Investigadores del Instituto de Biotecnología Industrial de Tianjin han desarrollado un método para sintetizar almidón directamente a partir de dióxido de carbono. Este nuevo proceso, logrado únicamente con enzimas y materias primas, es, según afirman, diez veces más productivo que intentos anteriores.
Lo más destacado es que el proceso no depende de plantas ni de la fotosíntesis, y podría contribuir a que la producción industrial de almidón sintético sea comercialmente viable.
El almidón es un material importante, vital para la producción de edulcorantes y espesantes. También es una materia prima esencial en la fabricación de papel y textiles, productos farmacéuticos, adhesivos y ciertos plásticos.
Actualmente, la mayor parte del almidón industrial se deriva del maíz, cuyo cultivo requiere grandes extensiones de tierra. La producción de almidón de maíz también consume enormes cantidades de agua y depende en gran medida del uso de fertilizantes y pesticidas.
Almidón del laboratorio, no de la tierra
Esta producción ejerce presión sobre tierras valiosas, ya que el almidón de maíz para uso industrial compite directamente con el cultivo de alimentos. Si bien el almidón es relativamente económico de producir, no está exento de compromisos en términos de impacto ambiental.
Para mitigar estos problemas, los investigadores optaron por explorar una nueva forma de producir almidón sintéticamente en un laboratorio. En lugar de la conversión tradicional de dióxido de carbono a maíz (y almidón) utilizando plantas, consideraron que sería posible eliminar el intermediario, o más bien, la planta.
Aunque no se trata de un avance radical (el equipo ya lo había logrado en 2021), ahora lo han perfeccionado para que sea casi 10 veces más rápido y eficiente.
Según el avance original del equipo, este proceso comienza con la conversión del dióxido de carbono en metanol en presencia de un catalizador orgánico.
Luego, se utilizan más enzimas para transformar el metanol en azúcares, que a su vez se combinan para formar lo que se conoce como almidón polimérico. En total, el proceso requiere alrededor de once pasos para obtener almidón a partir de dióxido de carbono.
El producto, según el equipo, es casi idéntico al almidón producido tradicionalmente a partir del maíz.
“Si el costo total del proceso se puede reducir a un nivel económicamente comparable con la siembra agrícola en el futuro, se espera que se ahorre más del 90 por ciento de la tierra cultivada y los recursos de agua dulce”, explicó Yanhe Ma, microbiólogo del Instituto de Biotecnología Industrial de Tianjin, en 2021.
Mejora de 10 veces
Es importante destacar que este nuevo proceso convierte el dióxido de carbono en una materia prima en lugar de un contaminante. Su uso de enzimas también significa que el almidón ahora se puede producir sin sacrificar tierras agrícolas vitales.
Esto se logró, según el equipo, mediante el uso de enzimas nuevas y especiales optimizadas para la tarea. Estas enzimas ayudan a reducir los costos de energía para la producción de almidón, pero también mejoran significativamente la eficiencia de la reacción.
El proceso también se puede llevar a cabo en condiciones controladas dentro de un laboratorio, lo que significa que los rendimientos son mucho más predecibles.
Cabe señalar que la mejora de 10 veces no significa que el equipo haya logrado superar a la naturaleza. Este proceso no es, por ejemplo, diez veces mejor que la producción convencional de almidón de maíz.
Simplemente significa que han mejorado drásticamente su trabajo anterior, lo que lo acerca un paso más a ser una alternativa económicamente viable a la producción de almidón de maíz.
