Descripción del proyecto

El cambio climático y la degradación del medio ambiente representan una gran amenaza para la vida en el planeta. Es por ello que, en el Espacio Europeo de Investigación, la transición ecológica ocupa un espacio relevante en sus cuatro objetivos estratégicos. En este sentido, el aprovechamiento y valorización de los residuos agroalimentarios se presenta como una oportunidad muy relevante en el marco de la sostenibilidad y reducción del impacto ambiental de la actividad humana. 

Por otro lado, mejorar la conservación de los alimentos y extender su vida útil, con una mayor seguridad alimentaria, es otro aspecto crucial para reducir las pérdidas de alimentos y garantizar la disponibilidad de alimentos para una población mundial en crecimiento. Los envases activos, utilizando materiales bio-basados biodegradables, son una alternativa sostenible para este propósito. Por otro lado, Los residuos agroalimentarios son ricos en compuestos funcionales, que pueden obtenerse mediante tecnologías sostenibles y utilizarse en la obtención de envases activos para alimentos.

Este proyecto aborda la valorización de subproductos agroalimentarios, desde el concepto de la Bioeconomía, para la obtención de extractos activos, con propiedades antioxidantes y antimicrobianas, materiales celulósicos, útiles como agentes de refuerzo, y bioplásticos, como el almidón, o poli-hidroxi-alcanoatos (PHAs), utilizables en la obtención de materiales de envasado con propiedades activas para la conservación de los alimentos. 

Los subproductos escogidos corresponden a materiales con alta problemática ambiental a nivel global y local, como la paja de arroz y los residuos de la vinificación, incluyendo también los residuos de chufa de la producción de horchata, que representa un problema local en la Comunitat Valenciana. Todos ellos poseen componentes de valor (almidón/celulosa y compuestos activos) que pueden obtenerse para su uso en materiales de envasado.

El diseño de los materiales de envasado, utilizando los componentes obtenidos a partir de los residuos, contempla la obtención de estructuras multicapa (laminados) combinando polímeros biodegradables con propiedades complementarias, que permiten adaptar las propiedades mecánicas y de barrera del material a los requerimientos de envasado de diferentes tipos de alimentos (con diferente composición y problemas de conservación). La incorporación de los compuestos activos obtenidos, y caracterizados por sus propiedades antioxidantes y antimicrobianas, en una de las capas del material, así como los agentes de refuerzo celulósicos, permitirán obtener envases activos para alargar la vida útil de los alimentos en función de sus problemas de conservación.

El objetivo del proyecto es obtener materiales de envasado biodegradables, con propiedades antioxidantes y antimicrobianas, para mejorar la conservación de los alimentos, aprovechando los componentes de los residuos agroalimentarios, contribuyendo así a su valorización. Todo ello en el marco de la economía circular y la producción sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

A lo largo del proyecto se llevarán a cabo una serie de tareas encaminadas a:

1. La obtención y caracterización de extractos activos (antioxidantes/antimicrobianos) mediante la optimización del proceso de extracción acuosa de los residuos en condiciones subcríticas (alta presión y temperatura, por debajo del punto crítico del agua).
2. La purificación de las fracciones celulósicas del residuo de la extracción, minimizando el impacto de las etapas potencialmente contaminantes del proceso convencional.
3. La obtención de biopolímeros mediante cultivos de bacterias productoras de PHA, utilizando las fracciones de los subproductos enriquecidas en azúcares mediante hidrólisis controlada.
4. La recuperación del almidón presente en el residuo de chufa.
5. La incorporación de los extractos activos y materiales celulósicos en películas de bioplásticos biodegradables, para obtener materiales multicapa adecuados a los requerimientos de envasado de diferentes tipos de alimentos.
6. La validación de los materiales obtenidos en su capacidad para prolongar la vida útil de diferentes tipos de alimentos.