Cómo la inteligencia artificial convierte la caña de azúcar en un componente que usamos todos los días

La caña de azúcar es ampliamente conocida por ser la fuente principal de azúcar, pero su potencial va mucho más allá. Cuando se fermenta con el hongo aspergillus niger, es posible obtener ácido cítrico, un componente clave en productos que usamos a diario, como bebidas, alimentos envasados, productos de limpieza y cosméticos.

Actualmente, la empresa Sucroal, dedicada a la biotecnología y química, está desarrollando un programa piloto para acelerar el proceso de fermentación gracias a la inteligencia artificial.

Según explicó Mauricio Mora, director de tecnología de la compañía, cada año realizan aproximadamente 1.500 pruebas para obtener nuevas cepas del hongo que produzcan mejores resultados. Sin embargo, solo 18 se consideran prometedoras y, finalmente, únicamente dos tienen una tasa de éxito muy baja.

Para mejorar estos resultados, utilizan modelos de inteligencia artificial y analítica, como el árbol de decisión y XGBoost. El árbol de decisión ayuda a identificar qué condiciones aumentan la probabilidad de éxito, permitiendo enfocar los experimentos en los caminos más prometedores y evitar los menos eficaces.

XGBoost, por su parte, clasifica y selecciona las pruebas con mayor probabilidad de éxito, aunque sin mostrar el razonamiento gráfico.

La combinación de ambos modelos permite priorizar las pruebas más efectivas, lo que podría duplicar o triplicar la cantidad de cepas exitosas.

Tradicionalmente, el mejoramiento de cepas se realiza mediante pruebas manuales y mutaciones para volver los hongos más resistentes y productivos, pero el número de experimentos está limitado por los recursos disponibles.

Al emplear modelos de inteligencia artificial, se busca optimizar estos recursos: el sistema analiza datos históricos y sugiere a los investigadores qué parámetros evitar, ya que no han dado frutos en el pasado, y cuáles priorizar para lograr resultados exitosos.

Este enfoque permite enfocar los esfuerzos y multiplicar las probabilidades de encontrar cepas de hongos más productivas y resistentes, con la misma cantidad de recursos y pruebas al año. Así, la inteligencia artificial se convierte en una herramienta clave para el avance en biotecnología.

Encontrar nuevas cepas de Aspergillus niger es clave para optimizar la producción de ácido cítrico, un compuesto presente en refrescos, alimentos, medicamentos y productos de limpieza.

Este hongo, mediante la fermentación de materias primas como la caña de azúcar, transforma los azúcares en ácido cítrico, pero no todas las cepas producen la misma cantidad ni tienen la misma resistencia a cambios en el ambiente.

Por ejemplo, una nueva cepa de Aspergillus niger puede soportar mayores concentraciones de azúcares o adaptarse mejor a condiciones de pH, lo que reduce costos y mejora la eficiencia del proceso.

Además, algunas variantes pueden tolerar residuos o impurezas en las materias primas, permitiendo el uso de materiales más económicos y sostenibles.

Con cepas mejoradas, también se reduce el desperdicio y se optimiza el uso de recursos, beneficiando al medio ambiente.

El ácido cítrico es un ingrediente presente en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana. Se utiliza ampliamente en la industria alimentaria como conservante y potenciador de sabor en refrescos, jugos, caramelos y productos enlatados, ayudando a mantener su frescura y realzar el gusto.

En la limpieza del hogar, se encuentra en detergentes y desincrustantes gracias a su capacidad para eliminar manchas y residuos de cal. Además, es común en productos cosméticos y de cuidado personal, como cremas o champús, donde ayuda a estabilizar fórmulas y regular el pH.

Incluso en el sector médico y farmacéutico, el ácido cítrico desempeña un papel importante como regulador y conservante en medicamentos y soluciones. Este compuesto está presente en múltiples productos de uso diario.