El café es uno de los productos más importantes de la economía colombiana. Foto: archivo Unimedios.
Al despulparlo, el grano del café produce una capa gelatinosa conocida como mucílago; aunque generalmente esta especie de babita se desecha, en ella crecen bacterias que producen, entre otras cosas, celulosa, materia prima de prótesis, vasos sanguíneos y papel. Aprovechar este residuo evitaría el desperdicio de más de 1.010 kilotoneladas de este material, potencial contaminante de ríos y quebradas entre otras fuentes hídricas.
“Aunque el café se mantiene como la semilla insignia de la economía colombiana, su cadena productiva deja residuos contaminantes que se podrían aprovechar en otras industrias, lo cual evitaría impactos negativos”, afirma Yazmín Rendón Muñoz, magíster en Ciencias – Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.
Uno de esos residuos es el mucílago, la capa viscosa que recubre el fruto, ubicada debajo de la pulpa o cáscara. Este residuo representa el 55 % de la huella hídrica gris del sector agrícola, y como se trata de materia orgánica atraviesa un proceso de descomposición que afecta la demanda de oxígeno en los ríos, lo cual repercute en la proliferación de plagas, malos olores y deterioro de la calidad del agua.
Según la magíster, “en 2022 se produjeron cerca de 1.010 kilotoneladas de mucílago, lo que serían alrededor de 1.000 millones de litros, con los que se podrían llenar 400 piscinas olímpicas de 2,5 millones de litros cada una”. Por eso se propuso darle un uso a este desecho, cuyos componentes como pectinas y azúcares lo convierten en un valioso aliado de la biotecnología nacional.
Un primer ejercicio de su investigación consistió en evaluar si el mucílago serviría como medio de cultivo de bacterias que producen celulosa, el biopolímero más abundante de la tierra, blanco, inoloro e insípido pero ampliamente utilizado en la industria del papel, farmacéutica y alimentaria.
“Se trata de la misma estructura molecular de la celulosa que se saca de los árboles, pero evaluamos una proveniente de una especie de bacteria llamada Komagataeibacter spp., que la producen de forma natural”, explica la investigadora.
Buscando alternativas
El mucílago se puede retirar del grano de dos formas: (i) por fermentación, es decir poniéndolo en reposo en un tanque esperando que microorganismos lo degraden, de manera que para el caficultor es más fácil quitarla luego, y (ii) por acción mecánica mediante máquinas especializadas que gracias a la fricción remueven capa por capa.
“Nosotros trabajamos con mucílago obtenido de las dos formas, hicimos visitas a dos fincas cafeteras de Jardín (Antioquia); lo conservamos en frío y así lo llevamos al laboratorio donde lo filtramos para remover partículas indeseadas como trozos de café, e hicimos un proceso de centrifugación para obtener el sobrenadante o líquido purificado”, agrega la magíster.
Posteriormente el líquido se esterilizó para que otros microorganismos no lo contaminaran. “Al identificar cómo está compuesto vimos que tiene alta cantidad de azúcar, sobre todo glucosa y fructosa, además de un compuesto llamado celobiosa y otros como ácido glucurónico, galacturónico, ácido láctico, acético, fórmico y levoglucosano. También hallamos potasio, calcio, magnesio, fósforo, hierro, silicio, aluminio, manganeso y una buena cantidad de componentes nitrogenados, todos muy importantes para el crecimiento bacteriano”.
“Las bacterias de Komagataeibacter spp. primero se aislaron en vinagre casero de panela y luego se pusieron a crecer en el mucílago. Utilizamos varios medios, entre ellos uno sintético llamado HS que sirvió de control porque se había reportado en otras investigaciones; usamos los mucílagos y encontramos que la producción de celulosa era mayor en estos debido a la cantidad de azúcares presentes. Además identificamos que Komagataeibacter intermedius fue la bacteria que más produjo celulosa”.
Teniendo claro que el mucílago funcionó mejor que el medio sintético, la investigadora evaluó otras variables operacionales como la temperatura. “Descubrimos que a 35 ºC la bacteria daba mucha más producción que a 30 ºC, que es la temperatura usual. Además hicimos un ensayo con inyección de aire y así encontramos un incremento del 22 % en generación de celulosa”.
Una de las áreas en las que más se utiliza la celulosa bacteriana es en medicina, para prótesis y en la fabricación de vasos sanguíneos o venas. “La celulosa obtenida de las plantas no es tan bien recibida por el cuerpo (biocompatible) como la bacteriana. Además también se usa en papelería, en la industria textil y de alimentos; en Japón, por ejemplo, la usan como emulsificante en las comidas”.
Esta investigación, paralela a otras, contó con el apoyo del Fondo Nacional de Financiamiento Francisco José de Caldas, Minciencias y el British Council – Newton Fund, además de la asesoría de los profesores Edith M. Cadena Chamorro y Juan Felipe Santa Marín, ambos de la UNAL Sede Medellín, y Robinson Buitrago, del Instituto Tecnológico Metropolitano.
