Esta tecnología olvidada podría resolver el problema mundial del aceite de palma

Nuestra adicción al petróleo, que se encuentra en todo, desde patatas fritas hasta pasta de dientes, está destruyendo las selvas tropicales. Pero los microbios aceitosos pueden ofrecer finalmente una alternativa sostenible.

El aceite de palma es el aceite vegetal más popular del mundo y se encuentra en la mitad de todos los productos de los supermercados y en siete de cada 10 productos de cuidado personal. Es lo que le da a los chips de tortilla su textura crujiente, a los detergentes su poder de limpieza y a la pasta de dientes su suavidad. También se utiliza como biocombustible. Desde 2016, el consumo mundial de aceite de palma ha aumentado un 73 por ciento.

Sin embargo, el aceite de palma y el incesante apetito por él son problemáticos. La tala de bosques para dar paso a las plantaciones de palma aceitera es una de las principales causas de la deforestación en los trópicos: entre 1972 y 2015, las dos naciones productoras de aceite de palma más grandes del mundo, Indonesia y Malasia, perdieron el 16 por ciento y el 47 por ciento de sus bosques, respectivamente. , al cultivo. La deforestación está vinculada a una serie de problemas ambientales, como el cambio climático, los problemas de fertilidad del suelo y la mala calidad del agua, entre otros. La biodiversidad también sufre un duro golpe: estudios estiman que la diversidad de mamíferos disminuye hasta en un 90 por ciento cuando se talan los bosques para plantar palmas aceiteras.

Sin embargo, una alternativa al aceite de palma puede estar en el horizonte, una que es igual de multifacética pero no tan complicada: el aceite elaborado a partir de microbios.

Los científicos comenzaron a buscar fuentes alternativas para obtener aceite comestible por necesidad, dice Philipp Arbter, biotecnólogo de la Universidad Técnica de Hamburgo en Alemania.

Cuando la mantequilla y la manteca de cerdo escaseaban en la Primera Guerra Mundial, los investigadores alemanes descubrieron que ciertos tipos de levadura también producían lípidos aceitosos. Las autoridades pronto establecieron dos fábricas dedicadas a elaborar una pasta rica en grasas que se utilizaba “para hornear pan, en masa en lugar de grasa; para untar sobre pan en lugar de mantequilla”.

Esos esfuerzos desaparecieron una vez que terminó la guerra, cuando nuevamente hubo suficiente suministro de plantas y animales, dice Arbter.

Pero el interés en los aceites microbianos (los elaborados a partir de levadura, así como de otros microorganismos como las algas) ha resurgido en los últimos años como un sustituto ecológico del aceite de palma, que parece más viable que otros aceites vegetales.

"En realidad, la tecnología es muy antigua, pero nunca se implantó realmente en la industria, y siempre me pregunté por qué, porque tiene un gran potencial", afirma Arbter. Por ejemplo, dice, los microbios se pueden cultivar rápidamente en un espacio interior compacto y con clima controlado para producir cantidades potencialmente altas de petróleo. A principios de este año cofundó Colipi, una de las pocas empresas emergentes que están cultivando y modificando microbios para producir una versión sintética del aceite de palma.

Como aceite, la palma es difícil de superar. Para empezar, es un cultivo extremadamente eficiente, razón por la cual es tan barato en comparación con otros aceites. Un acre de palmas aceiteras (los árboles de los que se produce el fruto del que se elabora el aceite de palma) puede producir más de 1,35 toneladas de aceite de palma al año, al menos seis veces más que otros aceites comestibles. Además, la palma aceitera prospera todo el año en los trópicos, crece en una amplia variedad de suelos y es perenne (dura hasta 25 años), lo que la hace “más productiva que los cultivos anuales como el maní, la soja y otros cultivos productores de aceite”. ”, dice el científico conservacionista Erik Meijaard, copresidente del Grupo de Trabajo sobre Cultivos Oleaginosos de la UICN.

El aceite de palma también es único porque contiene partes aproximadamente iguales de grasas saturadas e insaturadas, lo que lo hace extremadamente estable químicamente. Esto confiere una larga vida útil a los alimentos envasados.

Esos atributos hacen que encontrar un sustituto adecuado sea algo así como un santo grial, aunque el aceite microbiano, con un perfil lipídico similar al del aceite de palma, podría estar a la altura de la tarea.

Hasta ahora, los científicos han identificado más de 40 algas y 70 cepas de levadura que se sabe que son oleaginosas o ricas en aceite. Para recolectar ese aceite en el laboratorio, primero se cultivan los microbios, generalmente en placas de Petri de agar, antes de transferirlos a matraces de vidrio o tanques de elaboración de cerveza de acero inoxidable. Se les alimenta con oxígeno y azúcar (cualquier cosa, desde azúcar de caña hasta melaza), lo que inicia la fermentación y hace que las células se multipliquen. Cuando los microbios alcanzan una masa crítica, lo que lleva unos días, se abren para liberar el aceite que contienen.

La parte complicada es optimizar el proceso para extraer la mayor cantidad de aceite.

Seraphim Papanikolaou de la Universidad Agrícola de Atenas, líder en el campo de la investigación de levaduras oleaginosas, dice que hay muchas partes móviles con las que jugar para lograrlo: cepa microbiana, temperatura del cultivo, velocidad de agitación, cantidad de aireación, tipo de materia prima y frecuencia. de alimentación y método de lisis celular, solo por nombrar algunos.

Si se hace bien, las recompensas pueden ser muchas. Papanikolaou ha logrado anteriormente rendimientos de aceite de hasta el 83 por ciento, o 8,3 gramos de aceite por cada 10 gramos de levadura, "los mejores reportados en la literatura", dice. Pero en general "no es muy difícil conseguir cantidades del 50 al 55 por ciento".

Esos rendimientos potencialmente altos son en parte lo que hace que el aceite microbiano sea tan atractivo como alternativa al aceite de palma.

Además, los aceites microbianos prometen ser más ecológicos que los de palma. Los microorganismos pueden cultivarse independientemente de las condiciones climáticas y sin necesidad de grandes extensiones de tierra, dice el científico alimentario William Chen de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur. "Básicamente necesitas un biorreactor... así de fácil es", dice.

La cría de microbios que se alimentan de material de desecho puede impulsar aún más la sostenibilidad, afirma Chen. Su equipo, por ejemplo, está explorando si los medios de cultivo tradicionales utilizados para cultivar microalgas pueden ser reemplazados por residuos de granos o de soja de las cervecerías. De manera similar, se informa que investigadores de NextVegOil en Alemania están produciendo aceite a partir del hongo Ustilago maydis alimentado con restos de la cosecha de maíz, mientras que el aceite de la startup NoPalm, con sede en los Países Bajos, se deriva de levadura que fermenta cáscaras de papa y vegetales rechazados.

Christopher Chuck, ingeniero químico de la Universidad de Bath en Inglaterra que ha pasado casi una década trabajando en aceite microbiano, dice que obtienen "sus mejores resultados, desde el punto de vista de la sostenibilidad y la eficiencia", utilizando desechos de alimentos como las puntas de pan.

Quizás uno de los mayores atractivos del aceite microbiano es que los organismos que lo producen pueden rediseñarse utilizando las herramientas informáticas y de ingeniería de la biología sintética. Aunque la proporción de grasas saturadas e insaturadas debe mantenerse cerca de 50-50 para imitar las propiedades del aceite de palma, los investigadores tienen libertad para jugar con los tipos de grasas dentro de cada categoría. Podrían, por ejemplo, cambiar el ácido palmítico, que induce el colesterol, por un ácido graso saturado relativamente más saludable, como el ácido esteárico, creando así un aceite más deseable para el mercado de consumo. También más rápido, ya que todo sucede en cuestión de semanas en un laboratorio.

La mayoría de las nuevas empresas de aceites microbianos apuntan a que sus primeros productos estén en el sector de la belleza y la cosmética, en lugar del de alimentos, debido a los precios más altos que pueden alcanzar y a las relativamente menos regulaciones involucradas. Cuando se le preguntó si el nuevo aceite puede igualar los precios del aceite de palma, especialmente cuando se utiliza en alimentos, Chuck dice: "Deberíamos estar al alcance del mercado del aceite comestible", siempre y cuando la producción se produzca a una escala lo suficientemente grande como para bajar el precio. .

"Todos tenemos que descubrir cómo trasladar mejor la tecnología, del laboratorio a la escala más rápidamente", dice Shara Ticku, directora ejecutiva y cofundadora de C16 Biosciences, una nueva empresa de petróleo microbiano con sede en Nueva York respaldada por Bill Gates, que hasta ahora ha llegado lo más cercano a la producción a gran escala. C16 alcanzó un hito de fermentación de 50.000 litros en noviembre y, a principios de 2023, lanzará en los Estados Unidos un bioaceite hidratante destinado a cosméticos, una de las primeras empresas en llevar al mercado un producto de aceite microbiano.

La incursión no podía llegar lo suficientemente pronto; Para 2050, se espera que la producción de aceite de palma se triplique hasta alcanzar los 240 millones de toneladas. Dado que se prevé que la población mundial aumentará a casi 10 mil millones en ese tiempo, y que se pronostica que la demanda de lípidos aumentará de tres a cuatro veces, Ticku dice sobre los aceites microbianos: “Tenemos el mandato de actuar muy rápido para introducir estas soluciones en el mundo. "