El problema del hambre y la inseguridad alimentaria convive hoy con otro desafío ambiental de enorme escala: la acumulación de residuos plásticos. Mientras millones de personas tienen dificultades para acceder a una alimentación suficiente y equilibrada, toneladas de materiales que tardan décadas o incluso siglos en degradarse continúan acumulándose en vertederos y ecosistemas.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad del Sur de Illinois en Carbondale (SIU) ha planteado una posibilidad que parece salida de la ciencia ficción: aprovechar determinados residuos plásticos y agrícolas para producir alimentos ricos en proteínas.
La investigación forma parte de un proyecto vinculado con la búsqueda de nuevas formas de producir alimentos para misiones espaciales de larga duración y propone utilizar microorganismos, especialmente levaduras, para convertir materiales de desecho en nuevos ingredientes comestibles.
El resultado experimental ha sido bautizado como µBites, unas pequeñas galletas o bocados elaborados a partir de compuestos obtenidos mediante un proceso de transformación biológica.
La propuesta será presentada en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS) y, aunque todavía se encuentra en fase de desarrollo e investigación, sus autores consideran que podría abrir nuevas posibilidades para producir alimentos en lugares donde los recursos son limitados, desde zonas afectadas por desastres hasta futuras misiones espaciales.
La idea: transformar un residuo en alimento
El proyecto parte de una idea sencilla, aunque llevarla a la práctica requiere una compleja combinación de química, microbiología e ingeniería.
El plástico es rico en carbono, y los alimentos también contienen moléculas basadas en carbono. A partir de esta coincidencia, los investigadores se preguntaron si era posible descomponer ciertos materiales plásticos y reconstruir sus componentes mediante microorganismos para producir sustancias útiles en la alimentación.
“Intentábamos desarrollar tecnologías para el suprarreciclaje de plástico para convertirlo en productos de mayor valor. Y nos preguntamos: ¿por qué no centrarnos en hacer comida?”, explicó el profesor adjunto Lahiru Jayakody, coautor de la investigación.
La propuesta se basa en el concepto de suprarreciclaje, también conocido como upcycling. A diferencia del reciclaje tradicional, que busca recuperar un material para volver a utilizarlo, este proceso pretende transformar los residuos en productos con un valor diferente y potencialmente mayor.
En este caso, el objetivo final es convertir materiales considerados basura en compuestos que puedan formar parte de un alimento.
El PET, uno de los materiales que podrían aprovecharse
Uno de los principales materiales estudiados por el equipo es el tereftalato de polietileno o PET, un plástico ampliamente utilizado para fabricar botellas de agua, refrescos y otros envases.
El PET contiene compuestos con una alta presencia de carbono. Sin embargo, eso no significa que una botella de plástico pueda simplemente convertirse en comida.
Antes de que los microorganismos puedan aprovechar sus componentes, el material debe pasar por un proceso de transformación que permita romper sus estructuras complejas y convertirlas en moléculas más accesibles.
Los investigadores también trabajan con residuos agrícolas, entre ellos tallos, hojas de maíz y otros materiales de biomasa que normalmente pueden considerarse desechos.
De esta manera, el proyecto busca aprovechar dos fuentes distintas de residuos: por un lado, materiales plásticos y, por otro, subproductos de la actividad agrícola.
Agua, oxígeno y altas temperaturas para descomponer los residuos
El primer paso del proceso consiste en someter los materiales a un procedimiento conocido como disolución hidrotérmica oxidativa.
Esta técnica utiliza agua y oxígeno bajo condiciones de alta temperatura y presión para descomponer materiales resistentes en fragmentos más pequeños.
Una vez que el plástico PET y la biomasa agrícola han sido transformados, los compuestos resultantes pueden ser utilizados como materia prima por microorganismos.
Es aquí donde entran en escena las levaduras.
Los científicos programaron diferentes variedades de estos microorganismos, incluida la conocida levadura utilizada para elaborar pan, con el objetivo de que puedan procesar los compuestos obtenidos de los residuos.
Las levaduras son capaces de transformar estas moléculas en nuevos productos, entre ellos proteínas, grasas, vitaminas, ácidos y compuestos relacionados con el sabor.
El uso de microorganismos para producir sustancias de interés humano no es una idea nueva. La biotecnología lleva décadas utilizando bacterias, hongos y levaduras para fabricar diversos compuestos, incluidos algunos medicamentos y proteínas.
La diferencia de esta investigación está en la materia prima: en lugar de utilizar únicamente fuentes convencionales de nutrientes, busca aprovechar compuestos obtenidos de materiales de desecho.
Así nacen las µBites, unas galletas creadas con ayuda de microbios
Después de que las levaduras transforman los compuestos disponibles en nuevos ingredientes, los investigadores añaden otros componentes alimentarios como fibra, almidón y edulcorante.
La mezcla final se procesa mediante una impresora 3D, que permite darle forma al producto.
Así surgen las µBites, pronunciadas “microbites”, unos bocados o galletas diseñados para ofrecer un alto contenido de proteínas y otros nutrientes.
La tecnología podría permitir, en teoría, ajustar la composición de los alimentos de acuerdo con las necesidades de cada entorno. Esto sería especialmente interesante en lugares donde transportar grandes cantidades de comida resulta complicado o costoso.
Por ejemplo, una misión espacial de larga duración tendría importantes limitaciones para almacenar alimentos suficientes durante meses o años. Una tecnología capaz de convertir materiales disponibles en nuevos ingredientes podría reducir la dependencia del suministro constante desde la Tierra.
¿Las galletas hechas a partir de residuos ya se pueden comer?
Los investigadores señalan que las µBites están diseñadas como productos seguros para el consumo, pero todavía no están disponibles para el público.
El equipo espera obtener las autorizaciones necesarias para avanzar hacia pruebas de sabor y evaluar la aceptación del producto.
Hasta ahora, los primeros análisis han arrojado resultados favorables en aspectos como el aroma. Además, una parte importante de los participantes consultados indicó que estaría dispuesta a consumir este tipo de alimento en situaciones donde los recursos fueran limitados.
El reto, sin embargo, no será únicamente demostrar que el producto puede ser seguro y nutritivo. También será necesario convencer a los consumidores de probar un alimento cuya historia comienza con residuos plásticos y agrícolas.
La aceptación pública podría convertirse en uno de los principales desafíos de esta tecnología.
Una posible herramienta para zonas de desastre y misiones espaciales
El proyecto fue desarrollado en un contexto relacionado con la búsqueda de sistemas alimentarios para el espacio profundo, donde la producción y el transporte de alimentos representan uno de los grandes retos para futuras misiones tripuladas.
Los investigadores consideran que esta tecnología podría tener aplicaciones en entornos extremos, como submarinos, zonas de desastre, regiones aisladas e incluso futuras bases en la Luna o Marte.
La ventaja de estos sistemas sería su capacidad para aprovechar recursos disponibles y convertir residuos en nuevos productos.
En un escenario de emergencia, por ejemplo, una tecnología capaz de producir nutrientes a partir de materiales de desecho y biomasa podría complementar otras fuentes de alimentación.
Los científicos confían en que las µBites puedan estar listas para llegar a un uso más amplio en los próximos años, aunque todavía deberán superar etapas de evaluación, regulación y aceptación del público.
¿Puede esta tecnología ayudar a combatir el hambre?
La investigación parte de un problema que se espera se intensifique en las próximas décadas: el crecimiento de la demanda mundial de alimentos.
Los autores estiman que la necesidad global de alimentos podría aumentar entre 35% y 56% hacia 2050, mientras que una parte importante de la población mundial podría enfrentar mayores riesgos de hambre e inseguridad alimentaria.
Ante este panorama, el desarrollo de nuevas fuentes de proteínas y sistemas alternativos de producción alimentaria se ha convertido en un área de creciente interés científico.
Para Jayakody, los microorganismos podrían desempeñar un papel importante en este futuro.
La tecnología propuesta no pretende reemplazar la agricultura tradicional ni resolver por sí sola el hambre mundial. El acceso desigual a los alimentos depende también de factores económicos, sociales, políticos y de distribución que van mucho más allá de la capacidad de producir nuevas proteínas.
Sin embargo, el proyecto plantea una posibilidad interesante: convertir algunos de los residuos que hoy representan un problema ambiental en recursos que puedan tener una nueva utilidad.
La idea de una galleta producida con moléculas obtenidas del plástico puede parecer extraña, pero el objetivo de la investigación es precisamente replantear la manera en que se aprovechan los recursos.
Si la tecnología supera las pruebas necesarias, podría abrir la puerta a una nueva generación de alimentos creados con ayuda de microorganismos y diseñados para funcionar en condiciones extremas. Así, lo que hoy se considera basura podría convertirse, después de un proceso químico y biológico cuidadosamente controlado, en parte de una estrategia para producir alimentos en el futuro.
