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La ingeniera Catalina Álvarez Campuzano del Instituto de Biotecnología y Agroindustria de la U.N. Sede
Manizales, alcanzó resultados óptimos a
través de su trabajo de maestría en Ingeniería Química, titulado “Análisis de la producción de polihidroxibutirato
usando lactosuero como materia prima”. De este residuo de la elaboración de quesos, que en su mayoría va a
parar a las fuentes hídricas de las zonas productoras de leche, es
posible obtener biopolímeros con alto potencial para la industria
colombiana.
Aplicaciones para bioimplantes, botellas, vasos, platos desechables,
bolsas y máquinas de afeitar son algunos ejemplos de lo que se podría
producir a partir del lactosuero. Dicha sustancia líquida que se obtiene del proceso de cuajado de la
leche en la elaboración de queso, retiene cerca del 55% de ingredientes
como lactosa, proteínas solubles, lípidos y sales minerales.
Aproximadamente, el 90% de la leche utilizada en la industria
quesera es eliminada como lactosuero. De este porcentaje, el 45% va a
parar a las fuentes hídricas de ciudades productoras como Barranquilla,
Bucaramanga, Simijaca y Bogotá, lo cual hace de esta sustancia uno de
los principales factores de contaminación ambiental. Por ello, y a través de diversas investigaciones, se ha buscado la
forma de utilizar este subproducto como materia prima para la producción
de bebidas fermentadas y alcohólicas, ácidos orgánicos y derivados de
la lactosa, entre otros. En este último caso, el 45% es usado en forma
líquida, el 30% en polvo, el 15% como lactosa y el resto como
concentrados de proteína.
Dentro de la diversa gama de beneficios que se pueden obtener a
partir del lactosuero figuran productos de panadería, bebidas para
deportistas, bebidas fermentadas, gomas, empaques biodegradables,
sustancias inhibidoras de crecimiento y concentrados proteicos.
Materia prima
La ingeniera Catalina Álvarez Campuzano alcanzó resultados óptimos a
través de su trabajo de maestría en Ingeniería Química de la U.N. Sede
Manizales, titulado “Análisis de la producción de polihidroxibutirato
usando lactosuero como materia prima”.
“Con el lactosuero, luego de muchos ensayos, logramos que las
bacterias gram negativas acumularan el 77% en peso de biopolímero.
Estos microorganismos, que se usan industrialmente, han llegado a
acumular hasta un 80% en peso celular, lo cual nos mostró que luego del
pretratamiento, el lactosuero tiene una buena posibilidad de ser
utilizado como caldo de cultivo”, explica la investigadora.
La contaminación y el desperdicio son algunas de las razones por las
cuales la estudiante de maestría analizó el residuo, con el fin de
hallar un valor agregado útil en otros sectores industriales, diferentes
al alimenticio, que se podrían beneficiar con la idea. “Al ser el
polihidroxibutirato (PHB) un biopolímero, su aplicación puede darse como
insumo primario para la fabricación de bioimplantes, bolsas o máquinas
de afeitar”, comenta la ingeniera Álvarez.
Para la producción de PHB, la estudiante utilizó un microorganismo
nativo sin modificaciones genéticas. Se trata de una bacteria gram
positiva, es decir que no presenta sustancias tóxicas para el ser
humano. “En el caso del lactosuero, que contiene altas concentraciones de
nitrógeno debido a la presencia de proteínas, se debe hacer un proceso
de desnaturalización y precipitación, en el que se reduce la presencia
de proteínas para lograr una mayor cantidad de remoción de nitrógeno”,
explica.
Para ello, junto con su grupo de trabajo, experimentó varias técnicas
y encontró que el método de ultrafiltración usando una membrana de
celulosa-acetato permitía retirar las principales proteínas insolubles. Con esa baja cantidad de nitrógeno, se planteó el medio de cultivo
con nutrientes adicionales, se realizaron fermentaciones a 32 grados de
temperatura, con 200 revoluciones por minuto de agitación, una aireación
constante de 5 litros por minuto y un control de pH a 7. Ese fue el
procedimiento que siguió la investigadora, quien destaca que las
fermentaciones a tales temperaturas fueron muy importantes para que el
metabolismo del microorganismo fuera hacia PHB y no se desviara hacia
otra ruta metabólica.
El proceso de fermentación se llevó a cabo en biorreactores de 1,5
litros, usando 800 mililitros de caldo de cultivo, luego de lo cual se
hizo la extracción del PHB y por último de las películas de polímeros.
