Investigadores de la UVigo impulsan la producción sostenible de moléculas de alto valor a partir de residuos de manzana y uva

Bagazo de uva empleado en el proyecto. / UVigo.

Desde septiembre de 2023 y hasta agosto de 2026, un equipo del grupo Biorrefinaría y Valorización de la Biomasa (BioVal2) de la Universidad de Vigo está llevando a cabo el proyecto estatal AdChemFood. En él se centra en el estudio de procesos verdes avanzados para desarrollar químicos de plataforma basados en subproductos alimentarios, concretamente en el bagazo de manzana y uva.

Esta iniciativa, financiada por la convocatoria Proyectos de Generación de Conocimiento, de la Agencia Estatal de Investigación, de la continuidad a otro sobre producción de bioetanol a partir de residuos de la vinificación como el sarmiento y bagazo de uva. “Ahora buscamos aplicar los conocimientos adquiridos en el diseño de nuevos modelos productivos, más ecológicos y eficientes, para el desarrollo de plataformas químicas basadas en la producción de 5-hidroximetilfurfural HMF y sus derivados”, señalan desde el equipo.

Segundo explican, en la industria vitivinícola la transformación del vino produce una gran cantidad de residuos, incluidos los restos de poda de las viñas y el bagazo de uva. Este último (piel, semillas y tallos) representa alrededor del 25% del peso total de la uva utilizada en el proceso de elaboración del vino, generando alrededor de un kilo de bagazo de uva por cada seis litros de vino. Con respeto a su composición, indican que este material es un sustrato complejo compuesto por polisacáridos neutros, sustancias pécticas ácidas, proantocianidinas insolubles, lignina, proteínas estructurales y fenois.

La manzana, por otra parte, es una de las frutas más consumidas en el mundo. El 70-75% se consumen como fruta fresca, mientras que el 25-30% restante se procesa en otros productos como concentrado de zumo, sidra o mermeladas. El bagazo de manzana (piel y pulpa, semillas y tallos) representa aproximadamente el 25-30% de las frutas originales y los lodos de bagazo de manzana el 5-10% y son altamente susceptibles a la biodegradación. En este caso, detallan las y los investigadores, contiene una gran cantidad de carbohidratos y se considera una fuente rica de pectina y polifenois valiosos.

Resolver desafíos ambientales

Desde su organización indican que el proyecto AdChemFood “fue diseñado para resolver desafíos ambientales, principalmente en los sectores agroalimentarios asegurando prácticas respetuosas con el medio ambiente”. De este modo, su objetivo general es “desarrollar procesos alternativos, innovadores y ecológicos para la fabricación sostenible de productos químicos de plataforma de base biológica, que permitan lograr una economía circular y una simbiosis industrial”.

Concretamente, la iniciativa analiza y propone el uso de solventes verdes (solventes eutécticos profundos y agua) asistidos por sistemas de calentamiento eficientes (como la tecnología de microondas) para producir 5-hidroximetilfurfural (HMF) y utilizando como materia prima azúcares obtenidos de bagazo de manzana y uva. El HMF, detalla el equipo investigador, es “una molécula altamente versátil incluida en la lista de los doce principales productos químicos de valor añadido por el Departamento de Energía de Estados Unidos». Además, también es un objetivo de este trabajo “la producción de otros valiosos” productos químicos de plataforma con aplicaciones industriales interesantes”, como los derivados del HMF empleando procesos de biocatálise.

Generalmente, un alto porcentaje de los subproductos empleados en este estudio se utilizan principalmente como componente de piensos, una aplicación de bajo valor añadido. Con todo, debido al alto contenido de azúcares simples y humedad, ambos subproductos de la uva y la manzana son perecederos y altamente biodegradables, lo que provoca problemas ambientales.

Segundo detallan, en un contexto de transición a una economía circular, la gestión adecuada de estos subproductos mediante una valorización eficiente en un amplio espectro de productos químicos de base biológica de valor añadido podría contribuir al crecimiento económico y el desarrollo sostenibles, mitigando problemas ambientales.