En el marco de un ensayo clínico internacional, traumatólogos del Hospital de Bellvitge de Barcelona realizaron una reparación del ligamento cruzado anterior de la rodilla a partir de un injerto porcino descelularizado. Esta técnica, pionera en el mundo, resulta menos invasiva y arriesgada que la que se empleaba hasta ahora, que consistía en extraer tendón sano del propio paciente o de un limitado banco de donantes para colocarlo en la zona dañada.

Veinte años atrás se intentó usar tejido de vaca y de cerdo para recomponer esta dolorosa lesión, pero la técnica no tuvo el éxito esperado, básicamente por el rechazo en el cuerpo humano. Sin embargo, la tecnología actual ha ido al rescate del viejo procedimiento para recuperar sus posibilidades.

Así, los investigadores han sometido al músculo isquiotibial porcino a un proceso de descelularización, esto es, de extracción del ADN y material celular del animal para evitar el rechazo. «La novedad está en que la tecnología nos permite eliminar el rastro celular y genético del tejido porcino que nuestro cuerpo, a priori, rechaza porque lo ve como un elemento raro», explica Gabriel Oliver, médico de la Unidad de Rodilla del Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología y responsable de este estudio en el hospital de Bellvitge.

El ligamento cruzado es el responsable de alrededor del 90 por ciento de la estabilidad de la rodilla. Su rotura, muy común en deportistas, es compleja y la recuperación puede prolongarse seis meses. Hasta ahora, para reparar esta lesión se extraía tejido del tendón del paciente o de un donante para hacer la reconstrucción quirúrgica. «En ese caso, el riesgo para el paciente es que se lesiona una zona sana para conseguir el injerto y, en el caso de que sea de donantes, el banco es muy limitado y caro. Esta nueva alternativa nos ofrece otra opción y estamos estudiando sus posibilidades», apunta Oliver.

En Bellvitge ya han hecho 11 intervenciones de este tipo desde el pasado diciembre. Aunque el ensayo clínico implica un seguimiento postoperatorio durante dos años, los médicos ya han detectado que la técnica «facilita el injerto y reduce el tiempo quirúrgico y el daño al paciente». Tras la operación, los pacientes intervenidos han manifestado menos dolor e inflamación que con otras técnicas y la recuperación muscular fue más rápida.

Además de las intervenciones realizadas en Bellvitge, el ensayo clínico se está llevando a cabo en una decena de centros europeos, situados en Reino Unido, Polonia y España. Los hospitales implicados reunirán una muestra mínima de 40 casos para continuar el seguimiento durante los próximos dos años. Los investigadores esperan que, de confirmarse los buenos resultados, la técnica sea aprobada en 2017.

Para aprovechar los residuos derivados del procesamiento de cacahuate, piña, uva y tejocote, entre otros, y contribuir en la reducción del impacto ecológico de la industria alimentaria, Andrea Trejo Márquez analiza la posibilidad de obtener alimentos funcionales a partir de esos subproductos, clasificados como desechos.

Como parte del proyecto Desarrollo Tecnológico para el Aprovechamiento Integral de Frutos y Hortalizas, la académica de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán, en colaboración con estudiantes de la licenciatura de Ingeniería en Alimentos, se ha dado a la tarea de utilizarlos para proponer comestibles de diseño para consumo humano.

Se pretende dar valor a esos remanentes y convertirlos en alimentos o ingredientes funcionales, como fibras solubles (pectina de tejocote) e insolubles (fibras semejantes al salvado), a partir de la cáscara de cacahuate y piña; también, transformar residuos de la industria vinícola (orujo de uva, principalmente) para la extracción de compuestos bioactivos antioxidantes, benéficos para el organismo.

Cacahuate

El cacahuate es una leguminosa empleada en forma intensiva por la industria de la confitería para elaborar botanas, dulces, harina, aceite y mantequilla, entre otros productos.

Durante su transformación se generan toneladas de basura que implican un riesgo para la salud pública, pues se ha identificado que en almacenamiento es susceptible al Aspergillus flavus, hongo que produce aflatoxinas, micotoxinas que representan un peligro para la salud del ser humano, incluso para el medio ambiente.

En el Laboratorio de Poscosecha, a cargo de Trejo Márquez, el grupo ha realizado análisis que le han permitido eliminar las aflatoxinas y encontrar una opción viable para el uso de esta cáscara (más de 63 por ciento de su composición es fibra), como la obtención de una fibra útil en la elaboración de alimentos bajos en grasa como galletas, masa para pizza y pastas.

Sus propiedades son semejantes a las del salvado. Es decir, se hidrata, absorbe agua y contribuye a incrementar la velocidad del tránsito intestinal.

La universitaria explicó que en el proceso de extracción de la fibra se compararon métodos químicos limpios para evitar contaminación del ambiente, contra algunos otros físicos que hicieron posible eliminar las aflatoxinas.

Lo mismo ocurrió con la cáscara de piña y el pedúnculo (tronco fibroso), a partir de los cuales lograron una fibra con características aceptables, que también compite con el salvado y cuya aplicación se centraría en la producción de alimentos con acciones fisiológicas.

Tejocotes, uvas y otras cáscaras

Generalmente consideramos que la cáscara de la fruta es un desecho. Sin embargo, tiene más propiedades y usos de lo que podemos imaginar; en ésta se concentra gran porcentaje de la fibra natural. También, en el Laboratorio de Poscosecha se estudian la piel del tejocote (poco valorada) para la extracción de pectina, y el hollejo y orujo de la uva, para procesar productos comestibles y extraer compuestos bioactivos.

En el caso del tejocote, se diseñaron tecnologías para extraer la pectina, componente útil en la industria alimentaria. Por ejemplo, en combinación con los azúcares, se usa como agente espesante en la fabricación de mermeladas y confituras, abundó.

Se han evaluado métodos de extracción, algunos físicos –como el uso de microondas–, químicos y enzimáticos; este último resultó ser el más viable y se obtuvo una pectina semejante a la comercial. Ahora investigan sus aplicaciones, una de ellas como estabilizante en helado de mamey.

En cuanto al orujo y el hollejo de la uva, trabajan no sólo para elaborar mermelada, ate, rompope, salsas y aderezos, sino para extraer además compuestos bioactivos y antioxidantes, útiles por sus efectos antimicrobianos y valor nutrimental.

A partir de este subproducto es factible conseguir un extracto, encapsularlo y adicionarlo a un alimento para que sea rico en antioxidantes, dijo la académica.

Los universitarios también analizan la cáscara de naranja y el hueso de mamey, de los que han obtenido harinas y aceite (el de mamey, de uso gastronómico).

El antecedente de los estudios de aprovechamiento integral de frutos y hortalizas que conduce Trejo Márquez es el uso del hueso de mango, del que extrajeron el aceite para determinar el perfil de ácidos grasos y resultó parecido a la manteca de cacao, por lo que fue propuesto como sustituto en la elaboración de chocolates y sus rellenos.

Cada año, el estado de Florida tira a la basura casi 400 mil toneladas de residuos de jitomate. Se trata de una mezcla de frutos dañados o que han sido comidos por gusanos, al igual que la cáscara y las semillas no deseadas de los productos procesados como la catsup. Esta mezcla es trasladada a vertederos, donde puede producir el peligroso gas metano o termina en las aguas residuales.

Un grupo de investigadores de la Escuela de Minas y Tecnología de Dakota del Sur ha encontrado una manera de tratar los residuos problemáticos y convertirlos en algo útil: electricidad. ¿Cómo se convierte un tomate en energía?

Los investigadores desarrollaron una pila de combustible microbiana especial para procesar los residuos y transformarlos en electricidad. Utiliza bacterias para descomponer la materia orgánica en los residuos de jitomate, oxidarlos y generar una carga eléctrica. El proceso también neutraliza los residuos de modo que ya no emitan gases de efecto invernadero.

Como tratamiento de aguas residuales o fuente de energía renovable, el concepto no tendría mucho atractivo. Pero realizar ambas cosas a la vez podría hacer que la energía a partir del jitomate fuera una opción viable para las comunidades agrícolas como Immokalee, la comunidad donde se produce tomate en Florida, la cual genera la mayor parte de los residuos de tomate del estado.

Esta es una forma posiblemente costosa de procesar los residuos, pero la generación de electricidad haría que fuera más viable en términos económicos. Esa combinación podría resultarle atractiva a las ciudades, que normalmente cargan con la responsabilidad de procesar los residuos agrícolas. Este tipo de enfoque también podría funcionar para otros tipos de desperdicios de productos alimenticios, pero los investigadores encontraron que los jitomates contienen algunos micronutrientes que los hacen especialmente eficaces.

Esas 400 mil toneladas anuales de residuos podrían llegar a generar electricidad suficiente para abastecer a Disney World durante 90 días, de acuerdo con los cálculos de los científicos. En este momento es todavía una iniciativa a pequeña escala. El diseño actual del equipo sólo genera 0.3 vatios de electricidad por cada 10 miligramos de subproducto de tomate.

Pero están trabajando para mejorar el diseño y esperan pasar rápidamente a una mayor escala. Convertir los residuos agrícolas de alimentos en una fuente de energía probablemente no alcanzará la dimensión de algo como la energía solar o eólica. Pero al resolver dos problemas a la vez, tiene potencial de encontrar un nicho en la próxima década.

Al final del proceso todavía residuos de jitomate, que se ven iguales a simple vista, pero han cambiado de manera fundamental. Los componentes químicos de los trozos han sido descompuestos y tratados, lo que supone evitar más emisiones de gases de efecto invernadero. Es solo un fango rojo e inofensivo que tal vez haya ayudado a encender una bombilla en algún lugar.