Desechos de banano y piña serán aprovechados para producir ácido láctico

Un grupo de científicos del Centro Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CITA) y del Centro de Investigación en Productos Naturales (Ciprona), de la Universidad de Costa Rica (UCR), desarrollaron un procedimiento para aprovechar los residuos agroindustriales del banano y la piña, y obtener ácido láctico.

El ácido láctico es un ácido orgánico que puede ser producido por medio de una síntesis química y de un proceso de fermentación, tal y como sucede en este caso.

La M.Sc. Carolina Rojas Garbanzo, quien lidera esta investigación, explicó que el ácido láctico tiene múltiples usos en la industria alimenticia, farmacéutica, química y en Agronomía. También puede ser utilizado en la industria de polímeros biodegradables, que se dedica a la elaboración de envases, botellas y bolsas plásticas.

“Sabemos que es una materia prima que se utiliza en la elaboración de las pinturas, para darles plasticidad y que con el calor o el frío no se agrieten. También regula el pH (indicador de acidez o alcalinidad) de los cosméticos, como las cremas, debido al efecto que pueden tener en la piel”, comentó Rojas.

Pero además, el ácido láctico se usa como fertilizante, pues actúa como bactericida o antimicrobiano en el control de las plagas y los hongos que atacan a los cultivos. Esto se consigue al bajar el pH del ambiente y volverlo inadecuado para el desarrollo de los organismos invasores.

Según afirmó la experta del CITA, se puede aplicar también en varios tipos de alimentos como acidulante en embutidos, carnes, lácteos o cualquier tipo de comestible en el que se necesite bajar el pH. Asimismo, ayuda a disminuir el deterioro por razones microbianas y amplía la vida útil de los productos.

TRABAJO EN EQUIPO

El equipo de investigación del CITA está integrado además por la Dra. Ana Mercedes Pérez, M.Sc. Carmela Velazquez Carrillo, Lic. Eduardo Thompson Vicente, Licda. Marcy González Vargas y Dra. Marianela Cortés Muñoz, así como por la M.Sc. Alicia Hernández Peñaranda, del Ciprona.

En su estudio se han enfocado en el mejoramiento y optimización de las condiciones del proceso de producción de ácido láctico, así como su recuperación y purificación.

Junto con el Dr. José Vega Baudrit, del Laboratorio de Polímeros de la Universidad Nacional (Poliuna), evalúan la aplicación del ácido en la elaboración de polímeros, tras someterlo a una reacción que da como resultado el ácido poliláctico (PLA).

El proceso continúa hasta obtener el plástico y, posteriormente, de acuerdo con las características del polímero resultante, pasa por un proceso de termoformado para obtener utensilios, recipientes y bolsas plásticas, entre otros productos.

METODOLOGÍA DE TRABAJO

En el proceso de fermentación para la producción de ácido láctico, ideado por el equipo de profesionales, se utiliza un sustrato a base de un desecho agroindustrial, a lo que se le suma la acción del microorganismo denominado Lactobacillus casei sub. rhannosus.

En la fermentación existen bacterias como ésta que consumen los azúcares presentes en la fórmula inicial y como producto final de su metabolismo generan el ácido láctico.

Actualmente, a escala industrial se produce el ácido láctico por fermentación a partir del jarabe de glucosa. En este caso, la bacteria utiliza en un  100% la glucosa y cuando termina la fermentación, todo lo que se produce es ácido láctico, lo cual facilita el proceso de purificación porque prácticamente se trata de eliminar agua.

“Nuestro reto es que estamos utilizando desechos de piña y banano, en los que además encontramos proteínas, carbohidratos, cenizas y minerales. Es una matriz muy compleja y además al inicio de la fermentación se añaden micronutrientes importantes como sales de fosfato y sulfatos, para el buen desarrollo del microorganismo, por lo que la purificación es complicada”, detalló Rojas.

Al terminar la fermentación, el equipo de investigación tiene que asegurarse que en el proceso de recuperación y purificación del ácido láctico todos esos componentes se hayan eliminado, ya que si sobran residuos de azúcares el plástico queda de color negro y, por lo tanto, inservible. “En el caso de los fertilizantes, no tiene que haber tanta pureza, pueden quedar residuos, mientras sea rico en ácido láctico ya es funcional”, agregó.

METAS TRAZADAS

Los objetivos principales de este proyecto son aprovechar los residuos que en este momento son desechos, que no reciben tratamiento especial y que contaminan el ambiente, pero también se busca impactar en la industria para sacar más provecho de las materias primas.

Del mismo modo, la M.Sc. Rojas puntualizó que quieren elaborar productos que tengan un impacto ambiental positivo, como el plástico biodegradable y el fertilizante, pero también evitar que alimentos como el maíz (de donde se obtiene el jarabe de glucosa) sean utilizados para la creación de ácido láctico.

“Queremos formular una metodología que integre un menor uso de energía y compuestos químicos durante el proceso de producción y purificación del ácido láctico y tener una industria de producción de plástico biodegradable en Costa Rica. La idea final es transferir la tecnología al sector industrial”, destacó la especialista.

El interés de utilizar desechos agroindustriales con alto potencial biotecnológico y comercial radica en que los productos agrícolas, tales como el banano, café, piña y naranja generan el 86% del total de desechos de sectores industriales en el país, lo que produce un gran daño al medio ambiente.

Este proyecto involucra a las cuatro universidades estatales del país. El Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC) realiza el estudio de factibilidad y junto con la Universidad Estatal a Distancia (UNED) los encargados del proyecto redactarán un libro dirigido al sector agroindustrial para que conozcan las posibilidades de uso de los desechos que producen.

Por su parte, la UNA se encarga de efectuar la reacción de polimeración para identificar cuál polímero se está obteniendo, las características que tiene y sus posibles aplicaciones.

Esta propuesta está financiada con fondos del Consejo Nacional de Rectores (Conare) y del Ministerio de Ciencia y Tecnología (Micit), que financian dos proyectos de investigación sobre este tema, y de la Unión Europea por medio del Centro Nacional de Innovaciones Biotecnológicas (Cenibiot).