Donde muchos ven desecho, Carlos Jesús Castillo Zacarías ve una importante materia prima para la producción de carotenoides. El científico del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) colabora con la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU, por sus siglas en inglés), de Singapur, en la producción de microalgas en un medio de cultivo al que añaden aceite reciclado proveniente de cafeterías, hogares e industria. A ese proceso de crecimiento de microalgas añade el desecho y después extrae los carotenoides, que son los pigmentos orgánicos que se encuentran de forma natural en las algas.
Castillo Zacarías integra el Grupo Biotecnología Aplicada Sostenible del Tec de Monterrey que lidera el doctor Roberto Parra Saldívar y que aglomera a profesores e investigadores de diversas áreas, entre ellas biotecnología de microalgas, bioenergía y revalorización de residuos de la agroindustria, alimentos funcionales con compuestos de alto valor añadido, ingeniería de biorreactores y modelado de bioprocesos, nanomateriales, entre otros.
En entrevista, refiere los objetivos y alcances de este trabajo.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿En qué consiste este proyecto?
Carlos Jesús Castillo Zacarías (CJCZ): Básicamente trabajamos con aceite gastado de cocina que viene de la industria. Lo más interesante de este proyecto es que las microalgas pueden consumir este aceite, y al consumirlo, hacemos que esos desechos desaparezcan poco a poco y al mismo tiempo se produzcan carotenoides. Después cosechamos estas microalgas para, a su vez, extraer de ellas estos compuestos que son interesantes para nosotros.
AIC: ¿Cuál es el método de extracción que utilizan?
CJCZ: Pocas personas lo han desarrollado como nosotros lo planeamos. Es a través de la extracción con fluidos supercríticos, en este caso utilizamos el dióxido de carbono (CO2). Podemos hacer una mayor extracción de los
carotenoides sin dañar la estructura, porque muchas de las extracciones que se hacen utilizan compuestos químicos muy agresivos sobre el compuesto que se desea extraer, entonces se registra un cambio al estar en contacto con él.
Actualmente, la regulación nos dice que debemos eliminar cualquier experimentación que implique cloroformo, así que no lo utilizamos, en unos años no estará en venta siquiera. Lo que hacemos es aplicar esa extracción que utiliza solo CO2 para así evitar el uso de esos compuestos químicos que son peligrosos para el medio ambiente.
AIC: ¿Resulta más económico este sistema?
CJCZ: A la larga sí resulta menos costoso porque hacemos una mayor extracción de compuestos. Los estamos extrayendo de una forma en la que no dañamos al medio ambiente porque no utilizamos ningún elemento tóxico. El CO2 que usamos lo podemos reutilizar en muchas más extracciones.
AIC: ¿Se trata entonces de una tecnología verde?
CJCZ: Sí, es lo importante también de este proyecto. Este proyecto no genera compuestos que puedan dañar el medio ambiente. A la par de esta extracción, estamos haciendo también la estabilización de las moléculas que se generan. En el caso de los carotenoides, tienen la desventaja que se degradan por acción del medio ambiente, por ejemplo la luz o el oxígeno atmosférico, así que después de extraerlos tenemos que hacer algo para estabilizarlos.
AIC: ¿Cómo puede evitarse esa degradación?
CJCZ: Lo que hacemos es una técnica novedosa: la microencapsulación por coacervación, que implica la utilización de cualquier tipo de polímero. En la NTU de Singapur, utilizamos una goma que es extraída por ellos a partir de una fruta que se llama durián. Lo que hicimos fue probar esta goma con otros polímeros. Teníamos el carotenoide ya extraído y lo que hicimos fue unirlo iónicamente con un polímero, que en este caso fue quitosano. Después utilizamos la goma para hacer esa microencapsulación, y el objetivo final fue proteger el compuesto para que ya no existiera posibilidad de que la luz o el oxígeno pudiera degradarlo.
AIC: ¿En qué alimentos aplicarían estos carotenoides?
CJCZ: En un alimento funcional, puede ser un yogurt, pasteles, muffin; puede ser cualquier alimento al que podamos agregar algo que haga que aumente su valor nutrimental. Lo que estamos agregando son estos carotenoides que
tienen potencial como antioxidantes. Como ya los tenemos estabilizados, no hay problema de que se vayan a degradar por el medio ambiente, la luz o el oxígeno; ya está totalmente estabilizado, por eso, al momento de consumirlo, lo que se está consumiendo es el carotenoide total, es decir, proporcionará a quienes lo consumen ese poder antioxidante.
AIC: ¿Cómo ocurre el trabajo en conjunto entre ambas instituciones?
CJCZ: Este proyecto se hizo en conjunto con la Universidad Tecnológica de Nanyang. El profesor que nos recibió es William Chen, un investigador de Singapur muy reconocido en el área de alimentos, algas, extracción de compuestos con interés farmacéutico; fue una colaboración muy completa, que nos dará para que el Tec de Monterrey y NTU sigan colaborando por muchos años más. Este año vendrán científicos de Singapur y seguirán con la segunda parte del proyecto.
AIC: ¿Cómo deciden unir esfuerzos en este proyecto?
CJCZ: Nosotros teníamos nuestra fortaleza en crecimiento de algas y la producción de carotenoides. Ellos tenían esa otra fortaleza, de buscar la producción de esos residuos para la obtención de omega 3 con levaduras; trabajan con levaduras, con microorganismos que fueron modificados genéticamente.
Esta colaboración se dio porque en mayo se plantearon varios proyectos y nos reunimos varios investigadores para ver qué proyectos encajaban mejor. Siempre tuvimos el interés de producir un compuesto con valor agregado en la industria de alimentos, en el área ambiental o farmacéutica, pero siempre partiendo de que el crecimiento de los microorganismos con que trabajamos sea a base de algún desecho, queremos contribuir a esa parte.
Ahí vimos que podía haber algo muy fuerte en la colaboración, porque ellos buscaban qué podían hacer con ese aceite gastado de cocina, y nosotros buscábamos qué residuos podíamos utilizar para que lo consumieran los microorganismos y después generar compuestos de interés, en este caso provitaminas o carotenoides.