El trabajo se inició hace ya seis años, como recuerda la investigadora del grupo María Teresa García Cubero. “Pensamos que con nuestra experiencia en temas de fermentación podríamos aportar algo”, asegura la experta.
La estructura de la paja de cereal es muy compleja, una mezcla “de compuestos aromáticos y de polisacáricos de tipo celulosa y hemicelulosa”. Así pues, los investigadores extraen de esa estructura los azúcares simples (glucosa, silosa) y proceden a la fermentación para obtener el etanol. La primera parte del proceso se realiza en dos etapas, una de pretratamiento de la paja que implica modificar su compleja estructura y otra, la denominada hidrólisis enzimática, que permite retirar los azúcares.
En la parte de pretratamiento analizan las diversas alternativas, comprobando cuál es más viable desde el punto de vista económico para obtener bioetanol y tratando de determinar cuáles son las condiciones de operación más apropiadas dependiendo de la materia prima (paja de trigo, cebada o centeno). “Lo que hacemos es adaptar el pretratamiento más adecuado, que sea eficaz y barato, al tipo de materia prima”, explica Cubero, quien añade que además de los que se emplean de forma convencional (como la exclusión con amoniaco) se están introduciendo pretratamientos nuevos “que pueden resultar atractivos porque son más baratos o implican trabajar a temperatura ambiente”.
En estos momentos están trabajando con ozono y, tras publicar algún artículo, estudian si el proceso se puede patentar. Respecto a la segunda etapa, la hidrólisis enzimática, una vez que la estructura lignocelulósica está modificada se pone en contacto con enzimas que actúan como catalizadores y rompen los polisacáridos, la celulosa y la hemicelulosa, de manera que los azúcares simples quedan liberados. En este campo, los investigadores pretenden optimizar las condiciones de operación, ya que las enzimas supone uno de los mayores costes del proceso.
Fermentación con microorganismos
Una vez extraída esa materia prima, los azúcares simples, el siguiente paso es fermentar. Frente al empleo de levadura convencional, que sólo fermenta glucosa, el grupo de investigación trabaja con microorganismos capaces de asimilar todos los azúcares simples que hay en el medio. “En este caso trabajamos con cepas naturales de una levadura que permite metabolizar tanto glucosa como silosa u otros azúcares para obtener etanol”, indica María Teresa García. Esta parte de la investigación se encuentra en una etapa inicial pero los científicos están obteniendo ya resultados prometedores.
Según destaca, buscan un proceso versátil que a su vez sea barato. No obstante, no se plantean trabajar con microorganismos genéticamente modificados ya que consideran que esta alternativa puede acarrear problemas en su implantación a nivel industrial. “Preferimos emplear microorganismos naturales que permiten un mejor control”, subraya. Por el momento, estos ensayos se han realizado a nivel de laboratorio aunque en pretratamiento cuentan con plantas piloto para llevarlos a cabo. Del mismo modo, la hidrólisis se lleva a cabo en tanques de hasta un litro y la última etapa en fermentadores de dos litros.
