Patricia Cazón: «La biotecnología se presenta como una excelente herramienta para la revalorización de residuos y obtener productos de alto valor añadido»

Cada año, 8 millones de toneladas de residuos plásticos acaban en el mar. Según la ONU, si este dato se mantiene, en 2050 habrá más plástico que peces en los océanos. A parte de ser un titular aterrador, este hecho pone de manifiesto la necesidad de atajar este problema global desde nuevas perspectivas, en las que el I+D+i juega un papel crítico.

En casos como este es dónde más brilla la labor de la investigación en clave de sostenibilidad, responsabilidad ambiental y aprovechamiento de los recursos. Y personas como Patricia Cazón Díaz representan a la perfección este enfoque profesional tan necesario.

Doctora por la USC e investigadora postdoctoral en el Área de Tecnología de Alimentos del Campus Terra, Patricia Cazón centra su trabajo, entre otras cosas, en el aprovechamiento de subproductos y residuos para la fabricación de envases biodegradables. Los hallazgos de sus líneas de investigación hacen hincapié en la importancia de nutrir una economía circular real, con el objetivo de alcanzar un crecimiento sostenible. 

Invertir la tendencia del consumo masivo de elementos plásticos y reducir su tasa de polución global es un reto que demanda diferentes soluciones, pero hoy nos centramos en una a la que le auguramos un futuro de lo más prometedor.

-Usted ha trabajado en un proyecto sobre las propiedades para el envasado de alimentos del bagazo de la uva. ¿Cuáles son las conclusiones de esta investigación?

-Dentro de nuestras líneas de investigación, se encuentra la revalorización de subproductos o residuos de la industria agroalimentaria. Entre las estrategias de revalorización que estudiamos está el uso de estos subproductos como fuente de nutrientes para aplicaciones biotecnológicas. Por ejemplo, estudiamos la viabilidad de estos residuos para emplearse como medios de cultivo de bajo coste para la producción de celulosa bacteriana. Además, analizamos estos residuos como fuente de compuestos bioactivos, prestando especial atención a compuestos con capacidad antioxidante, para desarrollar aditivos de origen natural destinados a la industria alimentaria.

En este trabajo, empleamos el bagazo de uva tanto como fuente de nutrientes para la producción de celulosa bacteriana, como fuente de compuestos antioxidantes para desarrollar biomateriales activos. Observamos como los compuestos antioxidantes del extracto de bagazo interaccionaron con las fibras de celulosa durante el proceso de síntesis del polímero, obteniendo directamente un material biodegradable con elevada capacidad antioxidante. Esta celulosa con actividad antioxidante la hemos analizado como material para uso en contacto directo con alimentos o envase alimentario; por ejemplo, como material para embalar alimentos como el queso que tienen elevado contenido de grasa y son susceptibles al enranciamiento, obteniendo excelentes resultados. A pesar de que hasta el momento solo hemos estudiado este material como envase alimentario, también puede tener especial interés para aplicaciones en otras áreas como la biomedicina o en la industria de la cosmética. 

Este estudio nos ha abierto las puertas a un nuevo enfoque para la revalorización de residuos agroalimentarios para la producción simultánea de celulosa bacteriana con propiedades biofuncionales mejoradas.

-En esta misma línea, también han desarrollado un separador de lonchas ecológico a partir de quitosano, un subproducto de la industria pesquera, enriquecido con extracto de ortiga. Desde la distancia, parece una contribución muy relevante para evitar por ejemplo el uso de plásticos, tan extendido en el envasado de alimentos. ¿Es así?

-El quitosano es un biomaterial de gran interés y extensamente estudiado, principalmente porque es biodegradable, proviene de residuos de la industria pesquera (exoesqueleto de crustáceos), posee propiedades antimicrobianas y es fácil de usar en comparación con otros biopolímeros. Por ejemplo, aprovechando las propiedades de solubilidad del quitosano (soluble a pH ligeramente ácido) es posible obtener una disolución polimérica que puede ser enriquecida con diferentes aditivos, como aceites esenciales u otros extractos naturales, para mejorar las propiedades del material final. Un ejemplo fue este trabajo, que forma parte de la tesis doctoral recientemente defendida por María Flórez Mora y que he dirigido. En este trabajo, investigamos estrategias para conferir capacidad antioxidante a las películas de quitosano empleando plantas silvestres que carecen de interés comercial y están ampliamente distribuidas en todo el mundo, como la ortiga. Observamos que, utilizando métodos de extracción sencillos y ecológicos, es posible obtener un extracto con una elevada capacidad antioxidante que puede combinarse directamente con quitosano. Las películas desarrolladas se estudiaron para envasar queso, observando excelentes resultados, tanto de la capacidad para prolongar la vida útil del alimento como la resistencia del material durante todo el proceso de almacenamiento. Este estudio demostró la viabilidad de producir un biomaterial biodegradable a partir de residuos y plantas de bajo interés comercial que pueden emplearse en la industria alimentaria. 

-Con quitosano y un extracto de algas han desarrollado otro separador de lonchas para queso. ¿Lo veremos en el mercado a corto o medio plazo?

-No podría decir si exactamente este desarrollo podrá verse a corto-medio plazo en el mercado, pero seguramente productos similares o con la misma base, ya que se están destinando recursos para innovar en este tipo de materiales y poder escalar su producción a nivel industrial. La tendencia en el mercado será desplazar, en la medida de lo posible, los materiales no biodegradables por materiales de origen natural y con menor impacto ambiental, ya sea este cambio impulsado de forma voluntaria por las empresas o motivado por regulaciones más estrictas. Las empresas son conscientes y ya empiezan a mostrar interés por nuevas alternativas más naturales y sostenibles. Por ejemplo, a raíz de nuestros últimos trabajos de desarrollo de biomateriales enriquecidos con extractos naturales, actualmente estamos llevando a cabo dos proyectos en colaboración con dos empresas: una quesería y otra empresa dedicada a la reutilización de residuos agrícolas para la fabricación de recubrimientos para envasar mantequilla. Ambas compañías han mostrado interés en estas innovaciones y están evaluando su viabilidad.

Por otro lado, el Campus Terra está impulsando la investigación de nuevos biomateriales activos en línea con las prioridades establecidas por el programa Horizon Europe 2021 – 2027 y los desafíos RIS3 21-27 de Galicia. En este sentido, hemos obtenido financiación para el proyecto BIOPACK-A2 a través de la Convocatoria de Proyectos Colaborativos Campus Terra 2024. En este proyecto, cuatro grupos de investigación del Campus Terra de diferentes áreas (Tecnología de los Alimentos, Inorgánica, Tecnología Farmacéutica y Bioquímica) colaboramos para el desarrollo de biomateriales a base de celulosa con antioxidantes sintéticos catalíticos. Estoy segura de que este proyecto tendrá gran interés para la industria alimentaria y el sector farmacéutico.

También contamos con financiación para el proyecto de convocatoria europea Seafoodture, con la Dra. Patricia López Sánchez como investigadora principal, en el que trabajamos con otros 11 socios, entre los que se encuentran empresas y centros de investigación de toda Europa, para la revalorización de algas como fuente de ingredientes y biomateriales sostenibles.  
 

-Celulosa bacteriana y ácido glucónico a partir de bagazo de la uva y residuos de patata. Sus investigaciones son excelentes ejemplos de todo lo que la economía circular puede aportar a un mundo que necesita avanzar con paso firme en el campo de la sostenibilidad. ¿Coincide con esta apreciación?

-Si, por supuesto. Existe una clara necesidad de cambiar el tradicional modelo económico lineal, donde los recursos se explotan para fabricar un producto final, generando residuos sin control, hacía un modelo de economía circular, donde se busca optimizar los recursos, minimizando el desperdicio y el impacto ambiental. Esta necesidad ya se ve reflejada en las iniciativas de la Comisión Europea, que ha establecido la economía circular como pilar fundamental para lograr un crecimiento sostenible y una mayor competitividad en Europa, tomando medidas legislativas a favor de este modelo económico y promoviendo la investigación e innovación. 

En este sentido creo que, en muchos casos, la biotecnología se presenta como una excelente herramienta para la revalorización de residuos y obtener productos de alto valor añadido. Por ejemplo, en nuestro caso, empleamos bagazo y restos de patatas de destrío, como medio de cultivo de bajo coste para la fabricación de biomateriales como la celulosa bacteriana y de aditivos con elevado valor comercial, como el ácido glucónico. Además, este tipo de estrategias pueden suponer una oportunidad económica y de generación de nuevos negocios para empresas agrícolas al transformar los residuos en productos comercializables.

-En los años 2022 y 2023 fue incluida en el ránking de la Universidad de Stanford sobre los investigadores más citados. ¿Qué supone para usted esta mención?

-Sinceramente, fue toda una sorpresa que recibí con mucha alegría. Nunca me habría imaginado figurar en esta lista. Esta noticia ha sido un gran estímulo para seguir avanzando en mis proyectos con ilusión, ya que la carrera investigadora no es fácil, y está llena de momentos de completa incertidumbre.

-El uso de plásticos a nivel global es literalmente insostenible. Trabajos como el suyo suponen contribuciones muy significativas para invertir esta tendencia. ¿Veremos a corto plazo cambios relevantes en uno de esos desafíos que tienen una dimensión global?

-En mi opinión, desde hace poco menos de una década, ya estamos observando cambios importantes. Por ejemplo, hoy en día no es posible comprar vasos, utensilios o pajitas de plástico de un solo uso; o ya es una imagen habitual en los supermercados ver a la gente usando sus propias bolsas reutilizables. Estos cambios han venido impulsados por nuevas normativas, como suele ser habitual y como ya hemos visto en otros ámbitos. Estoy segura de que esto es solo el inicio de una gran transformación.  Inicialmente, estos cambios se están centrando en la gestión de los plásticos y en la adopción de medidas para reducir su uso y promover su reciclaje y reutilización. Pero ya existe una demanda por parte de la Unión Europea para promover la investigación y desarrollo de alternativas biodegradables y de fuentes renovables para reemplazar, en la mayor medida, a los plásticos sintéticos. Está claro que ahora mismo, una sustitución total de los materiales plásticos es imposible, y probablemente tampoco lo sea en un futuro a corto plazo. Pero sí que es necesario impulsar y concienciar de su uso responsable.

Por otro lado, creo que cada día la sociedad está más concienciada por el impacto negativo en el medio ambiente que tiene la gestión descontrolada de los residuos plásticos y los efectos perjudiciales sobre la salud humana que pueden ocasionar los microplásticos derivados de estos residuos. Este cambio en la mentalidad de la sociedad va a impulsar la demanda de nuevas alternativas sostenibles, que será detonante para una mayor innovación de las empresas en el área de los envases alimentarios.

-Actualmente está realizando una estancia en el centro de investigación nacional de ciencias agrarias y veterinaria INIAV de Portugal. ¿En qué consiste su trabajo?

-En el centro INIAV, mi investigación se enfoca en la exploración de nuevas matrices poliméricas, como el suero de leche, y la evaluación de residuos de cítricos y del té para la extracción de potentes agentes antioxidantes y antimicrobianos. Esta experiencia está siendo enormemente enriquecedora y productiva gracias a los recursos disponibles y el equipo de investigadores del INIAV que cuentan con una amplia y sólida trayectoria.

Además, el acceso a equipos avanzados, como UHPLC MS/MS y UHPLC-ToF-MS, me ha permitido llevar a cabo la determinación y cuantificación de compuestos fenólicos de extractos naturales. Hasta el momento, no había tenido la oportunidad para realizar este tipo de estudios, lo que me está ayudando para poder avanzar y expandir mis líneas de trabajo.

El INIAV cuenta con una unidad de seguridad alimentaria formada por un equipo de investigadores muy colaborativos y con una dilatada experiencia. Juntos, estamos evaluando el efecto antimicrobiano de los materiales desarrollados frente a patógenos como Pseudomonas, Salmonella, E. Coli, entre otros. Este análisis integral nos permite evaluar la seguridad y eficacia de estos materiales aplicados como envase alimentario, así como otras posibles aplicaciones. 

Por otro lado, he tenido la oportunidad de explorar líneas de investigación completamente diferentes a mi experiencia previa, pero igualmente relacionados con la seguridad alimentaria y que me han resultado tremendamente enriquecedoras, como la detección y cuantificación de pesticidas en alimentos. Estoy trabajando en un proyecto muy interesante que evalúa el efecto de los tratamientos de precocinado y de cocinado en la reducción de más de 100 residuos de pesticidas en diferentes variedades de arroz.

-Eslovenia, México, Estados Unidos, Polonia… Ha realizado multitud de estancias formativas. ¿Qué extrae de estas experiencias?

-Estas experiencias han tenido un impacto significativo en mi desarrollo tanto profesional como personal. A nivel profesional, resulta evidente que trabajar con diferentes grupos de investigación, con distintos métodos organizativos, nuevas líneas de investigación, y además equipos formados por expertos con elevado conocimiento en mí mismo campo de investigación, me ha ayudado a experimentar, en muchas ocasiones, un ritmo acelerado de aprendizaje que ha sido fundamental en mi trabajo. Pero incluso, me atrevería a decir que el impacto a nivel personal de todas estas experiencias ha sido todavía más enriquecedor y, en cierto modo, ha moldeado mi personalidad. Salir de mi zona de confort ha sido fundamental para fortalecer mi confianza y afrontar cambios con determinación, aunque a veces no sea fácil. Además, colaborar con gente de culturas y personalidades tan diferentes a la mía, creo que me ha ayudado a mejorar mi capacidad de trabajo en equipo. Con esto no quiero idealizar ni romantizar las estancias en el extranjero, ya que pocas veces es fácil, y en mi caso, ha habido momento complicados. Pero haciendo un balance global y mirando atrás, puedo decir con total seguridad que ha merecido la pena y volvería a hacerlo.