La valorización de residuos de la industria agroalimentaria a través de biorrefinería para la obtención de materias primas ha dado un paso más en virtud del trabajo realizado por el grupo de investigación FQM-383 de la Universidad de Córdoba que ha conseguido desarrollar un proceso para aprovechar parte de los residuos de biomasa, hasta ahora absolutamente inútil, en un compuesto de gran valor en la industria química y farmacoquímica. Se trata de la lignina, de la que han obtenido un reactivo utilizado en procesos de síntesis de fármacos para el tratamiento del cáncer, el 2,6-Dimetoxiquinona. Este estudio ha sido realizado en colaboración con el grupo de investigación del profesor Joseph Samec de la Universidad de Estocolmo.
La lignina es una sustancia natural que forma parte de la pared celular de muchas células vegetales y que les confiere dureza y resistencia. Un 30% de la biomasa vegetal está compuesta por lignina. “Es una mezcla compleja de polímeros, moléculas de gran tamaño y elevado peso molecular, unidas por enlaces Carbono-Carbono y Carbono-Oxígeno”, explica la investigadora principal María Dolores Márquez Medina. Los primeros, que son los más abundantes, requieren de condiciones críticas de reacción para romperlos, como altas temperaturas o el empleo de nitrógeno, cuya peligrosidad es elevada.
En la actualidad, la lignina se aprovecha rompiendo los enlaces Carbono - Oxígeno que hay en estas moléculas, que son los minoritarios, pudiéndose aprovechar solo el 36% de la lignina. “Lo que llevamos a cabo es una nueva metodología para romper estos enlaces Carbono-Carbono, a través de una ruptura oxidativa y poder obtener moléculas de menor tamaño, en nuestro caso, benzoquinonas, compuestos que se pueden emplear como materia prima en diversas industrias”, expone Márquez Medina. “En el artículo se ha tratado el 64% restante incrementando la valorización de la lignina en un 18%”, añade.
En el artículo, la lignina generada como residuo de la biorefinería se valoriza obteniéndose productos de alta relevancia, en concreto, 2.6-dimetoxibenzoquinona. Este compuesto se utiliza como reactivo de partida en procesos de síntesis de fármacos para el tratamiento del cáncer. Otro producto obtenido es la vainillina, la molécula que aporta sabor y olor a las cosas asociadas a la vainilla. “Esta molécula presenta una escasa obtención de forma natural respecto a la demanda que hay en el mercado ya que se emplea en la industria alimentaria, farmacoquímica o cosmética, entre otras”, concluye la investigadora Mª Dolores Márquez Medina. Asimismo, incrementar a un 18% el aprovechamiento de la lignina en la obtención de compuestos para materia prima industrial supone un paso importante para hacer que el biorrefino sea competitivo con las refinerías a base de petróleo.
Referencia
Subbotina, E., Rukkijakan, T., Marquez-Medina, M.D. et al. Oxidative cleavage of C–C bonds in lignin. Nat. Chem. 13, 1118–1125 (2021). https://doi.org/10.1038/s41557-021-00783-2
