El proyecto BioUPGRADE, liderado por la Universidad Aalto en Finlandia, se alza como un faro de esperanza en el horizonte de la bioeconomía. Su misión es clara: establecer biocatalizadores para la fabricación de materiales a partir de recursos biológicos, aprovechando al máximo la selectividad excepcional de las enzimas. En un mundo que reconoce cada vez más la necesidad de alinear la economía con los procesos ecológicos y medioambientales, BioUPGRADE se erige como una respuesta innovadora. En este artículo, exploraremos en detalle el proyecto BioUPGRADE y su importancia dentro del contexto de la bioeconomía.
La biotecnología desempeña un papel fundamental en la bioeconomía al revelar el potencial biocatalítico de los organismos vivos. Hasta ahora, la mayoría de las enzimas industriales se han utilizado para descomponer estructuras de biomasa en azúcares fermentables. Sin embargo, BioUPGRADE busca un enfoque diferente: en lugar de descomponer materiales existentes, busca adaptar estructuras de biomasa intactas para aplicaciones más amplias y sostenibles.
El enfoque central del proyecto BioUPGRADE radica en el desarrollo de biocatalizadores que modifiquen el rendimiento de estructuras clave de biomasa, como la celulosa, hemicelulosa y quitina. Esto permite su uso en aplicaciones de alto valor añadido, como textiles sostenibles, envases y productos de cuidado personal. La clave está en aprovechar la selectividad de las enzimas para controlar propiedades como la flexibilidad, la reología y la adsorción de las biofibras.
Sin embargo, estos avances no están exentos de desafíos. La optimización de los biocatalizadores en la ingeniería de materiales requiere descubrir las firmas moleculares de las enzimas que actúan en superficies sólido-líquido y establecer métodos de evaluación que incorporen sustratos relevantes y medidas de rendimiento escalables.
Cuatro familias de proteínas desempeñan un papel fundamental en BioUPGRADE al interactuar con interfaces sólido-líquido, y estas son: expansinas microbianas, monooxigenasas de polisacáridos líticos (LPMOs), oxidasas de carbohidratos y transaminasas. Cada una de ellas tiene un papel específico en la modificación de las estructuras de biomasa, desde la promoción de la fibrilación de la celulosa hasta la introducción de funcionalidades en materiales lignocelulósicos y quitinosos.
El BioUPGRADE ha identificado tres aplicaciones demostrativas clave:
- Textiles Sostenibles: La demanda de textiles está en aumento, lo que tiene un impacto ambiental negativo. BioUPGRADE busca demostrar alternativas sostenibles utilizando biocatalizadores para mejorar la disolución y hilado de fibras lignocelulósicas renovables
- Tintas Conductivas Sin Metales: Estas tintas son esenciales para el reciclaje y reutilización de materiales de envases. BioUPGRADE está trabajando en soluciones basadas en biopolímeros estructurales para mejorar la adhesión a materiales de envases comunes
- Hidrogeles Personalizados: En aplicaciones biomédicas y de cuidado personal, los hidrogeles son esenciales, pero a menudo se basan en polímeros sintéticos. BioUPGRADE busca crear hidrogeles con estabilidad estructural y propiedades adicionales, como antioxidantes y propiedades antimicrobianas, a partir de biopolímeros estructurales y biocatalizadores.
