Romina Bodoira, Verónica Baroni
*Romina Bodoira es Bióloga, doctora en Ciencias Biológicas y Magister en Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Se desempeña como Investigadora Adjunta de CONICET en el Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba (ICYTAC). Investiga potenciales aplicaciones de pérdidas de la industria alimentaria. romina.bodoira@mi.unc.edu.ar
*Verónica Baroni es doctora en Ciencias Químicas. Profesora Asociada en la Facultad de CienciasQuímicas (UNC). Investigadora Principal de CONICET. Su línea de investigación se basa en el aprovechamiento de subproductos de la industria de alimentos para ser convertidos en ingredientes funcionales, evaluando su utilidad en el desarrollo de alimentos y sus efectos benéficos para la salud. vbaroni@unc.edu.ar
¿Sabías que un tercio de los alimentos que se producen se pierden antes de ser consumidos? La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura estimó que representan alrededor de 1300 millones de toneladas anuales a nivel global (FAO, 2012). En Argentina, se pierden 400 toneladas diarias de alimentos. Esta situación nos desafía a todos, desde los gobiernos y el mundo académico, hasta la industria y los ciudadanos, empujándonos a buscar posibles soluciones para esta problemática. Veamos cuáles son algunos intentos de ir en ese camino.
Pérdidas vs. desperdicios
Primero es importante entender esta diferencia. La etapa de la cadena agroalimentaria en la que se origina un residuo determina que se considere una pérdida o un desperdicio. Las primeras son residuos orgánicos, comestibles o no, provenientes de la producción, el almacenamiento y el procesamiento de alimentos. Algunos ejemplos de pérdidas son: residuos de poda y cultivos atacados por plagas o degradados por prácticas inadecuadas y daños mecánicos durante la cosecha. Un caso típico de esto último, es el de frutas dañadas que, acelerando el proceso de fermentación, pueden expandir la degradación a todo el cajón. También dentro de las pérdidas se incluyen los subproductos que se generan durante la elaboración de los alimentos, como cáscaras, pulpas y semillas del procesamiento de frutas y verduras; huesos, pieles y grasa animal de la industria cárnica y las cascarillas y el salvado de la producción de cereales. Un desperdicio, en cambio, es un residuo comestible generado en algún momento de la distribución hacia los comercios y el consumo final. Entre ellos, ocupan gran importancia los alimentos que se descartan en los mercados mayoristas, principalmente por: incipiente descomposición, por no cumplir “estándares estéticos” y por fallas en la conservación, así como los que se generan en comercios, locales de comida, colegios y en los mismos hogares. Los residuos entonces tienen composiciones y orígenes diversos, y se producen en cantidades diferentes entre sí (Figura 1). Sin embargo, tanto las pérdidas como los desperdicios en la producción y el procesamiento de los alimentos impactan negativamente en el ambiente, tanto por el derroche de los recursos utilizados como por su mala gestión una vez generados. Los efectos incluyen la generación de gases de efecto invernadero, la contaminación de cuerpos de agua, suelos y aire, la degradación de espacios naturales, las molestias en las comunidades cercanas, y la atracción de insectos, plagas y hedores. La generación de pérdidas y desperdicios representa, por sobre todas las cosas, la gran incoherencia de tratar los alimentos como residuos en un mundo donde, aún hoy, existe el hambre.
Figura 1: Pérdidas y desperdicios en distintos productos alimenticios según datos de la Unión Europea. Adaptada de Caldeira et al. (2019)
Algunas estrategias de reutilización a la vista
Existen diversos métodos y estrategias para reutilizar estos residuos, que varían en escala y aplicación. En muchos casos hay diferencias según se trate de pérdidas o desperdicios, predominando las estrategias para el primer grupo. Una de ellas es el compostaje, que se viene implementado en algunos países a pequeña escala, especialmente en zonas rurales. Sin embargo, en zonas urbanas la falta de infraestructura adecuada puede dificultar su adopción a gran escala. Otras pérdidas son utilizadas como alimento para ganado, siempre y cuando se garantice que no contengan sustancias dañinas. Esta estrategia se usa en menor medida para desperdicios, ya que el transporte desde los mercados de distribución y/o comercios hasta zonas ganaderas no suele ser rentable.
Otras estrategias que ayudan a reducir la cantidad de pérdidas y desperdicios, y contribuyen a la producción de energías renovables son la digestión anaeróbica y la biorrefinería. La digestión anaeróbica es un proceso biológico en el que los residuos orgánicos se descomponen sin oxígeno. Durante este proceso, se genera biogás, que puede usarse como fuente de energía, y biofertilizante para enriquecer suelos. Este método es especialmente efectivo para tratar residuos con alto contenido de humedad. La conversión a biocombustibles se puede hacer especialmente con materiales ricos en carbohidratos, como los restos de poda y las pérdidas de frutas y cereales, que al ser fermentadas por microorganismos, producen bioetanol (un tipo de alcohol que puede utilizarse como combustible). Por su parte, a partir de grasas y aceites, se obtiene biodiésel, un combustible alternativo que también es más amigable con el medio ambiente que los combustibles fósiles tradicionales.
Otro tipo de estrategias, más bien comunitarias, locales y tendientes a aprovechar desperdicios de las cadenas mayoristas son las plataformas, como Nilus en Argentina, que conectan a generadores de alimentos y desperdicios con transportistas y organizaciones sociales capaces de aprovechar esos recursos que, de otra manera, se convertirían en residuos. Hoy, la aplicación es usada por los Bancos de Alimentos de la ciudad de Rosario y Mar del Plata, Cáritas y organizaciones comunitarias. Nilus también ha realizado acuerdos con grandes comercios. Otros proyectos locales, como los de Gastronomía Social Córdoba, fomentan la creación de cooperativas de trabajo en los mercados mayoristas de frutas y verduras para fabricar productos comestibles como conservas, mermeladas y deshidratados a partir de los desperdicios que se generan en estos centros de distribución que suelen ser abundantes y aptos para el consumo. Para que estas estrategias prosperen se requieren, sin dudas, políticas públicas y del compromiso de todos los actores implicados.
Química fina al rescate
Actualmente se está investigando otra forma de aprovechar los residuos, principalmente las pérdidas, mediante el estudio de su composición química y la obtención de compuestos con mayor valor agregado. Esta estrategia no elimina la totalidad de la materia residual, pero sí disminuye su contenido biológico aprovechándose para otros fines. Por ejemplo, las pérdidas que se generan en la industrialización de frutas y verduras, son ricas en fibra dietética que se puede extraer para agregarse a otros alimentos (mejorando sus características nutricionales) y en suplementos dietarios. Además, estos residuos pueden ser fuente de colorantes naturales y aceites esenciales, con aplicaciones en la industria alimentaria y cosmética.
A partir de pérdidas ricas en polisacáridos, como el salvado de cereales, se pueden obtener biopolímeros para fabricar envases biodegradables. Asimismo, las proteínas, péptidos y lípidos de estos subproductos pueden aprovecharse para desarrollar suplementos o ingredientes nutritivos. Se considera que la obtención de energía a partir de residuos (la que explicamos en la sección anterior) es la opción que menos valor agregado ofrece, mientras que la producción de compuestos bioactivos representa la mayor oportunidad en términos de valor (Figura 2).
Figura 2: Imagen adaptada de Mazzutti et al. (2020)
En la fabricación de ciertos productos alimenticios se generan cáscaras, pieles, cubiertas verdes y harinas o expellers (lo que queda después de prensar semillas para obtener su aceite). Estos subproductos, además de contener macronutrientes (proteínas, carbohidratos y lípidos) con las aplicaciones ya mencionadas, incluyen otros compuestos en menor proporción: los compuestos polifenólicos. Aunque estos no tienen una función nutricional directa, son muy importantes en la fisiología de las plantas, ya que desempeñan un papel clave en la defensa contra heladas, sequías y radiación, así como contra microorganismos, hongos, insectos y otros herbívoros.
Es así que, en las últimas décadas se han atribuido a estos compuestos (puros y en extractos complejos) propiedades antimicrobianas, antifúngicas, plaguicidas, conservantes y antioxidantes. Además, existe abundante evidencia de los efectos positivos para la salud cuando son consumidos mediante alimentos vegetales. Sin embargo, el consumo en modo suplementación aún debe ser estudiado en mayor profundidad. Algunas tecnologías novedosas de extracción de compuestos polifenólicos están en fase de investigación y pretenden hacer estos procesos más rentables y sostenibles, optimizando los tiempos, los rendimientos y respetando las premisas de la química verde. La aplicación de estas tecnologías a escala industrial sigue siendo un reto debido a la necesidad de equipos especializados y a la variabilidad de los subproductos usados como materias primas.
La amplia gama de propiedades de los compuestos polifenólicos, y el avance en las tecnologías de extracción, nos lleva a reflexionar sobre el potencial que podrían tener esas pieles y cáscaras que actualmente estamos desechando, quemando o convirtiendo en alimento para ganado. En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba (ICYTAC), existen líneas de investigación que se focalizan justamente en estudiar cómo la química puede ayudarnos a aprovechar ciertas pérdidas de la industria local, dándoles un valor agregado y minimizando el impacto ambiental que generan.
Una de estas líneas está focalizada en el tegumento de maní, cultivo de gran importancia regional. Este tegumento, que es la piel morada que cubre el grano, es un subproducto de la fabricación de aceite, snack, pasta y harina de maní que actualmente se combustiona. Alrededor de 150 mg por gramo de tegumento son compuestos polifenólicos, y se producen unas 15000 toneladas al año de este subproducto. Esto implica una gran cantidad de compuestos bioactivos, actualmente combustionados, que podrían tener distintas aplicaciones. Por ejemplo, los extractos de este tegumento han demostrado ser mejores antioxidantes que los sintéticos actualmente utilizados como conservantes de alimentos grasos.
Otra línea de trabajo relacionada a subproductos, estuvo centrada en el expeller obtenido de la extracción de aceite de semillas de chía y sésamo. Este subproducto es utilizado como “harina” para la elaboración de galletas con un perfil nutricional mejorado y aptas tecnológica y sensorialmente. Además, estudios en modelos animales con un perfil dietario de baja calidad nutricional demostraron que estas harinas normalizan los niveles de glucosa en la sangre y mejoran su estado oxidativo, lo que sugiere un potencial efecto beneficioso para la salud. También en ICYTAC se han realizado estudios con orujo de oliva y de uvas negras, con pérdidas de la producción de dulce de membrillo, batata, durazno y pera y también utilizando germen de trigo; todas ellas con el objetivo de otorgar un valor agregado y reducir el impacto de ciertos procesos.
Conclusiones y perspectivas futuras
La valorización de los residuos representa una oportunidad para mejorar la sostenibilidad en la industria alimentaria. Además de los tratamientos de tipo in situ como el compostaje y la digestión anaeróbica, se puede también, a través de la adopción de tecnologías de extracción más eficientes y sostenibles, recuperar compuestos valiosos como proteínas, polisacáridos, fibras, pigmentos, aromas y compuestos polifenólicos, que pueden ser utilizados en una amplia variedad de aplicaciones.
A pesar de este gran potencial, existen limitaciones tecnológicas que dificultan la adopción de estos procesos a gran escala. Los costos asociados a las tecnologías de extracción, la estabilidad de los compuestos durante el procesamiento así como la constancia en las características de las materias primas son algunos de los desafíos más importantes. Para lograr una verdadera sostenibilidad es importante tener en cuenta toda la cadena de valor y es esencial continuar investigando para motivar políticas públicas, superar las limitaciones tecnológicas y lograr una mayor eficiencia a gran escala que beneficien al ambiente, a los consumidores y la industria local.
Para saber más:
Bodoira, Romina (1 de noviembre de 2021). Eficacia antioxidante de un extracto de maní “verde” de piel de maní n aceite de chía. ICYTAC https://www.icytac.conicet.unc.edu.ar/eficacia antioxidante-de-un-extracto-verde-de-piel-de-mani-en-aceite-de-chia-entrevista-dr-bodoira/
Caldeira C., De Laurentiis V., Corrado S., van Holsteijn F., & Sala S. (2019). Quantification of food waste per product group along the food supply chain in the European union: A mass flow analysis. Resources, Conservation and Recycling, 149,479–488. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2019.06.011
Hoehn D., Vázquez-Rowe I., Kahhat R., Margallo M., Laso J., Fernández-Ríos A., Ruiz-Salmón I., & Aldaco R. (2023). A critical review on food loss and waste quantification approaches: Is there a need to develop alternatives beyond the currently widespread pathways? Resources, Conservation and Recycling. Volume 188, 2023, 106671, ISSN 0921-3449, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.106671.
FAO (2012). Pérdidas y desperdicio de alimentos en el mundo – Alcance, causas y prevención. Roma. Recuperado de https://www.fao.org/4/i2697s/i2697s.pdf
Kaur M., Singh, A. K., & Singh, A. (2023). Bioconversion of food industry waste to value-added products: Current technological trends and prospects. Food Bioscience, 102935.https://doi.org/10.1016/j.fbio.2023.102935
Mazzutti S., Pedrosa R. C., & Salvador Ferreira S. R. (2020). Green processes in Foodomics. Supercritical fluid extraction of bioactives. In Reference module in food science (pp. 1–19). https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100596-5.22816-3.
Tomar G. S., Gundogan R., Karaca, A. C., & Nickerson M. (2023). Valorization of wastes and by products of nuts, seeds, cereals and legumes processing. In Advances in food and nutrition research (Vol. 107, pp. 131-74). Academic Press.https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2023.03.004
