Aceites microbianos. Biocombustibles de base biológica
Uno de los productos más atractivos que se pueden obtener a partir de biorresiduos son los aceites microbianos, también conocidos como aceites unicelulares. La investigación en la producción de aceites microbianos ha crecido considerablemente en los últimos años debido a su potencial para reemplazar los aceites vegetales utilizados en sectores tan diversos como la alimentación (suplementos nutricionales o aditivos alimentarios), la energía (biocombustibles), la industria farmacéutica (ácido araquidónico, ácido docosahexaenoico) y el sector de los materiales (biopolímeros, bioplásticos).
Los aceites microbianos son lípidos producidos bajo ciertas condiciones de estrés metabólico por microorganismos oleaginosos, incluyendo algunas especies de bacterias (Rhodococcus, Nocardia, Mycobacterium, etc.), hongos (algunas especies de Mortiella, Umbelopsis, Mucor, Cunninghamella), levaduras (Rhodotorula, Rhodosporium, Cryptococcus, Lipomyces, Yarrowia, etc) y microalgas (Chlorella sp., Neochloris oleoabundans, Cylindrotheca sp., Euglena gracilis, Spirulina maxima, Navicula sp., Scenedesmus sp., and Dunaliella sp.). Además, estos microorganismos, presentan ciclos de crecimiento más rápidos en comparación con los cultivos vegetales, pueden utilizar una amplia gama de fuentes de carbono para la acumulación de lípidos y pueden cultivarse en condiciones bien controladas sin necesidad de utilizar tierras fértiles, lo que amplía la posibilidad de dedicar estas áreas a otros cultivos. Además, los microorganismos oleaginosos pueden someterse a ingeniería genética para diseñar y desarrollar nuevas cepas, con el objetivo de aumentar la eficiencia del proceso, proporcionar información relevante de la vía de conversión y/o reducir los costos del proceso mediante la coproducción simultánea de compuestos de valor añadido.
Estos microorganismos oleaginosos se caracterizan por un contenido lipídico superior al 20% de su peso seco. En comparación con plantas o animales, la principal ventaja de los microorganismos oleaginosos es que presentan una tasa de crecimiento más rápida y pueden acumular hasta un 60-70% de su peso celular seco. Además, su metabolismo flexible les permite utilizar una amplia gama de fuentes de carbono para crecer o acumular energía para situaciones de estrés. Cabe destacar que estos microorganismos no solo pueden crecer en cultivo suspendido, sino que también pueden cultivarse en modo de fermentación en estado sólido. Esto es importante ya que los productos obtenidos en este tipo de fermentación normalmente se producen a menor costo, principalmente relacionado con los menores requerimientos de energía y consumo de agua.
El perfil de ácidos grasos de aceites microbianos es, en general, bastante similar al de los aceites producidos por plantas oleaginosas (como aceite de soja, de colza, girasol, palma, etc.), no obstante, varía ligeramente según el género y la especie microbiana. Al igual que lo que sucede con los aceites vegetales, los aceites microbianos por su composición en ácidos grasos pueden considerarse como portadores intermedios de bioenergía, adecuados para la sustitución de aceites vegetales en la producción de biocombustibles.
Los procesos de producción de aceite microbiano aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, con un nivel de desarrollo tecnológico de que actualmente oscila entre 4-6. Como es el caso de la mayoría de las tecnologías de bajo desarrollo tecnológico, los márgenes de beneficio de la producción de aceite microbiano siguen siendo bajos para estimular cualquier interés comercial. La ayuda para estimular una investigación podría provenir de los mercados farmacéuticos, químico y alimentario, que podrían beneficiarse del uso de materia prima de aceite microbiano en sus procesos. Además, para que estos aceites puedan producirse a un coste que los haga interesantes para la industria de los biocombustibles deben producirse a partir de fuentes de carbono de bajo coste económico. En este contexto, la producción de productos de alto valor añadido como los compuestos carotenoides junto con los aceites microbianos aptos para su transformación en biocombustibles de base biológica, es una de las investigaciones que el grupo UBAP-CIEMAT pretende abordar en el proyecto BIVALIA-CM. El estudio se llevará a cabo con la levadura oleaginosa R. toruloides y como sustrato de bajo coste se utilizarán residuos procedentes de la industria alimentaria.
