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De vinagre casero y en plaza de mercado, a un proceso
químico de celulosa bacteriana
Agencia de Noticias UPB – Medellín. Investigadores de la Universidad Pontificia
Bolivariana lograron modificar químicamente celulosa de origen bacteriano. Este proyecto
recibió registro de patente de invención por parte de la Superintendencia de Industria y
Comercio.
La celulosa de origen bacteriano (o celulosa bacteriana) es un subproducto de los procesos
de fermentación de fuentes de azúcar realizado por algunas bacterias. Tradicionalmente en
Colombia la fermentación se emplea para la producción de vinagre casero.
Los investigadores de la Universidad Pontificia Bolivariana identificaron que la “madre del
vinagre”, denominado así en los hogares, era celulosa nanométrica, una estructura
compuesta por nanofibras - equivalente a cien mil veces el diámetro de un cabello humano
– la cual tenía un potencial mayor al que se le venía dando.
Desde la tradición en los hogares antioqueños, este vinagre, o la llamada “madre del
vinagre” se obtiene al poner agua de panela en un frasco (medio de cultivo), después de un
tiempo, se forma en la superficie una nata de textura gelatinosa o celulosa bacteriana
producida precisamente por la protagonista de esta nueva patente para la UPB: la
bacteria Komagataei bacter medellinensis, hallada en la Central Minorista de Medellín.
Colonias del microorganismo Komagataeibacter medellinensis
Este producto, sobre todo en Antioquia, lo utilizaban las abuelas y las madres contra el dolor
de cabeza, poniendo la nata sobre la zona del dolor; mientras que el líquido del vinagre se
usaba para la gastritis y combatir los piojos e incluso para limpiar y desmanchar los pisos y
hasta para aflojar tornillos. En algunos hogares y plazas de mercado se conoce como té
chino.
Proceso patentado para modificar bacteria
Esta nueva patente rescata muchos de los procesos que se hacían en las casas y, que hoy,
científicamente, son muy importantes. A partir de referentes locales y populares, se llegó a
este hallazgo científico.
El registro de patente otorgado a la Universidad Pontificia Bolivariana radica en la
modificación química del medio en el que se cultiva la bacteria, la volvió más fuerte,
resistente y apta para trabajar en función de múltiples aplicaciones industriales, médicas,
textiles, entre otras.
La patente basa su concepto de invención en el proceso mediante el cual se logró darle
nuevas características químicas al producto sintetizado por la bacteria o cepa
denominada Komagataeibacter medellinensis, generando así nanofibrillas de celulosa con
características especiales”, explica la docente investigadora de la UPB y una de las
inventoras, Piedad Gañán.
Con este desarrollo, la nata o celulosa bacteriana es químicamente diferente a la que
tradicionalmente se produce en los hogares y en la Central Minorista, debido a que se
reducen muchos procesos y se implementa solo uno, que fue el patentado.
Dentro de esta investigación, los científicos de la UPB lograron definir que este
microorganismo es capaz de vivir en un pH muy ácido (coeficiente que indica el grado de
acidez o basicidad de una solución en agua), óptimo para modificar químicamente la
celulosa. Otras bacterias, en este nivel de pH, mueren fácilmente.
¿Para qué sirve? Múltiples aplicaciones
Esta patente permitirá optimizar las propiedades de diversos productos y sustancias. Por
ejemplo, en materiales compuestos para aplicaciones biomédicas. “La nanocelulosa
bacteriana tiene una estructura fibrilar similar a la del colágeno presente en los tejidos del
cuerpo humano, lo que permitiría crear dispositivos médicos para la regeneración tisular
(relacionado a los tejidos) y de órganos”, comenta Cristina Castro, docente investigadora
de la Facultad de Ingeniería Textil de la UPB y una de las titulares de esta nueva patente.
En algunos tejidos, la celulosa no tiene las propiedades mecánicas para dar ese soporte,
por lo que se busca mezclar con otros materiales. De ahí la importancia de que esta cepa
o bacteria nativa mejore las características y se pueda modificar para ser más resistente,
biocompatible y lo asimile mejor la piel.
Otra aplicación, en la que incluso ya vienen trabajando investigadores de la Universidad
Pontificia Bolivariana, radica en la liberación controlada de medicamentos. La celulosa
bacteriana se puede utilizar para encapsular sustancias bioactivas en su superficie, las
cuales pueden ser liberadas paulatinamente en el lugar a tratar. Con esta patente es posible
ampliar la gama de sustancias que pueden ser liberadas, como por ejemplo antibióticos
para el tratamiento de heridas, los cuales deben ser muy controlados.
Preparando un preinóculo del microorganismo Komagataeibacter medellinensis para
fermentación.
Además del campo médico, esta patente tiene aplicaciones industriales, específicamente
en el desarrollo de pinturas o productos para acabados. Con esta patente, la nanocelulosa
bacteriana actuaría como material estructural para hacer sustancias más resistentes, con
mejores acabados, evitar la degradación ambiental y que perduren más en el tiempo.
De igual forma, en productos como papeles especiales, se podría aplicar en billetes, para
que sean más resistentes y en otros impresos que requieran una mayor durabilidad de los
pigmentos.
Además, en los textiles, se podría utilizar en telas biodegradables, dando la oportunidad de
usar una prenda y después desecharla. Incluso, a partir del referente de producción casera
de la nata del vinagre, implicaría que las personas pudieran hacer sus propias prendas
biodegradables en casa.
“Otro campo de aplicación de esta patente sería en los alimentos, logrando productos con
mayor valor nutritivo por el aumento del contenido de fibra y la posibilidad de encapsular
nutrientes, todo a partir del método para la modificación de la nanocelulosa, como el
patentado”, añade Robin Zuluaga Gallego, docente investigador de la Facultad de
Ingeniería Agroindustrial de la UPB.
Proyección social a partir de una bacteria
Un hallazgo científico, e incluso una patente, deben procurar que cierre todo el ciclo de
innovación, que implica una apropiación social e impacto en la competitividad.
La celulosa bacteriana tiene un impacto social en la medida en que es fácil de producir de
forma casera. Esta podría ser producida, vendida por peso, con el fin de surtir de materia
prima a la industria médica, industrial o textil con unos estándares de calidad debidamente
estipulados. De igual forma, daría pie a aprovechar mejor los residuos agroindustriales o
desechos de los hogares cómo cascaras de frutas, como un óptimo alimento para la
producción de nanocelulosa por la bacteria antioqueña, la cual disfruta de desechos de
alimentos para su dieta.
Esta patente implica una invención en el proceso de modificación y potencia las cualidades
de la bacteria y demuestra su fortaleza, resistencia y adaptabilidad. Esto se suma al hecho
de no ser patógena, es decir, no representa ningún tipo de enfermedad o daño en el cuerpo
de un animal, un ser humano o un vegetal.
UPB: el futuro es grande con la nanotecnología
La Universidad Pontificia Bolivariana viene trabajando en temas de celulosa bacteriana
desde hace 10 años. De igual forma, desde hace 13, investigadores de la Universidad le
han apuntado a la ciencia nanométrica a partir de fuentes vegetales, de bacterias y algas.
Este soporte científico lo han dado los grupos de investigación en Nuevos Materiales y de
Agroindustrial, gracias al trabajo en conjunto de las facultades de ingeniería química,
ingeniería mecánica, textil, ingeniería en nanotecnología e ingeniería agroindustrial.
Los docentes de la Universidad Pontificia Bolivariana han enfocado su trabajo en un mundo
tan pequeño como cien mil veces un cabello humano, apostándole a la nanotecnología
como acción de desarrollo y de competitividad.
Una invención a un proceso, el cual es producto de la observación y la curiosidad por
elementos y acciones caseras que hacen parte de la tradición local, ofreciendo a partir de
un mundo nanométrico, una gigantesca oportunidad para la ciencia en Colombia y el
mundo.
Cristina Isabel Castro, Piedad Gañán Rojo, Gloria Caro Muñoz y Robin Zuluaga Gallego;
docentes investigadores de la UPB y titulares de la patente
Por César Alejandro Buriticá Arbeláez - Agencia de Noticias UPB