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Con una bacteria nativa crean biopolímero de aplicación múltiple: desde la industria de alimentos hasta la mezcla de concreto
Activación del microorganismo Leuconostoc mesenteroides IBUN 91.2.98 a escala laboratorio para la producción de dextrano. Fotos: profesor Glaehter Yhon Flórez Guzmán del ICTA de la UNAL.
Proceso de fermentación a escala laboratorio utilizando L. mesenteroides IBUN 91.2.98 para producir dextrano.
Obtención de dextrano.
Películas de dextrano 100 % biodegradables y comestibles, utilizadas en el recubrimiento de frutas, la elaboración de envases y empaques, y en capsulas para medicamentos.
La cepa L. mesenteroides IBUN 91.2.98 está presente en la caña de azúcar.
El dextrano es un polisacárido, es decir una cadena larga de moléculas de azúcar producida de forma natural por ciertas bacterias. En este caso, es sintetizado a partir del azúcar de caña por medio de un proceso biotecnológico sostenible, desarrollado por el grupo de Biopolímeros y Biofuncionales del Instituto de Biotecnología de la UNAL (IBUN), liderado por los profesores Sonia Amparo Ospina Sánchez y Gustavo Buitrago Hurtado, con la participación del profesor Glaehter Yhon Flórez Guzmán, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA).
El desarrollo de este biopolímero ha sido resultado de un proceso largo y colaborativo: desde el descubrimiento inicial de la cepa Leuconostoc mesenteroides IBUN 91.2.98 en un cultivo de caña de azúcar, hasta la producción a escala industrial de toneladas de dextrano. Los investigadores de la UNAL han estudiado minuciosamente las necesidades de la bacteria, optimizado sus condiciones de crecimiento y escalando la producción en colaboración con actores de la academia y las industrias farmacéutica, alimentaria y química, entre otros.
Además de producir dextrano, el equipo explora su composición, estructura molecular, toxicidad, e incluso los genes responsables de su síntesis. También busca optimizar el proceso de producción para hacerlo más eficiente y económico, a la vez que examina nuevas aplicaciones del material, que van desde la elaboración de alimentos saludables hasta el fortalecimiento de mezclas de concreto.
Además de ser sostenible ambientalmente porque utiliza recursos renovables como el azúcar de caña y no genera residuos contaminantes, el proceso biotecnológico también genera un jarabe rico en fructosa que se utiliza en la industria alimentaria. El dextrano, por su parte, puede reemplazar la grasa en productos como helados, margarinas y aderezos, reduciendo así el contenido calórico y mejorando su perfil nutricional.
También se puede emplear como recubrimiento comestible para frutas y verduras, creando una barrera que las protege de la humedad y de microorganismos, prolongando así su vida útil y reduciendo el desperdicio.
En la industria de la construcción actúa como aditivo del concreto, mejorando su cohesión, viscosidad, resistencia, durabilidad y maleabilidad. Esto gracias a su función como agente espesante y estabilizador, que evita la segregación de los componentes de la mezcla.
En el sector farmacéutico se usa para elaborar películas biodegradables que recubren cápsulas, facilitando así su ingestión y la liberación controlada de medicamentos en el organismo. También se emplea como excipiente, al mejorar la estabilidad y biodisponibilidad de los principios activos.
Como fibra dietética soluble, el dextrano no es digerible ni absorbible por el cuerpo humano, pero sí sirve de alimento para bacterias beneficiosas (probióticos) presentes en la microbiota intestinal. Estas bacterias desempeñan un papel fundamental en la digestión, el sistema inmunológico y la prevención de enfermedades.
Investigaciones lideradas por la profesora Olga Patricia Cobos de Rangel, del Departamento de Nutrición de la Facultad de Medicina, han demostrado que el consumo de dextrano tiene efectos positivos en la salud metabólica: mejora la respuesta glucémica —es decir la forma en que el cuerpo regula el azúcar en sangre—, reduce los niveles de colesterol y triglicéridos, y disminuye el tiempo de tránsito intestinal, contribuyendo a una evacuación más regular.
El dextrano también ha mostrado beneficios al incorporarlo en alimentos como yogures, kumis y quesos frescos (campesino, cuajada, queso crema), en los que aumenta el valor nutricional, mejora la textura, disminuye la pérdida de suero y favorece la supervivencia de los probióticos.
El profesor Flórez lidera investigaciones sobre las propiedades prebióticas del dextrano, es decir su capacidad para estimular el crecimiento selectivo de bacterias benéficas en el intestino. El equipo también analiza su posible papel como escudo protector de bacterias buenas y otras moléculas funcionales, ayudándolas a mantenerse activas bajo distintas condiciones.
Otra línea de estudio indaga si el dextrano puede favorecer la producción de compuestos antimicrobianos por parte de estas bacterias, actuando como pequeños soldados microscópicos que fortalecen las defensas del organismo.
El desarrollo del dextrano es un ejemplo del potencial de la biotecnología colombiana para generar soluciones sostenibles y de alto impacto. Este avance científico, producido a partir de una bacteria local y por medio de un proceso ecológico, podría transformar sectores estratégicos como la salud, la alimentación y la industria.
El éxito del proyecto ha sido posible gracias al trabajo articulado de distintas disciplinas —microbiología, ingeniería química, nutrición— y a la colaboración con el sector empresarial, lo que ha permitido llevar esta tecnología del laboratorio al mercado, en beneficio de la sociedad y del medioambiente.
