Valoración de subproductos de la industria alimentaria mediante fermentación sólida y sumergida con Rhizopus sp.

Abstract

Se estima que entre un 20 y un 30 % del total de alimentos producidos en Europa se pierde o desperdicia, generando impactos negativos en toda la cadena de suministro de alimentos con unos costes asociados alrededor de 143 mil millones de euros anuales. La Directiva de Residuos 2018/851 (UE) establece una serie de prioridades a la hora de tratar los residuos producidos, comenzando con la reutilización, el reciclaje y la valorización con el fin de disminuir el impacto ambiental y económico generado. Muchos de estos descartes o subproductos son ricos en infinidad de compuestos, aun así, su alto contenido en humedad y variabilidad y debido fundamentalmente a la inexistencia de una actividad de valorización integral y eficiente, hace que muchos de estos terminen eliminándose. Además, otro de los aspectos clave en la sostenibilidad a gran escala es el desarrollo ganadero sostenible, incluyendo la reducción del desperdicio alimentario y la aplicación de nuevos recursos para alimentación animal. En este escenario, la incorporación de materias primas alternativas, procedentes de descartes alimentarios reduciría la dependencia de los mercados internacionales, reduciría costes y mejoraría la competitividad del sector además de reducir el impacto ambiental generado por dichos residuos. La principal dificultad para el uso de muchos subproductos en alimentación animal es el escaso valor nutricional que presentan, principalmente su bajo contenido en proteína, alta humedad, baja digestibilidad o la presencia de posibles sustancias indeseables como agentes anti-nutricionales. La bioconversión permite transformar estos subproductos en compuestos o productos de valor añadido.La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo principal identificar nuevos bioprocesos para obtener nuevas fuentes de proteínas y nuevas materias primas para alimentación animal a partir de subproductos de diferentes industrias alimentarias. Para ello, los trabajos se han centrado en el desarrollo de los procesos fermentativos tanto en estado sólido como líquido mediante el hongo filamentoso Rhizopus sp. Además del objetivo principal, se ha estudiado la posibilidad de obtener otros productos de interés como ácidos orgánicos, quitosano y péptidos bioactivos con interés en la industria alimentaria, farmacéutica y/o cosmética. La fermentación sumergida se ha aplicado como tratamiento de melazas de naranja, lactosuero y lixiviados de frutas y verduras (subproducto previo a la fermentación sólida), donde se han obtenido disminuciones de Demanda química de oxígeno (DQO) entre 50-70 % y producciones de biomasa fúngica rica en proteína (31-39 %) y con un perfil de aminoácidos comparable a la soja en casos específicos. Los procesos de fermentación en estado sólido se han aplicado en bagazo de cerveza y en los descartes de frutas y verduras, previo prensado para la disminución de la humedad. Estos productos aumentaron su contenido proteico (1.5-2 veces), con aumentos del contenido en aminoácidos esenciales y la liberación de polifenoles mejorando características para su uso como piensos en alimentación animal. El estudio económico preliminar indica que los factores más importantes en la viabilidad del proceso de fermentación sólida sonpor un lado el ahorro generado por la no gestión de estos residuos (80 euros/t) y por otro, la venta de los productos finales.Tras la investigación, se puede concluir que la fermentación sumergida y sólida combinada en el aprovechamiento integral de los subproductos, sobre todo frutas y verduras y el lixiviado generado en la etapa de prensado, podría generar una disminución del impacto ambiental y económico, por la no gestión de residuos, un ingreso económico, por la venta del producto valorizado, y finalmente proporcionar una materia prima alternativa y sostenible para elaboración de piensos.