Desarrollan un proyecto para bioconversión de compuestos de la yerba mate en químicos finos

Científicos del CONICET y de la UNaM,  junto con investigadores japoneses, desarrollan un proceso para la revalorización de los residuos para la revalorización de los residuos de la industria yerbatera.

16/12/2019 10:09

Palos de la yerba mate constituyen la materia prima a partir de la cual un grupo de investigadores del CONICET y de la Universidad Nacional de Misiones (UNaM), en forma conjunta con investigadores japoneses, desarrollan un proyecto de investigación destinado al aprovechamiento dichos residuos para la obtención de compuestos químicos de alto valor agregado (químicos finos).

La doctora en Ingeniería Química de la UNaM, Ana Paula Butiuk, explicó: “Nuestra yerba mate es un material biológico renovable, aún no explotado en la medida de sus potencialidades, que sumado a las facilidades para su extracción, constituyen los fundamentos para pensar en una Biorrefinería de la Yerba Mate, a fin de obtener productos de mayor valor agregado”, entre los cuales se encuentra el ácido clorogénico (ACG).

Éste, detalló, “puede ser hidrolizado por vía enzimática, en ácido cafeico (AC) y ácido quinico (AQ). El AC es ampliamente utilizado debido a su reconocida capacidad antioxidante. El AQ es considerado un intermediario clave en la síntesis de nuevos fármacos, como por ejemplo se lo puede bioconvertir a ácido siquímico (ASQ). El ASQ es un precursor para la síntesis de la Doctoraoga antiviral Oseltamivir, el principio activo del TamiflúMR, que se usa para el tratamiento contra los virus de la influenza que causan la Gripe A”, explicó.

 

Los comienzos

Relató Butiuk: “Desde el año 2011 nuestro grupo de trabajo en colaboración con investigadores japoneses está trabajando en un proyecto de investigación cuyo objetivo es la extracción de químicos finos a partir de la yerba mate, productos cuyo precio en el mercado internacional es muy alto comparado con la materia prima original”.

Los directores del mencionado proyecto en Argentina son el doctor Roque Hours, investigador del CONICET, y la doctora María Alicia Martos, profesora e investigadora de la Universidad Nacional de Misiones.

Se trabaja en forma conjunta con el profesor emérito Osao Adachi, de la Universidad de Yamaguchi en Japón, sintetizó la investigadora.

La investigación se inicia con el proceso de extracción del ácido clorogénico (ACG) a partir de residuos de la industria yerbatera y su posterior hidrólisis enzimática (bioconversión), obteniéndose una mezcla rica en los ácidos quínico (AQ) y cafeico (AC). Luegi se realiza la separación de dichos ácidos, para continuar con las etapas de bioconversión del AQ en ácido siquímico (ASQ), gracias al uso de enzimas provenientes de bacterias ácido acéticas.

“Todos los compuestos químicos nombrados se encuentran dentro de la categoría de fine chemicals (químicos finos) y no son producidos en nuestro país”, indicó la científica.

 

Actividades hasta la fecha 

Durante la tesis doctoral de Ana Paula Butiuk (2011-2016), se evaluó y optimizó la extracción de ACG a partir de materiales derivados de la yerba mate y se preparó un biocatalizador naturalmente inmovilizado capaz de hidrolizar el ACG de la yerba mate en AQ y AC.

Seguidamente, se estudió el proceso de extracción acuosa del ACG respecto a las variables más importantes que afectan el proceso.

Asimismo, durante la beca postdoctoral (2016-2018) Butiuk, junto a otros expertos, evaluó la hidrólisis enzimática del ACG de extractos de Yerba Mate en AQ y AC, utilizando el biocatalizador inmovilizado con actividad CHasa como relleno de un biorreactor de lecho empaquetado.

En dicho período, la joven científica misionera realizó además una pasantía en el Laboratorio de Microbiología Aplicada del Departamento de Química Biológica de la Facultad de Agricultura de la Universidad de Yamaguchi, en Japón, bajo la dirección del profesor emérito Osao Adachi.La pasantía fue subsidiada mediante una beca del programa Bec.Ar.

Durante la mencionada estancia en Japón se entrenó en la producción de todos los biocatalizadores enzimáticos necesarios para el proceso en su conjunto, desde el ACG de la yerba mate al ASQ. En esos años, Ana Paula conoció al doctor Yoshihiko Akakabe, quien junto con Adachi, la guió durante su entrenamiento.

 

Sobre el proyecto y los recursos

La parte inicial del proyecto de investigación fue realizada en el Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales (CINDEFI – CONICET) de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata y en el Laboratorio de “Microbiología de los Alimentos y Biotecnología, Doctor “Fernando Benassi” de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad Nacional de Misiones.

“Para su desarrollo  contamos con recursos económicos provenientes fundamentalmente de un subsidio del Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) y de donaciones de reactivos químicos efectuadas por el profesor Adachi. Asimismo, las muestras de yerba mate y algunos insumos de laboratorio fueron provistos por la empresa La Cachuera”, contó Butiuk.

 

Búsqueda de financiamiento

Es importante destacar que desde 2009 Adachi visitó Argentina en siete oportunidades y que en cinco de ellas fue para asesorar al equipo de la UNaM-CONICET en las diferentes experiencias realizadas en el marco del proyecto.

Los resultados de los avances obtenidos hasta el momento fueron publicados en congresos y revistas científicas de alcance internacional.

El próximo año, con la incorporación al Proyecto de la doctora Silvana Maidana (becaria CONICET), se continuará trabajando en la puesta a punto de un proceso para la  purificación de ACG y la producción de koji, un preparado de origen japonés, a base de yerba mate y hongos con elevada actividad enzimática, necesaria por los procesos de bioconversión.

Desde el punto de vista financiero, en este momento se cuenta únicamente con un subsidio otorgado  por el INYM y el CONICET (Proyecto PIO-CONICET-INYM), por lo que “estamos abocados a la búsqueda de algún tipo de financiamiento para poder recibir la visita en nuestro laboratorio del doctor Yoshihiko Akakabe, experto a nivel mundial en extracción y bioconversión de compuestos a partir de fuentes naturales. La presencia del Doctor Akakabe en nuestra institución propiciaría el intercambio de experiencias y conocimientos y sería relevante para la continuidad de nuestro proyecto”, se ilusionó.