{"id":135502,"date":"2026-07-10T08:27:36","date_gmt":"2026-07-10T07:27:36","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=135502"},"modified":"2026-07-10T08:28:04","modified_gmt":"2026-07-10T07:28:04","slug":"cuando-un-residuo-produce-energia-incluso-dos-veces-el-potencial-de-las-bacterias-purpuras-en-las-biorrefinerias-del-futuro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2026\/07\/10\/135502","title":{"rendered":"Cuando un residuo produce energ\u00eda… incluso dos veces: el potencial de las bacterias p\u00farpuras en las biorrefiner\u00edas del futuro"},"content":{"rendered":"

Emma Barahona Mart\u00edn, BIO-GIQA. <\/em><\/p>\n

Cada a\u00f1o se generan millones de toneladas de residuos agroalimentarios cuyo aprovechamiento sigue estando muy lejos de ser completo. Aunque una parte de estos residuos ya se destina a procesos de valorizaci\u00f3n, una gran cantidad de la energ\u00eda y de los compuestos de inter\u00e9s que contienen contin\u00faa desaprovech\u00e1ndose. Frente a este modelo lineal, la bioeconom\u00eda propone una nueva forma de entender los residuos: no como un problema que gestionar, sino como una fuente de carbono y energ\u00eda capaz de alimentar nuevos procesos biotecnol\u00f3gicos.<\/p>\n

En este contexto, la producci\u00f3n biol\u00f3gica de hidr\u00f3geno se ha consolidado como una de las alternativas m\u00e1s prometedoras para obtener un combustible renovable sin recurrir a materias primas f\u00f3siles. A diferencia de los m\u00e9todos convencionales, basados mayoritariamente en gas natural, los procesos biol\u00f3gicos permiten producir hidr\u00f3geno a partir de residuos org\u00e1nicos mediante la acci\u00f3n de microorganismos especializados, integrando la generaci\u00f3n de energ\u00eda con la valorizaci\u00f3n de corrientes residuales.<\/p>\n

Las bacterias p\u00farpuras: peque\u00f1as factor\u00edas biol\u00f3gicas impulsadas por la luz<\/strong><\/p>\n

Entre estos microorganismos destacan las bacterias p\u00farpuras no del azufre (Purple Non-Sulfur Bacteria, PNSB), un grupo con una extraordinaria versatilidad metab\u00f3lica. Estos microorganismos pueden crecer utilizando la luz como fuente de energ\u00eda y una amplia variedad de compuestos org\u00e1nicos como fuente de carbono, incluyendo \u00e1cidos grasos vol\u00e1tiles, glicerol, hidrolizados lignocelul\u00f3sicos y numerosos efluentes industriales y agroalimentarios1<\/sup>. Esta capacidad convierte a las PNSB en excelentes candidatas para el desarrollo de biorrefiner\u00edas capaces de transformar residuos en productos de alto valor a\u00f1adido.<\/p>\n

Pero el verdadero potencial de estas bacterias va mucho m\u00e1s all\u00e1 de su metabolismo natural. Durante los \u00faltimos a\u00f1os, los avances en biolog\u00eda sint\u00e9tica e ingenier\u00eda gen\u00e9tica han comenzado a transformar especies como Rhodobacter capsulatus<\/em> y Rhodopseudomonas palustris<\/em> en plataformas biotecnol\u00f3gicas (\u00abengineering platforms\u00bb), sobre las que es posible introducir modificaciones dirigidas para redirigir rutas metab\u00f3licas, incrementar la producci\u00f3n de compuestos de inter\u00e9s o incluso incorporar nuevas funcionalidades2,3<\/sup>. <\/strong>Aunque todav\u00eda queda camino para alcanzar el grado de desarrollo de microorganismos modelo como Escherichia coli<\/em> o Saccharomyces cerevisiae<\/em>, la disponibilidad de herramientas como CRISPR y nuevos sistemas de expresi\u00f3n est\u00e1 acelerando enormemente el desarrollo de estas bacterias como factor\u00edas celulares de nueva generaci\u00f3n.<\/p>\n

Rhodobacter capsulatus<\/em><\/strong>: de bacteria fotosint\u00e9tica a plataforma biotecnol\u00f3gica<\/strong><\/p>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os, el desarrollo de cepas modificadas de Rhodobacter capsulatus<\/em> ha permitido incrementar significativamente la producci\u00f3n fotofermentativa de hidr\u00f3geno y ampliar el potencial de estas bacterias para la valorizaci\u00f3n de corrientes residuales. Mediante ingenier\u00eda gen\u00e9tica se han eliminado rutas responsables del consumo del hidr\u00f3geno generado, consiguiendo aumentar de forma muy significativa la eficiencia del proceso fotofermentativo respecto a la cepa original. Estos resultados ponen de manifiesto c\u00f3mo peque\u00f1as modificaciones dirigidas sobre el metabolismo bacteriano pueden traducirse en mejoras sustanciales del rendimiento del bioproceso 4<\/sup>.<\/p>\n

Sin embargo, aumentar la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno no depende \u00fanicamente del microorganismo. Para que esta tecnolog\u00eda pueda llegar a implantarse a escala industrial es necesario demostrar que el proceso puede mantenerse de forma estable durante largos periodos de operaci\u00f3n y utilizando sustratos reales. En este sentido, los trabajos desarrollados dentro de BIVALIA han demostrado la viabilidad de la producci\u00f3n continua de hidr\u00f3geno mediante fotofermentaci\u00f3n utilizando una cepa modificada de R. capsulatus<\/em> alimentada con aguas de proceso procedentes de la carbonizaci\u00f3n hidrotermal de residuos agroalimentarios. La combinaci\u00f3n de ingenier\u00eda metab\u00f3lica y operaci\u00f3n en continuo representa un paso importante hacia el desarrollo de procesos biol\u00f3gicos m\u00e1s robustos, eficientes y escalables.<\/p>\n

Biorrefiner\u00edas integradas: aprovechando el potencial de los residuos agroalimentarios<\/strong><\/p>\n

Una de las principales fortalezas de las PNSB reside precisamente en su capacidad para integrarse dentro del concepto de biorrefiner\u00eda. En lugar de trabajar con materias primas purificadas, estas bacterias pueden utilizar como sustratos corrientes generadas en otras etapas del propio proceso de valorizaci\u00f3n. Un ejemplo especialmente prometedor es la integraci\u00f3n con la digesti\u00f3n oscura. Durante esta primera etapa fermentativa se produce una fracci\u00f3n inicial de hidr\u00f3geno, pero tambi\u00e9n una mezcla de \u00e1cidos org\u00e1nicos (principalmente acetato y butirato) que todav\u00eda conservan una elevada cantidad de energ\u00eda qu\u00edmica. Lejos de convertirse en un residuo, estos compuestos representan el sustrato ideal para las PNSB, capaces de transformarlos mediante fotofermentaci\u00f3n en una segunda etapa de producci\u00f3n de hidr\u00f3geno. De este modo, un mismo residuo puede utilizarse de manera secuencial para generar energ\u00eda en dos etapas biol\u00f3gicas complementarias, incrementando notablemente el aprovechamiento global del carbono contenido en la biomasa.<\/p>\n

Adem\u00e1s del hidr\u00f3geno, las perspectivas futuras son a\u00fan m\u00e1s amplias. La literatura cient\u00edfica muestra un inter\u00e9s creciente por utilizar las PNSB como plataformas para la obtenci\u00f3n de biopl\u00e1sticos como PHB, carotenoides, coenzimas, biomasa microbiana y otros compuestos de alto valor a\u00f1adido. Aunque el hidr\u00f3geno constituye actualmente la aplicaci\u00f3n m\u00e1s desarrollada, la combinaci\u00f3n entre ingenier\u00eda gen\u00e9tica y valorizaci\u00f3n de residuos abre la puerta al desarrollo de aut\u00e9nticas biorrefiner\u00edas microbianas capaces de producir diferentes bioproductos a partir de una misma corriente residual, adapt\u00e1ndose a las necesidades de cada proceso industrial.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno, la posibilidad de redise\u00f1ar gen\u00e9ticamente estas bacterias abre la puerta al desarrollo de plataformas biotecnol\u00f3gicas vers\u00e1tiles capaces de transformar una misma corriente residual en distintos bioproductos de inter\u00e9s, adapt\u00e1ndose a las necesidades espec\u00edficas de cada biorrefiner\u00eda.<\/p>\n

En este escenario, el proyecto BIVALIA apuesta por un enfoque integrador en el que la biotecnolog\u00eda, la ingenier\u00eda de procesos y la econom\u00eda circular convergen para maximizar el aprovechamiento de los residuos agroalimentarios. El desarrollo de microorganismos m\u00e1s eficientes, capaces de transformar residuos complejos en energ\u00eda y otros bioproductos de inter\u00e9s, representa un paso m\u00e1s hacia un modelo industrial donde los residuos dejan de ser el final del proceso para convertirse en el punto de partida de nuevas cadenas de valor.<\/p>\n

 <\/p>\n

Referencias<\/strong><\/p>\n

1<\/sup> Capson-Tojo, G., Batstone, D.J., Grassino, M., Vlaeminck, S.E., Puyol, D., Verstraete, W., Kleerebezem, R., Oehmen, A., Ghimire, A., Pikaar, I., Lema, J.M., H\u00fclsen, T., 2020. Purple phototrophic bacteria for resource recovery: Challenges and opportunities. Biotechnology Advances 43, 107567.<\/p>\n

2<\/sup><\/strong> Bayon-Vicente, G., Toubeau, L., Gilson, M., G\u00e9go, G., Landgey, N., Krings, S., Leroy, B., 2025. Metabolic pathways to sustainability: review of purple non-sulfur bacteria potential in agri-food waste valorization. Front. Bioeng. Biotechnol. 13.<\/p>\n

3<\/sup><\/strong> Morrison, HM., and Bose, A., 2024. Purple non-sulfur bacteria for biotechnological applications. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 53.<\/p>\n

4<\/sup><\/strong> Barahona, E., Jim\u00e9nez-Vicente, E., Rubio, L.M., 2016. Hydrogen overproducing nitrogenases obtained by random mutagenesis and high-throughput screening. Sci Rep 6.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Emma Barahona Mart\u00edn, BIO-GIQA.  Cada a\u00f1o se generan millones de toneladas de residuos agroalimentarios cuyo aprovechamiento sigue estando muy lejos de ser completo. Aunque una parte de estos residuos ya se destina a procesos de valorizaci\u00f3n, una gran cantidad de la energ\u00eda y de los compuestos de inter\u00e9s que contienen contin\u00faa desaprovech\u00e1ndose. Frente a este modelo lineal, la bioeconom\u00eda propone una nueva forma de entender los residuos: no como un problema que gestionar, sino como una fuente de carbono y energ\u00eda capaz de alimentar nuevos procesos biotecnol\u00f3gicos. En este contexto, la producci\u00f3n biol\u00f3gica de hidr\u00f3geno se ha consolidado como una\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":135503,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,547],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t