Aprovechamiento de residuos agroindustriales para la generación de aditivos alimentariostratamiento de las materias primas y estudios metabólicos

Resumen

El objetivo general del trabajo desarrollado ha sido el aprovechamiento de varios residuos lignocelulósicos con elevado contenido en hemicelulosas, tales como zuros de maíz, podas de sarmiento, cascarilla de cebada y madera de Eucalyptus globulus, así como otros residuos industriales, como son las mondas de naranja, todos ellos abundantes en España y también en Galicia. Todos estos residuos, debido a su elevado contenido de sustancias orgánicas, constituyen un serio problema para el medio ambiente. La gestión de estos residuos contaminantes genera tensiones con su entorno, por lo que resulta de vital importancia minimizar su impacto ambiental. La alternativa tradicional de eliminación en vertederos no resuelve esos problemas, incluso los agrava, dado el potencial contaminante de estos residuos en relación con su alto contenido en materia orgánica. Por lo tanto, las únicas alternativas para el tratamiento de estos residuos potencialmente capaces de combinar el respeto al medio ambiente y el aspecto económico son las de carácter biotecnológico. Si bien el primer requisito está garantizado por el hecho de que son procesos naturales, que ya ocurren en la naturaleza por acción de microorganismos, el aspecto económico es mucho más dificil de garantizar y requiere estudios detallados de optimización. Entre los procesos de tratamiento biotecnológico de los residuos agroindustriales, es de gran interés la digestión anaerobia con producción de biogás, que puede utilizarse como combustible alternativo debido a su alto poder calorífico. Pero incluso este proceso, si se realiza en gran escala, requiere el costoso proceso de convertir el calor en electricidad y, además, no es capaz de resolver la cuestión relacionada con la liberación de dióxido de carbono, el producto final de combustión del metano contenido en el biogás. En este trabajo de tesis se propone, por lo tanto, una serie de procesos biotecnológicos para la conversión de estos residuos en productos de alto valor añadido, nominalmente, ácido cítrico, xilitol, ácido láctico y vainillina, que se utilizan en diversos sectores industriales, incluida la industria alimentaria. A pesar de que todos estos procesos son mucho más ecológicos que los términos convencionales, están limitados por el hecho de que todavía no son rentables. Para lograr este objetivo es necesario desarrollar estudios detallados, tanto de base como de tipo aplicado, que es uno de los objetivos de este trabajo. Para la valoración de estos residuos hemicelulósicos, se han utilizado en este estudio procesos de fraccionamiento, hidrólisis y fermentación, que han permitido: a) Solubilizar las hemicelulosas mediante fraccionamiento en medio acuoso, dejando la celulosa en fase sólida, aplicando técnicas de hidrólisis puestas a punto con anterioridad por el grupo de trabajo. b) Aprovechar los licores obtenidos en la etapa de fraccionamiento para la producción de xilitol, ácido láctico o cítrico por vía fermentativa, para lo que ha resultado necesario convertir los licores en medios