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Obteniendo biocombustibles, proteínas y probióticos de los desechos de la producción de quesos
Publicado
2 años atrásen
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PerulacteaA partir del suero remanente de la industria láctea se podría generar bioetanol y sustancias beneficiosas para la salud. Es un trabajo de investigadores del CONICET en colaboración con colegas de Brasil.
Al concluir los procesos de producción de la industria alimenticia se generan desechos que aún mantienen características que los hacen aprovechables porque siguen siendo ricos en sustancias capaces de ser recuperadas y utilizadas para la generación de otros productos. Esos procedimientos de recuperación gozan de gran popularidad a nivel mundial porque la reutilización de esos subproductos trae aparejado un beneficio extra: la reducción de la tasa de descarte y, consecuentemente, del impacto ambiental, ya que se trata de sustancias contaminantes.
En un artículo publicado recientemente en la revista científica Applied Microbiology and Biotechnology, un equipo de investigadores del CONICET y la Universidad Estatal de Campinas (UNICAMP), Brasil, propone una nueva estrategia de biorrefinería basada en el uso del lactosuero, remanente de la elaboración de quesos, como materia prima para la obtención de bioetanol –de potencial uso como combustible ecológico–, proteínas y levaduras probióticas.
“El lactosuero contiene una proporción de las proteínas solubles de la leche, así como la mayor parte de la lactosa y del calcio presente en la leche cruda. Es un remanente generado en cantidades importantes, representa entre el 85 y el 90 por ciento del volumen de la leche empleada para hacer queso y contiene el 55 por ciento de sus nutrientes, lo que lo vuelve un efluente industrial altamente contaminante, y esto hace que exista un gran interés por encontrarle usos alternativos con el fin de absorber las grandes cantidades que generan las industrias queseras”, comenta Martín Rumbo, investigador del CONICET y director del Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos (IIFP, CONICET-UNLP), y añade: “Se calcula que en Argentina casi el 50 por ciento del lactosuero es generado por pequeñas industrias y queserías artesanales, y luego es descartado o usado para fines de bajo valor agregado, como la alimentación animal. Por eso existe el interés de buscar alternativas para su conversión en productos de mayor valor”.
La estrategia para revalorizar el suero de quesería surgió en el marco de la tesis doctoral de la becaria del CONICET Dolores Pendón, del Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA, CONICET-UNLP-CICPBA), sobre la base de la trayectoria y experiencia que ambos institutos tienen en el estudio de las propiedades probióticas –beneficiosas para la salud– de los microorganismos del kéfir, un producto lácteo surgido de la fermentación de levaduras y bacterias, de consistencia similar a la del yogur.
“En el marco del proyecto de kéfir, ya habíamos caracterizado distintas cepas de la levadura Kluyveromyces marxianus que presentan propiedades muy interesantes para su aplicación en una biorrefinería”, describe Graciela Garrote, investigadora del CONICET en el CIDCA y también autora del trabajo, y enumera: “Sus altas tasas de crecimiento, algo importante para la producción de biomasa; su capacidad de crecer a altas temperaturas, incluso por encima de los 45 grados centígrados, implica un bajo riesgo de contaminación y el ahorro de energía durante la fermentación, ya que exige menos refrigeración; y, como valor añadido, tiene características probióticas, incluyendo la tolerancia al ácido y las sales biliares, la supervivencia al paso a través del tracto gastrointestinal, y la capacidad inmunomoduladora y protectora frente al estrés oxidativo”.
Para el nuevo proyecto, los investigadores estudiaron 30 cepas de la levadura y pudieron seleccionar aquellas capaces de fermentar la lactosa presente en el suero y de resistir a las condiciones industriales de fermentación, proceso que implica la reutilización de las levaduras empleadas en un lote de fermentación para fermentar el siguiente pasando por etapas de sanitización por agregado de ácidos. “Comprobamos que K. marxianus tiene una excelente capacidad para ser empleada en la fermentación del lactosuero y algunas de sus cepas alcanzan una eficiencia mayor al 90 por ciento en la transformación de lactosa en bioetanol. Asimismo, tras ese proceso mantiene sus propiedades probióticas: en las pruebas in vitro vimos que tiene la capacidad de sobrevivir al paso por el tracto gastrointestinal y de modular la respuesta inmune innata del epitelio intestinal; y, además, en un modelo animal, una de las cepas permitió proteger contra el daño causado por colitis aguda. Es decir, el excedente de biomasa de levadura obtenido puede ser potencialmente comercializado como probiótico”.
Asimismo, los investigadores destacan que el mismo rendimiento y propiedades se mantienen empleando como sustrato de fermentación tanto el suero como el permeado de suero desproteinizado, proceso que permitiría separar y recuperar las proteínas del lactosuero como otro subproducto distinto y de alto valor agregado. “Es decir que proponemos un concepto de una biorrefinería muy versátil, en base a un proceso integrado con capacidad de producción de tres productos de valor agregado: bioetanol, concentrado proteico y levadura probiótica”, subrayan. Cabe destacar que actualmente el equipo se encuentra trabajando en el desarrollo a mayor escala y la transferencia de la tecnología al sector productivo, y además en la solicitud de una patente de invención en Argentina y Brasil a nombre de las tres instituciones implicadas: el CONICET, la UNICAMP y la Universidad Nacional de La Plata (UNLP).
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Girolando, la mejor alternativa para la producción lechera en climas cálidos
Publicado
3 días atrásen
22/11/2024Por
PerulacteaCon una producción promedio de 5.000 litros de leche durante 305 días bajo el calor del clima tropical, estas terneras presentan una mayor resistencia y adaptación al entorno, lo que aumenta sus tasas de supervivencia. Estas cualidades las destacan en un país donde la cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %. Las terneras Girolando pueden producir en promedio 5.000 litros de leche durante 305 días en climas cálidos. Fotos: Felipe Argoty, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira.
En Colombia la producción lechera afronta una crisis marcada por los altos costos tanto de los insumos importados utilizados por la industria como de los alimentos concentrados para el ganado, además de factores como la tendencia al bajo consumo en el mercado y el encarecimiento de las tierras en zonas tradicionales de ganadería, entre otros, situación que ha obligado a los productores a buscar nuevas alternativas que permitan mantener la rentabilidad del negocio y reducir las pérdidas.
Foto. La cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %
Cerca del 80 % de la producción de leche proviene de animales con composición genuina en su genética, escenario en el que resaltan las terneras Girolando, una raza que toma y supera lo mejor del cruzamiento entre la productividad de la Holstein y la rusticidad de la Gyr, lo que les permite adaptarse a altas temperaturas, ser más tolerantes a parásitos y poderse pastorear en condiciones adversas, características que las convierten en la mejor opción para climas tropicales como los de Tolima, Valle del Cauca, Magdalena Medio y los Llanos Orientales y la Costa Caribe, en donde han demostrado un rendimiento superior.
En la industria lechera la etapa más crítica es la cría de las terneras, ya que es cuando los animales dependen de una adecuada alimentación y cuidados especiales para asegurar su supervivencia y óptimo desarrollo. Además de ser costosa, esta fase se asocia con altos índices de mortalidad, en particular por problemas de nutrición.
Ante este problema, durante su Maestría en Ciencias Agrarias en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, el zootecnista Luis Felipe Argoty López evaluó mediante tres experimentos alternativas para mejorar la rentabilidad durante la cría, con dietas menos costosas pero con el aporte nutricional necesario para evitar problemas de crecimiento y desarrollo, clave en la crianza de reemplazo, cuando preparan a las terneras para que se conviertan en futuras vacas lecheras que renueven el hato y mantengan la productividad del sistema.
Foto. En Colombia cerca del 50 % de la producción de leche proviene de cruces de toros y cebús.
El Estudio
En la investigación se analizó el crecimiento y desarrollo ruminal (ingesta de alimento sólido) de 19 terneras Girolando F1 con edades entre 14 y 22 meses, en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias, municipio de Guacarí (Valle del Cauca).
Para el trabajo se hicieron 3 grupos de animales con sendos tratamientos. A los del primer grupo (grupo control) se le suministraron 4 litros de leche al día, repartidas en dos tomas, y concentrado comercial; al segundo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento experimental; y al tercer grupo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento comercial. A todos los tratamientos se les suministró pasto pangola y agua a voluntad.
Sobre el alimento experimental, el investigador explica que “hicimos ajustes dentro de la proteína, la pusimos un poco más disponible dentro de la dieta de las terneras, usamos soya, maíz, algunos cereales, premezclas, un promotor de crecimiento ruminal y lo que utilizan todos los alimentos concentrados, porque el reto era hacer un concentrado experimental similar en composición al comercial, pero con algunas mejoras”.
Foto. El estudio se realizó con 19 terneras en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias (Valle del Cauca)
También recolectó muestras de sangre cada 15 días, para analizar metabolitos como proteína, albúmina, globulinas, calcio, betahidroxibutirato (BHB) y cortisol. Así mismo evaluó parámetros biométricos como edad, peso, circunferencia, altura, ganancia de peso, consumo promedio y conversión alimenticia. Cada variable evaluada se analizó estadísticamente a través de un modelo mixto de medidas repetidas.
Aunque en la ganancia de peso los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los tratamientos, entre muestreo sí las hubo y se evidenció que la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal.
También se evidenció que “la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal”.
Foto. Con la raza Girolando se puede obtener una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas
El investigador destaca que, “este indicador sugiere que las terneras están desarrollando su rumen de forma óptima, lo cual es esencial para una digestión eficiente, y en última instancia para su futura capacidad de producir leche”.
También se registraron bajos niveles de cortisol en la sangre, una hormona que se libera en respuesta al estrés y puede afectar el crecimiento y la salud general del animal. Altos niveles de este indican que las terneras están experimentando estrés, lo que puede influir negativamente en su sistema inmunológico y reducir su capacidad de aprovechar nutrientes, afectando el desarrollo del rumen y la futura producción de leche.
“Si logramos que más productores opten por razas como la Girolando, tendríamos una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas, cuya adaptación a nuestras condiciones es limitada”, anota el magíster.
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