Bioconversiones
Los carbohidratos constituyen una enorme diversidad de moléculas, desde monosacáridos simples hasta heteropolisacáridos altamente ramificados con pesos moleculares difíciles de determinar. Los carbohidratos son moléculas con funciones biológicas esenciales, que incluyen el metabolismo energético, el reconocimiento celular, la estructura y la protección. El trabajo del grupo se enfoca en el desarrollo de biocatalizadores con aplicaciones en biotecnología ambiental, biocombustibles, tecnología de alimentos en el marco de biorrefinerías. La investigación integra microbiología molecular para el análisis y producción de enzimas tanto nativas como recombinantes a escala de laboratorio y en biorreactores, así como la producción de etanol celulósico y de carbohidratos con potencial prebiótico a partir de las fracciones celulósica y hemicelulósica de lignocelulosas, respectivamente.
Integrantes
La Dra. M. Alejandra Martinez recibió su título de Bioquímica (1992) y de Doctora en Bioquímica (2002) por la Universidad nacional de Tucumán, Argentina. Realizó su formación posdoctoral en el Departamento de Biotecnología de la Universidad de Lund, Suecia (2003 - 2005). Es Investigadora Independiente de CONICET desde 2005.
Ha realizado estancias de investigación en la Universitá degli Studi di Milano, Milán, Italia (2004), en la Universidad Miguel Hernández, Alicante, España (2007 -2008) y en el proyecto Biorrefinerías Urbanas en la Universidad de Valladolid, España (2018). Fue Profesora visitante de la Universidad de Biberach de Ciencias Aplicadas, Alemania, para el dictado cursos de grado y posgrado en Bioprocesos (2017).
Es Profesora Asociada a cargo de las cátedras Microbiología General e Industrial y de Introducción a la Biotecnología en la Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología de la Universidad Nacional de Tucumán. Es integrante del Cuerpo Académico de la Carrera de Posgrado de Doctorado en Biotecnología y del Doctorado en Bioquímica de la Universidad Nacional de Tucumán.
El perfil de la Dra. M. Alejandra Martinez se basa en procesos y productos sostenibles de base biológica, orientada a una sociedad con una huella ambiental mínima enmarcada en biorrefinería dando como resultado una sociedad sostenible y circular.
Los carbohidratos constituyen una enorme diversidad de moléculas, desde monosacáridos simples hasta heteropolisacáridos altamente ramificados con pesos moleculares difíciles de determinar. Los carbohidratos son moléculas con funciones biológicas esenciales, que incluyen el metabolismo energético, el reconocimiento celular, la estructura y la protección. El trabajo del grupo se enfoca en el desarrollo de biocatalizadores con aplicaciones en biotecnología ambiental, biocombustibles, tecnología de alimentos en el marco de biorrefinerías. La investigación integra microbiología molecular para el análisis y producción de enzimas tanto nativas como recombinantes a escala de laboratorio y en biorreactores, así como la producción de etanol celulósico y de carbohidratos con potencial prebiótico a partir de las fracciones celulósica y hemicelulósica de lignocelulosas, respectivamente.
Dr. Horacio Pisa - Investigador Asistente CONICET
Es Licenciado en Biotecnología y Doctor en Ciencias Biológicas por la Universidad Nacional de Tucumán. Durante su formación doctoral como becario de CONICET bajo la dirección de la Dra. María Alejandra Martínez y la codirección del Dr. Héctor Romero (UDELAR), orientó sus investigaciones al estudio tecnológico, genómico y proteómico de biocatalizadores de origen procariota con potencial aplicación biotecnológica. Su experiencia doctoral fue enriquecida con una estancia de formación en microbiología molecular y biocatálisis en el Departamento de Biotecnología de la Universidad de Lund. Posteriormente, llevó a cabo sus estudios posdoctorales en PROIMI, enfocados en la obtención de bioproductos para la industria alimentaria y en estrategias de valorización de biomasa residual.
Actualmente se desempeña como profesional técnico en PROIMI, especializado en biología molecular y bioinformática, y ha sido seleccionado como Investigador Asistente de CONICET (con ingreso efectivo pendiente de designación), bajo la dirección de la Dra. Marcela Ferrero (Universidad Nacional Arturo Jauretche) y la codirección de la Dra. María Alejandra Martínez (PROIMI y UNT). En el ámbito académico, desarrolla actividades docentes como profesor adjunto en la Universidad San Pablo-T y como auxiliar docente en la Universidad Nacional de Tucumán.
Su perfil científico se centra en la biocatálisis y el diseño de bioprocesos orientados a la obtención de productos de valor agregado, en el marco de biorrefinerías y la bioeconomía circular. Sus líneas de investigación abordan la exploración de ecosistemas hidrotermales de las Yungas del noroeste argentino como reservorios de nuevos sistemas biocatalíticos con potencial aplicación en biotecnología industrial.
El trabajo del Dr. Pisa integra la prospección de enzimas activas sobre carbohidratos (CAZymes) producidas por comunidades microbianas adaptadas a condiciones extremas. A través de abordajes metagenómicos, genómicos y proteómicos, su investigación se focaliza en el análisis de glicosil-hidrolasas y enzimas oxidativas auxiliares clave para la deconstrucción de lignocelulosas y la valorización de residuos agroindustriales. Asimismo, explora el potencial de estas actividades enzimáticas para la dispersión de biofilms microbianos asociados a procesos de bioincrustación y contaminación, contribuyendo de este modo al desarrollo de herramientas innovadoras aplicables a procesos industriales sostenibles.
Esp. Mariana Marchesino (UNC) - Becaria doctoral CONICET
Es Licenciada en Nutrición y Especialista en Tecnología de los Alimentos por la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). Actualmente se desempeña como becaria doctoral de CONICET, desarrollando su doctorado bajo la dirección de la Dra. M. Alejandra Martínez (PROIMI y UNT) y la codirección del Dr. Rubén Grosso (IMBIV–CONICET–UNC). Su trabajo de tesis se enfoca en la biotransformación del tegumento de maní para el desarrollo de ingredientes funcionales, para su valorización integral bajo un enfoque de biorrefinería.
El tegumento de maní es un subproducto generado en grandes volúmenes por la industria regional. El objetivo central es transformar este residuo de bajo valor económico en ingredientes funcionales de alto valor agregado, como prebióticos y antioxidantes, destinados al mercado de la alimentación saludable.
El desarrollo de su trabajo comprende el fraccionamiento de los componentes estructurales de la biomasa para lograr la liberación asistida por biocatalizadores de xilooligosacáridos (XOS) y celooligosacáridos (COS) con propiedades prebióticas. Estos compuestos son evaluados biológicamente como sustratos en sistemas de fermentación, analizando su comportamiento frente a cultivos puros de bacterias lácticas de interés industrial y ante la microbiota intestinal humana en microrreactores fecales. Este abordaje permite determinar la estimulación selectiva de microorganismos benéficos y la generación de metabolitos responsables del efecto prebiótico.
El proyecto integra el diseño y la caracterización fisicoquímica de microencapsulados de prebióticos y probióticos, validando su viabilidad ante barreras gastrointestinales y evaluando su vida útil. Con una impronta tecnológica avanzada, el estudio incorpora modelos de Machine Learning e Inteligencia Artificial para predecir la estabilidad de los encapsulados y analizar la dinámica metagenómica del microbioma intestinal humano en sistemas de fermentación fecal.
Como horizonte de transferencia tecnológica, la línea de investigación prevé la definición de una matriz alimentaria comercial para la incorporación de estos ingredientes, ofreciendo al sector socio-productivo herramientas innovadoras para la diversificación y formulación de alimentos procesados de perfil saludable.
Lic. Luciana Contino (UNT) - Becaria doctoral CONICET
Es Licenciada en Ciencias Biológicas, egresada de la Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo de la Universidad Nacional de Tucumán (UNT). Actualmente desarrolla sus estudios de doctorado como becaria de CONICET, bajo la dirección de la Dra. María Laura Tereschuk (FACET–UNT) y la codirección de la Dra. María Alejandra Martínez (PROIMI y FACET-UNT). Su línea de investigación de tesis se centra en la evaluación experimental de procesos de ficorremediación para el tratamiento de efluentes de la industria del limón y la posterior valorización de la biomasa generada como biofertilizante.
Su trabajo aborda de manera directa la problemática ambiental derivada de los grandes volúmenes de aguas residuales generados por la agroindustria citrícola tucumana, cuyos efluentes secundarios frecuentemente exceden los límites legales de vuelco en parámetros críticos como la Demanda Biológica de Oxígeno (DBO), la Demanda Química de Oxígeno (DQO) y la concentración de nutrientes. En este contexto, la investigación propone el diseño y optimización de una tecnología de tratamiento terciario basada en consorcios microalgales en interacción con lodos bacterianos. Este enfoque consorciado busca explotar las relaciones sintróficas entre microorganismos para maximizar la eficiencia de la depuración biológica y la remoción de nutrientes esenciales.
El proyecto persigue una disminución significativa de la carga contaminante del residuo líquido, con el fin de adecuarlo a las exigencias de la legislación vigente y mitigar de forma efectiva el impacto ecológico en la cuenca del río Salí. Paralelamente, la investigación contempla el aprovechamiento integral del proceso mediante la cosecha y caracterización composicional de la biomasa microalgal resultante. El objetivo final es el desarrollo de un biofertilizante orgánico de alta calidad que, mediante el aporte balanceado de nitrógeno, fósforo y potasio, actúe como un bioestimulante del crecimiento vegetal. De este modo, la propuesta no solo resuelve un pasivo ambiental crítico, sino que consolida un modelo sustentable de economía circular y transferencia tecnológica aplicable a la región.
Sr. Eduardo Durán - Estudiante de la Licenciatura en Biotecnología (UNT)
es estudiante de la Licenciatura en Biotecnología de la Universidad Nacional de Tucumán (UNT). Realiza su tesis de graduación en el Laboratorio de Bioconversiones de PROIMI mediante una Beca de Estímulo a la Investigación, bajo la dirección de la Dra. M. Alejandra Martínez y el Dr. Horacio Pisa. Su trabajo se orienta al estudio de la diversidad microbiana y el potencial enzimático de la laguna hidrotermal La Quinta, un ecosistema escasamente explorado en la selva de Yungas de Jujuy. El estudio parte de la premisa de que las condiciones físicas y químicas extremas de este entorno ejercen una presión selectiva constante, favoreciendo el desarrollo de comunidades microbianas con adaptaciones metabólicas únicas.
Su investigación se centra en evaluar, mediante herramientas bioinformáticas, el potencial biotecnológico de estas comunidades nativas como reservorio de enzimas activas sobre carbohidratos (CAZymes). El foco está puesto en la identificación de secuencias codificantes para biocatalizadores termoestables aptos para la modificación y degradación de polisacáridos complejos de interés industrial.
Este abordaje busca aportar significativamente a la valorización ecológica del patrimonio microbiológico regional mediante la identificación de genes candidatos específicos. El interés se concentra en enzimas de alto valor —como glicosil-hidrolasas, carbohidrato esterasas, polisacárido liasas y monooxigenasas líticas de polisacáridos— que, a partir del origen de las muestras, potencialmente presenten estabilidad térmica y efectividad operativa. La prospección de estos sistemas enzimáticos está orientada a la bioconversión de matrices lignocelulósicas complejas.
Sr. Moisés Quintana - Estudiante de la Licenciatura en Biotecnología (UNT)
Es estudiante de la Licenciatura en Biotecnología de la Universidad Nacional de Tucumán (UNT). Realiza su tesis de graduación en el Laboratorio de Bioconversiones de PROIMI, bajo la dirección de la Dra. M. Alejandra Martínez y la Dra. M. Alejandra Correa Deza.
Su trabajo de tesis de graduación se dirige a validar el potencial biotecnológico del tegumento de maní mediante el aprovechamiento integral de sus componentes estructurales y bioactivos. La investigación aborda la producción enzimática de oligosacáridos a partir de este subproducto sin tratamiento y de sus fracciones enriquecidas en hemicelulosa y celulosa, combinada con la extracción y caracterización analítica de los polifenoles presentes en la matriz del sustrato.
El proyecto comprende el desarrollo de formulaciones microencapsuladas mediante secado por aspersión, integrando los oligosacáridos obtenidos con cepas probióticas seleccionadas y extractos polifenólicos para constituir ingredientes alimentarios de alto valor funcional. El estudio evalúa la estabilidad y viabilidad de estos sistemas frente a condiciones gastrointestinales simuladas, determinando además su vida útil bajo diferentes variables de almacenamiento.
Como horizonte de aplicación, la investigación contempla la incorporación de los ingredientes desarrollados en una matriz alimentaria de interés comercial. De este modo, se busca sentar las bases para la transferencia tecnológica hacia el sector socio-productivo, promoviendo la diversificación de alimentos procesados con valor funcional agregado y un perfil saludable.