Subproductos de cerveza como fuente de proteína alternativa para nutraceútica y alimentación en acuicultura

Una solución innovadora que está revolucionando la industria cervecera, alimentaria y acuícola

David San Martín, Bruno Iñarra, Jone Ibarruri, Mónica Gutierrez, Ricard Fenollosa, Alicia Estevez, Jose Miguel Martínez, Anna-Maria De Smet y Jaime Zufía

La producción de cerveza en Europa ha superado los 400 miles de hectolitros, consolidándose como un sector económico estratégico. Sin embargo, este proceso productivo genera grandes cantidades de subproductos orgánicos que requieren una gestión eficiente para no comprometer la productividad y sostenibilidad de la industria.

Los subproductos de cerveza

Entre los subproductos más destacados se encuentran el bagazo y la levadura gastada, representando el 80% y 10% respectivamente de los subproductos generados. Las ratios de producción de cada subproducto por cada 100 litros de cerveza son aproximadamente 17 kg de bagazo de cerveza y 3 kg de levadura de cerveza, lo que implica la generación de grandes cantidades de subproductos que, si son gestionados de manera adecuada, pueden ser destinados a materias primas para nuevos procesos productivos (Beer statistics, 2020). Estos subproductos son ricos en proteínas, hidratos de carbono, ácidos grasos, vitaminas y minerales, convirtiéndolos en una valiosa fuente de nutrientes. A su vez, contienen biomoléculas activas como polifenoles, antioxidantes, β-glucanos (capa interna de la pared celular) o mano proteínas (capa externa de la pared celular) que le confieren diferentes propiedades saludables muy demandadas tanto por la industria alimentaria como el sector productor de piensos. Sin embargo, su alto contenido de agua limita su vida útil a tan solo 48 horas, lo que dificulta su reutilización eficiente.

La solución de Life Brewery

Ante este desafío, el proyecto Life Brewery (LIFE16ENV/ES/000160) ha surgido como una solución tecnológica innovadora y sostenible para aprovechar al máximo los subproductos de la cerveza. El objetivo de este proyecto es demostrar la viabilidad de la valorización de los subproductos cerveceros como ingredientes secundarios para la alimentación humana y la acuicultura.

La solución propuesta se basa en un proceso de hidrólisis enzimática que, por un lado, solubiliza compuestos de alto valor para la industria alimentaria humana en la fracción líquida, al mismo tiempo que se obtiene un ingrediente más digerible para la alimentación en acuicultura en la fracción semisólida. Posteriormente, se lleva a cabo un proceso de estabilización de alta eficiencia para ambas fracciones que asegura la calidad nutricional y la seguridad alimentaria de los ingredientes obtenidos. Este enfoque garantiza la máxima utilización de los subproductos de la cerveza tanto para alimentación humana como acuícola, minimizando los residuos y mejorando la eficiencia ambiental.

La solución tecnológica desarrollada por el proyecto Life Brewery es segura, flexible y sostenible. Ha sido demostrada a escala semiindustrial y los ingredientes obtenidos han sido validados en sus aplicaciones finales. Además, este enfoque es replicable en cualquier región de Europa y adaptable a diferentes escenarios. La solución se basa en una economía circular, utilizando tecnologías eco-diseñadas y minimizando el consumo energético.

Resultados sobre la valorización de subproductos de cerveza

Como resultado de este proyecto, se han desarrollado seis nuevos ingredientes para su aplicación en nutraceútica (2) y como materias primas alternativas para piensos de acuicultura (4). Estos ingredientes proporcionan una fuente sostenible de proteínas para nutraceútica y reduce la dependencia de la harina de pescado en la acuicultura, contribuyendo a la sostenibilidad del sector en la Unión Europea.

Además de los beneficios ambientales y de competitividad para la industria cervecera y acuícola, la implementación de esta solución conlleva una mayor concienciación de la sociedad hacia la protección del medio ambiente y el uso eficiente de los recursos.

Para garantizar la sostenibilidad y eficiencia de la producción de los ingredientes, se ha diseñado una planta de producción siguiendo los estándares de la ISO 14006. Esta planta incorpora aspectos ambientales que hacen que la producción de estos ingredientes sea más sostenible y eficiente.

• El análisis de la ubicación para la selección de una envolvente térmica que reduzca las pérdidas de calor / ganancias excesivas; el diseño bioclimático para garantizar ganancias solares y protección para reducir la demanda de energía;
• una serie de criterios de certificación medioambiental como son BREEAM, LEED y WELL;
• la selección de materiales / estructuras basada en el análisis de ciclo de vida, el Cradle to grave, EPDs, etc. ;
• el abastecimiento responsable basado en la ISO 14001;
• la legislación de la UE, teniendo en cuenta directivas sobre edificios de alto rendimiento energético (EPBD, NZEB), planes nacionales de acción sobre eficiencia energética y energía y clima (NEEAP y NECP) y/o
• las simulaciones de rendimiento energético que incluyen diferentes análisis de energías renovables son varios de los aspectos incluidos en el diseño de la planta.

Este consorcio tiene capacidad para ofrecer una solución personalizada, el desarrollo de una Ingeniería de detalle e incluso una solución llave en mano.

Los dos mercados potenciales a los que se destinan los ingredientes producidos son:

1. Alimentación y nutraceútica en base a su contenido proteico de alta calidad y su composición rica en biomoléculas funcionales
2. Acuicultura en base a su alto valor nutritivo capaz de cubrir la gran demanda de nuevas materias primas.

AZTI (Centro de investigación marina y alimentaria) ha liderado la iniciativa en colaboración con los principales actores de la cadena de valor: IRTA (Instituto Catalán de Investigación y Tecnología Agroalimentaria), Riera Nadeu (una empresa catalana especializada en soluciones de deshidratación) y LKS Krean (una empresa vasca especializada en procesos de ingeniería de instalaciones de valorización de residuos) y, finalmente, por ‘The Brewers of Europe’ (asociación de cerveceros europeos).

La puesta en marcha de una nueva actividad basada en economía circular para la valorización de los subproductos de la cerveza contribuirá a la mejora de la competitividad y sostenibilidad del sector cervecero, así como de la industria alimentaria y el sector acuícola al poner en el mercado materias primas secundarias destinadas a la producción de ingredientes para nutraceútica y alimentación en acuicultura.