Reportaje
08/06/2021

Un método innovador recupera los granos de café agotados para materia prima para la fabricación de biocombustibles y bioproductos

  •  Campus de Valladolid
  •  Ingeniería y Arquitectura

Irache H Ochoa | UVadivulga

Investigadores de la UVa proponen un proceso integrado de extracción y fermentación para la producción de compuestos antioxidantes y biobutanol a partir del residuo de grano de café agotado

La Organización Internacional del Café estima que en 2021 se consumirán 166,6 millones de sacos de 60 kilos de café, convirtiendo a esta bebida en el segundo producto más consumido del mundo. La producción y procesado de estas cantidades de café generan una gran cuantía de residuos que podrían reutilizarse en múltiples ámbitos, especialmente los granos de café agotados, tal y como demuestra el artículo publicado por investigadores del Instituto de Procesos Sostenibles de la Universidad de Valladolid.

En el residuo del grano de café podemos encontrar un número importante de compuestos bioactivos (componentes naturales presentes en los alimentos o en los residuos generados durante su procesado) que presentan importantes efectos beneficiosos para la salud ya que se caracterizan por tener propiedades antioxidantes, anticancerígenas, antialérgicas, antiinflamatorias, antimicrobianas y antitumorales, así como propiedades beneficiosas relacionadas con la neuroprotección. De esta forma, por estas propiedades, estos compuestos tienen aplicaciones potenciales en la industria farmacéutica y en parafarmacia, así como en la producción de cosméticos (podrán formar parte de la composición de geles, cremas, complementos nutricionales…) y en la producción de alimentos funcionales y aditivos, encontrándolos en galletas, yogures, batidos... Tal y como explica la investigadora del Grupo de Investigación Reconocido de Tecnología de Procesos Químicos y Bioquímicos, Susana Lucas, “resulta interesante la recuperación de estos productos, presentes en la composición de determinados residuos, porque podrían utilizarse en aplicaciones de la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica. Se trata de compuestos de alto valor añadido, actualmente muy demandados por sus propiedades funcionales, y que podrían ser la clave para garantizar la viabilidad económica de los procesos de valorización de residuos”.

En el marco de la economía circular, estos compuestos bioactivos que encontramos en los posos de café, podrían servir también como base para la fabricación de biocombustibles, concretamente de biobutanol. “Esta investigación supone un avance hacia la producción integrada de compuestos antioxidantes y biocombustibles a partir de residuos. En concreto plantea el uso de grano de café agotado para obtener de forma simultánea compuestos bioactivos con demostrada actividad antioxidante, así como biocombustibles avanzados, en concreto biobutanol”, explica la investigadora de la Universidad de Valladolid.

 

© - Susana Lucas Yagüe. Equipo de fermentación

Disolventes eutécticos profundos naturales y ondas microondas

Los compuestos bioactivos contenidos en los granos de café agotados se extraen habitualmente mediante métodos de extracción tradicionales que emplean disolventes altamente contaminantes, inflamables y tóxicos. En busca de un método más respetuoso con las personas y el medio ambiente, los investigadores de la unidad de Procesos Químicos y Bioquímicos del Instituto de Investigación de Procesos Sostenibles de la UVa han desarrollado su investigación extrayendo los compuestos bioactivos con una tecnología más respetuosa y sostenible.

Esta nueva tecnología se basa en el uso de ondas microondas y disolventes eutécticos profundos naturales (NADES, por sus siglas en inglés). Estos, al contrario que los disolventes convencionales utilizados en las técnicas de extracción tradicionales, se caracterizan por ser no volátiles, no inflamables, no tóxicos y extremadamente biodegradables, lo que adquiere en este punto especial relevancia, ya que permitirá utilizar los compuestos bioactivos en la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética sin ningún riesgo derivado de la toxicidad de los productos empleados. “La tecnología de extracción microondas podría resultar de interés porque se trata de una tecnología limpia, que opera con tiempos de operación cortos y con la que se obtienen muy buenos rendimientos de extracción. Su mayor limitación para el escalado industrial es el alto coste del propio equipo microondas. Su viabilidad técnica está garantizada, pero para asegurar su viabilidad económica hay que realizar aún la optimización del proceso”, analiza Lucas.

Esta investigación publicada en la revista científica Biomass and Bioenergy confirma la viabilidad, al menos desde el punto de vista técnico, de la recuperación conjunta de compuestos antioxidantes y biobutanol a partir de un residuo de grano de café agotado.

Y aunque la viabilidad de estos antioxidantes de origen natural en la industria alimentaria y cosmética es clara, ya que irán desplazando en el corto plazo a los antioxidantes sintéticos del mercado, para la incorporación del biobutanol al mercado de los biocombustibles es necesaria todavía una mayor investigación básica de optimización del proceso de fermentación y separación posterior.

En palabras de Susana Lucas, la importancia de esta investigación radica en la mejora de “los rendimientos de extracción minimizando los requerimientos energéticos del proceso y empleando tecnologías limpias de pretratamiento de la biomasa, como es la tecnología microondas”.

Bibliografía

Juan C. López, María Teresa García, Mónica Coca, Susana Lucas. ‘A biorefinery approach for the valorization of spent coffee grounds to produce antioxidant compounds and biobutanol’, Biomass and Bioenergy, Volume 147, April 2021, 106026