Caracterización por RMN de biopolímeros y lípidos de la pulpa de cáñamo tratada con Thermomyces lanuginosus

Convertir los restos de la cosecha en un tesoro oculto

En todo el mundo, agricultoras y productoras de alimentos se quedan con montañas de residuos vegetales una vez extraído el aceite o el grano. La producción de aceite de cáñamo no es una excepción: genera un subproducto fibroso llamado pulpa de cáñamo que normalmente se considera un residuo de bajo valor o se destina a alimentación animal. Este estudio explora cómo un hongo termófilo puede actuar como una refinería microscópica, reconfigurando las moléculas dentro de la pulpa de cáñamo para crear ingredientes más útiles para combustibles, materiales y fertilizantes. Mediante un método analítico potente llamado RMN, los investigadores observaron en detalle cómo el hongo transforma los aceites, las fibras vegetales y los compuestos que contienen fósforo encerrados en este recurso infrautilizado.

Una mirada más cercana a la fracción olvidada del cáñamo

La pulpa de cáñamo es mucho más que materia vegetal seca sobrante. Es rica en fibras estructurales—celulosa, hemicelulosa y lignina—así como en un contenido sorprendentemente alto de aceites y compuestos que contienen fósforo. Estos componentes son valiosos pero están estrechamente unidos en una mezcla compleja y difícil de procesar conocida como biomasa lignocelulósica. Esa complejidad hace que el material sea resistente a la degradación y difícil de transformar en productos avanzados. Los autores se propusieron averiguar si un hongo termófilo, Thermomyces lanuginosus, cultivado sobre pulpa de cáñamo húmeda en fermentación en estado sólido, podría reorganizar de forma suave pero efectiva esta química interna, haciendo la biomasa más versátil para uso industrial.

El hongo como procesador natural de aceites

El equipo siguió primero qué ocurría con la fracción aceitosa durante 4, 7 y 10 días de crecimiento fúngico. Usando RMN de protones, observaron que el hongo consumía de forma constante las grasas de almacenamiento complejas—mono-, di- y triglicéridos—mientras aumentaba la cantidad de glicerol libre y mantenía una reserva abundante de ácidos grasos insaturados. Tras 10 días, el glicerol aumentó de forma notable, alcanzando aproximadamente un tercio de la fracción lipídica, mientras que ciertos ácidos grasos poliinsaturados, como el linoleico y el linolénico, se convirtieron parcialmente. Los aceites de la pulpa de cáñamo resultaron ser inusualmente ricos en ácidos grasos monoinsaturados, apreciados tanto por su valor nutricional como por la calidad para combustible. En efecto, el hongo actuó como una planta de procesamiento biológico, dividiendo moléculas de grasa grandes en piezas más pequeñas y valiosas que pueden alimentar industrias que van desde la alimentación y la cosmética hasta el biodiésel y los plásticos de origen biológico.

Reconfiguración de las fibras vegetales y liberación de fósforo

Más allá de los aceites, el hongo también reestructuró la matriz vegetal sólida. La RMN en estado sólido reveló que el componente lignina—el aglutinante duro y leñoso de las paredes celulares vegetales—ganó con el tiempo más grupos carbonilo y carboxilo. Estos cambios pueden hacer la lignina más reactiva y más adecuada como bloque de construcción para dispersantes, polímeros o incluso sustitutos del betún en materiales de construcción. En la celulosa, las señales sugirieron que las impurezas aromáticas residuales, probablemente trazas de lignina, disminuyeron, dejando un polisacárido químicamente más limpio que resulta atractivo para papel, textiles y derivados químicos. La hemicelulosa mostró un desplazamiento hacia señales más características de carbohidratos y menos grupos metoxilo, lo que indica que la actividad fúngica estaba eliminando añadidos de tipo lignínico y enriqueciendo la columna vertebral de azúcares. Al mismo tiempo, el análisis de extractos ricos en fósforo mostró que el hongo convirtió una parte de las formas orgánicas de fósforo (monoésteres) en ortofosfatos inorgánicos más disponibles, lo que podría aumentar el valor del residuo como fuente de nutrientes para plantas.

Una nueva vía para biorrefinerías verdes

En conjunto, estos cambios muestran que Thermomyces lanuginosus puede mejorar la pulpa de cáñamo de varias maneras a la vez: simplificando sus aceites en glicerol y ácidos grasos útiles, orientando la lignina hacia formas más reactivas, limpiando la celulosa y la hemicelulosa y reconfigurando la química del fósforo hacia nutrientes más accesibles. Dado que la RMN permitió a los investigadores monitorizar estas transformaciones de forma no destructiva y con detalle, pudieron vincular desplazamientos moleculares específicos con posibles aplicaciones industriales. Para el lector general, el mensaje clave es que lo que parece un residuo de procesamiento poco valioso puede, con la ayuda del hongo adecuado, convertirse en una materia prima multipropósito para combustibles, materiales y fertilizantes. Este tipo de refinado suave impulsado por la biología es una pieza importante de la incipiente bioeconomía circular, donde los residuos de un proceso se convierten en materias primas para el siguiente.

Cita: Vuković, J.P., Jednačak, T., Novak, P. et al. NMR characterisation of biopolymers and lipids from hemp pomace treated with Thermomyces lanuginosus. Sci Rep 16, 13345 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41682-1

Palabras clave: pulpa de cáñamo, fermentación en estado sólido, biorrefinería fúngica, biomasa lignocelulósica, espectroscopía RMN