Línea 4
Economía circular en el ámbito de Extremadura
Los objetivos son reducir pérdidas, emisiones y residuos generados por el sector agroalimentario de manera específica en Extremadura aumentando la circularidad del sector para promover oportunidades de desarrollo de nuevas cadenas de valor. Las actuaciones a desarrollar se coordinarán con las que se llevan a cabo en el programa AGROALNEXT.
Actuación 4.1: Valorización de residuos y subproductos.
La actuación plantea el aprovechamiento integral de diferentes residuos agroalimentarios: salvado de arroz, orujo de tomate y residuos de almazara, mediante el acoplamiento de tres procesos en cascada. En primer lugar, se realizará una extracción de los principales compuestos bioactivos de los residuos agroalimentarios escogidos. Este proceso de extracción se llevará a cabo utilizando técnicas avanzadas de extracción sólido-líquido, como la extracción con solventes supercríticos, que permiten obtener un mayor rendimiento y pureza en los compuestos deseados.
A continuación, los residuos generados durante este proceso de extracción serán desecados y extrusionados, para utilizarlos como fuente de carbono en la obtención de polihidroxialcanoatos (PHA), polihidroxibutiratos (PHB) o Ácido Láctico (LA) por métodos biotecnológicos. Se validará el proceso de acondicionamiento del sustrato, donde este se desecará y posteriormente se extrusionará para obtener un material con una granulometría adecuada para su uso como sustrato en los procesos de fermentación biotecnológica.
Por último, los biopolímeros (PHA y PHB) se purificarán, mientras que los monómeros (ácido láctico) se polimerizarán para obtener su respectivo biopolímero de interés industrial. Como etapa final, los extractos bioactivos se integrarán en los biopolímeros obtenidos, mejorando así las propiedades antimicrobianas y antioxidantes, dotando así a los biopolímeros de un elemento diferenciador orientado al sector agroalimentario.
Este enfoque integrado permite maximizar el valor añadido de los residuos agroalimentarios, convirtiéndolos en materias primas de alto valor para la industria de los biopolímeros y contribuyendo así a la sostenibilidad del sector agroalimentario.
Avance de resultados
Entre los hallazgos experimentales destacan los estudios de validación in vitro e in vivo que han demostrado la capacidad del extracto para inhibir el desarrollo de los principales hongos post-cosecha, incluyendo especies como Rhizopus stolonifer y Monilia fruticola. Además, se ha observado que el extracto crudo exhibe una notable actividad antioxidante, respaldada por ensayos preliminares in vitro que han revelado su elevada capacidad antioxidante, evitando el pardeamiento típico que desarrollan las manzanas cuando son cortadas.
La concentración efectiva del extracto se ha determinado que es el 1% sobre el volumen total del recubrimiento. Sin embargo, este pequeño porcentaje ha demostrado ser suficiente para conferir al recubrimiento comercial empleado un gran comportamiento bioactivo. Diseñando así un recubrimiento con excelentes propiedades barrera, capaz de retener el intercambio gaseoso al generar una atmósfera en la interfase entre el recubrimiento y la superficie vegetal. La inclusión del extracto no solo potencia las funciones protectoras de los volátiles naturales producidos por las plantas, sino que también confiere propiedades antimicrobianas y antioxidantes al fruto recubierto.
En conclusión, la inserción de este extracto en matrices comerciales lipófilas abre la puerta a una nueva gama de recubrimientos comestibles bioactivos para el sector hortofrutícola que vean potenciados sus cualidades por extractos obtenidos de fuentes residuales. Estos resultados abren el camino en la búsqueda de soluciones naturales y sostenibles para la preservación de alimentos, ofreciendo una prometedora alternativa a los métodos convencionales de conservación.
Actuación 4.2: Reutilización del agua. Aprovechamiento agronómico de fuentes alternativas de agua y su repercusión en la seguridad y calidad de los alimentos.
El agua es un recurso natural que, en los últimos años, se ha transformado en un bien escaso. Gran parte de la industria alimentaria utiliza grandes volúmenes de agua en su proceso productivo. Específicamente, el consumo de agua en el sector frutícola, tanto de la fruta destinada al consumo en fresco como el de la fruta mínimamente procesada (IV Gama), es muy elevado, con unos 40 m3/día de media en el proceso de lavado y unos 40 m3/t en la industria de IV Gama. Por ello, resulta interesante la implementación de nuevas estrategias y tecnologías eficientes y de coste no muy elevado, para reutilizar las aguas de proceso y conseguir una gestión del agua sostenible. La recirculación del agua de proceso está limitada en el tiempo debido a la acumulación de materia orgánica y microorganismos alterantes que pueden suponer una vía de contaminación para el producto. Por este motivo, se deben de llevar a cabo cambios parciales o totales del agua de proceso para evitar esas contaminaciones cruzadas. Estos cambios, en determinadas épocas del año, pueden suponer un problema por la escasez de agua y pueden dar lugar a una interrupción del proceso productivo.
La Actividad 4.2 se engloba dentro de la línea 4 de actuación del proyecto AGROALNEXT titulada “Economía Circular”. Es fundamental encontrar tecnologías que nos permitan la reutilización del agua de proceso durante más tiempo y en condiciones óptimas para su uso. Actualmente, se disponen de dos tecnologías innovadoras y respetuosas con el medio ambiente para el tratamiento de agua. Por un lado, la fotocatálisis oxidativa avanzada que consiste en la incidencia de luz ultravioleta sobre un catalizador de dióxido de titanio (TiO₂) que da lugar a la generación de radicales hidroxilos (•OH) que oxidan la materia orgánica y eliminan los microrganismos alterantes. Por otro lado, la tecnología de electroporación, basada en un proceso de electro-oxidación avanzada que genera radicales hidroxilos (•OH), entre otras especies reactivas del oxígeno, a partir de la hidrólisis del agua. Estos radicales oxidantes, junto con el potencial eléctrico generado, destruye las membranas biológicas inactivando a los microorganismos patógenos presentes en el agua. El objetivo de ambas tecnologías es reducir el consumo de agua en la industria hortofrutícola, dando lugar a un proceso productivo mucho más sostenible y seguro desde el punto de vista higiénico-sanitario.