Ingeniería de biosistemas para convertir residuos orgánicos en envases alimentarios

La ingeniería agronómica ha experimentado una increíble evolución desde sus inicios. Siempre hemos sido los ingenieros de los sistemas vivos. En sus inicios, nuestra profesión estaba centrada en la producción agrícola y ganadera. Después llegaron la tecnología de los alimentos y la industria alimentaria; y con el despertar de la conciencia ambiental, les llegó el turno al medio ambiente y la infraestructura verde, ámbitos en los que los ingenieros agrónomos jugamos un destacadísimo papel. Y ahora hemos vuelto a dar un salto cualitativo en la bioingeniería para implicarnos en las bioenergías, las biosoluciones y los biomateriales.

 

Uso de residuos biológicos

Para ilustrar esta circunstancia, hemos hablado con nuestra colegiada María Vargas, que es catedrática de Tecnología de los Alimentos de la UPV, aprovechando la publicación del artículo El envase alimentario ideal no es una utopía.

Ella colabora en diferentes investigaciones desarrolladas en el Instituto de Ingeniería de Alimentos-FoodUPV, que buscan transformar residuos agroalimentarios y del medio marino en envases de uso alimentario. Y hace una primera puntualización: “Nuestro enfoque hace hincapié en el uso de residuos para obtener envases alimentarios compostables de bajo coste. De esta manera no se utilizan materias primas que podrían tener otros y no se compite por los recursos”.

Por eso, en las investigaciones del Instituto FoodUPV “utilizamos residuos de diferentes materias primas que podemos incorporar a los materiales de envasado. Combinamos componentes de estos residuos con polímeros que están en el mercado, que son compostables pero caros, e incorporamos componentes de residuos para que los precios se reduzcan”, especifica Vargas. “El problema en el sector de la alimentación es que la relación entre el precio de los productos y su envoltorio hace complicado repercutir el coste de los envases sin que se dispare el precio. En productos más caros como los del sector cosmético es más sencillo”.

Lineales inundados de plásticos

Actualmente, los supermercados inundan de plástico sus lineales. Y según explica esta catedrática, “los filetes de carne, el pescado u otros alimentos son muy perecederos; y los metemos en envases que tardan cientos de años en degradarse, y tienen un reciclado complejo”. El Instituto FoodUPV investiga sobre diferentes residuos, todos ellos de proximidad, para crear envases compostables: “Trabajamos con la paja del arroz, la cáscara de almendra, los residuos de la vinificación y de la producción de horchata y estamos abriendo el campo hacia el medio marino, ya que trabajamos también con restos de la posidonia que se acumula en las playas. Se trata de buscar materia prima de escaso valor y de kilómetro cero”, enumera María Vargas, que también subraya “la vocación de utilizar procesos con una huella de carbono lo más baja posible”.

A continuación enumeramos los productos con los que está trabajando el grupo de biopolímeros Instituto FoodUPV:

La paja del arroz

Las investigaciones sobre la paja de arroz están bastante desarrolladas a escala prototipo: se han creado unas bolsas monodosis que son capaces de preservar el aceite frente a la oxidación. También se han creado prototipos de bolsas para almacenar carne: no solo la almacenan, sino que la conservan porque la composición de la bolsa incorpora componentes antimicrobianos y antioxidantes, que se obtienen también a partir de la paja de arroz y que se extraen con tecnologías respetuosas con el medio ambiente.

Posidonia

La posidonia que llega a las playas no tiene ningún tipo de uso, ha de ser retirada durante la limpieza de playa y llevada al vertedero, donde se puede compostar, pero tiene mucha sal y es complicado darle un uso. En FoodUPV se obtiene el material lignocelulósico y se separa la celulosa de la lignina. La celulosa es la misma que se utiliza para hacer papel y se puede utilizar como componente de los envases.

Subproductos de la vinificación

Los orujos podrían considerarse para aplicaciones como la producción de etanol y para compostaje, abonos y alimentación del ganado. Estudios recientes han señalado el gran potencial de esta biomasa lignocelulósica para producir extractos ricos en compuestos fenólicos: fenoles simples y polifenoles, como taninos o flavonoides con propiedades antioxidantes.

Horchata

El residuo resultante de la etapa de filtración del proceso de elaboración de la horchata representa el 60% del peso de los tubérculos utilizados en el proceso y tiene altos contenidos en almidón. En la elaboración de la horchata se extrae sólo un 2-3,4% del almidón total de la chufa (alrededor del 31% en el tubérculo), por lo que queda un alto contenido en el residuo de fabricación. Aceite insaturado, fibras y compuestos antioxidantes son otros componentes de interés contenidos en el residuo.

Cáscara y piel de almendra

Los subproductos del procesado de la almendra (cáscaras) representan más del 50% del peso seco de los frutos. En el pelado industrial de la almendra, la piel marrón, que se elimina mediante escaldado, genera un producto residual que constituye alrededor del 6-8% en peso de la semilla. También se ha utilizado como alimento para animales o quemado como combustible en plantas procesadoras. Todos los subproductos de la almendra tienen alta riqueza celulósica y fenólica y sus fracciones podrían utilizarse en el desarrollo de materiales de envasado.