Investigadores del Departamento de Ingeniería Química, Industrial y de Alimentos (DIQIA) de la Universidad Iberoamericana Ciudad de México, y un egresado de Ingeniería Química de esta misma institución académica, desarrollaron un endulzante benéfico para la salud, el medio ambiente y la economía de los agricultores mexicanos.

El proyecto, que ha sido apoyado y financiado por la Dirección de Investigación (DINV) y Fomento de Investigación y Cultura Superior (FICSAC), patronato económico y de desarrollo de la IBERO, fue desarrollado por el Mtro. Javier Larragoiti Kuri, egresado de Ingeniería Química; la Mtra. Lorena Pedraza Segura, el Mtro. José Luis Cocho Roldán y el Dr. Héctor Toribio Cuaya, académicos-investigadores del DIQIA.

Siete años de trabajo en la línea de investigación ‘Producción de biocombustibles y productos químicos a partir de residuos lignocelulósicos bajo la estructura de una biorrefinería’, y de experimentación en el Laboratorio de Bioingeniería de la IBERO, es lo que tomó a los investigadores obtener el xilitol, endulzante al que dieron el nombre comercial de XiliNat, y que tiene el mismo sabor del azúcar, característica que no tienen los edulcorantes que ya se venden en el mercado.

Cada investigador aportó lo siguiente: Pedraza aisló el microorganismo, todo lo que tiene que ver con la ingeniería bioquímica básica del desarrollo; Toribio hizo la parte de pretratamientos, que es acondicionar el material y ofrecer a XiliNat un licor rico en xilosa, el cual se usó para realizar las fermentaciones a partir del residuo agroindustrial (olote); Larragoiti se enfocó en la fermentación y en terminar de armar todo el proceso; y Cocho coordinó la planta de producción, el arreglo de la misma, su equipamiento y trabajo en ella por turnos.

Un producto, varias soluciones

Al hablar del motivo que dio origen a este proyecto, el maestro Larragoiti (exalumno de la Preparatoria Nuevo Continente) dijo que XiliNat nació por la necesidad de brindar propuestas de solución a algunos problemas reales y actuales de salud, ambientales y económicos en México; que es el objetivo que tienen las investigaciones de los docentes y estudiantes de licenciatura y posgrado de la Universidad Iberoamericana.

Bajo esta premisa, XiliNat se enfocó en atender los siguientes problemas:

1.- En salud. Parte de que México tiene una población diabética creciente, en la actualidad del 10%, y que se estima será de 20% en 2020; también hay un problema grave de sobrepeso en niños y adultos, enfermedad en la que México es el primer lugar mundial; en tanto que existe un problema de higiene bucal, al tener caries 80% de los mexicanos.

2.- En medio ambiente. En México se generan 64 millones de toneladas de residuos agrícolas -suficientes para llenar el Estadio Azteca 60 veces por año-, 90%  de los cuales se quema, con lo que se generan volúmenes inmensos de bióxido de carbono, al grado de que 40% del CO₂ que se produce en México es por quemar residuos que podrían utilizarse como materia prima. 

3.- En economía. 60% de los agricultores en México viven en extrema pobreza.

“Buscando aportar soluciones a todo esto nace XiliNat; y lo que hace XiliNat es tomar residuos agrícolas del maíz (olote), que son de los más abundantes en el país, y a través de un proceso sustentable los transforma en xilitol, sustituto del azúcar bajo en calorías. De esta manera engloba y resuelve simultáneamente los problemas mencionados; eso nos llevó a ganar varios concursos de innovación sustentable”, dijo Larragoiti Kuri.

Explicó que el xilitol tiene las siguientes propiedades: regula los niveles de azúcar en la sangre, por eso ayuda a mitigar la diabetes; protege a los dientes contra las caries; y es bajo en calorías, importante para atender el problema de obesidad.

Es natural, tan natural que los seres humanos sintetizan xilitol en el hígado de manera diaria, porque ayuda a metabolizar carbohidratos. Y a diferencia de otros endulzante comerciales, el xilitol es el único que sabe igual que el azúcar, por eso no modifica el sabor de los alimentos.

“El xilitol es un producto que ya existía, de hecho se hizo famoso en Finlandia en los años 80, pero para obtenerlo utiliza abedul, por lo que es un proceso deforestativo; además emplea hidrogenaciones catalíticas con catalizadores de platino, reacciones químicas nada sustentables”. 

“Nuestra innovación con XiliNat está en que nosotros usamos como materia prima residuos de maíz, que son más económicos y con lo cual no causamos deforestación; y empleamos un proceso fermentativo inocuo muy parecido a hacer cerveza o vino”.

Cabe señalar que al ser  la materia prima residuos agroindustriales, XiliNat no compite con la cadena de alimentación, pues para su elaboración no ocupa tierras adicionales para obtener el xilitol; simplemente da un uso al olote, en un proceso de manejo y aprovechamiento de estos residuos.

“Con XiliNat mitigamos algunas enfermedades, como diabetes, obesidad y caries; le pagamos a los agricultores por sus residuos, por lo que contribuimos a una igualdad económica y social; y por otra parte usamos residuos que normalmente se quemarían, entonces disminuimos problemas de contaminación”.

Por ofrecer una solución viable a estos problemas, el proyecto XiliNat obtuvo en el 2017 los siguientes premios: 1° lugar del ‘Premio Citibanamex a la empresa con mayor impacto social’, que les permitió obtener un financiamiento para iniciar el escalamiento de la producción; 1° lugar del ‘Premio a la Empresa con mayor Sustentabilidad en la Cadena de Valor’, otorgado por Dow Chemical; y 3° lugar en el concurso ‘Cleantech Challenge’, que reconoce a las mejores empresas verdes en México y en el que en su fase inicial participaron mil proyectos.

Además, en reconocimiento a la calidad del proyecto XiliNat, éste fue invitado a presentarse (en la persona del maestro Javier Larragoiti) en los foros internacionales Falling Walls Lab, en Alemania; y Global Economic Leaders Summit, en China. Y finalmente fue distinguido como uno de los 35 ‘Proyectos Innovadores que están Cambiando el Mundo’, por parte del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés).

Del laboratorio al mercado

Gracias a la asesoría de la Oficina Jurídica de la IBERO, el proceso de elaboración de XiliNat y la cepa de levadura empleada en el mismo están registrados en una solicitud de patente.

XiliNat, además de ser el nombre del endulzante (el xilitol obtenido a partir de olote de maíz), es el nombre de la startup que Larragoiti, Pedraza, Toribio y Cocho cofundaron como socios para comercializar a XiliNat. En esta empresa Javier Larragoiti funge como Administrador del Consejo, del que son miembros sus tres colegas investigadores.

Los cuatro socios fundadores de XiliNat actualmente trabajan en llevar el proceso de producción de xilitol a una planta piloto, que inicialmente se instalaría en la IBERO (en beneficio de las generaciones futuras) y tendría una capacidad de producir tres toneladas anuales del endulzante. Escalada a nivel industrial, la planta sería capaz producir 30 toneladas por año de xilitol, a partir de 300 toneladas de olote de maíz.

Esto último con el objetivo de llevar a la venta al público a XiliNat, como un producto más en el mercado de endulzantes, que en México tiene un valor superior a los 300 millones de dólares. Pero antes de que eso suceda, los investigadores requieren fondeo, por lo que están en negociaciones con inversionistas.

Paralelo a su búsqueda de capital, los químicos buscan llegar a acuerdos con el Departamento de Diseño y con el Instituto de Investigación para el Desarrollo con Equidad (EQUIDE), ambos de la IBERO, para que los ayuden a desarrollar algunas áreas del proyecto. Asimismo, requieren que se incorporen a su equipo, un especialista en marketing, otro en negocios y un laboratorista. 

Investigación pertinente

La maestra Lorena Pedraza resaltó que en el desarrollo de XiliNat, así como en la línea de investigación ‘Producción de biocombustibles y productos químicos a partir de residuos lignocelulósicos bajo la estructura de una biorrefinería’, han colaborado a lo largo del tiempo 70 estudiantes de licenciatura, de Ingeniería Química, Ingeniería de Alimentos e Ingeniería Industrial, a través de su servicio social, servicio de becarios y estancias. 

Se han formado en ella siete alumnos de posgrado de la IBERO, uno de ellos Héctor Toribio Cuaya, egresado de la Maestría en Ciencias en Ingeniería Química y del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería. Y se han hecho seis publicaciones en revistas arbitradas, y alrededor de doce presentaciones en congresos especializados en biotecnología y en bioenergía.

El proyecto de XiliNat, además del apoyo institucional de la IBERO, a través de la DINV, FICSAC y la Oficina Jurídica, también ha recibido ayuda de la Dirección de Vinculación, la Dirección de Egresados y el Departamento de Ingeniería Química, Industrial y de Alimentos (DIQIA).

Finalmente, el doctor Thomas Legler, director de Investigación de la Universidad Iberoamericana Ciudad de México, comentó que este proyecto destaca asimismo por el trabajo en equipo, por involucrar a estudiantes y combinar la ciencia básica con la investigación aplicada, que han hecho que este esfuerzo colectivo de tantos años haya producido  frutos tan importantes. 

“La lección es muy clara para nosotros en la IBERO, tenemos que invertir en investigación con un horizonte a mediano y largo plazo, si queremos avalar a nuestros académicos para que produzcan las cosas del mañana, con tiempo, con nuestro apoyo y con nuestra paciencia”.

Texto y fotos: PEDRO RENDÓN/ICM