ESENCIAL 2024: Desarrollo y EScalado de procesos biotecnológicos para la obtENción de áCIdos hialurónicos, microbianos, probióticos, postbióticos y extractos vegetales de interés industriAL

Valorización de residuos orgánicos en Esencial 2024
Valorización de residuos orgánicos en Esencial 2024
Proceso biotecnológico en Esencial 2024

En el proyecto ESENCIAL 2024, ITENE desarrolla y escala procesos biotecnológicos para la obtención de compuestos con aplicación cosmética, nutracéutica y/o detergencia a partir de subproductos agroalimentarios. En concreto, se lograrán procesos de producción de ácidos hialurónicos microbianos (AHMs), probióticos, compuestos postbióticos, así como la obtención de extractos vegetales todos ellos con los requerimientos de calidad y pureza demandados por el sector cosmético, nutracéutico y de detergencia. 

Contexto

El Pacto Verde Europeo y la política de residuos de la UE tienen como objetivo promover el crecimiento mediante la transición a una economía moderna, competitiva y eficiente en el uso de los recursos.  

Respecto a los subproductos agroalimentarios, las políticas europeas, nacional y regionales asociadas destacan la necesidad de contribuir a la economía circular extrayendo o produciendo recursos de alta calidad con residuos orgánicos en la medida posible. En este sentido, los procesos biológicos asociados a la producción de biomoléculas de interés son tecnologías interesantes para este fin dado que se caracterizan por su bajo coste, bajo consumo de energía y baja producción de aguas residuales.  

En las últimas décadas, la comunidad científica y grandes empresas se han esforzado por mejorar procesos de producción de ácidos orgánicos microbianos y obtener compuestos activos a partir de subproductos de la industria agroalimentaria, dadas sus múltiples aplicaciones industriales, empleando azúcares de segunda generación obtenidos con residuos orgánicos.

La producción de estos productos a través de diferentes procesos sostenibles (bioconversión, extracciones, etc.) es una alternativa de interés por parte de distintos sectores industriales, incluyendo cosmética, nutracéutica, alimentación, detergencia, farmacéutico, plástico, textil, etc. Concretamente, en la actualidad, el sector cosmético está interesado en la obtención de biomoléculas tales como los glicosaminoglicanos de origen microbiano (por ejemplo: AHMs) empleando procesos sostenibles, dado que presentan un alto valor añadido.

A esta industria también le interesa obtener compuestos bioactivos con actividad antioxidante y antimicrobiano para mejorar la estabilidad y el efecto de las fórmulas desarrolladas. Por su parte, el sector nutracéutico-farmacéutico ha desarrollado un profundo interés por la obtención de microorganismos probióticos y componentes postbióticos que mejoren la microbiota humana generando con su producción el mínimo impacto ambiental.  

Resumen y objetivos

El proyecto ESENCIAL 2024 tiene como objetivo el desarrollo de procesos hidrolíticos y fermentativos a partir de subproductos de la industria agroalimentaria para la producción u obtención de ácidos orgánicos de relevancia industrial, como son los AHMs. Para ello, se utilizarán cepas microbianas mejoradas con ingeniería evolutiva, para incrementar rendimientos de producción y mejorar la especificidad del proceso. También se obtendrán probióticos, compuestos postbióticos y extractos bioactivos de origen vegetal, obtenidos todos ellos con metodologías de producción, extracción y purificación eficientes y sostenibles. Tras optimizarse, los procesos se escalarán y validarán después para determinados usos industriales. 

Para ello, se trabajará en diferentes etapas:

  • Selección de subproductos con elevado contenido en azúcares y compuestos fenólicos; acondicionamiento y/o pretratamiento ad hoc de los mismos. 
  • Obtención y escalado de hidrolizados ricos en azúcares de segunda generación (2G) fermentables a partir de residuos pretratados. 
  • Mejora de cepas productoras de AHMs mediante presión selectiva. 
  • Producción y escalado de procesos fermentativos para la obtención de AHMs. 
  • Desarrollo y escalado de procesos de producción y obtención de probióticos y compuestos postbióticos. 
  • Optimización y escalado de procesos sostenibles de extracción y purificación de compuestos bioactivos vegetales. 
  • Validación de los productos obtenidos para usos industriales (generación de formulaciones cosméticas, nutracéuticas y/o de detergencia), para dar soluciones a diversos sectores.