Aimplas, envases bioactivos para queso mediante la valorización de residuos lácteos

Los miembros del Grupo Operativo (GO) que están trabajando para la consecución de los objetivos del proyecto son: la Federación Empresarial de Agroalimentación de la Comunidad Valenciana (Fedacova), que es el representante del GO y, se encargará de validar los nuevos envases desde el punto de vista del consumidor; Quesería Dehesa dos Hermanas, que se dedica a la elaboración de queso de oveja; Quesería La Cabezuela, dedicada a la elaboración de queso de cabra; la Universidad de Estudios Generales de Valencia (UVEG), que cuenta con una amplia trayectoria en el estudio de la actividad antifúngica de compuestos activos de origen natural, por lo que se encargará de la selección de cepas antimicrobianas, estudio de la actividad antifúngica de las mismas y, validación de la efectividad de los nuevos envases activos; y Biópolis, con experiencia en el diseño, producción y purificación de los microorganismos, que se centrará en la evaluación de los ingredientes bioactivos para alimentación animal. La función de Aimplas en el proyecto, además de ejercer de coordinador, está centrada en la incorporación de los compuestos activos de lactosuero en un nuevo recubrimiento que, incorporados en el envase del queso, alargue su vida útil. Además, el GO cuenta con la colaboración de DCOOP, una gran cooperativa agroalimentaria.

El sector lácteo español es un sector estratégico que posee una gran importancia socioeconómica por su volumen de producción, de negocio y generación de empleo, por lo que es un motor de la economía con alrededor de 4.900 ganaderos y una producción de queso en torno a 465.000 toneladas. De hecho, España es una potencia europea siendo el primer país en producción de queso de oveja (35% de la producción total de la UE) y, el segundo país en producción de queso de cabra (25% de la producción total de la UE), seguido de Francia (1). Estos datos están ligados a un crecimiento en el consumo de queso en España, ya que en 2019 se consumieron 0,42 kg de queso de oveja per cápita y, 0,3 kg de queso de cabra (2).

El proceso de elaboración del queso se realiza en diferentes etapas. En la primera etapa de coagulación, la leche se lleva a la temperatura adecuada y, se le añaden los fermentos y enzimas encargados de la formación de la coagulación. La cuajada se mete en unos moldes y se prensa, obteniéndose como subproducto el lactosuero. Cuando el queso alcanza el pH adecuado, se pone en un baño de salmuera. Por último, se introduce en una cámara de maduración en unas condiciones de temperatura y humedad controladas durante un tiempo determinado en función del tipo de queso a obtener: semicurado o curado (3).

Por tanto, el lactosuero se obtiene como residuo en la elaboración de queso, produciéndose 10 litros de suero por cada kg de queso. En cuanto a su composición, en promedio, tiene un contenido en nutrientes de alrededor del 50% de los nutrientes procedentes de la leche, ya que queda con un 15% del contenido total de la proteína de la leche cruda y con el 80-90% del contenido total de la lactosa de la leche cruda. 

Actualmente, existe una variedad de posibilidades de valorización del lactosuero: obtención de productos lácteos y bebidas; elaboración de productos alimenticios tras una serie de procesos de transformación para obtener una fracción con elevado contenido en proteína; producción de biogás mediante digestión anaerobia; producción de bioalcohol tras fermentación; generación de energía eléctrica, etc., aunque muchas de ellas están condicionadas: por la calidad del lactosuero (4), por la obtención de productos de bajo valor añadido, o bien se requieren elevados costes de inversión en infraestructura, así como grandes consumos de agua, como es el caso de la valorización relacionada con la producción de biogás y de generación de energía eléctrica, por lo que este tipo de valorización solo es posible para grandes empresas productoras de queso.

Por ello, el proyecto GO-Orleans pretende valorizar el lactosuero obtenido como residuo en la elaboración de queso mediante el desarrollo de aditivos activos naturales para su incorporación en el envase, lo que alargará la vida útil del queso. Además, se incorporarán como probióticos naturales en piensos, con tal de mejorar el bienestar animal. De este modo, las pequeñas empresas productoras de queso contarán con una alternativa viable de valorización de este residuo, ya que se obtendrá un producto de alto valor añadido (con un coste estimado de entre 30-90 €/kg).

Con ello, el objetivo del proyecto es alargar la vida útil del queso sin conservantes en un 50%, y en un 25% para quesos que contienen aditivos antimicrobianos sintéticos.

Para abordar el proyecto y conseguir los objetivos propuestos, en primer lugar, la UVEG ha identificado y aislado las cepas de lactosuero provenientes del proceso de elaboración de queso de cabra y oveja de las queserías Dehesa Dos Hermanas y La Cabezuela. Para, posteriormente, comprobar la actividad antifúngica de dichas cepas.

Para ello, se ha realizado un análisis del lactosuero, caracterizando morfológicamente las bacterias aisladas (Figura 1) para la posterior identificación mediante métodos moleculares.

Del análisis del perfil proteómico de las bacterias se han identificado en torno a 60 bacterias ácido-lácticas de la especie Lactobacillus (Figura 2). Se trata de un género de bacterias probióticas; es decir, que confieren un efecto beneficioso para la salud del hospedador. De hecho, las bacterias del género Lactobacillus son de los principales microorganismos de la microbiota intestinal.

Además, se ha comprobado la actividad antifúngica de las cepas de lactosuero frente a cepas del género Penicillium. Los resultados obtenidos han mostrado que las cepas Lactobacillus contenidas en el lactosuero poseen un efecto antimicrobiano frente a diferentes cepas fúngicas del género Penicillium.

Los resultados obtenidos han mostrado que las bacterias ácido-lácticas del lactosuero poseen una inhibición fungicida comparable a la inhibición que presentan los antimicrobianos sintéticos utilizados actualmente en la industria láctea.

Los siguientes pasos en el proyecto son la fermentación del suero lácteo para su incorporación como componente activo en la formulación del recubrimiento a desarrollar por Aimplas que, posteriormente, se aplicará sobre los envases de queso para alargar la vida útil del producto. Además, en paralelo, Biópolis está evaluando la capacidad probiótica del residuo de lactosuero para su incorporación como conservante natural en piensos para alimentación animal. 

Finalmente, se realizará la validación de los envases bioactivos mediante diversos ensayos, tales como estudios de efectividad frente a patógenos, ensayos de vida útil mediante el estudio de la interacción envase-alimento y ensayos de seguridad alimentaria mediante la determinación de la posible migración de determinadas sustancias del envase al alimento.

GO Orleans es beneficiario de las ayudas a la ejecución de proyectos de innovación de interés general por grupos operativos de la Asociación Europea para la innovación en materia de productividad y sostenibilidad agrícolas, dentro del Programa Nacional de Desarrollo Rural 2014-2020. La financiación de estas ayudas se realizará en un 80% con cargo al Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER) y en un 20% con cargo al Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación, siendo la autoridad de gestión encargada de la aplicación de la ayuda la Dirección General de Desarrollo Rural, Innovación y Formación Agroalimentaria (DGDRIFA). El presupuesto total de la ayuda asciende a 598 659,77 euros.

Notas

(1) https://www.mapa.gob.es/fr/ganaderia/temas/produccion-y-mercados-ganaderos/1sectorencifras_indicadoreseconomicos_mapama_tcm36-109637.pdf

(2) https://www.mapa.gob.es/es/ganaderia/temas/produccion-y-mercados-ganaderos/sectores-ganaderos/ovino-caprino/leche-de-oveja-y-cabra/

(3)  Canales, C., Pascual, A., Avellaneda, A., Vilaseca, P., López, A., Padula, C., & Santamaría, M. (2005). Guía de Mejores Técnicas Disponibles en España del sector lácteo.

(4)  Abaigar, A. (2009). El lactosuero en la alimentación del ganado porcino. ITG ganadero, 13-17.