BIOPRO

Contexto

El proyecto BIOPRO da continuidad a los proyectos HARTZIBIDE y ALHOBIO, consolidando una línea de investigación orientada a la obtención de ingredientes biotecnológicos de alto valor añadido mediante procesos fermentativos basados en microorganismos.

Estos trabajos previos permitieron desarrollar, a escala de laboratorio (TRL 3-4), procesos de fermentación de microalgas y hongos filamentosos —tanto en régimen sumergido como en estado sólido— empleando subproductos alimentarios como fuente de nutrientes. Las microalgas y los hongos filamentosos se consideran nuevas fuentes de proteína alternativa de elevado valor nutricional, con un papel relevante en la transición hacia sistemas alimentarios más sostenibles y saludables.

BIOPRO aborda ahora el reto del escalado a nivel piloto (TRL 5-6), un paso clave para la futura implantación industrial de estos procesos. El proyecto se centra, por un lado, en la producción de microalgas en condiciones heterótrofas, una estrategia más competitiva en términos de coste y rendimiento, y por otro, en la fermentación sólida de subproductos de origen vitivinícola mediante hongos filamentosos. Además de la obtención de biomasa con aplicaciones en alimentación humana y animal, BIOPRO persigue el desarrollo de prototipos de productos funcionales —como extractos proteicos, pigmentos, enzimas o hidrolizados— con potencial aplicación en alimentación, nutracéutica y salud, gracias a sus posibles bioactividades antioxidantes o antimicrobianas.

Objetivos

Objetivo general

Obtener productos biotecnológicos de alto valor añadido —incluyendo nuevas fuentes de proteína, compuestos bioactivos e ingredientes alimentarios— a partir de procesos fermentativos con microorganismos, contribuyendo a la economía circular y favoreciendo la implantación o diversificación de actividades industriales asociadas a su explotación.

Objetivos específicos

• Escalar el proceso de crecimiento de una especie de microalga previamente seleccionada mediante fermentación oscura y en alta densidad, utilizando subproductos azucarados como fuente de carbono.
• Desarrollar y escalar procesos de rotura celular, fraccionamiento, concentración y espesado de la biomasa de microalgas, orientados a la obtención de proteínas, hidrolizados proteicos y pigmentos mediante técnicas mecánicas compatibles con la escala industrial.
• Escalar y optimizar la fermentación sólida de subproductos vitivinícolas con una especie seleccionada de hongo filamentoso, para la obtención de un ingrediente destinado a alimentación animal a escala piloto, empleando un reactor agitado adaptado a este proceso.
• Evaluar las bioactividades y funcionalidades tecnológicas de los productos y compuestos obtenidos, así como el efecto de los procesos de secado o conservación sobre dichas propiedades.
• Plantear un esquema de bio-refinería que integre ambos procesos fermentativos, orientado a la valorización integral de los subproductos seleccionados y a su futura implementación industrial.

Impacto esperado

El proyecto BIOPRO aspira a generar impactos relevantes a nivel industrial, tecnológico y socioeconómico:

• Impulso al tejido empresarial biotecnológico, favoreciendo la creación de nuevas empresas o la diversificación de las existentes en los ámbitos de la gestión de subproductos y el desarrollo de ingredientes biotecnológicos. En este contexto, los resultados del proyecto podrán reforzar iniciativas previas en la CAPV relacionadas con la producción de microalgas y hongos, así como con la fabricación de equipos para fermentación en estado sólido.
• Dinamización de ecosistemas de innovación, alineándose con iniciativas de cooperación regional como el ecosistema ALGAKIN, impulsado por NEIKER, AZTI y la UPV-EHU, orientado al desarrollo de nuevas actividades vinculadas a la producción de microalgas y macroalgas en la CAPV.
• Promoción de nuevos ingredientes y compuestos funcionales para los mercados de piensos, alimentación humana, nutracéutica y salud, respondiendo a la necesidad del sector de disponer de materias primas sostenibles y de bajo coste, derivadas de subproductos.
• Valorización de subproductos alimentarios, ofreciendo a las empresas generadoras alternativas viables y sostenibles para la gestión de residuos orgánicos biodegradables, con especial atención a los subproductos vitivinícolas. El proyecto busca demostrar su uso como materias primas para procesos biotecnológicos, contribuyendo a reducir costes de gestión y a mejorar la competitividad y sostenibilidad del sector alimentario.

Resultados clave

El proceso de bio-refinería propuesto en el proyecto BIOPRO para las orujas de vino blanco (Txakolí) ha permitido mejorar el valor añadido de las mismas mediante la obtención de diversos productos y compuestos de aplicación en diversos sectores como la alimentación animal, la nutracéutica o la cosmética.

• La extracción de polifenoles mediante los distintos tratamientos y lavados desarrollados en el proyecto con órgano-solventes y aplicación de calor (entre 95 y 200ºC) permiten obtener extractos enriquecidos en polifenoles con capacidad antioxidante y antimicrobiana, permitiendo su uso en aplicaciones tanto alimentarias como cosméticas.
• La fermentación sólida de las orujas realizada mediante 3 especies de hongos filamentosos comestibles seleccionadas, permite obtener incrementos de proteína en producto final que triplican los inicialmente presentes en las orujas de txakolí. Esto hace del producto fermentado un posible ingrediente de mayor interés para su incorporación en piensos de alimentación animal incluyendo la acuicultura.
• El líquido obtenido tras el lavado de las orujas de vino blanco presenta un contenido de azúcares y otros nutrientes que lo hacen interesante como sustrato para el crecimiento de microorganismos como las microalgas. Las pruebas de fermentación realizadas indican que es posible obtener una productividad elevada (en torno a 0,47 g biomasa/gr de azúcares consumidos) y una biomasa con un contenido de proteína en torno al 45%.
• La rotura de esta biomasa por técnicas como la Homogeniezación por Altas Presiones (HPH) permite obtener dos productos de valor con propiedades nutricionales diferenciadas respecto a la biomasa entera: un extracto proteico (55% proteína) con digestibilidad mejorada y una biomasa lisada con alto contenido en pigmentos, minerales como el zinc o el hierro y ácidos grasos monoinsaturados. Los tres productos obtenidos presentan un perfil nutricional adecuado y de interés para su uso en aplicaciones alimentarias como ingredientes en bebidas funcionales, sopas, pastas, bollería, pastelería… o en nutraceútica en forma de concentrados o pastillas como complementos alimenticios.

Publicaciones

Valorisation of white grape pomace sugars for optimized heterotrophic cultivation of Auxenochlorella protothecoides: A sustainable food ingredient

Manso, J. Ibarruri, I. M. de Marañón and M. Cebrián. Innovative Food Science & Emerging Technologies 2025 Vol. 100 Pages 103906

DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2024.103906

From waste to value: Upcycling white grape pomace through a multiproduct biorefinery approach.

M. Manso, S. Agnihotri, P. R. Lennartsson, I. M. de Marañón, M. Cebrián and J. Ibarruri. Journal of Environmental Chemical Engineering 2025 Vol. 13 Issue 4 Pages 117249

DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2025.117249

Financiación