L'IATA convertix un subproducte de l'arròs en un recurs biotecnològic d'alt valor

L'Institut d'Agroquímica i Tecnologia dels Aliments demostra que el segó d'arròs pot convertir-se en una font sostenible i econòmica per a produir enzims industrials. ​La fermentació amb fongs transforma este subproducte en còctels enzimàtics que poden utilitzar-se per a produir biocombustibles, productes sense lactosa o bioplaguicides, entre altres aplicacions

L'arròs és el segon cultiu més produït del món, generant anualment més de 72 milions de tones de segó d'arròs. Este segó, la capa exterior que s'elimina durant el procés de poliment de l'arròs blanc destinat al consum humà, és un subproducte agrícola que se sol utilitzar en aplicacions de baix valor afegit, com l'alimentació animal. No obstant això, un equip d'investigació de l'Institut d'Agroquímica i Tecnologia d'Aliments (IATA), que es troba en l'àrea científic-acadèmica del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV) i centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i de la Universitat de València, ha comprovat que este residu, abundant i poc valorat, pot convertir-se en una font sostenible i econòmica per a la producció d'enzims industrials amb aplicacions en la indústria alimentària o la farmacèutica mitjançant l'ús de fongs filamentosos, comunament coneguts com a floridures.

A causa del seu perfil nutricional (amb un 50% de carbohidrats, un 15% de proteïnes i un 20% de greixos), el segó d'arròs resulta un substrat òptim per al desenrotllament d'estes floridures. El seu creixement, en condicions controlades, permet obtindre enzims amb un ampli ventall d'aplicacions industrials. Els fongs filamentosos produïxen i alliberen unes proteïnes anomenades enzims com a part de la seua estratègia natural per a alimentar-se. Estos enzims acceleren reaccions químiques i descomponen materials complexos en compostos més simples que després poden utilitzar.

Este procés, que ocorre de manera espontània en la naturalesa, es pot aprofitar mitjançant la biotecnologia per a transformar residus orgànics en valuoses fonts d'enzims industrials. “A la cultivar estos fongs sobre subproductes agrícoles s'obtenen còctels enzimàtics que tenen múltiples aplicacions en sectors com l'alimentari, el farmacèutic o l'energètic, convertint el que abans era un residu en un recurs d'alt valor afegit”, explica Sandra Garrigues, investigadora del grup de Biofactories Fúngiques de l'IATA-CSIC que participa en l'estudi.

"Al cultivar estos fongs sobre subproductes agrícoles s'obtenen còctels enzimàtics que tenen múltiples aplicacions en sectors com l'alimentari, el farmacèutic o l'energètic, convertint el que abans era un residu en un recurs d'alt valor afegit”, Sandra Garrigues, investigadora de l'IATA  

L'equip va aconseguir aïllar 16 ceps de fongs filamentosos presents en el segó d'arròs, pertanyents a gèneres ben coneguts com Aspergillus, Penicillium i Mucor. Estos ceps es van avaluar per la seua capacitat per a produir còctels enzimàtics capaços de degradar components vegetals com la cel·lulosa i el xilano, dos polisacàrids vegetals essencials en l'estructura de les plantes, i majoritaris en el segó d'arròs, a més de produir proteïnes antifúngiques, ampliant així el seu potencial per a aplicacions en sanitat vegetal o biomedicina.

Biofactories d'enzims amb aplicacions industrials

Els fongs funcionen com a xicotetes fàbriques orgàniques o biofactories, produint enzims amb un gran interés estratègic. Els enzims produïts per les floridures en este estudi es poden aplicar a la producció de biocombustibles (celulasa i β-glucosidasa); a la indústria fornera (xilanasa i β-xilosidasa); per a la clarificació de sucs i millora de pinsos animals (α-L-arabinofuranosidasa); i per a obtindre productes lactis per a persones intolerants a la lactosa en descompondre esta substància (β-galactosidasa o lactasa).

“Cada enzim està dissenyat per a una tasca concreta, com si fora una clau que només encaixa en un pany específic. Gràcies a elles, processos que en la naturalesa tardarien moltíssim temps ocorren en segons. Per este motiu tenen un gran interés industrial, perquè permeten que molts processos, des de la fabricació d'aliments fins a la producció de detergents o biocombustibles, siguen més eficients i ràpids i menys contaminants”, indica Paloma Manzanares, integrant del grup d'investigació de l'IATA-CSIC.

L'estudi també va identificar proteïnes amb potencial antifúngic produïdes per fongs del gènere Penicillium. Concretament P. parvofructum va generar fins a tres tipus d'estes xicotetes proteïnes, riques en cisteïna, que posseïxen la capacitat d'inhibir fongs patògens sense afectar cèl·lules humanes. “Les proteïnes antifúngiques tenen un gran potencial en el camp dels bioplaguicides o com a agents antimicrobians en agricultura i medicina”, afig Jose F. Marcos, investigador del grup que publica l'estudi.

"Cada enzim està dissenyat per a una tasca concreta, com si fora una clau que només encaixa en un pany específic. Gràcies a elles, processos que en la naturalesa tardarien moltíssim temps ocorren en segons. Per este motiu tenen un gran interés industrial, perquè permeten que molts processos, des de la fabricació d'aliments fins a la producció de detergents o biocombustibles, siguen més eficients i ràpids i menys contaminants", Paloma Manzanares, investigadora de l'IATA 

Cap a una producció més sostenible d'enzims

Hui dia, la producció industrial d'enzims depén de processos químics o bacterians costosos. Este treball proposa una alternativa més sostenible i de baix cost basada en la fermentació de fongs sobre residus agrícoles. “Si bé encara es requerix més investigació per a optimitzar el rendiment, escalar els processos i complir amb normatives reguladores, els resultats reforcen el paper dels fongs com a ferramentes biotecnològiques clau en la transició cap a una bioeconomia circular”, conclou el grup d'investigació.

Este treball ha sigut possible gràcies al finançament del projecte BioValRice de la convocatòria AGROALNEXT, amb el suport del Pla de Recuperació, Transformació i Resiliència de la Unió Europea i de la Generalitat Valenciana, i s'ha publicat en la revista científica Journal of Fungi. En este projecte, el grup d'investigació treballa en l'obtenció de compostos bioactius a partir de deixalles de la indústria arrossera, amb l'objectiu d'aplicar-los en la bioconservació de productes de forn, prolongant la seua vida útil, millorant la seua seguretat i preservant les seues característiques organolèptiques.

Font: IATA