Investigador del Centro de Investigaci—n en Alimentaci—n y Desarrollo (CIAD). MƒXICO.
RESUMEN (ABSTRACT)
La problem‡tica que representan los efluentes industriales vertidos a los cursos naturales de agua o al drenaje municipal, generalmente sin tratamiento alguno, se ha convertido en un tema de preocupaci—n ambiental entre los sectores industriales, gubernamentales y la sociedad en general. El Plan Nacional de Desarrollo 2007-2012 del Gobierno Federal establece en su eje rector 4 la sustentabilidad ambiental, con un eficaz aprovechamiento de los recursos naturales como es el agua y estableciendo como meta para el final del sexenio un aumento del 15% al 60% en el tratamiento de las aguas residuales y reutilizaci—n de las aguas tratadas. En el caso de la industria del nixtamal se eliminan entre 16 a 22 millones de m3/a–o de aguas de desecho conocidas como nejayote, 40% de los cuales corresponden a las grandes empresas productoras. El nejayote es considerado un desecho altamente contaminante debido a su carga inorg‡nica y org‡nica elevada que genera demandas bioqu’micas de ox’geno del orden de 7000 a 10000 mg O2/L, mientras que la normativa ambiental (NOM-002-ECOL 1996) se–ala un l’mite m‡ximo de descarga de 200 mg O2/L. El material contenido en el nejayote est‡ compuesto principalmente por residuos y pericarpio del ma’z, s—lidos en soluci—n entre los que se incluyen arabinoxilanos, almidones, dextrinas, calcio y compuestos fen—licos, como el ‡cido cum‡rico y el ‡cido ferœlico, por citar algunos. Sin embargo, debido a la elevada complejidad de estos efluentes, la problem‡tica ambiental que generan ha sido muy dif’cil de resolver. Hasta la fecha se han probado sin Žxito diversos sistemas de tratamiento de aguas residuales por lo que resulta urgente generar alternativas que permitan enfrentar esta problem‡tica que pone en serio riesgo la actividad de las empresas del rubro.
Dados los inconvenientes que ocasionan estos efluentes, la mayor parte de los esfuerzos se ha centrado en generar tecnolog’as alternas a la nixtamalizaci—n tradicional en las que se reduce dr‡sticamente la producci—n de efluentes y consumo de agua (solicitudes de patente MX PA05011797, WO 2009143416, WO 2004023892, EP 0883999, MX PA05011797). Pese a estos esfuerzos, el producto resultante de estos procesos no es aceptado por el consumidor final y las empresas dedicadas al rubro mantienen el proceso tradicional y consecuentemente continœan generando nejayote. Existen algunos reportes y patentes sobre el uso del nejayote como sustrato para la producci—n de biomasa (Arevalo y col., 1998. Rev. Biol. Trop. 46: 595-600) y enzimas (MXYU03000005) o recuperaci—n de la fracci—n insoluble para reincorporarla a la masa y reœso del nejayote en el proceso de nixtamalizaci—n (MX2007010310) aunque sus probabilidades de Žxito a nivel industrial son escasas debido a condicionantes tŽcnico-econ—micas.
La soluci—n al problema parece estar en la recuperaci—n de productos contenidos en el nejayote que por s’ mismos tienen un alto valor, como es el caso del ‡cido ferœlico, que luego de algœn tratamiento, principalmente de tipo biotecnol—gico, pueden ser transformados en productos de mayor valor. El ‡cido ferœlico posee tambiŽn propiedades bioactivas y es aplicado en diversos campos. Una revisi—n en bancos de patentes muestra que existen m‡s de 800 solicitudes y patentes otorgadas relacionadas con el uso y aplicaciones del ‡cido ferœlico, lo que habla de su gran potencial comercial. Ante esta oportunidad se desarroll— primeramente un proceso eficiente para la recuperaci—n y purificaci—n del ‡cido ferœlico contenido en el nejayote. Dicho proceso cuenta con una solicitud internacional de patente (WO 2004/110975 A1) y una patente nacional otorgada (T’tulo N¼ 259521).
Una de las aplicaciones comerciales m‡s importantes del ‡cido ferœlico es como precursor de la vainillina, el saborizante de mayor consumo mundial y principal constituyente del extracto natural de vainilla (Vanilla spp). Usualmente, la obtenci—n biotecnol—gica de vainillina se desarrolla en sistemas l’quidos de fermentaci—n por lotes, donde cierto tipo de microorganismos transforman el ‡cido ferœlico en vainillina. El grupo de investigaci—n desarroll— un proceso alternativo y novedoso a partir de microorganismos inmovilizados por fermentaci—n de superficie en un soporte inerte. La combinaci—n adecuada de este sistema con condiciones exactas de operaci—n y un mŽtodo efectivo de purificaci—n, permite altos rendimientos, confiriŽndole ventajas adicionales frente a otros procesos ya descritos. Gracias a sus caracter’sticas innovadoras, dicho proceso se est‡ patentando (WO 2008/130210 A1).
La recuperaci—n del ‡cido ferœlico del nejayote reduce la carga org‡nica de este efluente y deja libre material fermentable que puede ser empleado en diversos procesos biotecnol—gicos, incluida la producci—n de bioetanol. Se espera que al final de los diferentes procesos a los que se pudiera someter el nejayote su carga org‡nica sea m’nima, permitiendo incluso reincorporar el agua al proceso de nixtamalizaci—n. Para hacer econ—micamente factibles los procesos requeridos, es necesario que no sean desarrollados por separado, sino que sean manejados desde una perspectiva de cadena de valor.