Un grupo de investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC) y del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC, Córdoba) ha identificado la mejor variedad de biomasa de avena para obtener compuestos antioxidantes y otros bioproductos de valor añadido. Los expertos se centran en la lignina, uno de los componentes mayoritarios de la paja de cereal, para definir en qué época del año se deben cultivar las distintas especies y, de este modo, obtener más cantidad de compuestos específicos, como el ácido p-cumárico y la tricina. Estos compuestos aromáticos presentan una elevada actividad antioxidante y, por ello, se consideran de alto valor en las industrias química, farmacéutica, alimentaria, de la salud y cosmética. 

El investigador del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC), Dr. Jorge Rencoret, en su laboratorio. 

Con esta información, el agricultor puede seleccionar la variedad de avena y la época del año para cultivarla. Así, se atienden a los principios de la economía circular: aprovechar los residuos y obtener estos compuestos de valor añadido, en este caso para la industria farmacéutica y de la biorrefinería. De este modo, determinaron que la variedad Karen tenía más de contenido en tricina, sustancia que sirve para elaborar fármacos, si se siembra en primavera. “Estos datos también son relevantes para los programas de mejora genética vegetal que busquen desarrollar variedades de avena con un mayor contenido en tricina. Además, los contenidos de ésta se incrementarían al sembrar las plantas en épocas del año concretas”, explica el investigador del IRNAS-CSIC Jorge Rencoret.

Bioproductos alternativos

Añade que el estudio ‘Variations in the composition and structure of the lignins of oat (Avena sativa L.) straws according to variety and planting season’, publicado en International Journal of Biological Macromolecules tiene como objetivo aprovechar los residuos de la avena, que normalmente se queman o se emplean como alimento animal, para obtener compuestos de valor añadido. Con ellos, se pueden elaborar bioproductos con propiedades antioxidantes para distintas industrias, alternativos a los obtenidos a partir de recursos fósiles y que tengan un menor impacto ambiental.

Plantas de avena cultivadas en el Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba.

Para obtener estos residuos de avena, los expertos contaron con la colaboración del equipo liderado por el investigador del IAS-CSIC Francisco Barro, quién se encargó del cultivo y la cosecha de este cereal en distintas épocas del año.

Una vez recolectada la paja de avena, el equipo del IRNAS llevó a cabo un análisis detallado de la estructura y de la composición química de la lignina, componente que se encuentra en las paredes celulares de las plantas y posee diversas funciones, como aportarles resistencia ante agentes patógenos y rigidez, de forma que se mantengan erguidas. “Hemos empleado técnicas analíticas avanzadas como la resonancia magnética nuclear bidimensional (2D-RMN), que nos proporciona información detallada sobre cómo están unidas las moléculas de tricina y de ácido p-cumárico, así como de la distribución de las mismas”, explica a la Fundación Descubre el investigador del IRNAS-CSIC Jorge Rencoret. 

Aprovechar los residuos

El análisis de los datos obtenidos concluyó que la variedad Karen, cultivada en primavera, era la que más tricina generaba durante sus distintas etapas de desarrollo, por lo que serviría para elaborar fármacos basados en este compuesto. 

Estos datos son relevantes para los programas de mejora genética vegetal que busquen desarrollar variedades de avena con un mayor contenido en tricina.

En la actualidad, el equipo científico continúa estudiando la composición y las variaciones de la lignina a lo largo de las distintas etapas del crecimiento de la planta, así como otros compuestos que pueden aprovecharse para elaborar otros materiales alternativos para la industria cosmética, farmacéutica y de la energía renovable.

Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación a través de los proyectos AGL2017-83036-R, PID2020-118968RB-I00 y CPP2021-008449, y por la Junta de Andalucía (proyecto P20-00017). 

Reportaje sobre esta nota de prensa: La “evolución” de la lignina: del papel a los antioxidantes

Referencias

Rencoret, J.; Marques, G.; Rosado, M. J.; Benito, J.; Barro, F.; Gutiérrez, A. & Del Río, J. C. (2023). ‘Variations in the composition and structure of the lignins of oat (Avena sativa L.) straws according to variety and planting season’. International Journal of Biological Macromolecules, 242, 124811.

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