Ingredientes de valor a partir de residuos de la industria agroalimentaria

• En los últimos años, ha surgido un gran interés en la reincorporación eficiente de los subproductos agroalimentarios debido a su capacidad para mejorar la sostenibilidad, reducir la eliminación de residuos y crear productos de valor agregado dentro de la industria alimentaria.
• La valorización de los subproductos puede reducir los costes de las empresas agroalimentarias relacionados con la gestión de residuos o incluso suponer una fuente adicional de ingresos.
• Algunas empresas nacionales canalizan estos excedentes hacia procesos internos, sin embargo, las cifras de adopción aún son muy bajas. Otros optan por utilizarlos para producir biocombustibles o energía eléctrica.
• La aplicación de metodologías de extracción basadas en la biotecnología permite aprovechar estos subproductos, que contienen una variedad de componentes beneficiosos para la salud humana.
• La producción de alimentos aumenta constantemente para satisfacer las necesidades de una población mundial en pleno crecimiento. Como consecuencia, la industria agroalimentaria sigue avanzando en su optimización.

En este contexto, la industria agroalimentaria enfrenta un problema significativo de desperdicio a lo largo de toda la cadena de valor. Iniciativas europeas, como la estrategia 'De la Granja a la Mesa' dentro del Pacto Verde, están cobrando cada vez más relevancia para abordar este desafío.

Desde 2013, en España se ha implementado la estrategia 'Más alimento, menos desperdicio', con el objetivo de mitigar el problema del desperdicio de alimentos.

Por razones económicas, estéticas o costumbre, muchos alimentos que aún son perfectamente comestibles y adecuados para el consumo humano son descartados y terminan encaminados para la elaboración de piensos.

Adicionalmente, debido a la falta de inversión y apoyo a la investigación, otras partes de los cultivos simplemente se consideran como residuos y no son aprovechados.

Estas prácticas generan externalidades negativas para el medio ambiente y, a menudo, conllevan costos económicos adicionales, lo que resulta en la pérdida de beneficios para las empresas del sector y un mayor impacto ambiental.

No obstante, estos residuos están siendo cada vez más reconocidos como nuevas fuentes de carbono, proteínas, azúcares, lípidos, fibras dietéticas, micronutrientes y compuestos bioactivos, entre otros, y generando un interés especial en diversas industrias. Esto abarca no sólo otros procesos dentro de la industria agroalimentaria, sino también a la cosmética, la farmacéutica y otros sectores.

¿Cuánto se desperdicia durante los procesos industriales?

En concreto, según la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura), el promedio de alimentos desperdiciados desde la cosecha hasta la venta final al consumidor alcanza el 14 %.

En este sentido, en todo el mundo, los sectores alimentarios generan anualmente una cantidad significativa de desperdicios y subproductos. Concretamente, durante el procesamiento de alimentos, se produce el 38 % de estos residuos.

La capacidad de reintegrar los residuos generados en los procesos industriales es uno de los mayores desafíos para alcanzar el desarrollo sostenible, así como prácticas más acordes con la bioeconomía que aumentan la facturación.

El porcentaje de desperdicio es aún mayor para productos específicos como en el caso de la alcachofa y del espárrago, donde puede alcanzar entre el 60 % y el 70 %.

Por otro lado, las legumbres, como las alubias, los garbanzos, los altramuces, los guisantes, las habas y las lentejas, que en conjunto representan el 80 % de la producción mundial de legumbres, desperdician hasta el 25 % de su producción debido al incumplimiento de las normas y al descarte de granos rotos y partes de las plantas (vainas, hojas, tallos).

Los desechos más comunes de los procesos agroalimentarios incluyen cubiertas de semillas, cáscaras frescas, semillas rotas, tallos, orujos, hojas, salvado, pajas, raíces, bagazos, pulpas, tortas de oleaginosas, melazas y agua de cocción/remojo de las conservas, entre otros.

En 2020, según una encuesta del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA), 70,83 % de las empresas nacionales declararon disponer de una estrategia definida o una política interna destinada a luchar contra el desperdicio de alimentos. Sin embargo, solo el 50,39 % de las empresas manifestaron promover acciones concretas con sus proveedores para prevenir o reducir el desperdicio de alimentos en origen.

En definitiva, es esencial implementar estrategias concretas para reducir el desperdicio de alimentos. Para ello, la industria debe adaptarse y aprovechar lo que antes se consideraban residuos, integrándolos en nuevos procesos que tengan un interés ambiental y que, al mismo tiempo, generen mayores rendimientos.

En este sentido, la valorización de estos subproductos de alto valor añadido puede utilizarse como ingredientes alimentarios, aditivos para la industria alimentaria o nuevos productos conocidos como upcycled, así como para otros sectores de interés.

¿Qué puede hacer la industria para aprovechar los subproductos?

En España, según el MAPA, por cada kilogramo o litro de producto terminado, la industria agroalimentaria genera 0,0022 kilogramos o litros de subproductos. 

Dependiendo del sector específico, esta cifra puede incluso aumentar. Estos subproductos se vuelven especialmente interesantes desde un punto de vista económico debido a su cantidad.

En este contexto, el 9,63 % de las empresas canaliza los excedentes hacia procesos internos, lo que les permite reintroducir estos biorresiduos en nuevos procesos productivos.

En cuanto a la generación de energía, un 8,15 % de las compañías utiliza parte de estos excedentes para producir biocombustibles, mientras que un 1,48 % los destina a la producción de energía eléctrica.

En cuanto a las empresas transformadoras, los métodos de valorización más utilizados a escala nacional son la digestión anaeróbica y el compostaje, seguidos por la entrega a un gestor externo.

La gestión de la biomasa agrícola se está convirtiendo en una preocupación mundial. Este problema puede mitigarse mediante la aplicación del concepto de biorrefinería, que integra procesos de conversión de biomasa para producir biocombustibles, energía, biofertilizantes y compuestos bioactivos de alto valor añadido a partir de esta materia prima.

El uso de diversos procesos y metodologías biotecnológicas consolidadas se presenta como una estrategia adecuada para la gestión y valorización de subproductos alimentarios.

Estos subproductos, considerados biorrecursos potenciales, conservan un alto valor composicional y nutricional gracias a su riqueza en moléculas funcionales y bioactivas con beneficios para la salud humana.

En concreto, los componentes primarios contienen azúcares, aminoácidos, proteínas y clorofilas, mientras que los componentes secundarios comprenden alcaloides, flavonoides, saponinas, taninos, carotenoides, compuestos fenólicos y muchos otros.

Valorización y extracción de los compuestos bioactivos

El propósito de la valorización es minimizar la generación de residuos mientras se obtiene la máxima cantidad de compuestos bioactivos relevantes.

La biotecnología industrial ofrece la oportunidad de aprovechar estos subproductos agroalimentarios

La evaluación nutricional de los residuos de frutas y verduras, presentes en diversas investigaciones, indica que la mayoría de estos subproductos de cultivos pueden ser aprovechados, recuperados y transformados en productos alimenticios con un valor nutricional añadido.

En los últimos años, numerosos estudios han resaltado el inmenso potencial de los subproductos agroalimentarios para diversas aplicaciones, como la extracción de compuestos bioactivos, la creación de fuentes de alimentación alternativas para el ganado y su integración en formulaciones alimentarias innovadoras.

Estos compuestos bioactivos poseen una amplia gama de propiedades beneficiosas, que incluyen antimicrobianas, antifúngicas, antioxidantes, insecticidas, antiinflamatorias, antitumorales, anticolesterol e inmunoestimulantes.

En este sentido, existen diversas técnicas de extracción de compuestos bioactivos, entre las que se pueden mencionar las siguientes tecnologías:

• Extracción con solventes.
• Extracción convencional con agua caliente.
• Extracción con bases.
• Extracción asistida por microondas.
• Extracción asistida por ultrasonido.
• Extracción asistida por enzimas.
• Extracción con líquidos presurizados.
• Extracción con fluidos supercríticos.
• Campos eléctricos pulsantes.
• Descarga eléctrica de alta voltaje.
• Extracción sólido-líquido.
• Disolventes eutécticos.

La selección de una metodología de extracción se fundamenta en la sensibilidad del compuesto a recuperar, así como en otras variables como la temperatura y el costo del proceso.

En definitiva, el aprovechamiento de subproductos puede disminuir los costos asociados con la gestión de residuos e incluso generar ingresos adicionales.

Además, la adopción de prácticas circulares puede mejorar la posición competitiva de las empresas en términos de reputación e imagen de marca en comparación con sus competidores.

Casos de éxito

Ingredalia

Ingredalia, una empresa nacional establecida en 2017, se especializa en la valorización de residuos agroalimentarios a través de la biotecnología avanzada.

Entre sus logros destacados se encuentra la utilización de residuos de brócoli, que constituyen entre el 30 % y el 35 % del desperdicio en la industria agroalimentaria.

Ingredalia ha patentado un método para extraer componentes de alto valor añadido de los subproductos generados

Los primeros productos desarrollados se derivan de la revalorización de los subproductos del procesado del brócoli. 

Para esto, utilizan tecnologías avanzadas para extraer moléculas de sulforafano y glucosinolato, responsables de los efectos saludables del brócoli, que luego son incorporados a nuevos productos.

El sulforafano, producido por la enzima mirosinasa, ha demostrado tener propiedades inmunoestimulantes y preventivas en estudios clínicos, ayudando a prevenir enfermedades crónicas como el cáncer, enfermedades cardiovasculares, enfermedad pulmonar crónica, diabetes, afecciones degenerativas del sistema nervioso central y tiene actividad antimicrobiana.

Concretamente, Ingredalia ofrece los siguientes productos:

• Sulforaphan-Smart: es un fitoquímico natural con reconocida actividad inmunoestimulante, formulado para producir el principio activo del sulforafano. Su patente en Europa (EP3123874A1) está en proceso de tramitación en México, Canadá y EE. UU. Este producto combina glucosinolatos y la enzima mirosinasa, protegidos por un sistema de encapsulación bicapa que asegura la producción del compuesto activo en el órgano diana donde es asimilado. Los clientes potenciales de este producto son: industria nutracéutica, alimentación humana y alimentación animal.
• Brasphenol: es un ingrediente alimentario natural, que consistente en un extracto vegetal rico en polifenoles con actividad antioxidante comprobada. Se obtiene de subproductos del brócoli y otros vegetales, y es microencapsulado en polvo mediante tecnología sostenible. Los clientes potenciales de este producto son: fabricantes de ingredientes alimentarios, fabricantes de alimentos buscando conservantes naturales y fabricantes de complementos alimenticios.

El Sulfuraphan Smart, por ejemplo, es un extracto 4,000 veces más potente que el brócoli, debido a la encapsulación con la enzima mirosinasa.

En la actualidad, la empresa está desarrollando un conservante natural a partir de restos de brócoli y cardo para reemplazar aditivos como el ácido ascórbico y cítrico en la industria agroalimentaria.

¡MPACT

La startup española ¡MPACT emplea el upcycling para aprovechar el 100 % de los subproductos excedentes de la industria agroalimentaria y crear nuevos alimentos saludables.

La empresa, de momento, se centra específicamente en la valorización de tres subproductos derivados del excedente de la elaboración de bebidas, los cuales son convertidos en nuevos ingredientes:

• Okara de avena: contiene un 40 % de proteína y un 25 % de fibra, lo que proporciona una solución para mejorar la textura y el sabor de otras proteínas como la de soja o la de guisante.
• Okara de soja: cuenta con un 25 % en proteína y un 60 % en fibra, lo que ofrece una fibra proteica de color blanquecino, que puede utilizarse para sustituir fibras alimentarias como la fibra de bambú.
• Fibra de café: contiene un 55 % en fibra y un 15 % proteína, que incrementa el contenido en fibra y complemento funcional para bebidas con chocolate.

¡MPACT desarrolla productos como barritas, bebidas y polvos que, aprovechando los residuos de procesos industriales, contribuyen a la creación de productos upcycled de calidad, enriquecidos con ingredientes saludables y sostenibles.

Frutalga

El proyecto nacional FRUTALGA busca descarbonizar el sector frutícola al transformar los desechos de frutas en nuevos bioproductos, incluyendo productos cosméticos.

Participan en este proyecto SITRA, AVA-ASAJA, IDiBE (Universidad UMH), Prospera Biotech y AINIA.

FRUTALGA se enfoca en desarrollar soluciones tecnológicas innovadoras para recuperar fruta que no es apta para consumo humano, junto con la producción de biomasa de microalgas.

En este sentido, el proyecto empleará diversas tecnologías, como el cultivo mixto de microalgas y bacterias para la producción de biofertilizantes, el cultivo puro de microalgas para la fabricación de productos cosméticos, y procesos para obtener extractos cosméticos a partir de frutas residuales y biomasa microalgal.
 

Si quieres saber más...

1. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/upcycling-suprarreciclaje-alimentos-nueva-tendencia-agroalimentaria-2024 
2. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/nuevas-tecnologias-alargar-vida-util-alimentos-2024   
3. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/economia-circular-en-el-sector-agroalimentario-valorizacion-de-subproductos 
4. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/actualidad/espanoles-reducen-desperdicio-alimento-2022 

Bibliografía

1.  Capanoglu, E., Nemli, E., & Tomas-Barberan, F. (2022). Novel approaches in the valorization of agricultural wastes and their applications. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 70(23), 6787-6804.
2.  Tassoni, A., Tedeschi, T., Zurlini, C., Cigognini, I. M., Petrusan, J. I., Rodríguez, Ó., ... & Corvini, P. F. (2020). State-of-the-art production chains for peas, beans and chickpeas—valorization of agro-industrial residues and applications of derived extracts. Molecules, 25(6), 1383.