Investigadores del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA) y el Centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España, han patentado una enzima con aplicación en la industria papelera y maderera. Se trata de una xilanasa extremofila que reduce el uso de productos químicos para la producción de papel, ofreciendo una alternativa más amigable con el medio ambiente.

En la actualidad, ha surgido un creciente interés en el estudio de los sistemas enzimáticos necesarios para el metabolismo de la hemicelulosa, particularmente de xilano, que es el componente principal de la hemicelulosa y que después de la celulosa es el polisacárido más abundante en la naturaleza. 

La composición de xilano es variable y depende de la fuente vegetal de que provenga, por lo que las publicaciones recientes se han enfocado en la purificación, caracterización, clonación, expresión, inducción de la producción bajo distintas condiciones y de diferentes orígenes de dichas enzimas y sus usos en diversas industrias.

En la actualidad, la enzima está siendo probada por las industrias del papel RAIZ/Navigator (Portugal) y el Centre Technique du Papier (Francia), con resultados prometedores.

Las xilanasas son enzimas que catalizan la hidrólisis de un polisacárido de nombre xilano, que junto a la celulosa y la lignina componen principalmente la pared celular vegetal. La eliminación del xilano es necesaria para obtener celulosa pura, de gran importancia en la industria papelera para tratar sus residuos y el preblanqueado de la pulpa Kraft, ya que se necesitan menos pasos de blanqueado y disminuye el gasto de reactivos químicos.

Julio Polaina lidera el grupo de Estructura y Función de Enzimas del IATA-CSIC quienes han llevado a cabo el estudio de xilanasas extremófilas y expresa que han logrado obtener esta superenzima mediante el uso de técnicas bioinformáticas, analizando más de 6 000 secuencias anotadas en bases de datos, la gran mayoría de ellas de función desconocida.

Los responsables de este hallazgo han sido investigadores del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA) en el marco del proyecto europeo Woodzymes, liderado por el CSIC, en el que participan equipos de investigación y socios industriales de España, Portugal, Francia y Finlandia.

Esta enzima es capaz de funcionar en medio alcalino superior a pH 10 y con temperaturas de 90 grados centígrados.

El investigador del IATA y participante del proyecto David Talens-Perales, explica que «se ha clonado una xilanasa capaz de degradar el xilano a elevada temperatura y PH alcalino. Además se ha conseguido producirla y purificarla en elevadas cantidades».

CSIC señala que las enzimas han sido probadas sobre la paja de arroz, un subproducto agrícola para el cual se están buscando soluciones para evitar su quema y reducir los problemas medioambientales. El tratamiento con xilanasas puede facilitar el compostaje de la paja y puede permitir obtener azúcares con carácter prebiótico como los xilooligosacáridos, que en los últimos años han despertado interés por sus beneficios sobre la microbiota intestinal y la salud.

Las xilanasas también se aplican en el tratamiento de aguas de desecho, la producción de compostaje, extracción de almidón, café y aceites vegetales; en la obtención de proteínas celulares, combustibles y sustancias químicas; se usa en combinación con amilasas para mejorar en volumen especifico en panadería; en la clarificación de mostos y jugos de fruta. En fin las enzimas xilanolíticas han cobrado importancia por su alta relevancia en usos industriales y biotecnológicos; aunque ya se han estudiado ampliamente, es necesario continuar en la búsqueda de nuevas fuentes y la optimización de procesos comerciales.