Científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han colaborado en una investigación en la que han desarrollado un nuevo tipo de catalizadores híbridos orgánicos-inorgánicos a través de la encapsulación de enzimas en el seno de nanoesferas huecas.

Estas nanoesferas, definidas por una cubierta porosa de sílice, podrían ser empleadas como biocatalizadores para la producción de biodiésel de una manera más eficiente.

El trabajo, en el que han participado también investigadores de la Universidad de Calabria (Italia), ha sido publicado en la revista Catalysis Today.

Como muchos recordaréis, el biodiesel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales (de origen vegetal o animal) mediante procesos químicos industriales, usándose como sustituto a los combustibles fósiles.

Los aceites necesarios para este proceso han de tener un bajo contenido en ácidos grasos libres, agua y triglicéridos insaturados. Desgraciadamente, los que poseen estas propiedades, además de ser más caros, son los más aptos para la alimentación humana, algo suficiente como para convertirse en el peor de los inconvenientes.

Por esta razón, el empleo de catalizadores alternativos (frente a los hidróxidos que se usaban anteriormente) nos da la posibilidad de utilizar otros aceites más baratos, siendo más eficientes en la producción de biodiésel.

Siguiendo este enfoque, los procesos de producción de biodiesel catalizado por enzimas, estabilizados en el seno de matrices porosas, han sido probados recientemente y suponen una alternativa prometedora y atractiva

Explica el investigador del CSIC Avelino Corma, del Instituto de Tecnología Química, centro mixto del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia.

El problema que surge a la hora de preparar un biocatalizador es la preservación de la estabilidad y la actividad de la enzima inmovilizada. Generalmente, el medio en que se inmoviliza la enzima es muy importante para poder preservar su conformación activa y natural. Siguiendo este razonamiento, nosotros pensamos que atrapar una enzima en un medio natural acuoso rodeado con una membrana silícea debería ser posible

Añade Corma.

Los investigadores del Instituto de Tecnología Química fueron capaces de sintetizar un sólido esférico de materia orgánica-inorgánica que guarda en su interior una enzima como compuesto activo encapsulada.

La parte orgánica de esta nanoesfera cuenta con una lipasa aislada del hongo Rizhomucor miehei como enzima. La nanoesfera está cubierta por una cáscara porosa de sílice inorgánica que aísla, protege y estabiliza las moléculas bioactivas del interior.

La cantidad de lipasa y sílice utilizadas durante el procedimiento de inmovilización se han optimizado con el fin de obtener un biocatalizador heterogéneo, activo y estable. Estas nuevas nanoesferas híbridas han sido probadas para catalizar reacciones químicas típicas de la producción de biodiésel, y han sido capaces de conservar su actividad después de cinco ciclos de reacción, lo que demuestra que su eficacia catalizadora es superior a la de la enzima libre

Concluye el investigador.

A partir de ahora, lo ideal sería potenciar el descubrimiento y darle una aplicación industrial.

Vía | CSIC

La elaboración de biodiésel a partir de algas está cambiando el panorama de los biocombustibles. Recordemos que para la obtención de biodiésel ordinario se utiliza un aceite vegetal como el de soja, girasol o palma y se le hace reaccionar con alcohol en presencia de ciertos compuestos químicos para producir ésteres grasos que constituyen el combustible. El inconveniente es que los campos sembrados de estos cultivos no se pueden dedicar al cultivo de otras especies necesarias para el consumo humano, y para producir unos litros de combustible se necesitan grandes extensiones de terreno. La utilización de otras tierras implica la destrucción medioambiental e incrementa la pobreza o el hambre.

Las algas están compuestas básicamente por proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos y ácidos grasos. Son estos últimos los que luego son convertidos en biodiésel. Obviamente no todas las especies de algas tienen las mismas condiciones, por ello se buscan algas que contengan un alto contenido en lípido y que sean fácilmente cultivables.

En principio, al igual que las plantas, las algas necesitan de tres componentes básicos para su desarrollo: luz solar, CO₂ y agua. Por ello son capaces de crecer en un amplio rango de condiciones y se las encuentra en cualquier zona del planeta: sobre sustrato artificial como madera o botellas, en lagunas, ciénagas, pantanos, nieve, lagos de agua dulce o salina, sobre rocas, etc. Así vemos que no es difícil encontrar zonas para cultivarlas.

Existen muchas maneras de cultivar microalgas, pero sin duda los sistemas cerrados de cultivo son los más seguros. Dentro de ellos existe un tipo, los Fotobiorreactores. Estos son los que incorporan luz (blanca y natural) y donde las condiciones (temperatura, CO₂, etc) están más controladas que en sistemas abiertos. Son sistemas muy costosos pero que tienen un alto rendimiento en cuanto a la producción de aceite de algas.

Actualmente hay varios laboratorios en todo el mundo dedicados a este objetivo. Repsol-YPF comenzó a trabajar en este campo en el año 2006, dentro del proyecto CENIT PIIBE, en la búsqueda de especies de microalgas ricas en grasas y aceites para su aplicación a la fabricación de biodiesel. Supongo que muchos habréis visto el anuncio en tv.

No dudo que sea una buena alternativa a los combustibles fósiles, pero ¿será la mejor?

Habrá que seguir investigando.

¿Acabarán siendo las algas la fuente alternativa al petróleo? Es lo que presume Craig Venter, uno de los principales artífices del proyecto genoma humano.

Ayer, en el Congreso Europeo de Biotecnología que se celebra esta semana en Barcelona (que reúne a 1.000 científicos líderes en investigación procedentes de más de 50 países), Venter destacó además que España reúne las condiciones ideales para cultivar algas: luz solar, tierra no cultivada y mar.

Las algas modificadas genéticamente podrían ser el futuro, así que Venter recorre actualmente los mares del mundo a bordo de su barco Sorcerer II, con el que recoge muestras de organismos acuáticos para analizar sus genomas.

Aunque las algas fabrican una ínfima cantidad de hidrógeno durante la fotosíntesis, ciertas versiones genéticamente modificadas de algas verdes podrían ser una fuente importante de hidrógeno. Esto podría incrementar hasta tres veces la cantidad de hidrógeno que produce, y también la cantidad de aceite para combustible, un aceite que también producen las algas que se parece al aceite de soja.

Ya hay experiencias piloto de Solix Biofuels, en Fort Collins, y de LiveFuels, en Menlo Park, que intentan extraer el aceite de las algas, que puede luego ser refinado para hacer biodiesel.

Vía | Ecodiario

Una encima enzima presente en un microbio que vive en el estómago de las vacas es clave en la producción de biodiesel, según investigadores de la Universidad de Michigan . La encima enzima que permite a las vacas digerir pastos y otras hierbas puede ser usada para transformar fibras de plantas en azúcares simples que a su vez pueden ser fermentados para generar etanol para hacer funcionar carros y camiones. Los investigadores han logrado un método para hacer crecer plantas de maíz que contienen esta encima enzima, insertando el gen de las vacas directamente en las plantas.

"El hecho de que podamos tomar un gen que fabrica una encima enzima en el estómago de la vaca y ponerlo en la célula de una planta significa que podemos convertir lo que antes era desperdicio en combustible," dijo Mariam Sticklen, profesora de la Universidad de Michigan . Las vacas, con la ayuda de bacterias, transforman las fibras de las plantas, llamada celulosa, en energía, lo que sería un gran paso en la fabricación de biocombustibles. Tradicionalmente sólo el interior de las plantas de maíz era usado, pero esta nueva técnica permitiría que se usara toda la planta, haciendo el procedimiento mucho más efectivo y barato.

Transformar la celulosa en biodiesel implica la utilización de 3 encima enzimas diferentes; la nueva variedad de Maíz (llamada Spartan Corn III) posee todas. La primera versión (creada en 2007) cortaba la celulosa en grandes trozos con una encima enzima que provenía de aguas de manantial. La segunda, con un gen de un hongo presente naturalmente, toma los grandes trozos generados por la primera y los rompe en pares de azúcares. La tercera, con gen de un microbio presente en el estómago de las vacas separa estas últimas en azúcares simples, que pueden ser fermentados para generar etanol.

"Ahorrará dinero en la producción de etanol," dijo Sticklen. "Sin ellas no se podría convertir el desperdicio en etanol sin comprar encima enzimas, lo que resulta muy caro." Agregar el gen del microbio a la planta de maíz llevó un gran trabajo de laboratorio; Sticklen comparó el procedimiento a agregar una sola lamparita a un árbol de Navidad cubierto de luces. "Hay un gran número de cables, interruptores y zonificaciones," dijo Sticklen, "Hay muchos cambios e incluso tuvimos que colocarlo en el lugar correcto dentro de la célula." Si la célula produjera la encima enzima en el lugar errado, la planta se digeriría a sí misma, por lo que se estuvo que estudiar cuidadosamente dónde colocarla.

Más Información | Physorg (en Inglés)

Un grupo de investigadores de Estados Unidos encontró una especie de termitas en Centroamérica que exuda encimas capaces de digerir fibras de madera para convertirlas en su propio alimento. Actualmente para fabricar Biodiesel o Bioetanol se utilizan granos, que serían destinados a la alimentación y por ello generan una gran polémica; por el contrario las termitas podrían ser la clave para convertir madera o paja, por ejemplo, en un nuevo biocombustible.

Así como las vacas, las termitas tienen un intestino dividido en varios compartimientos, cada uno encargado de un proceso diferente, que transforma la madera en azúcar que luego puede ser transformada en combustible mediante los procesos actuales como la fermentación y la distilación. Los científicos estudiaron la biología detrás de este proceso, mirando a la reproducción a escala industrial del intestino de las termitas.

Se estudiaron unas 165 termitas que se encuentran en la selva tropical de Costa Rica; en total arrojaron alrededor de 71 millones de “letras” genéticas, entre las cuales se pudieron identificar dos grandes linajes de bacterias en los intestinos de los insectos, unas que degradan la celulosa llamadas fibrobacterias y las otras que transforman el resultado en azúcares fermentables, llamadas treponemas.

“El intestino de las termitas es increíblemente eficiente”, dijo Andreas Brune, del Instituto Max Planck de microbiología terrestre, en Alemania. “En teoría, podrían transformar una hoja A4 en 2 litros de hidrógeno.” Sin embargo también se reconoce que es sólo el principio. Para poder pasar a una escala superior, todavía se deben identificar los grupos de genes más importantes en la transformación de la celulosa. Este estudio es sólo el comienzo.

Via | Physorg Foto por | Velo Steve

Investigadores de la Universidad de Winsconsin realizaron un estudio sobre el potencial que tiene el mundo de fabricar biodiesel. Entre los resultados se encuentra que Tailandia, Uruguay y Ghana, son los que lideran la lista de los países emergentes con mayor capacidad. Entre los mayores productores de aceite de soja y palma se encuentran: Malasia, Indonesia, Argentina, Estados Unidos y Brasil.

La facilidad de fabricar biodiesel a partir de vegetales o grasa animal lo convirtió en la alternativa más promisoria al petróleo. Buscando una forma de prever el impacto que podría generar la fabricación masiva se elaboró un ranking de 226 países según su potencial de fabricar biodiesel. Dado que el combustible es un commodity de mayor valor que la soja u otras materias primas, es esperable que gran parte de los países redirijan su producción a las energías alternativas.

Según los investigadores, los criterios elegidos son tan arbitrarios como cualquier otro, pero tienen en cuenta la mayor cantidad de factores posibles, como la estabilidad del país, y su posible beneficio económico. Un dato que se desprende del estudio, si bien no es central, es que el mundo sería capaz de satisfacer sólo el 4 o 5 % de la demanda de combustibles con biodiesel.

Los investigadores hacen bastante hincapié en que el estudio no busca fomentar la producción indiscriminada de biodiesel con lo que actualmente es comida, sino más bien prevenir posibles problemas futuros.

Via | Eurekalert Sitio Oficial | SAGE (Universidad de Winsconsin)