La cerveza planta cara al cambio climático desde Valladolid

La cerveza se lleva el bronce. ¿Por qué? Es la tercera bebida más consumida del mundo, después del agua y el té. Son muchos los que eligen este producto para brindar por un éxito, un nuevo trabajo, la llegada de un bebé, sellar un contrato de negocios o, simplemente, disfrutar de una buena tarde con amigos. Está claro que para muchas personas no hay nada mejor que una birra fresquita cuando aprieta el calor. Sus incondicionales la disfrutan durante todo el año, pero en primavera y verano suma más adeptos.

Además de buscar sorprender a sus fieles seguidores, este sector está enfocado en transformarse con la mirada puesta en el futuro. Con esta meta nace el proyecto Cheers, que trabaja en la valorización de los subproductos y residuos de la industria cervecera para producir cinco bioproductos para aplicaciones industriales de alto valor y con importantes salidas de mercado: proteínas de insectos, desinfectantes, proteína microbiana, ectoína y ácido caproico.

Esta biorrefinería permitirá, según explica la profesora Raquel Lebrero, reducir el uso de recursos y el impacto ambiental de la producción de esta bebida alcohólica. En concreto, se espera que ayude a disminuir la huella de carbono de este sector en al menos un 45%. ¿Cómo? El grupo de investigación del Instituto de Procesos Sostenibles de la Universidad de Valladolid es responsable de una de estas cadenas de valor, en las que el biogás producido a partir de la digestión anaerobia de residuos de la industria cervecera se valorizará en ectoína.

«La ectoína es un compuesto de alto valor sintetizado por las bacterias para protegerse de un estrés osmótico, es decir, de altas salinidades en el medio. Esta sustancia protectora tiene importantes propiedades que la convierten en un ingrediente activo de gran interés para la medicina, cosmética y dermatología», explica antes de añadir que, tras producir ectoína, la biomasa será empleada para desarrollar proteína microbiana, que se utilizará como ingrediente en la elaboración de alimentos para mascotas, un mercado en continua expansión en los últimos años.

En estos procesos, detalla Lebrero, se emplean bacterias metanotróficas capaces de transformar el metano del biogás en productos de alto valor. En presencia de concentraciones moderadas de sal, indica que estos metanótrofos son capaces de sintetizar ectoína, que será extraída posteriormente mediante un proceso conocido como biomilking (bioordeño). «La biomasa metanotrófica resultante tiene un alto contenido en proteínas, por lo que puede valorizarse, consiguiendo así un proceso libre de residuos», subraya la investigadora, quien indica que estas bacterias metenotróficas se cultivan en fermentadores de alta transferencia de masa, desarrollados y optimizados por este equipo vallisoletano.

Respecto a las ventajas, tiene claro que el biogás es uno de los productos de la digestión anaerobia de residuos y aguas residuales con mayor potencial de valorización. «Hasta ahora, el biogás solía emplearse como fuente de energía, bien para la producción directa de electricidad y calor, o bien para la producción de biometano a través de procesos de limpieza». Sin embargo, comenta que la drástica caída del precio de la electricidad procedente de la energía eólica y solar en la última década, incluso por debajo del coste de la electricidad proveniente del biogás, ha despertado el interés de la comunidad científica por otras alternativas para valorizar el metano presente en el biogás distintas a la producción de electricidad. En este contexto, tiene claro que la conversión del metano en ectoína y en proteína representa una estrategia novedosa y rentable para valorizar el biogás.

En el caso de la ectoína, Raquel Lebrero asegura que la producción actual a nivel industrial se basa en el empleo de Halomonas elongata, una bacteria halófila, mediante un proceso de fermentación que utiliza fuentes de carbono de elevado coste para su crecimiento. «El uso del biogás como materia prima para sintetizar este ingrediente cosmético ofrece la posibilidad de reducir los costes de producción, obteniendo un precio de mercado muy competitivo». A esto se suma, apunta, que la producción de proteína microbiana para alimentación animal mediante bacterias metenotróficas que crecen con biogás permite obtener una proteína de alta calidad y digestibilidad, asegurando una producción ética y sostenible.

En este momento, avanza que se está finalizando el diseño y las pruebas de optimización a escala de laboratorio del fermentador de alta transferencia para la conversión de biogás en ectoína desarrollado por el grupo de investigación del Instituto de Procesos Sostenibles de la Universidad de Valladolid. Es más, manifiesta que este fermentador de flujo Taylor de un metro cúbico de volumen será instalado y validado a escala demostrativa para la producción de 20 kilogramos/año de ectoína. Más tarde, la ectoína será extraída y utilizada para producir cosméticos, y la biomasa resultante sin ectoína se utilizará para la obtención de proteínas.

Hasta el momento, la profesora celebra que los resultados obtenidos son muy prometedores, y su validación a gran escala representaría la primera evidencia de la viabilidad para sintetizar un ingrediente de alto valor para la industria cosmética y farmacéutica a partir del biogás en una escala industrial. En este punto, recuerda que este equipo inició la línea de transformación de metano en ectoína y otros compuestos de valor añadido hace más de una década, demostrando a nivel de laboratorio la capacidad de los metanótrofos halotolerantes de acumular intracelularmente ectoína en contenidos del 3% al 10% usando biogás.