La sostenibilidad y la innovación en la industria química están dando pasos gigantes gracias a proyectos como FUMBIO (FUMarsäure BIObasiert). Este proyecto conjunto, liderado por BASF en colaboración con varias universidades alemanas está explorando la capacidad de una bacteria aislada del rumen de una vaca Holstein, Basfia succiniciproducens, para transformar azúcar y dióxido de carbono (CO2) en ácido fumárico, también conocido como fumarato. Este compuesto es un intermediario crucial en la producción química con aplicaciones en diversas industrias, desde la alimentaria hasta la farmacéutica y la de materiales.

Basfia succiniciproducens: Un Descubrimiento Prometedor

La historia de Basfia succiniciproducens comienza en 2008, cuando se aisló por primera vez del rumen de una vaca Holstein. Esta bacteria tiene una capacidad notable para utilizar azúcar y CO2 en un proceso de fermentación, produciendo fumarato como subproducto. El fumarato es un compuesto orgánico que desempeña un papel fundamental en el ciclo de Krebs, una serie de reacciones químicas cruciales para la producción de energía en las células vivas.

La capacidad de esta bacteria para producir fumarato de manera biológica y sostenible abre nuevas posibilidades en la industria química, que tradicionalmente ha dependido de materias primas fósiles como el petróleo crudo para la producción de este compuesto. Con Basfia succiniciproducens, BASF y sus socios esperan reducir la dependencia de estas materias primas no renovables, disminuir la huella de carbono y avanzar hacia procesos de producción más sostenibles.

Optimización del Proceso de Fermentación

El proyecto FUMBIO se centra en la optimización del proceso de fermentación para maximizar la producción de fumarato. La Dra. Barbara Navé, directora del proyecto y responsable de la evaluación y coordinación de nuevos proyectos de biotecnología blanca en BASF, destaca la importancia de utilizar materias primas renovables como el azúcar y el CO2 en este proceso.

«Junto con nuestros socios colaboradores, estamos estudiando más a fondo el proceso de fermentación. Queremos optimizarlo de tal forma que las bacterias utilicen materias primas renovables, como el azúcar, y dióxido de carbono para producir la mayor cantidad posible de fumarato», afirma Navé. Este enfoque no solo busca mejorar la eficiencia de la producción, sino también reducir el impacto ambiental al reciclar el CO2 de los gases de escape de las plantas de producción química.

Biocatálisis: Refinamiento del Fumarato

Además de producir fumarato, el proyecto también se centra en su posterior refinamiento mediante biocatálisis, un proceso que utiliza enzimas para convertir los productos intermedios en compuestos industriales biodegradables. Este paso es crucial para aumentar el valor añadido del fumarato y su aplicación en una amplia gama de productos.

El ácido fumárico es un compuesto común en la naturaleza, presente en muchos procesos metabólicos en humanos, animales y plantas. En la industria química, su producción biotecnológica puede ofrecer una alternativa más sostenible y con menor huella de carbono en comparación con los métodos petroquímicos tradicionales.

Medición de la Huella de CO2

Uno de los objetivos clave del proyecto FUMBIO es medir la huella de CO2 del fumarato producido mediante métodos biotecnológicos y compararla con la producción basada en la petroquímica. Se espera que el uso de CO2 como materia prima resulte en una huella de carbono significativamente menor, o incluso negativa.

«El dióxido de carbono es una materia prima importante para nosotros en la industria química», explica Navé. «Si reciclamos el CO2 de los gases de escape industriales, nos ayudará a reducir las emisiones de este gas de efecto invernadero y a alcanzar nuestros objetivos climáticos para 2050».

La biotecnología blanca, que engloba los procesos industriales biotecnológicos, se está convirtiendo en una herramienta crucial para la industria química. Estos procesos, que utilizan microorganismos como bacterias u hongos para transformar materias primas renovables en productos químicos valiosos, ofrecen una alternativa más sostenible y con menor impacto ambiental.

La capacidad de Basfia succiniciproducens para fijar CO2 y producir fumarato es un ejemplo perfecto de cómo la biotecnología puede contribuir a una economía más verde y sostenible. Al integrar estos procesos biotecnológicos en la producción industrial, BASF y sus socios están avanzando hacia la creación de una gama más amplia de productos de base biológica con una baja huella de carbono.

Aplicaciones del Fumarato

El fumarato producido por Basfia succiniciproducens tiene numerosas aplicaciones en la industria. En la industria alimentaria, puede utilizarse como aditivo en alimentos y piensos, mejorando la calidad y el valor nutritivo de los productos. En la industria farmacéutica, el fumarato sirve como material de partida para la síntesis de medicamentos, ofreciendo una alternativa más sostenible y segura en comparación con los métodos tradicionales.

Además, el fumarato es un componente básico en la producción de polímeros y detergentes, productos esenciales en nuestra vida diaria. La capacidad de producir estos compuestos de manera sostenible puede reducir significativamente el impacto ambiental de su fabricación y contribuir a una economía más circular.

Conclusión

El proyecto FUMBIO representa un avance significativo en la integración de procesos biotecnológicos en la industria química. La capacidad de Basfia succiniciproducens para transformar azúcar y CO2 en fumarato no solo ofrece una alternativa más sostenible a los métodos tradicionales de producción, sino que también abre nuevas posibilidades para la creación de productos industriales biodegradables con una baja huella de carbono.

A medida que la biotecnología blanca continúa desarrollándose, proyectos como este destacan la importancia de la colaboración entre la industria y la academia para avanzar hacia una economía más verde y sostenible. Con Basfia succiniciproducens, BASF y sus socios están liderando el camino hacia un futuro donde la innovación y la sostenibilidad van de la mano, demostrando que es posible producir de manera eficiente y respetuosa con el medio ambiente.