• Constituyentes químicos

• Visión general de las posibilidades

• El caso del aceite de oliva como ejemplo

• Procesos de obtención

• Variables a tener en cuenta

• Algunas posibilidades

• Conclusión general

Indice

Constituyentes químicos

acilglicéridospolímeros

metabolitos sec.

Posibilidades

Biomateriales

Biocombustibles

Productos Bioactivos

Biosustratos

Posibilidades

Posibilidades

Tyson Foods

1500x106 kg grasa/año

700x106 l/año biodiesel

Posibilidades

Zonas productoras pollos (producción relativa, China, 2004, 4x106 cabezas/año aprox.)

Aceite de oliva

Aceite de oliva

Zonas productoras aceite de oliva (producción relativa, España, 2006, 4x106 Tm/año aprox.)

Aceite de oliva

• Biomasa proveniente del cuidado de los árboles.

• Biomasa proveniente de la fabricación del aceite.

• Biomasa proveniente de la preparación de aceitunas

de mesa y otros productos derivados.

Fuentes posibles de subproductos

Biomasa proveniente de la fabricación del

aceite

Aceite de oliva

20% aceite virgen

80% otros

• Proceso de producción• Tipo de aceituna• Zona de cultivo• Empleo de fitosanitarios y fertilizantes• Las condiciones climáticas• Momento de la cosecha y fase de madurez de

las aceitunas.

Factores que afectan al tipo de subproductos y residuos

Tipos de molinos para obtener aceite de oliva

•Prensa tradicional

•Molinos de tres fases

•Molinos de dos fases

Tipo de molinos en paises europeos

A. Roig, M.L. Cayuela, M.A. Sanchez-Monedero Waste Management 2006, 26, 960–969

Tipo de molinos en paises europeos

A. Roig, M.L. Cayuela, M.A. Sanchez-Monedero Waste Management 2006, 26, 960–969

• Residuos sólidos

• Residuos líquidos (agua vegetal o alpechin)

• Residuos semisólidos (alperujo)

Tipo de subproductos y residuos

Comparativa general

Datos aproximados sobre los “input-output” de los tres procesos defabricación de aceite de oliva

Proceso de Cantidad de Cantidad deproducción Input input Output output (Kg)

Procesotraditional

Aceitunas 1 Tm Aceite ≅ 200Agua delavado

0.1–0.12 m3 Residuo sólido(25% agua + 6% aceite)

≅ 400

Energia 40–63 kWh Agua residual (88% agua+sólidos y aceite)

≅ 600

Proceso 3-Fases

Aceitunas 1 Tm Aceite 200Agua delavado

0.1–0.12 m3 Residuo sólido(50% agua + 4% aceite)

500–600

Agua para eldecantador

0.5–1 m3 Agua residual(94% agua + 1% aceite)

1000–1200

Agua delavado

10 L∼

aceite crudoEnergía 90–117 kWh

Proceso 2-Fases

Aceitunas 1 Tm Aceite 200Agua delavado

0.1–0.12Sólido + agua residual

(60% agua + 3% aceite)800–950

Energía <90–117 kWh

Comparativa 2 Fases

Características de Diferentes Tipos de Alperujos (aguasvegetales y sólidos) para un proceso en dos fases

Mezcla Mezcla Mezcla MezclaParámetros agua–sólido sin hueso sin hueso-aceite Secada 400◦C

pH 5.3–5.8 4.87 5.00 5.80 Cenizas, % wt 7.10–7.46 7.65 9.12 — Lípidos, % wt 4.34 7.18 6.38 12.48 Proteínas, % wt 13.56–14.80 9.44 8.65 15.96 Azúcares % wt 1.30–2.31 1.48 1.21 1.87 Taninos, % wt 1.25–2.70 2.18 2.61 1.33 Nitrógeno, % wt 2.48–3.16 2.10 1.96 3.08

Características generales de las aguas residuales

Proceso en dos fases:

50-700 L/Tm de aceituna

COD 5-25 g/ L agua

Proceso en tres fases:

900–1500 L/ Tm

COD 50–90 g/ L

Posibilidades

Biomateriales

Biocombustibles

Productos Bioactivos

Biosustratos

• Biomasa

• Bioetanol

• Biodiesel

• Butanol

Biocombustibles

Biocombustibles

Biocombustibles

Bioetanol

Biocombustibles

Bioetanol

Competencia

Bioetanol

Biocombustibles

Biodiesel

glicerol

Plantas actuales de biodiesel en USA

Plantas actuales de biodiesel en USA

Aceite de freir Grasa animal Soja Multiproducto Canola Girasol Aceite de algodón Aceite de palma Maiz

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Tipos de aceites usados en plantas fabricación de biodiesel (USA)

materia prima

Num

ero

de p

lant

as p

rodu

ctor

as

Biocombustibles

Butanol

Biocombustibles

Butanol• 95% de energía que el mismo volumen de gasolina, mientras que el etanol 75%.

• Se puede mezclar con gasolina en una proporción mayor que el etanol.

• Menos soluble en agua que el etanol.

• Es posible enviarlo por las mismas infraestructuras petroleras de transporte, algo que no es posible con el etanol.

Productos bioactivos

Tocoferol (vitamina E)

Antioxidante, cuida al organismo de la formación de moléculas tóxicas resultantes tanto del metabolismo normal como de las ingresadas por vías respiratorias o bucales.

Evita la destrucción anormal de glóbulos rojos, evita trastornos oculares, anemias y ataques cardíacos.

Productos bioactivos

Polifenoles

Oleuropeina y su metabolito hidroxitirosol poseen una actividad antioxidante muy potente y son los causantes del gusto amargo del aceite de oliva. Se ha descrito que una mezlca de ambos poseen actividad anti HIV

S. Lee-Huang, P. Lin Huang, D. Zhang, J.Wook Lee, Ju Bao, Yongtao Sun, Young-Tae Chang, J.Zhang y P. Lee Huang Biochem. Biophya. Res. Commun. 2007, 354, 872-878I.Andreadou, E.K. Iliodromitis, E. Mikros, M. Constantinou, A. Agalias, P. Magiatis, A. L. Skaltsounis, E. Kamber, A.Tsantili-Kakoulidou y D. Th Kremastinos J. Nutr. 2006 136:2213-2219

Productos bioactivos

PolifenolesCompuestos fenólicos en distintos tipos de aceitunas

(micromoles/kg)

polifenolesVariedad aceitunas

Manzanilla Picual Arbequina Hojiblanca Cornicabrahidroxitirosol 479.6 176.8 179.6 159.2 164.1

hidroxitirosol glicona 8.8 26.9 14.3 16.4 10.8tirosol 159.4 52.3 59.9 121.6 54.1

Hy-ACa 130.8 500.4 202.6 51.9 1.5Hy-EDA 740.5 923.4 559.4 296.2 1332.7Ty-EDA 283.5 202.6 179.8 160.2 427.1

1-acetoxypinoresinol 72.2 18.7 133.9 54.4 9.2pinoresinol 52.7 154.2 107.6 86.0 104.4

Hy-EA 535.8 622.7 85.0 454.2 778.6Ty-EA 249.6 253.6 17.5 240.8 497.2

a Hy-AC, acetato de hidroxitirosol acetate; Hy-EDA, forma dialdehídica del aglicón descarboximetilado deoluerina; Ty-EDA, forma dialdehídica del aglicon descarboximetilado de ligstrosida; Hy-EA, aglicón deoleuropeina; Ty-EA, aglicón ligstrosida

C. ROMERO, E. MEDINA, J. VARGAS, M. BRENES, A. DE CASTRO J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 680-686

Productos bioactivos

Supervivencia de H. pylori LMG 19449 después de 60 min de contacto con extractos acuosos aceite “manzanilla” (5% concetración)

Productos bioactivos

Supervivencia de H. pylori LMG 19449 después de 60 min de

contacto con compuestos fenólicos aislados (5% concetración)

Factores que afectan al tipo de subproductos y residuos

Efecto de diferentes condiciones de secado sobre los perfiles fenólicos presentesen la fracción sólida recuperada de un proceso en 2 Fases

frescoh Secado a105 °C (12 h)

Secado a60 °C (36 h)

Secado al aire(1semana)

Secado al aire(1mes))

Liofilizado

Peso(DW)a 42.0 0.1a 44.0 0.4b 49.7 3.6c 49.1 3.5c 46.0 1.8d

Extracto secob 264.0 3.7a 146.8 10.5b 201.9 5.4c 264.5 19.3a 244.2 5.5a 263.2 9.6a

Fenoles totales (Folin−Ciocalteu)c 39.9 2.0a 14.7 0.1b 12.1 0.7c 9.3 0.9d 5.7 0.3e 29.0 1.1f

Capacidad antioxidanted 5.69 0.12a 3.91 0.10b 1.83 0.10c 0.92 0.02d 0.72 0.01e 4.72 0.14f

Hidroxitirosol glucosidoe 0.97 0.08a 0.33 0.05b 0.37 0.03b 0.16 0.02c NA 0.34 0.06b

Hidroxitirosolf 0.64 0.11a 1.25 0.06b 0.11 0.01c NA NA 0.89 0.06d

Verbascosidef 1.23 0.02b 0.61 0.02b 0.16 0.02c 0.038 0.001d NA 2.05 0.06e

Comselogosideg 0.080 0.01a0.044 0.003b

0.048 0.010b

0.017 0.001c NA 0.085 0.010a

Luteolin 0.239 0.010a0.015 0.003b

0.096 0.014c 0.077 0.009c NA 0.156 0.036d

a % w/w peso fresco. b mg/g DW. c mg GAE/g DW. d Capacidad antioxidante = 100 × 1/EC50 (ppm). e mg equivalenteshidroxitirosol/g DW. f mg/g DW. g ,mg ác. p-coumarico/g DW. h Letras diferentes en la misma fila indican diferencias significantivas(p < 0.05) estandard desviacion. (GAE = equivalentes en ácido gálico)

Hassan K. Obied, Danny R. Bedgood, Jr., Paul D. Prenzler, and Kevin Robards J. Agric. Food Chem., 2008 56 , 3925–3932,

Factores que afectan al tipo de subproductos y residuos

Efecto de diferentes condiciones de secado sobre los perfiles fenólicos

Productos bioactivos

Preparación de cremas corporales.Suplemento alimentario con posible actividad anticancerígena y anticolestémica

Como sistema de flotación al ser menos denso que el agua

Productos bioactivos

Antiaglomerante, edulcorante de bajas calorías, agente hinchador

MannitolOH

OH

OH

OHOH

OH

Fernandez Bolanos Guzman, J.; Heredia Moreno, A.; Felizon Becerra, B.; Guillen Bejarano, R.; Jimenez Araujo, A.; Rodriguez Arcos, R. ES 98-9800413, 2000.

Biomateriales

Biosustratos

Sustrato para el crecimiento de microorganismos

Lipasas

Subproductos de las industrias de aceites

Haba, E.; Bresco, O.; Ferrer, C.; Marques, A.; Busquets, M.; Manresa, A. Enzyme Microb. Technol. , 26, 40-44.

Biosustratos

Conclusiones

El reaprovechamiento de residuos y subproductos puede ayudar a disminuir el “coste medioambiental” de cualquier proceso, más aun cuando una parte considerable de la masa inicial no es convertida en el producto deseado, como es el caso del aceite de oliva.

La mejora en el coste medioambiental será mayor cuando mayor sea el valor añadido del producto que se obtiene.

Cuando se quiere considerar la reutilización de residuos y subproductos también se debe tener en cuenta los gastos que pueden representar el transporte desde el lugar de generación hasta el del procesamiento.

Conclusiones

La mejor manera de no tener residuos es desarrollar tecnologías que no los

creen