En Estados Unidos se cultiva más maíz que cualquier otro cultivo, pero solo se utiliza una pequeña parte de la planta para la producción de alimentos y combustible; una vez que se han cosechado los granos, quedan las hojas, los tallos y los restos de las mazorcas, nada de lo cual es comestible. Si esta materia vegetal, comúnmente llamada “rastrojo de maíz”, pudiera fermentarse eficazmente para obtener etanol de cómo se obtiene de los granos de maíz, el rastrojo podría ser una fuente de combustible renovable a gran escala y además no competiría contra la producción de alimento.

 

Durante años, la industria de los biocombustibles ha confiado en microorganismos como la levadura para convertir los azúcares glucosa, fructosa y sacarosa de los granos de maíz en etanol, que luego se suele mezclar con la gasolina tradicional para alimentar automóviles y otros vehículos.

 

El rastrojo de maíz y otros materiales similares también están llenos de azúcares, en forma de una sustancia llamada celulosa. Aunque estos azúcares también pueden convertirse en biocombustibles, ello resulta más difícil porque las plantas los retienen con más fuerza, uniendo las moléculas de celulosa en cadenas y envolviéndolas en moléculas fibrosas llamadas ligninas. Al romper estas resistentes envolturas y desarmar las cadenas de azúcar se obtiene una mezcla química que resulta difícil de digerir para los microorganismos de fermentación tradicionales.

 

Para ayudar a los organismos, los trabajadores de las plantas de producción de etanol tratan previamente el material con alto contenido en celulosa con una solución ácida para descomponer estas complejas moléculas y que la levadura pueda fermentarlas. Sin embargo, un efecto secundario de este tratamiento es la producción de unas sustancias llamadas aldehídos, que son tóxicas para la levadura. Diversos grupos de científicos han explorado en el pasado diferentes formas de reducir la toxicidad de los aldehídos, pero las soluciones que encontraron no eran económicamente viables.

 

Ante este problema económico y científico, las industrias han reducido la creación de etanol a partir de materiales ricos en celulosa.

 

En un intento de resolver el problema de las toxinas, el equipo de Gerald Fink, del Instituto Whitehead de Investigación Biomédica, vinculado al Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, decidió centrarse en los aldehídos que se producen cuando se añade ácido para descomponer moléculas resistentes. La idea era convertir químicamente estos aldehídos en alcoholes.

 

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Gerald Fink frente a un campo de la hierba Miscanthus giganteus, que es otra fuente potencial de celulosa que podría convertirse en etanol. (Foto: Felix Lam)

 

El equipo empezó a buscar genes especializados en la conversión de aldehídos en alcoholes y dio con un gen llamado GRE2. Optimizaron el gen para hacerlo más eficiente mediante un proceso llamado evolución dirigida, y luego lo introdujeron en la levadura que suele utilizarse para la fermentación del etanol, la Saccharomyces cerevisiae. Cuando las células de levadura con el gen GRE2 evolucionado encontraban aldehídos, eran capaces de convertirlos en alcoholes añadiendo átomos de hidrógeno adicionales.

 

A fin de proteger a la levadura de los altos niveles resultantes de etanol y otros alcoholes producidos a partir de la celulosa, el equipo aplicó un sistema que hace a la levadura más tolerante a una amplia gama de alcoholes, permitiendo así la producción de mayores volúmenes del combustible a partir de menos levadura. (Fuente: NCYT de Amazings)

Fuentee: https://noticiasdelaciencia.com/art/42276/biocombustibles-a-partir-de-desechos-agricolas