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– El proyecto de investigación de la UE con la participación de la Universidad de Hohenheim busca nuevos aditivos alimentarios sostenibles y materiales de envasado hechos de algas marinas.
Minapim de Hernan Valenzuela: Las algas marinas ya son utilizadas por la industria como fuente de materia prima para estabilizadores o espesantes y agentes gelificantes como agar, alginato y carragenina. La investigación está cada vez más interesada en su potencial como proveedor de carbohidratos para bioplásticos.
Estos no solo son biodegradables, sino que con propiedades adicionales pueden ayudar a garantizar que los alimentos envasados en ellos tengan una vida útil más larga. Sin embargo, los procesos de extracción habituales son actualmente muy ineficaces.
En el proyecto de investigación financiado con fondos europeos BIOCARB-4-FOOD, los investigadores buscan ahora procesos más sostenibles para la extracción de carbohidratos de las llamadas macroalgas, es decir, grandes tipos de algas y también algas marinas.
Al hacerlo, investigan la cuestión de cómo se pueden obtener estas sustancias a partir de la materia prima, “Estamos buscando recursos naturales alternativos, como las algas y las plantas marinas. No solo porque son abundantes, sino también porque tienen un gran número de conexiones potencialmente interesantes ”, explica la Dra. Amparo López-Rubio del Instituto de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos IATA-CSIC de Valencia, España, y coordinadora del proyecto BIOCARB. -4-COMIDA.
“La industria de las algas ya está generando ventas de alrededor de 7,4 mil millones de dólares (alrededor de 6,3 mil millones de euros) en todo el mundo, y la tendencia está creciendo. Debido a sus especiales propiedades físico-químicas y biológicas, crece el interés de las industrias alimentaria y farmacéutica por los compuestos extraídos de las algas ”, explica la Dra. Nadja Reinhardt, del Centro de Investigación en Bioeconomía de la Universidad de Hohenheim, que se hizo cargo de la comunicación del proyecto.
Una de las tareas de BIOCARB-4-FOOD es producir nuevos tipos de extractos que se pueden utilizar como ingredientes alimentarios, mucho más allá de su uso como agentes gelificantes o espesantes. Debido a las propiedades específicas de estos carbohidratos de algas, también conocidos como filocoloides, los científicos también ven el potencial de usarlos como materiales de empaque inteligentes.
Aprovechar mejor el potencial para lograr una mayor sostenibilidad y competitividad
Sin embargo, los métodos actuales para extraer carbohidratos de las algas son extremadamente ineficaces, tanto en términos de tiempo de procesamiento como de consumo de agua y energía. Además, la biomasa restante, generalmente mucho más del 50% de la materia prima, se utiliza como compost o simplemente se elimina como residuo orgánico.
La principal tarea de los científicos del proyecto BIOCARB-4-FOOD es, por tanto, por un lado, investigar nuevos métodos de extracción ecológicamente correctos y más eficientes, como ultrasonidos, microondas y enzimas, y combinarlos para optimizar el proceso.
Por otro lado, se debe mejorar la eficiencia de los recursos con el uso de la biomasa restante después de la extracción, todavía rica en compuestos bioactivos, para la producción de carbohidratos y fibras como celulosa y nanocelulosa.
Los investigadores no solo están atentos a los tipos de algas que ya se utilizan comercialmente, sino también a las materias primas que hasta ahora han tenido poco o ningún uso, como las algas. El uso más eficiente de las materias primas también debería contribuir a mejorar la competitividad de las empresas de algas, algas marinas, alimentarias y no alimentarias en la UE.
Finalmente, se examinan las propiedades de los productos resultantes, como estructura, bioactividad, toxicidad y usabilidad tecnológica, y se verifica la sostenibilidad de los procesos mediante una evaluación del ciclo de vida.
Resultados prometedores
Los resultados de BIOCARB-4-FOOD hasta ahora son prometedores: experimentos con el alga roja Gelidium sesquipedale del Mediterráneo muestran que la extracción de agar se puede simplificar considerablemente si el tratamiento con agua caliente se combina con ultrasonidos. En comparación con los métodos convencionales, el tiempo de extracción se puede reducir en un factor de cuatro, y esto sin afectar significativamente el rendimiento de extracción y las propiedades físicas y químicas de los productos.
Tiempos de extracción más cortos y mejores rendimientos no solo reducen las emisiones y los costos: los cálculos iniciales muestran que la huella ecológica de la producción de agar se reduce a alrededor de una quinta parte.
“Desafortunadamente, hasta ahora solo hemos podido probar esto a escala de laboratorio”, lamenta el Dr. López-Rubio. “Las empresas involucradas en nuestro consorcio están trabajando en una ampliación para que los resultados obtenidos en nuestros laboratorios también se transfieren a la producción industrial ”.
Plásticos hechos de algas
La mayor parte de los alimentos que consumimos hoy en día están envasados en plástico – con problemas familiares: este plástico se suele obtener del crudo con recursos limitados. También tiene un gran impacto en el medio ambiente, ya que la mayoría de los residuos plásticos tardan más de 400 años en descomponerse. Incluso el llamado plástico compostable, por ejemplo hecho de almidón, requiere temperaturas o humedad más altas para descomponerse que en condiciones naturales.
Por lo tanto, los investigadores de BIOCARB-4-FOOD están trabajando en un envasado de alimentos más sostenible que tenga las propiedades mecánicas y químicas necesarias.
El Dr. López-Rubio explica: “Tenemos que buscar fuentes alternativas de materia prima que no compitan con la producción de alimentos. Esta es la razón por la que los recursos marinos, como las algas y las algas marinas, son muy interesantes. Se reproducen muy rápidamente, crecen en una amplia variedad de entornos y, como fuente alternativa de biomasa para los bioplásticos, no interfieren con la producción de alimentos. ”
Incluso se pueden utilizar los restos de extracciones industriales, porque la biomasa restante todavía contiene suficientes compuestos bioactivos para producir nuevos extractos y fibras a base de carbohidratos, por ejemplo celulosa y nanocelulosa, que se pueden utilizar para el desarrollo de materiales de envasado biodegradables. que han sido probados con éxito en el laboratorio IATA-CSIC.
Los nuevos procesos de extracción conducen a envases más sostenibles.
En la industria se utilizan principalmente extractos de agar altamente purificados, lo que se asocia a un alto consumo de productos químicos. Si se reducen los pasos de limpieza, no solo disminuye el consumo de productos químicos: también se crean productos con nuevas propiedades, ya que en las materias primas quedan proteínas o compuestos polifenólicos.
Los extractos de agar G. sesquiped menos purificados tienen, por tanto, funciones adicionales, como propiedades antioxidantes y antimicrobianas, que los hacen interesantes para varias aplicaciones alimentarias: las películas plásticas, elaboradas a partir de estos extractos, liberan sustancias bioactivas y pueden contribuir así a conservando los alimentos, por ejemplo, frenando el deterioro de la fruta.
Además, estas hojas pueden eliminar uno de los principales obstáculos para el uso del agar en la industria del envasado de alimentos: son mucho más resistentes a la humedad que las hojas elaboradas con agar altamente purificado.
Bioplásticos de residuos de algas no deseados, a veces mejores que los elaborados con aceite
También está surgiendo una buena posibilidad de reciclaje para los residuos de la hierba neptuno mediterránea (Posidonia oceanica). Esta planta en ocasiones se acumula en masa en las playas, lo que tiene efectos negativos sobre el turismo y altos costos de destino final para las comunidades afectadas.
Sin embargo, los ingredientes de este residuo de Posidonia tienen un gran potencial para el desarrollo de envases biodegradables, que también están respaldados por una patente patentada: son una excelente fuente de la llamada lignocelulosa. Como aditivo en la fabricación de bioplásticos a base de almidón, conduce a una mejora significativa de las propiedades mecánicas.
La celulosa de posidonia también se puede agregar a los plásticos convencionales para mejorar varias funciones importantes del envasado de alimentos, como las barreras de gas y vapor de agua y las propiedades térmicas o mecánicas. Junto con una variedad de sustancias bioactivas en los extractos de Posidonia, que tienen una alta capacidad antioxidante, estas propiedades también ayudan a mantener los alimentos frescos por más tiempo.
BIOCARB-4-FOOD está coordinado por la Dra. Amparo López-Rubio del Instituto de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos (Instituto de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos, IATA-CSIC) de España. Otros socios son Teagasc, la Agencia Irlandesa de Agricultura y Desarrollo Alimentario, el instituto de investigación noruego Nofima y la red sueca de centros de investigación RISE. El Centro de Investigación en Bioeconomía de la Universidad de Hohenheim se hizo cargo de la comunicación.
BIOCARB-4-FOOD, un proyecto de ERA-NET SusFood2, tiene un presupuesto de un millón de euros y se extiende desde septiembre de 2018 hasta septiembre de 2021.
Mas informaciones
Página de inicio de BIOCARB-4-FOOD: https: //www.biocarb4food.eu SUSFOOD: https: //susfood-db-era.net/main/content/biocarb-4-food
Fuente: Universidad de Hohenheim
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