26 October, 2020 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Biotecnología industrial para el desarrollo sustentable

Por Montserrat Muñoz

Guadalajara, Jalisco. (Agencia Informativa Conacyt).- El Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (Ciatej) ofrece a la industria servicios tecnológicos y de formación de recursos humanos de alto nivel para promover la competitividad de los sectores agrícola, alimentación, salud y medio ambiente a través de cinco líneas de investigación.

Una de estas líneas es biotecnología industrial (BI), área enfocada en la generación de conocimiento para encontrar soluciones biotecnológicas para el desarrollo sustentable de bioprocesos transferibles al sector productivo.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Juan Carlos Mateos Díaz, director de BI, comentó que el grupo que lidera se orienta al desarrollo de productos y servicios en sectores clave de la industria agroalimentaria, tales como el diseño y aplicación de biocatalizadores para la obtención de compuestos bioactivos y metabolitos de interés comercial, la obtención de productos de alto valor agregado por biotransformación y la implementación de métodos rápidos de búsqueda y selección de enzimas, entre otros.


Dr. Juan Carlos Mateos Díaz

Ingeniero químico de la Universidad de Guadalajara, cuenta con maestría y doctorado en química molecular y moléculas bioactivas, cursados en la Universidad de Aix-Marsella, Francia. Desde 2006 se integró como investigador al área de Biotecnología Industrial del Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (Ciatej), misma de la cual es responsable desde 2016. Su principal línea de investigación es el aislamiento de cepas microbianas productoras de lipasas y esterasas, buscando aplicarlas en la obtención y modificación enzimática de compuestos bioactivos de alto valor agregado. Miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

Esta área se creó en 2009 y desde 2014, se mudó a las instalaciones de la unidad Zapopan, donde cuenta con un área de oficinas y los laboratorios de fermentaciones, biocatálisis, biología molecular y una planta piloto.

“Contamos con instalaciones confiables para llevar a cabo pruebas de concepto, disminuyendo la incertidumbre e incrementando la confianza de nuestros clientes y, por tanto, el número de proyectos per cápita”, comentó el investigador.

Acorde con el doctor Mateos Díaz, durante 2016 se desarrollaron 36 proyectos y 20 servicios tecnológicos, para los cuales se recibieron más de 33 millones de pesos de fondos de distintas instancias de gobierno, mayoritariamente del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) a través de sus diferentes convocatorias.

Estos proyectos se refirieron a la optimización de bioprocesos en la industria alimentaria, la búsqueda y creación de fuentes alternas de energía y el incremento en la competitividad de las empresas del sector industrial, entre otros.

“En la unidad de Biotecnología Industrial afortunadamente tenemos un impacto regional muy interesante, sobre todo con la parte de transformación de la industria tequilera. Pero el alcance que tenemos no es limitado: sí se enfoca mucho en la región, pero a nivel nacional tenemos presencia casi en todos los estados”, señaló el investigador.

Coincidió en ello el doctor Inocencio Higuera Ciapara, director general de Ciatej, quien destacó la participación de la institución —a través del grupo de BI— en tres clústeres del Centro Mexicano de Innovación en Bioenergía (Cemie-Bio), dedicados a la generación de alternativas viables para producir bioturbosina, bioalcoholes y biodiesel.

“El clúster de biodiesel es dirigido por el Ciatej y corresponde a una inversión de más de 90 millones de pesos”, comentó el doctor Higuera Ciapara.

Como resultado de esta participación, se prevé integrar una biorrefinería que aproveche los residuos generados por la cadena agave-tequila, además de la elaboración de lineamientos que establezcan parámetros y especificaciones técnicas y de calidad de productos bioenergéticos del país.

Biotecnología industrial comprende tres principales sublíneas de investigación: diseño y optimización de procesos microbiológicos y fermentativos; diseño, optimización y aplicación de biocatalizadores, y biología sintética, esta última en vías de consolidación.

Diseño y optimización de procesos microbiológicos y fermentativos

En esta sublínea se trabaja en la mejora de procesos de producción de bebidas fermentadas y destiladas, como el mezcal y el tequila. En general, los trabajos se enfocan en la estandarización y mejoramiento de la calidad del producto mediante la implementación del proceso y el mejor aprovechamiento de la materia prima.

Aspectos-de-Biotecnología-Industrial-2.jpgAspectos de Biotecnología Industrial.Esta es una de las áreas que más impacto ha tenido en la región, al ser un constante proveedor de servicios para la industria tequilera. Las principales tareas de los investigadores dedicados a esta sublínea se refieren a la identificación de microorganismos, al monitoreo, simulación y control de bioprocesos y al estudio de fermentaciones no convencionales y sus derivados.

Bebidas fermentadas y destiladas y la producción de metabolitos para la creación de pigmentos, inhibidores de lipasas, biofungicidas y bioinsecticidas son otros ejemplos del trabajo de este grupo.

Diseño, optimización y aplicación de biocatalizadores

Los proyectos de esta sublínea se refieren a la obtención y uso de sustancias biológicas que ayuden a un mejor aprovechamiento de residuos para crear productos de alto valor agregado, como enzimas o metabolitos. Residuos de papaya, café, cáscara de mango y bagazo de agave son algunos ejemplos con los que han experimentado los investigadores.

Un ejemplo del trabajo realizado es la propuesta de nuevas tecnologías para incrementar el valor agregado de productos de la Unión Nacional de Cañeros para generar fructanos.

Biología sintética

En 2016, se creó esta sublínea de investigación, aprovechando las áreas de especialización de los investigadores de Biotecnología Industrial.

“El grupo de BI tiene la madurez para incursionar en investigación de punta como biología sintética, lo que nos permitirá atender problemas de mayor impacto de manera oportuna”, afirmó el doctor Juan Carlos Mateos.

Se pretende que a través de esta sublínea se logren atender problemas nacionales basados en técnicas que al mediano plazo permitirán la creación de microorganismos como biofábricas de aplicación industrial, así como a través del análisis funcional de genomas, transcriptomas, proteomas, metabolomas y flujomas, y técnicas de simulación y modelamiento in silico.

Otras áreas que se pueden ver beneficiadas por la biología sintética son los biocombustibles, las ciencias computacionales, los biomateriales y la medicina, tanto en el diagnóstico como en la terapia a través de la creación de drogas y vacunas.

Recursos humanos

Aspectos-de-Biotecnología-Industrial-3.jpgAspectos de Biotecnología Industrial.El área de BI se compone de 14 investigadores, de los cuales 11 pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) en niveles I y II; asimismo se conforma por un técnico y un asistente administrativo.

En cuanto a la productividad del cuerpo de investigación, tan solo en 2016 se generaron ocho solicitudes de patente, un derecho de autor, 24 publicaciones arbitradas y se graduaron 11 estudiantes de maestría y doctorado, de los cuales nueve de posgrados propios del Ciatej.

Al respecto, el doctor Mateos Díaz consideró una de las fortalezas del área la formación de recursos humanos, donde es constante el intercambio de catedráticos y estudiantes a países como Francia, Brasil y España.

“Una de las fortalezas del área son las relaciones a nivel nacional y sobre todo internacional en términos de formación de recursos humanos. Los proyectos internacionales son más de corte académico y los nacionales más a la industria” dijo.

Según comentó el director de BI, la proyección para el año en curso es que el área a su cargo pueda hacer uso de alrededor de 20 millones de pesos provenientes de distintos fondos, los cuales se aprovecharían en 28 proyectos. Asimismo, se buscará superar la marca de 2016 con 27 publicaciones arbitradas y hacer cinco solicitudes de patente.

 

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