Biotecnología en caña de azúcar para producir más etanol


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Por: Alejandro Hernández, Director de Biotecnología para Centroamérica y el Caribe de CropLife Latin America

La caña de azúcar es un cultivo excepcional por su capacidad de convertir la energía del sol, el dióxido de carbono y el agua en grandes cantidades de sacarosa, que comúnmente conocemos como azúcar de mesa. Ese azúcar a su vez se puede convertir en un poderoso biocombustible, el Etanol.

Los precios altos del petróleo hace tan solo unos años resultaron en un impacto positivo para la producción de biocombustibles principalmente el Etanol. Actualmente el precio del petróleo es bajo, sin embargo la industria de Etanol continúa. Démosle una mirada tanto a la producción de Etanol para entender el Por qué?, Su relación con productos agrícolas como el maíz y particularmente la caña de azúcar, para finalmente entender las mejoras genéticas que están a la orden del día en la caña.

Tres productos agrícolas juegan un gran papel en la producción de Etanol y son el maíz, la caña de azúcar y los residuos de celulosa de la producción agrícola, estos a su vez son un reflejo de las realidades políticas y de producción agrícola en los países que usan o generan Etanol. En el 2013 la industria del Etanol fue liderada por Estados Unidos con un 57%, Brasil un 27% con 6,3 billones de galones, la Unión Europea un 6%, otros productores menores como China, India, Canadá, Argentina, Perú y Guatemala. El auge del Etanol en Estados Unidos y Brasil responde a su vez a políticas de uso de combustible que exige la mezcla de etanol con gasolina tanto en estos dos países. En Estados Unidos desde el 2005 con la Ley de Política Energética (RFS, siglas en inglés del Renewable Fuel Standard)y ampliada con la Ley de Independencia Energética y Seguridad (EISA - siglas en inglés) del 2007 resultó en la introducción de mezclas de combustible al 15% y al 80% de Etanol, mientras que en Brasil la legislación resultó en una mezcla de un 25-27%.

Ahora bien, la producción de Etanol no necesariamente se traduce en exportaciones pues mucho del mismo es para mercado local. Si miramos los exportadores, nos encontraremos con que los principales exportadores son Brasil (23.750 mill Ton), Tailandia(8.8mill), Australia (3.6mill), India(2.5) y Guatemala (2.3) y los mayores importadores son China (5,5mill), Indonesia (3.2mill), USA (3mill) y Europa (2.8)5 .Ahora miremos un poco más en detalle a Brasil y su relación con la caña de azúcar.

Brasil produce 9millones de hectáreas que se obtienen de 421 unidades de producción, también llamadas usinas, que generan azúcar, etanol y electricidad. Un 59% del azúcar es utilizado para la fabricación de Etanol como un biocombustible y tiene una producción proyectada para el 2019 de 58,8 billones de litros. De la producción total, 50 serían destinados para consumo interno y 8.8 para exportación, el alto consumo local se debe a que como lo mencionábamos con anterioridad el Etanol se mezcla en un 25-27% por Ley con los combustibles para vehículos .

Con este contexto, analicemos un poco el cultivo de caña para entender las mejoras genéticas que se están desarrollando. La Caña de azúcar (Saccharum officinarum) es una de las plantas más eficientes que existen en la naturaleza. Esta planta es capaz de tomar la energía del sol y mediante una fotosíntesis muy eficiente captura más Carbono que otros cultivos y lo convierte en Azúcar. En términos bioquímicos son llamadas plantas C4 porque logra un primer compuesto estable formado por cuatro carbonos: Malato o Aspartato. Para referencia del lector, en otras las especies de plantas cuya fotosíntesis C3, el primer compuesto estable es de tres carbonos el ácido APG-Ácido fosfoglicérico. En términos prácticos, esto significa una mayor eficiencia que le permite producir un gramo de biomasa seca por cada 148-300 gramos de agua versus las C3 que utilizan entre 300 a 1000gramos de agua.

Ahora bien, luego de entender el contexto político y económico, la alta eficiencia de la Caña de Azúcar, veamos los retos y soluciones que existen para el cultivo.

Los desarrollos en biotecnología para la caña de azúcar

 

El cultivo de caña enfrenta varios retos y para cada uno de esos retos se está generando investigación y desarrollo mediante ingeniería genética y que son el control de malezas, la tolerancia a sequía, la productividad y el valor agregado.

Indonesia cuenta con caña de azúcar tolerante a la sequía con distintas versiones del gen clorine deshidrogenasa e identificados como NXI-1T con el gen EcBetA de E.coli , NXI-4T y NXI-6T que tienen ambos el gen RmBetA de Rhizobium meliloti ,. La proteína codificante cataliza la producción de un compuesto de protección osmótica de betain glicina que confiere la tolerancia a estrés hídrico.

En Brasil, el Centro de Tecnología de Caña de Brasil (CTC) está desarrollando con fines comerciales al 2018 cuatro líneas, la primera es caña de azúcar resistente a plagas como la broca de la caña y tolerancia a herbicidas, la segunda es caña tolerante al estrés hídrico con capacidad de producir un 15% más en condiciones de estrés hídrico, y el tercero es caña más productiva con un 25% más de crecimiento y la cuarta es caña de azúcar que produce mayor cantidad de azúcar en un 20%.

En Australia los desarrollos pasan por producir un azúcar de más valor llamado isomaltulosa o trehalosa desarrollado por la Universidad de Queensland ,,resistencia a herbicidas, mejor uso de agua y nitrógeno y características múltiple en una sola planta como tolerancia a sequía, uso de nitrógeno, aumento en la concentración de sacarosa y aumento en tamaño.

La Caña de Azúcar biotecnológica estarán pronto disponible para uso comercial, con la ventaja de que el cultivo de caña de azúcar es de un clima tropical y podría tener amplios beneficios para países en desarrollo.

Bibliografía