tecnológica!

Referencias

Dwi Anggoro, D., Rispiandi, R., & Purwanto, P. (2015). Hydrolysis of eichhornia crassipes (eceng gondok) to glucose over sulfonated active carbon catalyst. Malaysian Journal of Fundamental and Applied Sciences, 11(2). https://doi.org/10.11113/mjfas.v11n2.368

Mund, N. K., Dash, D., Mishra, P., & Nayak, N. R. (2021). Cellulose solvent–based pretreatment and enzymatic hydrolysis of pineapple leaf waste biomass for efficient release of glucose towards biofuel production. Biomass Conversion and Biorefinery, 1–10. https://doi.org/10.1007/S13399-020-01225-8/FIGURES/6

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