La riqueza del 'guishe' de Agave lechuguilla: biotecnología para transitar a la economía circular

Ana G. Reyes Alvarado /CONACYT-CIBNOR Actualmente, los sistemas productivos son principalmente lineales. Los recursos naturales se extraen, se transforman y al final de su vida útil se desechan. La fórmula es simple, extraer, procesar y desechar. Sin embargo, el principal inconveniente de este tipo de sistema productivo lineal es la cantidad de desechos que se generan.

En México, de acuerdo con la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) en el Diagnóstico Básico para la Gestión Integral de los residuos (2020), la biomasa residual agrícola es de 52.102 millones de toneladas en base seca, durante el tiempo de cosecha, volúmen que se incrementa constantemente por la demanda debida el crecimiento demográfico. El desecho de esta biomasa, significa perdidas economicas, contaminación ambiental y riesgos a la salud pública, porque generalmente, este tipo de residuos se alojan en rellenos sanitarios, se incineran o simplemente se depositan al aire libre y se descomponen. Además de generar gases de efecto invernadero (GEI) y contribuir al calentamiento global y cambio climático.

En este sentido, las biorefinerías son un sistema productivo que considera el procesamiento sustentable de la biomasa generada, que puede ser a partir de cultivos especializados o bien de desechos y residuales de la agroindustria. Con esto, es posible maximizar el valor de la biomasa, desde diversas perspectivas que pueden ser económicas, sociales y ambientales (Liu, et al., 2021).

En el caso de los residuales orgánicos los retos científicos y tecnológicos son grandes, debido a la variabilidad en la composición de la materia de desecho. Afortunadamente, la biotecnología ha desarrollado herramientas omicas, que permiten analizar un gran número de moleculas que describen el funcionamiento de un organismo, y con las que es posible la bioprospección de compuestos interesantes para la industria. Además de la elección de marcadores moleculares que permiten determinar la composición de la biomasa antes de procesarla para su valorización.

En materia de valorización, de acuerdo a la fundación Ellen Macarthur, menos del 2% de los residuos orgánicos son valorizados y en su mayoría las actividades actuales de bio-valorización generan productos de valor bajo-medio como el biogás y el compost. Por lo tanto, el potencial para producir compuestos de alto valor comercial a partir de residuos orgánicos es alto. Y con biotecnología, absolutamente posible.

En este contexto, el caso del bagazo de Agave lechuguilla, llamado guishe por las comunidades de lechuguilleros, ha sido investigado por nuestro grupo de trabajo. La recolección de lechuguilla, es una actividad economica productiva que representa el medio de subsistencia para más de 200 mil pobladores y sus familias que viven en condiciones de pobreza. El principal uso de este recurso es la obtención de fibras (ixtle), que comercializan con la elaboración de artesanías, cuerdas, cepillos y bolsas. Sin embargo, la fibra representa solo el 15% de la cosecha, el 85% restante es el guishe, que se desecha en campo abierto, y otras veces se quema. Con esto, es evidente que los lechuguilleros, están perdiendo la riqueza de su principal recurso natural.

Por lo tanto, con el objetivo de valorizar al guishe y aprovechar su riqueza biológica, nuestro grupo de investigación integrado por científicos y tecnólogos de CIBNOR, ITESM, INIFAP y UADEC, ha desarrollado una metodología bioprospectiva con el uso de herramientas omicas que nos permite predecir los compuestos bioactivos presentes en el residuo para después implementar tecnologías específicas y verdes para su extracción y purificación tales como extracción supercrítica, extracción con micro-ondas y extracción por ultrasonido.

Los resultados que hemos obtenido nos han permitido determinar el contenido de flavonoides ( Morreeuw et al., 2021) y saponinas del guishe, que son compuestos con actividades biológicas interesantes, tales como antioxidante, anti-inflamatoria, anti-cancerígena, hepatoprotectora, antimicrobiana, prebiótica, entre otras.

Por lo que, ambos grupos de moléculas representan la oportunidad de formular productos con alto valor comercial a partir de extractos del guishe para sectores industriales como el farmacéutico, el agrícola, el acuícola y el cosmético. Con lo que será posible que los lechuguilleros gocen de la riqueza de su principal recurso natural. A través de la aplicación de un sistema tipo biorefinería diseñado con biotecnología bajo los principios de la economía circular.

Referencias

Liu, Y., Lyu, Y., Tian, J., Zhao, J., Ye, N., Zhang, Y., & Chen, L. (2021). Review of waste biorefinery development towards a circular economy: From the perspective of a life cycle assessment. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 139, 110716.   Morreeuw, Z. P., Escobedo-Fregoso, C., Ríos-González, L. J., Castillo-Quiroz, D., & Reyes, A. G. (2021). Transcriptome-based metabolic profiling of flavonoids in Agave lechuguilla waste biomass. Plant Science, 110748.