El arroz, segundo cultivo más importante a escala global, genera cada año más de 72 millones de toneladas de salvado, un subproducto que habitualmente se destina a usos de escaso valor, como la alimentación animal. No obstante, un equipo del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA), centro perteneciente al CSIC y dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha demostrado que este residuo agrícola puede transformarse en una fuente económica y sostenible de enzimas industriales mediante la acción de hongos filamentosos, comúnmente conocidos como mohos.

Gracias a su composición –con un 50 % de carbohidratos, un 15 % de proteínas y un 20 % de grasas–, el salvado de arroz constituye un sustrato idóneo para el cultivo de estos hongos. Al desarrollarse en condiciones controladas, los mohos producen y liberan enzimas, unas proteínas capaces de acelerar reacciones químicas y descomponer materiales complejos en compuestos más simples que los hongos pueden absorber. Este mecanismo natural puede aprovecharse en el ámbito biotecnológico para convertir residuos orgánicos en valiosos productos industriales.

«Al cultivar estos hongos sobre subproductos agrícolas se obtienen cócteles enzimáticos que tienen múltiples aplicaciones en sectores como el alimentario, el farmacéutico o el energético, convirtiendo lo que antes era un residuo en un recurso de alto valor añadido», afirma Sandra Garrigues, integrante del grupo de Biofactorías Fúngicas del IATA-CSIC.

En el marco de este estudio, los investigadores aislaron 16 cepas de hongos filamentosos presentes en el propio salvado, pertenecientes a géneros conocidos como Aspergillus, Penicillium y Mucor. Estas cepas fueron analizadas en función de su capacidad para generar cócteles enzimáticos con aptitud para degradar polisacáridos como la celulosa y el xilano, componentes vegetales predominantes en la estructura del salvado de arroz. Asimismo, se observó que algunas cepas producían proteínas con propiedades antifúngicas, lo que amplía su potencial uso en campos como la sanidad vegetal o la medicina.

Los hongos actúan como auténticas biofactorías al servicio de la industria, produciendo enzimas esenciales para procesos como la obtención de biocombustibles –mediante celulasa y β-glucosidasa–, la elaboración de pan –gracias a xilanasa y β-xilosidasa–, la clarificación de zumos y la mejora de piensos animales –mediante α-L-arabinofuranosidasa–, o la producción de alimentos lácteos sin lactosa –gracias a β-galactosidasa, conocida también como lactasa–.

«Cada enzima está diseñada para una tarea concreta, como si fuera una llave que sólo encaja en una cerradura específica. Gracias a ellas, procesos que en la naturaleza tardarían muchísimo tiempo ocurren en segundos. Por este motivo tienen un gran interés industrial, pues permiten que muchos procesos, desde la fabricación de alimentos hasta la producción de detergentes o biocombustibles, sean más eficientes y rápidos y menos contaminantes», explica Paloma Manzanares, otra investigadora del IATA-CSIC.

Además, el trabajo identificó hasta tres tipos de proteínas antifúngicas ricas en cisteína producidas por Penicillium parvofructum, las cuales han demostrado eficacia para inhibir hongos patógenos sin afectar a las células humanas. «Las proteínas antifúngicas tienen un gran potencial en el campo de los bioplaguicidas o como agentes antimicrobianos en agricultura y medicina», señala Jose F. Marcos, también miembro del equipo.

Actualmente, la producción industrial de enzimas se basa en procesos químicos o bacterianos de alto coste. Esta investigación plantea una alternativa más económica y ecológica mediante la fermentación de hongos sobre residuos agrícolas. «Aunque aún se requiere más investigación para optimizar el rendimiento, escalar los procesos y cumplir con normativas regulatorias, los resultados refuerzan el papel de los hongos como herramientas biotecnológicas clave en la transición hacia una bioeconomía circular», concluyen los investigadores.

Este estudio forma parte del proyecto BioValRice, enmarcado en la convocatoria AGROALNEXT, financiado por el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia de la Unión Europea y la Generalitat Valenciana. La investigación ha sido publicada en la revista Journal of Fungi y tiene como uno de sus objetivos la obtención de compuestos bioactivos a partir de residuos de la industria del arroz, destinados a mejorar la conservación, seguridad y calidad sensorial de productos de panadería.