Sin desperdicios en la Industria de Alimentos

Dr. Óscar A. Rojas Rejón

Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Occidente

El exitoso caso de las Biorrefinerías Alimentarias

La innovación permanente de la industria de alimentos ha permitido satisfacer la creciente demanda de alimentos en el mundo. Más de 7.9 billones de personas precisan de la seguridad alimentaria que tanto productores primarios, como el sector industrial pueden proveer (Anderson y Rivera-Ferre, 2021). El reto es grande y con él se generan problemas en múltiples dimensiones como la limitada producción primaria de alimentos, la disminución de la energía solar y el elevado costo energético de combustibles fósiles y renovables (Campi y colaboradores, 2021). 

Para resolver los temas pendientes en innovación de procesos alimentarios sustentables, la industria ha optado por el desarrollo de tecnologías de última generación tanto para la producción y conservación de alimentos, como en la reducción del consumo de energía y la generación de residuos agroalimentarios. No es un mito: las actividades industriales en todos los giros tienden a consumir grandes cantidades de energía y materias primas y, como consecuencia de toda actividad humana, generar un efecto adverso en el medio ambiente. Aunque el panorama planteado puede hacernos sentir inseguros con respecto a la industria alimentaria, es importante reconocer los esfuerzos de tecnificación e innovación que todos los días suceden en ella.

Un ejemplo admirable es el concepto de biorrefinería que nace de la similitud con la que las refinerías tradicionales extraen materiales no renovables, como el petróleo, y de manera consciente y fraccionada extraen todos sus componentes para producir plásticos, aditivos, fertilizantes, combustibles, asfalto, lubricantes, diluyentes de pinturas, insecticidas, jabones, disolventes, perfumes, vaselinas, látex e incluso -por más inverosímil que parezca-, componentes de paneles solares. Así pues, las biorrefinerías buscan imitar los procesos fraccionados de conversión de los materiales orgánicos en los residuos de la industria alimentaria (Francavilla y colaboradores, 2021). Estas fracciones orgánicas son ricas en ácidos orgánicos, carbohidratos simples y complejos, vitaminas, minerales, proteínas y agua, entre otros. A través de una serie de procesos eficientes de alta tecnología es posible fraccionar estas corrientes para la producción simultánea de compuestos de alto valor agregado como microorganismos benéficos para el campo (control biológico y biofertilizantes), enzimas usadas en muchos procesos agrícolas e industriales (los detergentes que usamos en la ropa usan diversas enzimas), ácidos orgánicos (ácido láctico, ácido acético, ácido ascórbico), biocombustibles (bioetanol, biogás, biohidrógeno, etc.), materiales, compuestos bioactivos (fragmentos proteicos con función biológica), antioxidantes, fibra dietética, colorantes naturales, entre otros (Paini y colaboradores, 2021).

El principio fundamental de las biorrefinerías alimentarias es recuperar fracciones residuales de las líneas de producción principales e incorporar dichas fracciones a nuevos procesos altamente tecnificados con dos objetivos rectores: recuperar la mayor cantidad posible de componentes que pueden ser reutilizados con esta tecnología y evitar la incorporación de agua. Es así como investigadores alrededor del mundo han acuñado el término de “Biorrefinerías Avanzadas” para integrar procesos sustentables, amigables al medio ambiente, de bajo estrés hídrico, mínimo o nulo consumo energético y con posibilidades de recuperar parte de los gases de efecto invernadero que se producen durante la producción de alimentos.

Figura 1. Diseño conceptual de la Biorrefinería Avanzada de plataforma alimentaria para la recuperación de suero de leche, macerado, dióxido de carbono y residuos de frutas.

En la figura 1 se muestra un ejemplo de una plataforma de biorrefinería dedicada a recuperar todos los compuestos orgánicos que se generan en la industrialización de lácteos, bebidas alcohólicas, en el procesamiento de frutas tropicales (ricas en proteasas) y la captura de gases de efecto invernadero. La integración de procesos permite la producción simultánea de microalgas (como biofertilizantes), enzimas como invertasas, glucanasas y lactasas (usadas en la industria alimentaria), probióticos (para la alimentación), hongos (como agentes de control biológico), ácido láctico (para la producción de ácido poli láctico; materia prima de las impresiones 3D) y agua (con calidad biológica adecuada para verterla a los efluentes). 

El principio es simple: no considerar a los residuos de la industria alimentaria como un problema, sino como una oportunidad para generar, a través de la biotecnología alimentaria, productos que son valiosos, minimizar e inclusive revertir el impacto al medio ambiente que toda actividad humana genera. Los procesos basados en biorrefinerías alimentarias tienen grandes retos y la investigación continua, ya que debemos de generar procesos eficientes y atractivos para la inversión privada a través de análisis tecno-económicos y de sustentabilidad que verifiquen los beneficios planteados.

Quizá el reto más grande es reducir el uso de agua en todos los procesos de la industria y con ello nacen un sinnúmero de investigaciones alrededor del mundo que buscan mantener la calidad, la viabilidad económica sin el consumo excesivo de agua. La tendencia actual muestra que las “Biorrefinerías Avanzadas” se irán incorporando más y más a procesos, de por sí complejos, establecidos en la industria de los alimentos con el objeto de asegurar el derecho universal a la alimentación.

Referencias:

Anderson, M. D., & Rivera-Ferre, M. (2021). Food system narratives to end hunger: extractive versus regenerative. Current Opinion in Environmental Sustainability, 49, 18–25. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2020.12.002

Campi, M., Dueñas, M., & Fagiolo, G. (2021). Specialization in food production affects global food security and food systems sustainability. World Development, 141, 105411. https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2021.105411

Francavilla, M., Marone, M., Marasco, P., Contillo, F., & Monteleone, M. (2021). Artichoke Biorefinery: From Food to Advanced Technological Applications. Foods, 10(1), 112. https://doi.org/10.3390/foods10010112

Paini, J., Benedetti, V., Ail, S. S., Castaldi, M. J., Baratieri, M., & Patuzzi, F. (2021). Valorization of Wastes from the Food Production Industry: A Review Towards an Integrated Agri-Food Processing Biorefinery. Waste and Biomass Valorization. Published. https://doi.org/10.1007/s12649-021-01467-1