Investigadores de la Universidad del Sur de Illinois modificaron genéticamente distintos tipos de levadura para transformar componentes del plástico y residuos agrícolas en ingredientes alimentarios. El proyecto, respaldado por la NASA, apunta a producir comida en misiones espaciales, zonas de desastre y otros lugares con recursos limitados.
Botellas de plástico, tallos de maíz y otros materiales descartados podrían convertirse en galletas ricas en proteínas. Un equipo de la Universidad del Sur de Illinois (SIU), en Carbondale, desarrolló un sistema que utiliza levaduras modificadas genéticamente para transformar residuos en ingredientes comestibles.
Los científicos elaboraron unas galletas denominadas µBites —pronunciado “microbites”— a partir de proteínas, grasas y ácidos producidos por microorganismos. Luego incorporaron fibra, almidón y edulcorante a la mezcla, y utilizaron una impresora 3D para darle forma al producto final.
La investigación recibió financiamiento del programa Deep Space Food Challenge de la NASA y de una beca CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias. El equipo presentó sus resultados durante la reunión de otoño de la Sociedad Química Estadounidense (ACS), celebrada en McCormick Place.
Del plástico a los componentes alimentarios
El proyecto surgió a partir de la necesidad de producir alimentos bajo las condiciones de recursos limitados que plantean las misiones espaciales prolongadas. En una eventual exploración tripulada del espacio profundo, los astronautas no podrían depender de envíos regulares desde la Tierra.
“Estábamos intentando desarrollar tecnologías para el reciclaje creativo de plásticos con el fin de crear productos más valiosos. Pensamos: ¿por qué no centrarnos en la producción de alimentos? Porque el plástico es carbono y los alimentos también”, explicó Lahiru Jayakody, profesor asociado de la Universidad del Sur de Illinois.
Los investigadores trabajan principalmente con tereftalato de polietileno, conocido como PET. Este plástico, presente en botellas de agua y gaseosas, contiene moléculas ricas en carbono que pueden descomponerse y recombinarse para obtener compuestos útiles.
Aunque los científicos podrían realizar algunas de estas transformaciones mediante reacciones químicas y disolventes, el equipo optó por aprovechar la capacidad natural de los microorganismos. “Los microbios son muy inteligentes. Por eso, estamos utilizando sus características para resolver los problemas que nosotros mismos hemos creado”, afirmó Jayakody.
Levaduras modificadas como fábricas de alimentos
Jayakody y la estudiante de posgrado Sandhya Jayasekara programaron genéticamente distintos tipos de levadura, incluida la que se utiliza para fabricar pan. Los microorganismos recibieron la capacidad de procesar moléculas provenientes del plástico y de residuos agrícolas para generar proteínas, vitaminas y compuestos aromatizantes.
Antes de alimentar a las levaduras, el equipo debe reducir los residuos a componentes más pequeños y manejables. Para conseguirlo, procesa PET, tallos, hojas de maíz y otra biomasa mediante una técnica patentada denominada disolución hidrotermal oxidativa.
Ken Anderson, profesor de geología de la misma universidad, desarrolló este procedimiento, que combina agua y oxígeno a altas temperaturas y presiones. El proceso descompone materiales resistentes y produce moléculas a las que los microorganismos pueden acceder.
Posteriormente, los investigadores introducen esos compuestos en las levaduras modificadas. Los microorganismos los convierten en proteínas, grasas, ácidos y otros componentes que pueden incorporarse a la producción de alimentos.
El procedimiento se apoya en una práctica ya consolidada dentro de la biotecnología. La comunidad científica utiliza desde hace años microorganismos modificados para fabricar sustancias útiles, como la insulina, que anteriormente se obtenía del páncreas de animales.
Galletas impresas en 3D y a la espera de pruebas de sabor
Los datos reunidos hasta el momento indican que las µBites resultan seguras para el consumo. Sin embargo, los investigadores todavía esperan la aprobación institucional necesaria para comenzar las pruebas formales de sabor.
Mientras tanto, los participantes evaluaron las galletas por su aroma. La mayoría aseguró que estaría dispuesta a comerlas en situaciones marcadas por la escasez de alimentos.
El equipo también trabaja para mejorar el sabor y el valor nutricional del producto. Jayasekara desarrolló una levadura de panadería capaz de generar saborizante de vainilla a partir de biomasa vegetal. Otra cepa puede utilizar etilenglicol derivado del PET para producir betacaroteno, sustancia que el organismo humano transforma en vitamina A.
“Estamos utilizando microbios para convertir la galleta en un producto más atractivo y fácil de consumir”, señaló la investigadora.
Una tecnología pensada para la Tierra y el espacio
Los científicos ahora buscan que los microorganismos produzcan una mayor cantidad de los ingredientes necesarios para fabricar las galletas. Actualmente, todavía deben agregar por separado el almidón, la fibra y el edulcorante.
Jayakody espera que las µBites puedan llegar al consumo público durante los próximos años. La tecnología podría utilizarse en submarinos, zonas afectadas por desastres y regiones donde el transporte o la distribución de alimentos presentan dificultades.
A largo plazo, los investigadores proyectan su aplicación en asentamientos humanos instalados en la Luna o Marte. Allí, la posibilidad de transformar residuos en nuevos alimentos permitiría aprovechar los recursos disponibles y reducir la dependencia de los suministros terrestres.
El equipo también considera que el sistema podría contribuir frente al crecimiento de la demanda alimentaria mundial. “Se prevé que la demanda mundial de alimentos aumente entre un 35% y un 56% para el año 2050, y que alrededor del 30% de la población mundial corra el riesgo de padecer hambre en el futuro. Creo que la solución a este problema reside en el uso de microbios”, concluyó Jayakody.
