El cáñamo puede servir para mucho más que producir semillas o cannabinoides. El tallo contiene fibras vegetales que pueden utilizarse en la industria textil, pero para separarlas del resto de los tejidos de la planta hace falta un proceso conocido como enriado.
Ahora, un estudio desarrolló una forma de hacer ese proceso utilizando bacterias capaces de degradar la pectina que mantiene unidos los haces de fibras. El resultado fue un método controlado que redujo a la mitad el tiempo necesario para obtener fibras aptas para ser procesadas.
¿Cómo se obtiene fibra del tallo del cáñamo?
Las fibras de cáñamo utilizadas para textiles se encuentran principalmente en el tallo. Allí forman haces que están unidos entre sí por sustancias como la pectina.
Para liberar las fibras, una de las técnicas tradicionales consiste en sumergir los tallos en agua y dejar que los microorganismos presentes naturalmente comiencen a degradar esas sustancias. Primero predominan bacterias que necesitan oxígeno y, a medida que este se agota, pasan a tener mayor importancia microorganismos anaerobios.
El problema es que el proceso tradicional resulta difícil de controlar. Si el enriquecimiento se prolonga demasiado, las fibras pueden perder resistencia, mientras que factores ambientales como el clima también pueden modificar la velocidad y el resultado final.
Por eso, los investigadores buscaron una alternativa que permitiera controlar mejor qué microorganismos participan y cuándo lo hacen.
Bacterias del propio cáñamo
El equipo trabajó con cáñamo procedente de la región del Mar Negro, en Turquía. Primero dejó los tallos en agua y aisló las bacterias que aparecían durante el proceso de enriado.
Después seleccionó microorganismos capaces de producir grandes cantidades de poligalacturonasa, una enzima que ayuda a degradar la pectina. Al mismo tiempo, buscaron bacterias con poca o ninguna actividad celulolítica, porque degradar la celulosa podría debilitar las fibras que se quieren conservar.
Finalmente quedaron tres microorganismos: Pantoea sp. K2A, Bacillus sp. K5A y Clostridium beijerinckii K10A.
Los dos primeros son bacterias aerobias, mientras que Clostridium beijerinckii es anaerobia. Los tres fueron aislados del agua utilizada para procesar el cáñamo local.
Esto permitió diseñar un proceso que imitara lo que ocurre naturalmente durante el enriado, pero de una manera mucho más controlada.
Una etapa aeróbica y otra anaeróbica
El método desarrollado por los investigadores funciona en dos etapas.
Durante el primer día agregaron una mezcla de Bacillus y Pantoea en partes iguales. Estas bacterias comenzaron a actuar mientras todavía había oxígeno disponible.
Cuatro días después incorporaron Clostridium beijerinckii. La idea era que esta bacteria pudiera continuar degradando la pectina cuando las condiciones fueran más pobres en oxígeno, reproduciendo la sucesión microbiana que ocurre durante el proceso tradicional.
El proceso completo se terminó en siete días.
Como comparación, el enriado tradicional utilizado por los investigadores necesitó aproximadamente 14 días. En la comparación presentada por el propio estudio, el nuevo método redujo el tiempo de procesamiento alrededor de un 50 %.
¿Qué hacen las bacterias con el tallo?
La clave está en la degradación de los materiales que mantienen unidos los haces de fibras.
Los investigadores midieron los azúcares reductores liberados durante el proceso. Estos compuestos permiten seguir indirectamente la degradación enzimática de estructuras como la pectina y otros polisacáridos.
El método microbiológico produjo concentraciones de azúcares reductores superiores a las observadas durante el enriado convencional. El pico apareció alrededor del séptimo día, lo que indicó una intensa actividad de degradación de polisacáridos.
Después de esa etapa, la concentración comenzó a bajar, algo que los autores interpretaron como una reducción del sustrato disponible y el consumo de los compuestos liberados por los propios microorganismos.
La ventaja es que las bacterias atacan principalmente la matriz que mantiene unidas las fibras sin degradar de manera significativa la celulosa que les da su estructura.
¿La fibra obtenida sirve para hacer ropa?
Ese era uno de los puntos importantes del estudio. Los investigadores no se limitaron a comprobar si las bacterias separaban las fibras: también analizaron sus propiedades y probaron si podían utilizarse para fabricar hilo.
Las fibras fueron examinadas mediante microscopía electrónica de barrido, espectroscopía FTIR, análisis de color, mediciones de rendimiento y pruebas de hilatura. El análisis microscópico mostró que las fibras mantenían su integridad después del proceso microbiológico.
También encontraron algunas diferencias frente al método tradicional. Las fibras obtenidas mediante el proceso microbiológico fueron más oscuras: presentaron un valor de luminosidad L* de 57,38, frente a 61,77 para las fibras obtenidas mediante enriado convencional. Ambas conservaron una tonalidad dentro del rango considerado apropiado para fibras de cáñamo.
En cuanto a las propiedades mecánicas, las fibras del séptimo día fueron algo más débiles que las obtenidas mediante el proceso tradicional, aunque los autores consideran que el ahorro de tiempo resulta significativo sin comprometer sustancialmente la calidad.
Del cáñamo al hilo
La prueba más interesante llegó cuando los investigadores intentaron hilar las fibras. La fibra de cáñamo sola no resultó adecuada para el proceso de hilatura utilizado. Tampoco funcionó inicialmente una mezcla compuesta por 50 % de cáñamo y 50 % de algodón.
Por eso redujeron la proporción de cáñamo al 30 %. Con esa mezcla lograron producir un hilo Ne 12/1 mediante un sistema de hilatura open-end. Durante la prueba se registraron dos roturas del hilo, pero el material obtenido pudo ser procesado.
De hecho, de todas las muestras analizadas, la correspondiente al séptimo día fue la única que pudo hilarse con éxito en la máquina utilizada, después de mezclarla con algodón.
¿Por qué importa este descubrimiento?
El interés del trabajo no está solamente en conseguir cáñamo en menos tiempo. Los investigadores intentaron resolver uno de los problemas del enriado tradicional: la dificultad para controlar la actividad microbiana y conseguir resultados consistentes.
En lugar de depender exclusivamente de los microorganismos presentes de manera espontánea en el agua, el nuevo sistema utiliza bacterias seleccionadas a partir del propio ecosistema de enriado del cáñamo. Según los autores, esta adaptación local podría favorecer una colonización más eficiente y resultados más estables.
Además, el estudio presenta como novedad el primer uso de Pantoea en el enriado de cáñamo y el primer registro documentado del uso de Clostridium beijerinckii para este propósito.
El trabajo fue realizado con cáñamo de la región del Mar Negro y todavía se necesitan nuevas investigaciones para mejorar el método y evaluar su comportamiento a una escala industrial. Pero el resultado muestra una posibilidad interesante: utilizar los propios microorganismos asociados al cáñamo para transformar más rápido sus tallos en una materia prima aprovechable por la industria textil.
En un momento en que el cáñamo vuelve a ganar interés como fuente de fibras vegetales, este tipo de biotecnología podría ayudar a hacer más eficiente uno de los pasos más importantes —y menos conocidos— de la producción textil. Los autores señalan que su siguiente objetivo es seguir optimizando tanto los aspectos ecológicos del proceso como la calidad de las fibras.