Pigmentos naturales amarillos por la luz y el CO2
Una alternativa sostenible a los colorantes alimentarios sintéticos: "Las cianobacterias ofrecen un enorme potencial para una biotecnología respetuosa con el clima"
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Investigadores de la Universidad Friedrich Schiller de Jena han logrado producir pigmentos naturales amarillos a partir de dióxido de carbono y energía luminosa. Para ello utilizaron cianobacterias en las que se introdujeron genes de remolacha. Según informa el equipo en la revista científica Metabolic Engineering, los pigmentos naturales producidos de forma sostenible, que tienen propiedades antioxidantes, pueden utilizarse en productos alimenticios y cosméticos.
Pigmentos sostenibles en lugar de aditivos sintéticos
"La demanda de colorantes alimentarios tiende cada vez más a alejarse de los colorantes sintéticos y a optar por alternativas naturales", explica Julie Zedler, catedrática de Biología Sintética de Organismos Fotosintéticos de la Universidad de Jena. Esta tendencia también hace atractivos los pigmentos amarillos y naranjas del grupo de la betaxantina, que hasta ahora se obtenían de plantas. "Sin embargo, extraer pigmentos de las plantas compite con la producción de alimentos. Por tanto, necesitamos alternativas para producir estos pigmentos naturales de forma controlada y sostenible", prosigue Zedler. Por eso ha desarrollado, junto con la Universidad de Copenhague, un sistema de producción alternativo basado en cianobacterias.
Producción utilizando sólo luz y dióxido de carbono
Para ello, los investigadores transfirieron selectivamente genes de remolacha (Beta vulgaris) a la bacteria fotosintética Synechocystis. "A diferencia de los procesos biotecnológicos establecidos que utilizan levaduras o bacterias, nuestras cianobacterias funcionan esencialmente como pequeñas fábricas alimentadas por energía solar", explica Zedler. "Utilizan la luz para convertir directamente el dióxido de carbono en pigmentos naturales de alto valor, sin añadir azúcares ni aminoácidos".
Mediante modificaciones metabólicas específicas y condiciones de cultivo optimizadas, los investigadores consiguieron aumentar considerablemente la producción de pigmentos. Al final, consiguieron multiplicar por 165 la producción de pigmentos en comparación con los experimentos iniciales. "Se trata de un paso importante hacia una producción escalable y sostenible para la industria", añade Zedler.
Relevancia para la nutrición y el medio ambiente
"Las betaxantinas no sólo son colorantes, sino que también actúan como antioxidantes", añade Zedler. "Por tanto, podrían sustituir a los aditivos sintéticos en los productos alimentarios y ofrecer al mismo tiempo beneficios nutricionales". A largo plazo, los investigadores también ven posibles aplicaciones en envases alimentarios y cosméticos.
El trabajo también pone de relieve la fortaleza de la Universidad de Jena en el campo de la biología microbiana y sintética. "Las cianobacterias ofrecen un enorme potencial para la biotecnología respetuosa con el clima", afirma la directora del proyecto, la Dra. Julie Zedler, de la Universidad de Jena.
Premio para una investigadora novel
Por su investigación, la primera autora del estudio, Sayali Hanamghar, también fue galardonada con el primer puesto en el concurso "Tesis en tres minutos" de 2025 de la Universidad de Jena. En el concurso, presentó su proyecto de doctorado a un amplio público en sólo tres minutos.
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