Limpiar y lavar respetando el medio ambiente
Los detergentes están en todas partes: en productos de limpieza en polvo, líquidos para lavavajillas, productos de limpieza del hogar, cremas, geles de ducha y champús. El detergente es el culpable de la suciedad y la grasa, de la espuma que se forma cuando nos lavamos el pelo y de que las cremas se absorban con tanta rapidez. Hasta ahora, la mayoría de los detergentes se fabricaban con aceite crudo —un combustible fósil de existencia limitada. En un intento por encontrar alternativas, los fabricantes optan cada vez más por los detergentes a base de recursos sostenibles, aunque estos tensioactivos normalmente se producen químicamente. El problema es que las sustancias producidas mediante estos procesos químicos solo son aptas para un pequeño número de aplicaciones debido a que presentan una diversidad estructural muy limitada, es decir su estructura molecular no es muy compleja. Investigadores del Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB han decidido adoptar un planteamiento distinto: están fabricando tensioactivos mediante métodos biotecnológicos, con la ayuda de hongos y bacterias. “Producimos tensioactivos de forma microbiológica, empleando recursos sostenibles como el azúcar y el aceite vegetal”, afirma Suzanne Zibek, bióloga técnica e ingeniera en el IGB en Stuttgart. Los científicos y su equipo utilizan lípidos celobiosa (CL) y lípidos manosileritritol (MEL) ya que las pruebas han demostrado que estas variedades son prometedoras para su aplicación industrial. Se producen en grandes cantidades gracias a la acción de ciertos tipos de hongos, de los que afectan a las plantas de maíz, y además la variedad celobiosa (CL) también tiene propiedades antibacterianas.
Lo que diferencia a estos tensioactivos biológicos de sus competidores sintéticos es su mayor diversidad estructural. Además, son biodegradables, son menos tóxicos y son también muy eficientes para aflojar las grasas. A pesar de todas estas ventajas, hasta la fecha se utilizan solamente en unos pocos productos para el hogar y cosméticos. La razón es que son costosos y difíciles de producir, con bajos rendimientos en este punto. Una sustancia que se ha comercializado con éxito es el soforolípido hecho de Candida bombicola, que ha sido lanzado por una serie de fabricantes como un aditivo en productos de limpieza del hogar. Este tensioactivo biológico está hecho con una levadura que se cosecha del néctar de abejorros.
“Para que los tensioactivos naturales puedan conquistar el mercado, es necesario aumentar los rendimientos de la fermentación”, afirma Zibek. Por ello, los científicos están optimizando el proceso de producción para reducir los costes de fabricación. Están cultivando actualmente los microorganismos en un biorreactor, donde crecen en un medio de cultivo que se agita continuamente y que contiene azúcar, aceite vegetal, vitaminas y sales minerales. El objetivo es alcanzar altas concentraciones en el menor tiempo posible. Para ello, es necesario alentar el crecimiento de los microorganismos, logrando el mayor número posible de ellos. Existen numerosos factores que influyen en el resultado, como por ejemplo el suministro de oxígeno, el valor del pH, la condición de las células y la temperatura alcanzada. La composición del medio de cultivo también es crucial. Esto no tiene que ver únicamente con la cantidad de azúcar o aceite vegetal que se utiliza en la mezcla, sino también con la velocidad a la que se añaden. “Ya hemos alcanzado concentraciones de 16 gramos por litro para la celobiosa (CL) y de 100 gramos por litro para el manosileritritol (MEL), con una elevada tasa de producción también”, comenta satisfecho el gerente del grupo.
El siguiente paso será separar los tensioactivos biológicos desde el medio de fermentación, adaptándolos con la ayuda de socios industriales para su uso en líquidos lavavajillas, productos de limpieza o cosméticos. Las sustancias también pueden ser modificadas o mejoradas a nivel enzimático. “Por ejemplo, hemos conseguido aumentar la solubilidad del agua. Después de todo, el tensioactivo biológico no debería formar una película de aceite en la superficie del líquido de lavavajillas”, explica Zibek. Los expertos incluso han conseguido producir tensioactivos biológicos a partir de productos de desecho, obteniendo el azúcar necesario para el medio de cultivo a partir de paja.
