CETIM apóiase na biotecnoloxía e a economía circular para crear as proteínas alimentarias do futuro

Cada ano desprézanse aproximadamente 1.050 millóns de toneladas de alimentos en todo o mundo, o que equivale a preto do 19% dos alimentos dispoñibles para os consumidores, segundo Nacións Unidas. Se se suman as perdas que se producen nas etapas de produción, almacenamento, transporte e procesamento, estímase que preto dun terzo de todos os alimentos producidos para consumo humano no mundo, nunca chegan aos nosos pratos.

A esta problemática súmase a presión ambiental, xa que o sistema agroalimentario é responsable de aproximadamente un terzo das emisións globais de gases de efecto invernadoiro e constitúe un dos principais motores de perda de biodiversidade e cambio de uso do solo. En paralelo, o crecemento da poboación e a evolución dos patróns de consumo están a impulsar un aumento da demanda de proteínas a nivel global.

Así xorde REPAG, proxecto de I+D liderado pola startup ODS Protein e no que CETIM Technological Centre coordinou a investigación para lograr un proceso biotecnolóxico que transforme subprodutos agroindustriais nun ingrediente de alto valor engadido para consumo humano: as microproteínas.

A busca de novas fontes proteicas máis eficientes, sostibles e con mellores propiedades converteuse nunha prioridade estratéxica. As microproteínas emerxen como unha das alternativas máis prometedoras, grazas ao seu alto valor nutricional, a súa capacidade de produción mediante fermentación e o seu potencial para utilizar subprodutos agroalimentarios como materia prima.

As microproteínas son proteínas veganas que se obteñen a partir de fungos filamentosos, cultivados mediante fermentación, unha tecnoloxía que require menos espazo e consumo de auga que a produción animal e pode reutilizar substratos orgánicos residuais. Por iso, nos últimos anos, estes ingredientes emerxeron como unha alternativa sostible para alimentación humana, pensos e mesmo cosmética.

O proxecto REPAG deu un paso máis aló, creando unha nova cadea de valor baseada na economía circular e a valorización de subprodutos agroindustriais. Así, transformáronse restos de pataca descartados en Patatas Fritas Guays durante o seu proceso industrial de produción de patacas fritas, en ingredientes de alto valor engadido para consumo humano, a través de procesos biotecnolóxicos de fermentación fúngica en medio líquido desenvolvidos en CETIM. Posteriormente, este proceso foi escalado en ODS Protein. A continuación, explicámosche todos os detalles do proceso.

REPAG fundaméntase nos principios da bioeconomía circular, mediante a aplicación de procesos biotecnolóxicos capaces de converter correntes residuais de baixo valor en ingredientes funcionais con alto potencial comercial. A estratexia tecnolóxica desenvolvida contempla as seguintes etapas sucesivas:

• Identificación e caracterización fisicoquímica dos subprodutos procedentes da produción e transformación da pataca.

• Avaliación da súa composición nutricional e do seu potencial como materia prima fermentable.

• Desenvolvemento de tratamentos para acondicionar ditos subprodutos como medios de cultivo aptos para microorganismos de interese biotecnolóxico.

• Deseño e optimización de procesos fermentativos baseados en fungos filamentosos capaces de xerar biomasa rica en proteínas.

• Escalado e validación dos bioprocesos a nivel piloto e caracterización nutricional e funcional das microproteínas obtidas.

Todo iso, co obxectivo final de demostrar a viabilidade técnica, económica e ambiental dunha nova cadea de valor alimentaria capaz de reducir o desperdicio agroindustrial e, simultaneamente, producir proteínas alternativas de elevada calidade nutricional.

Como parte do consorcio, CETIM Technological Centre foi responsable dos desenvolvementos científicos asociados á valorización biotecnolóxica dos subprodutos de pataca. O Centro Tecnolóxico participou en todas as fases do proceso, comezando pola preparación do substrato, no que os subprodutos de pataca trituránse e sométense a un tratamento ácido controlado que permite liberar glicosa e outros azucres. Desta forma, os nutrientes presentan maior biodisponibilidade para os fungos que se usarán na seguinte fase: fermentación.

Sobre o medio de cultivo elaborado a partir do material tratado, inocúlanse cepas seleccionadas de fungos filamentosos que metabolizan os nutrientes dispoñibles e producen biomasa fúngica rica en proteínas, baixo condicións controladas. Unha vez alcanzada a cantidade desexada de biomasa, esta sepárase do medio de cultivo mediante un proceso de filtrado convencional e lávase para eliminar subprodutos non desexados.

Posteriormente, a biomasa obtida analízase para determinar a súa composición e calidade nutricional, incluíndo parámetros como o contido en proteínas, carbohidratos, fibra, humidade e outros compostos de interese para consumo humano. Así mesmo, avalíanse variables asociadas ao proceso de produción, tales como as condicións de crecemento, o rendemento de conversión, a produtividade e a calidade final do produto xerado. Con esta información, púidose realizar con éxito o escalado a nivel piloto do proceso de produción das microproteínas, no que CETIM colaborou con ODS Protein.

REPAG demostrou a viabilidade técnica do proceso de transformación de subprodutos do procesado de patacas en microproteínas, con resultados prometedores en rendemento e calidade nutricional. Os ensaios biotecnolóxicos realizados por CETIM Technological Centre mostran que os subprodutos de pataca son aptos como substrato para fermentación sen necesidade de pretratamentos complexos, evidenciando o seu potencial para producir novos alimentos con alto valor nutricional a escala industrial.

Os resultados tamén indican que o valor nutricional dos fungos cultivados en medios de cultivo elaborados con subprodutos de pataca mellora significativamente en comparación cos obtidos mediante medios de fermentación convencionais. Ademais de proteínas a biomasa resultante contén nutrientes de interese, como ácidos graxos insaturados omega-6 e omega-9, e presenta un baixo contido en sodio, o que reforza o seu potencial para o desenvolvemento de produtos alimentarios saudables. Á súa vez, as análises de micotoxinas realizadas confirman que o produto cumpre cos criterios de seguridade alimentaria, ao atoparse todos os valores por debaixo dos límites de detección.

REPAG abre as portas a un modelo de produción local e de baixo impacto ambiental baseado na valorización de subprodutos agroindustriais. Este enfoque non só contribúe á redución de subprodutos, senón que tamén permite diversificar o sistema alimentario, diminuíndo a dependencia da proteína animal e avanzando cara a un modelo máis circular, resiliente e aliñado cos principios da bioeconomía, así como coas estratexias europeas de sustentabilidade e transición alimentaria xusta.

Así mesmo, REPAG posiciona CETIM como un dos principais actores científicos en biotecnoloxía aplicada á industria agroalimentaria, reforzando a súa experiencia na valorización de residuos mediante tecnoloxías biolóxicas avanzadas. Actualmente, o Centro Tecnolóxico xa traballa noutras investigacións neste mesmo ámbito, como por exemplo a Rede de Excelencia Cervera OMIPERBIO, na que se producirán proteínas microbianas, compostos fenólicos e outros bioingredientes a partir de diferentes subprodutos aplicando tecnoloxías ómicas.

Ademais, durante os últimos anos, o organismo de investigación reforzou a súa infraestrutura dedicada á economía circular grazas a Circular Excellence, a iniciativa financiada pola Axencia Galega de Innovación e cofinanciada pola Unión Europea a través do programa FEDER Galicia 2021-2027, para fomentar modelos produtivos baseados na reutilización de materiais, a redución de residuos e a optimización de recursos.