ENERGIA...ENERGIA!!!

MICROALGAS PARA OBTENER BIOMASA 

Cada vez más, se hace hincapié en el desarrollo de energías alternativas a la producida por combustibles fósiles. La generación energética producida por estos combustibles es limitada, el recurso se está acabando, y además es muy  contaminante. 

Urge encontrar nuevos recursos que suplanten al petróleo y al carbón. 

Entre las energías renovables, la biomasa es muy importante. Hasta el momento para obtenerla, se utilizan recursos que también son alimentos, como la soja, la caña de azúcar y el maíz. 

En la provincia de Santa Fe, un grupo de investigadores, estudia el metabolismo de una microalga que podría generar biodiesel y bioetanol. 

El alga unicelular microscópica, llamada Chlorella, que no mide más de 10 micrones de diámetro, puede ser la solución para dejar de usar alimentos en la producción de biocombustibles. 

Alberto Iglesias y Cecilia Corregido, trabajan en el Área de Enzimología Molecular del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL), dependiente de la Universidad Nacional del LiItoral (UNL) y del CONICET, donde estudian enzimas de Chlorella, que podría producir compuestos de interés en el mundo de los combustibles alternativos.  

“Chlorella es un alga que puede crecer por medio de la fotosíntesis, aunque también puede hacerlo por medio de algún sustrato. Cuando se aplican esos cambios, los productos que se obtienen pueden ser distintos”, explicó Iglesias. 

El estudio de las enzimas es fundamental porque son proteínas presentes en todos los organismos vivos, cuya función es catalizar las reacciones químicas: “Catalizar significa acelerar reacciones. Todas las reacciones están catalizadas por enzimas distintas para que se den en el mismo rango de tiempo. Algunas de esas enzimas son reguladas, con lo cual también se regula todo el grupo de reacciones que ocurren dentro de una célula, lo que se conoce como 'metabolismo'”, agregó el investigador. 

Los científicos hicieron crecer el alga en distintas condiciones de cultivo en laboratorio: en condiciones fotosintéticas y por medio de una fuente externa de carbono. De esta manera, analizaron sus dos compuestos de reserva, almidón y lípidos, ya que ambos pueden ser utilizados para producir biocombustibles. 

“Encontramos que en la fotosíntesis (condición autotrófica) el alga acumulaba tres veces más almidón que cuando se les proveía un alimento (condición heterotrófica), caso en el cual se generaba tres veces más lípidos, indicándonos que el incremento de las síntesis de lípidos va en detrimento de la síntesis de almidón”, destacó Corregido. 

Los estudios fueron realizados a nivel enzimático, es decir, estudiando las enzimas relacionadas con esos dos metabolismos, los del almidón y de los lípidos. A la vez, observaron que las enzimas más importantes involucradas en esos metabolismos también se veían afectadas cuando las algas crecían en una u otra condición. 

Iglesias expresó que por medio del almidón los organismos fotosintéticos acumulan azúcares que pueden convertirse en etanol para la producción de bioetanol, que puede ser utilizado como biocombustible. 

Por otro lado, con los lípidos que generan las microalgas se puede producir biodiesel, un combustible que se produce en la provincia de Santa Fe, pero a partir de aceite de soja. 

“La idea sería reemplazar, en el futuro, el aceite de soja por el de las algas. Hay distintos laboratorios en el mundo que tratan de hacerlo, con distintos niveles de éxito, aunque no se realiza mayoritariamente a nivel industrial”, enfatizó el experto. 

La principal dificultad de producir un biocombustible partiendo de algas radica en el cultivo, por lo cual conocer su metabolismo es fundamental. A partir de allí, se pueden diseñar estrategias para provocar que acumulen más almidón o más lípidos. 

Corregido acotó que están probando diez genes involucrados en el metabolismo de las algas. Esa información resulta sumamente valiosa para producir las proteínas que luego se estudiarán y seleccionarán ya sea para generar almidón y/o lípidos. 

El Dr. Alberto Iglesias, investigador superior del CONICET y profesor titular de la UNL, destacó que todo parte del colapso de un modelo industrial que fue muy exitoso en su momento, pero cuyos resultados ya están siendo dañinos para el medio ambiente, y requieren un replanteo de los paradigmas en materia de generación de alimentos y energía. 

“Se trata de cambiar el balance. Las enzimas lo pueden hacer, sobre todo si son biodegradables”, sostiene convencido. “Otro problema de los productos derivados de la industria petroquímica es su alta permanencia en el tiempo, donde los plásticos -por ejemplo- persisten miles de años”, agrega el investigador. 

El equipo científico del IAL se planteó la necesidad de modificar ese balance para un cambio beneficioso. “La onda bio empezó una década atrás a raíz de la preocupación en los países desarrollados, y es un problema que hay que afrontar” comenta el director del equipo.  

“Como las enzimas son catalizadores de los procesos que ocurren dentro de las células, nuestra visión es que en la conversión de esas fuentes naturales para obtener los distintos productos bio, sería ideal que también estén involucradas las enzimas, lo que en definitiva facilitará el reemplazo de un producto de origen petroquímico por otro que a su vez sea biodegradable”, explica  el catedrático. 

Los organismos fotosintéticos tienen la ventaja que pueden utilizar la luz solar para pasar la forma inorgánica del carbono que es el dióxido de carbono a productos orgánicos (azúcares, lípidos, proteínas, etc.). 

Un insumo fundamental es la luz solar. “A partir de los azúcares se puede lograr el bioetanol que actualmente se obtiene con la caña de azúcar (Brasil) o con el maíz (EEUU), pero esto tiene la desventaja de partir de productos que se podrían destinar a alimentos, y eso crea un problema adicional en el tema precio. Además, las algas no compiten por la tierra de cultivo. El potencial para lubricantes (obtenidos desde los lípidos) es enorme”, explica entusiasmado el doctor Iglesias. 

Euglena

Agrega el científico que esta alga acumula almidón, utilizable para el etanol, y triglicéridos para el biodiésel. También están trabajando con la alga Euglena, la que acumula un polisacárido llamado paramylon, que tiene otra estructura distinta al almidón que la hacen ideal para la confección de biodiésel, de biolubricantes, y plastificantes. 

El reemplazo de procesos químicos por biológicos representa una gran oportunidad para reducir la dependencia del petróleo y mitigar el impacto del cambio climático. De hecho, un desafío a nivel mundial es la reducción de los desechos y residuos antropogénicos, especialmente en las grandes ciudades, y su reemplazo por materiales biodegradables. 

Bajo  el concepto de Biorrefinerías se busca diversificar las fuentes, las tecnologías de proceso, y reciclar los productos que no se usan, como en el caso del glicerol en la industria del biodiésel, la celulosa en el campo de la soja, o el metano producido por las vacas en la ganadería y el tambo. Inclusive, se permite analizar la producción de hidrógeno “el combustible del futuro”, ya que en su combustión produce agua. 

Iglesias resaltó que la importancia de estos estudios radica en que se podrán producir biocombustibles de manera alternativa, por medio de productos naturales que no compitan con la alimentación humana. 

“Actualmente se produce biodiesel a partir de soja y bioetanol por medio de caña de caña de azúcar o de maíz, es decir, productos alimenticios. No está mal, pero conociendo la historia de la humanidad si las sociedades más poderosas necesitan abastecerse de combustible, no les temblará la mano para que una parte de la humanidad no se alimente”, concluyó Iglesias. 

UNL - Facultad de Bioquímica yCiencias Biológicas-Marzo de 2017 

GIRGOLAS

HONGOS A LA MESA 

Existe gran cantidad de hongos. Se encuentran  clasificados como un reino aparte. Muchos creían que eran vegetales, otros los incluían entre los animales. En la actualidad los científicos concluyen que tienen características propias y conforman el reino FUNGI. 

Cada año se descubren alrededor de 200 nuevas especies. Y se han reportado más de 100.000. 

Algunos son patógenos, tóxicos o venenosos. Otros son comestibles con gran valor nutricional. 

Se utilizan en la elaboración de pan, vino o cervezas (levaduras), de antibióticos, vitaminas, ácidos orgánicos y muchos productos alimentarios o farmacéuticos. 

Girgolas

Entre los de uso alimentario, las girgolas  son bien aceptadas por su valor nutritivo. Se incluyen en múltiples y variadas comidas. 

Chilecito- La Rioja

Investigadores de la Universidad Nacional de Chilecito (UNDEC), desarrollan un estudio que utiliza la cáscara de nuez como sustrato para obtener esta variedad de hongo apto para consumo familiar y para comercialización. 

Los científicos están nucleados en el Instituto de Ambiente, Montaña y Regiones Aridas (IAMRA) que pertenece a la UNDEC. Realizaron un trabajo en que el hongo Pleurotus o Girgola, se desarrolla adaptándose a diferentes condiciones ambientales y con distintos sustratos. 

Comprobaron además, la resistencia a pestes y microorganismos competidores y su alto rendimiento económico. 

Valle de Antinaco-Los Colorados- La Rioja

En la región del Valle Antinaco, en Los Colorados, La Rioja, estos desechos orgánicos se producen en grandes toneladas. En la mayoría de los casos se desechan. 

“Nosotros estudiamos cuáles eran los residuos orgánicos donde podríamos producir el hongo Pleurotus con el propósito de darle una aplicación social. Es decir, no tan solo enseñar cómo se produce ese hongo. Probamos con diferentes sustratos como el orujo de vid, el olivo y la cáscara de nuez, y observamos que tenían muy buenos resultados con esta última. La prueba de aceptabilidad también la hicimos con orujo de la vid, pero no obtuvimos resultados favorables, es decir, el gírgola no crecía en ese sustrato”, explica Norma Canton, investigadora del IAMRA. 

“La cáscara de nuez y su pulpa aportan nutrientes, proteínas, nitrógeno y la materia orgánica de la cual se alimenta el hongo, es decir, es un alimento propicio para su crecimiento”, asegura la investigadora. 

La producción del hongo gírgola se realiza en dos fases: incubación y fructificación. 

Explica la especialista. “En la primera se procede a la asepsia del sustrato porque como está sucio, puesto que lo traemos del campo, donde se arroja, y puede tener organismos patógenos que afectan el cultivo. Se coloca ese sustrato (cáscara de nuez) en una bolsa de polietileno y agua suficiente porque necesita de mucha humedad. Seguidamente se cierra esa bolsa y se lo lleva a esterilizar”.

La esterilización se realiza “poniendo la bolsa en una cacerola, la calentamos hasta que alcanza los 90 grados y lo mantenemos durante dos horas para que pueda matar a todos los organismos que puedan afectar nuestro cultivo. En esta etapa es donde se agregan a ese sustrato las semillas o micelio del hongo girgola”, continua la experta. 

Luego del acondicionamiento por esterilización, comienza la incubación. La cáscara de nuez debe estar triturada, con mucha humedad. Las bolsas se llevan a una habitación a oscuras, con una temperatura de 25ºC. En la sala de incubación debe permanecer durante un mes, hasta que el micelio se desarrolle por todo el sustrato. 

Después de ese tiempo, llega la siguiente fase: la fructificación. Ese sustrato con el micelio maduro pasa a otra habitación acondicionada. Este recinto, debe tener mucha iluminación y ventilación. La temperatura ambiental debe ser de  15 ºC, “es importante en esta etapa que la preparación reciba mucha humedad, por lo tanto lo que hacemos es regarlo por lo menos tres veces al día. Al cabo de 7 a 10 días comienzan a formarse las primeras setas, que es la parte comestible. Ya están en condiciones de ser consumidos”, enfatiza Canton. 

La científica remarcó que “no hay antecedentes de la producción de este hongo en la cáscara de nuez. Estas setas tienen la capacidad de que una vez que se cosechan vuelven otra vez a producir dos a tres veces, hasta que se agotan los nutrientes que tiene el sustrato”.

Chilecito-La Rioja

Es de destacar que la zona presenta las óptimas condiciones climáticas y orográficas para la producción y cultivo del hongo Pleurotus. Y la excelente disponibilidad de mano de obra y recursos de los desechos orgánicos. 

El trabajo es ejecutado en forma conjunta con la Dirección de la Mujer/ Género de la Municipalidad de Chilecito (La Rioja). Sus destinatarias son mujeres que asisten al área que las representa y que se encuentran en situaciones de vulnerabilidad familiar y a través de la capacitación en producción y cultivo de gírgola intentan contribuir con la economía familiar. 

Girgolas rebozadas

Si bien el consumo de girgolas (también conocidas como champignon ostra) no está muy difundido, contiene valores nutricionales que resultan beneficiosas para cualquier persona. Son bajas en calorías y grasas. Contienen vitaminas del grupo B,  hierro, y otros minerales. 

Milanesas de girgolas

Aportan fibras, proteínas, vitaminas, minerales y los 9 aminoácidos esenciales. 

Estos nutrientes las posicionan como una excelente alternativa en las dietas para adelgazar y bajar el colesterol. Pueden realizarse guisos, milanesas, estofados, flanes y otras preparaciones como sustituto de la carne. 

flan de girgolas

UNDEC- IAMRA- junio 2017

CAUPÍ: SUPERALIMENTO ALTERNATIVO

UN POROTO SOBRESALIENTE 

El “Caupí” o “Vigna unguiculata” es una leguminosa con una larga tradición en la cultura agronómica del Nordeste Argentino. Se produce en pequeña escala. 

Son numerosos sus productores, aunque aún no presenta aprovechamiento comercial ni de consumo masivo. 


El poroto de Caupí, en sus diferentes variedades, (algunas más conocidas que otras), manifiesta un elevado contenido de proteínas de buena calidad nutricional. Representa una fuente alimentaria importante para el consumo humano. 

Investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura (FaCENA), de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) y del CONICET, trabajan para identificar las propiedades de este poroto y así estimar su posible aprovechamiento alimenticio e industrial. 

La doctora María Victoria Avanza, es la directora del proyecto. Señala los avances logrados en el estudio de las propiedades del Vigna unguiculata como fuente proteica. 

a) flor de caupí -b) vaina madura - c) semillas negras con hilo blanco-
d) semillas blancas con hilo negro - e)semillas de caupí

Considera que la experiencia del grupo de trabajo sienta a su vez las bases para replicar, a futuro, los estudios en otras legumbres. El proyecto está incluido en el Programa Nacional “Argentina Innovadora 2020” del MINCYT. 

La investigación, en colaboración con el INTA, se inició hace casi una década, con el estudio de las propiedades físicas de las semillas de Caupí, seleccionando las especies más cultivadas por pequeños productores de la región. 

En esa ocasión, se realizaron además, estudios de cocción. El objetivo consistía en identificar el procedimiento más óptimo para poder consumir estos porotos como harina. 

El caupí, se utiliza fundamentalmente para el consumo humano en comidas regionales conocidas como guisados. En la región del NEA se cultivan diecinueve variedades, (según afirma el Centro Regional INTA- Corrientes). 

Dentro de estas variedades la de mayor consumo es la variedad  “señorita” o “cuarentón” debido a diferentes atributos del punto de vista agronómico, sensorial y de cocción. 

Esta variedad fue la elegida para elaboración de harinas. Más tarde, prosiguieron los estudios orientados a su aprovechamiento, utilizando la misma variedad. 

“Los porotos de Vigna unguiculata poseen un elevado contenido de proteínas (18-23 %) de muy buena calidad nutricional. Dadas estas características constituye una fuente alimentaria interesante para el consumo humano bajo la forma de grano entero o de harina”, añade la Doctora en Química Maria Victoria Avanza. 

La composición de la harina indica alrededor del 18% de proteínas, 2% de grasas, 64% de hidratos de carbono y 7% de fibra, entre otros componentes. 

“Las fracciones proteicas más abundantes son globulinas, albúminas y glutelinas cuyas proporciones con respecto al total de proteínas presentes en el poroto son 55 a 50 %, 20 a 15 % y 10 %, respectivamente. Las prolaminas son las proteínas minoritarias de esta leguminosa (2,5 %”), informa la además bioquímica. 

El Caupí, como otras legumbres, tiene factores antinutricionales. Se probaron distintos procedimientos para disminuir los efectos de estos factores que impiden una buena absorción de proteínas y minerales en el organismo. 

El equipo de investigación logró disminuir estos factores indeseables, con tratamientos como microondas y autoclave, mientras que los factores nutricionales no registraron disminuciones significativas. 


Una vez avanzados los estudios sobre las condiciones para el preparado de harinas del poroto, el proyecto se reorientó a estudiar las propiedades funcionales del Caupí, (son aquéllas propiedades que pueden ser usadas para la formulación de otros preparados alimenticios). 

Las proteínas serían las responsables de manifestar las propiedades funcionales del Caupí. Por ello se iniciaron ensayos, en diversas condiciones, que modifican la estructura proteica y las condiciones funcionales, según explican los investigadores. 

"Creemos viable el aprovechamiento de este poroto tradicional, tanto para su consumo como harina y otras presentaciones, así como el aprovechamiento de sus propiedades funcionales integradas a otras cadenas de elaboración de alimentos” expresó la especialista en alimentos funcionales. 

Actualmente, se evalúan distintas funciones necesarias para determinar si la harina del poroto puede integrarse a otros alimentos, como ser soludibilidad, gelidificación, emulsión, espuma y retención de agua. 

Analizar estos cambios en las propiedades funcionales es de utilidad en la determinación de los usos finales específicos de harina de Caupí. 

“El Caupí, tiene 25% de proteínas, mientras que el arroz tiene 8% y el trigo 8%. Además este poroto tiene un perfil de aminoácidos muy bueno”, explicó la experta. 

“Argentina Innovadora 2020” es un instrumento del Estado Nacional por el cual se establecieron lineamientos de política científica, tecnológica y de innovación en el país hasta el año 2020, con la identificación de áreas temáticas estratégicas en el actual tejido productivo, con el eje transversal en la innovación con inclusión social. 

La investigación fue incluida en el Sector Estratégico “Agroindustrias” y a su vez en el Núcleo “Procesamiento de Alimentos”. Está orientado al agregado de valor y calidad a los productos primarios derivados de las cadenas alimentarias, entre ellas las harinas proteicas. 

La doctora Avanza aclara que “el plan Argentina Innovadora 2020 considera que el aprovechamiento de las harinas proteicas puede ser un aporte de gran relevancia económica para el país”.

A modo de ejemplo, el Plan Nacional destaca entre algunas posibles líneas de intervención, la obtención de nuevos ingredientes funcionales y/o alimentos funcionales, o alimentos con mayor valor agregado a partir de estas harinas.  

“Este conocimiento básico sobre harina y proteínas de caupí permitirá, en un futuro, incorporar estas proteínas de alto valor nutricional e importancia cultural en la región como suplemento o ingredientes en productos alimentarios destinados al consumo humano. Al mismo tiempo una mayor información a cerca de los caupí abre la posibilidad de su producción en mayor escala, contribuyendo de esta manera a la diversificación de cultivos de medianos productores”, afirma la académica. 

Para concluir, reiteró que “es posible un aprovechamiento industrial del Caupí, que permitiría intensificar la producción a nivel regional y lograr agregado de valor”, enfatizó la distinguida especialista. 

UNNE- FaCENA- Abril de 2017

INDICADORES AMBIENTALES

INVERTEBRADOS BENTÓNICOS  

Los organismos bentónicos, (del griego: bénthos, fondo marino), viven en las profundidades de extensas masas de agua. Están en contacto con el sedimento. Son considerados como bioindicadores de contaminación del preciado elemento. 

La vida subacuática es muy rica en diversidad. Un cambio drástico en las poblaciones y aún en los individuos nos dan una idea de cómo se encuentra ese lecho y en consecuencia como influye en lo terrestre. 

Investigadores de la Universidad Nacional de Santiago del Estero (UNSE) analizan el fondo del Río Dulce. Buscan sentar las bases para el desarrollo de herramientas biológicas de interés en el monitoreo integral de los sistemas fluviales en la provincia. 

Las comunidades de macroinvertebrados, formadas por animales invertebrados tales como insectos, moluscos y anélidos, son considerados como los mejores bioindicadores de contaminación acuática. 

La licenciada en Ecología, Marta Leiva, es docente e investigadora de la Facultad de Ciencias Forestales (FCF) de la UNSE. Lleva adelante su proyecto "Macroinvertebrados Bentónicos como Indicadores de Integridad Ecológica del Sistema Fluvial Río Dulce". 

“Los invertebrados bentónicos son organismos que viven en el fondo de esas masas de agua, es decir, que están en contacto directo con el sedimento en cualquier cuerpo de agua, río, lago, lagunas e inclusive, en fondos marinos. Demostraron ser buenos indicadores de las condiciones ambientales. Estas condiciones ambientales van desde lo que es contaminación del agua como así también variables físicas o morfológicas”, explica la investigadora. 

Rivera del Rio Dulce

Al referirse a los cambios en las condiciones ambientales, aclara: “Pueden ser cambios en las riberas, en las condiciones del canal de un río, y que se pueden dar, por ejemplo, por la construcción de una obra de infraestructura como una represa, dique, puente o una costanera en la zona de algún lecho del río”, ejemplifica la licenciada Leiva. 

“De alguna forma vamos a ver reflejadas las condiciones de estos organismos. En cómo ocupan el espacio, cómo aprovechan los recursos del hábitat, qué alimentos tienen, qué características químicas pueden afectarlos”, agrega Leiva. 

“El propósito de la investigación es aplicar esa información en lo que conocemos como biomonitoreo de los cuerpos de agua. Sería, básicamente, leer las condiciones ambientales del cuerpo de agua a través de la presencia o ausencia de organismos que encontremos y también analizar sus variables ambientales”, comenta la ecologista. 


El Rio Dulce es una masa de agua muy extensa y se deben considerar diferentes aspectos. “El trabajo de campo consiste en tomar muestras de agua del lecho y del sedimento en determinados períodos del año, en función de las épocas de crecida y de aquellas cuyo caudal es más estable”, agrega la científica. 

Se realizan análisis químicos como la determinación de la acidez, de la conductividad y de la temperatura del agua. 

“Algunas mediciones se hacen in situ, como la profundidad del agua, la velocidad de la corriente del río, que sirven para conocer parámetros generales de calidad de agua y que en cualquier estudio de agua se hace. Y luego del sedimento se separaran todos los organismos que encuentro en ese volumen de muestra”, instruye la especialista. 

Luego sigue la separación de la muestra. “El paso posterior es separar manualmente, con la ayuda de una lupa. Respecto del tamaño, los que yo busco, son aquellos que van desde las 250 micras, o sea, de un cuarto de milímetro, invertebrados siempre. Una vez que están separados de sedimentos, los coloco en recipientes para luego identificarlos con el microscopio y con claves de identificación de diferentes especies, que se tienen a partir de investigaciones hechas en otras zonas, que se tomarían como base, ya que no tenemos antecedentes de esta investigación en la Provincia”, explica la investigadora.  

El trabajo es interdisciplinario, ya que la parte de medición de parámetros químicos del agua se hace en colaboración con el Laboratorio de Química de la FCF. Lo que se refiere al tamaño de partículas en el sedimento, o sea la hidrometría, se mide en el Laboratorio de Suelos de la FCF. Si bien se hacen las mediciones por cuenta propia,  se usan recursos  con ayuda de conocimientos y metodologías a otras áreas. 
La parte biológica cuenta con el apoyo del Instituto Nacional de Limnología (INALI, CONICET-UNL) de la provincia de Santa Fe. Fue el primer instituto del CONICET en Argentina (1962) y refieren gran experiencia en el área. 

“Con este proyecto espera contribuir al conocimiento de la diversidad y funcionamiento ecológico del río Dulce; así como determinar los patrones de distribución de los ensambles bentónicos en relación a las presiones antrópicas sobre el sistema. A partir de este conocimiento, se pretende sentar bases para el desarrollo de herramientas biológicas que resulten de interés en el monitoreo integral de los sistemas fluviales de la Provincia”, completa la académica. 

Leiva es Licenciada en Ecología, egresada de la Facultad de Ciencias Forestales (FCF) de la Universidad Nacional de Santiago del Estero (UNSE), actualmente es becaria del CONICET a través del Programa de Becas Cofinanciadas. 

UNSE – FCF- Abril de 2017