Minimización del desperdicio y valorización de residuos frutícolas y microalgas en la industria de alimentos y bebidas en Latinoamérica

La industria de alimentos y bebidas, una de las más dinámicas y competitivas a escala global, enfrenta un reto urgente: minimizar el desperdicio y transformar los subproductos en recursos valiosos, de acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), cada año se generan millones de toneladas de residuos de origen agrícola y alimentario, gran parte de los cuales proviene de la industria frutícola.

Estos desechos, que abarcan cáscaras, pulpas y semillas, suelen terminar en vertederos o utilizados de forma poco eficiente, lo que contribuye al aumento de emisiones de gases de efecto invernadero y a la pérdida de nutrientes potencialmente valiosos.

En paralelo, la creciente demanda de ingredientes sostenibles y nutritivos ha impulsado el interés por las microalgas, organismos microscópicos con un alto contenido proteico y perfil bioactivo.

Especies de microalgas

Espirulina, Chlorella y otras especies de microalgas están ganando terreno en formulaciones de alimentos funcionales gracias a su aporte de proteínas de alta calidad, vitaminas, minerales y compuestos bioactivos.

Sin duda, la valorización de residuos frutícolas y el uso de microalgas representa una revolución en la sostenibilidad y funcionalidad dentro de la industria de alimentos. A través de tecnologías de aprovechamiento y bioconversión, estos subproductos se transforman en:

• Ingredientes de alto valor nutricional
• Antioxidantes naturales
• Fibras funcionales
• Colorantes
• Saborizantes
• Biopolímeros para empaques comestibles o biodegradables

Eso no solo reduce significativamente la generación de desechos y la huella ambiental del procesamiento de frutas, sino que convierte lo que antes era un residuo en una oportunidad de innovación y diferenciación comercial.

En el caso de las microalgas, su alto contenido en proteínas, lípidos omega-3, pigmentos y compuestos bioactivos ofrece soluciones para el desarrollo de alimentos funcionales, suplementos y alternativas sostenibles. La integración de estas materias en nuevas formulaciones es clave para avanzar hacia un modelo alimentario circular, rentable y alineado con las nuevas demandas del consumidor.

Tipos de residuos generados en la industria frutícola

La producción frutícola se caracteriza por estacionalidades marcadas, altos volúmenes de procesamiento y una amplia variedad de subproductos. En el caso de frutas tropicales como mango, piña y papaya, más de la mitad del peso total puede corresponder a cáscaras, semillas o corazón de la fruta, según datos de la FAO y diversos estudios académicos. A continuación, se describen los residuos más comunes:

• Cáscaras: Generalmente, representan entre un 10% y 30% del peso de la fruta, dependiendo de la especie. Contienen pigmentos naturales, fibra dietética y, en muchos casos, aceites esenciales.
• Pulpa sobrante: En la fabricación de jugos o purés, parte de la pulpa se desecha tras la extracción. Esta pulpa retiene un contenido significativo de fibra y antioxidantes, además de azúcares residuales.
• Semillas: Frutas como la guayaba y el maracuyá contienen semillas que suelen descartarse por su dureza o limitaciones en el procesado. Sin embargo, pueden ofrecer aceites con ácidos grasos esenciales y proteínas de alta calidad.
• Bagazo y otros subproductos: En la industria de bebidas fermentadas (por ejemplo, el bagazo de la cerveza artesanal con sabores frutales) también se generan residuos con valor potencial en la alimentación animal o como bioaditivos en productos alimentarios.

En México, uno de los mayores productores y exportadores de frutas en Latinoamérica, su volumen anual de desechos frutícolas supera millones de toneladas, según datos de la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural. Esta magnitud sugiere un área de oportunidad para emprender proyectos de aprovechamiento integral que reduzcan costos de disposición y generen ingresos adicionales.

Composición nutricional y bioactiva de los residuos frutícolas

Los residuos frutícolas suelen ser ricos en compuestos de alto valor, pero poco aprovechados:

• Fibra dietética: Elemento clave en la formulación de alimentos funcionales para mejorar la salud digestiva. La fibra insoluble y soluble presente en cáscaras y pulpas puede contribuir a reducir el colesterol, regular la glucemia y mejorar la salud intestinal.
• Antioxidantes y polifenoles: Muchos residuos, especialmente cáscaras y semillas, contienen fenoles, flavonoides y carotenoides. Estos compuestos han sido relacionados con la prevención de enfermedades crónicas, gracias a sus propiedades antiinflamatorias y de protección celular.
• Vitaminas y minerales: Varias frutas concentran micronutrientes en la cáscara. Por ejemplo, la cáscara de mango contiene betacarotenos y vitamina C; mientras que la de cítricos es rica en vitamina C y hesperidina.
• Compuestos bioactivos específicos:
  • Aceites esenciales: muy usados en perfumería y saborizantes.
  • Flavonoides: podrían actuar como agentes cardioprotectores.
  • Tocoferoles: presentes en semillas de ciertas frutas, contribuyen a la estabilidad oxidativa en alimentos procesados.

La industrialización de estos residuos implica extraer y concentrar dichos compuestos para utilizarlos como aditivos naturales (colorantes, saborizantes, antioxidantes) o ingredientes funcionales (fibra, polifenoles), incrementando el valor agregado de los productos finales.

Microalgas: una fuente sostenible para la industria alimentaria

Las microalgas son microorganismos fotosintéticos presentes en diversos hábitats acuáticos. Su cultivo para uso alimentario y nutracéutico ha crecido en los últimos años, en parte gracias a su alto rendimiento por superficie y reducida demanda de recursos hídricos y terrestres en comparación con otros cultivos tradicionales.

Principales especies empleadas

• Espirulina (Arthrospira platensis): Con un contenido proteico de hasta el 70% en base seca, se considera una de las fuentes naturales con mayor concentración de proteína. Además, aporta ficocianina (pigmento antioxidante), vitaminas del complejo B, hierro y ácidos grasos como el gamma-linolénico.
• Chlorella vulgaris: Reconocida por su elevado porcentaje de proteínas, clorofila y carotenoides (luteína y betacarotenos). Se utiliza como suplemento dietético y en formulaciones de barras energéticas y bebidas funcionales.
• Haematococcus pluvialis: Destaca por su alto contenido en astaxantina, un poderoso antioxidante con aplicaciones tanto en la industria alimentaria como cosmética.

Beneficios y retos de su cultivo

En Latinoamérica, países como Chile, Brasil y México han invertido en proyectos de investigación sobre cultivos de microalgas, con miras a fortalecer cadenas de valor en la industria de alimentos, cosmética y bioenergía.

Sinergia entre residuos frutícolas y microalgas

La conjunción de residuos frutícolas y microalgas representa una línea emergente de innovación. Existen varias posibilidades para combinar ambos recursos en aplicaciones alimentarias:

• Fortificación de matrices alimentarias:
  • Incorporar la fibra y los compuestos bioactivos de los residuos frutícolas en mezclas con microalgas para desarrollar alimentos funcionales (por ejemplo, galletas, barras energéticas o bebidas nutritivas).
  • La presencia de polifenoles frutales puede potenciar la actividad antioxidante de las microalgas.
• Desarrollo de aditivos naturales:
  • Extraer pigmentos de microalgas (ficocianina, clorofila) y compuestos fenólicos de las cáscaras, para emplearlos como colorantes y antioxidantes limpios (clean label).
  • Los aceites esenciales de la cáscara de cítricos podrían sumarse a preparaciones con Spirulina o Chlorella para reforzar sabor y perfil nutricional.
• Formulaciones proteicas de alto valor:
  • Unir la proteína de microalgas (rica en aminoácidos esenciales) con los carbohidratos estructurales y micronutrientes de los residuos frutícolas, consiguiendo polvos o concentrados para la industria de panificación o confitería.
• Bioprocesos de fermentación:
  • Se investiga la posibilidad de usar los azúcares residuales de la pulpa de fruta como sustrato para el crecimiento de microalgas. Esto crea una simbiosis: se reutiliza el subproducto frutícola y se produce mayor biomasa de microalga.

La economía circular se ve potenciada por esta sinergia, ya que se minimiza la generación de desechos y se aprovechan los recursos naturales de manera integral. Además, se pueden reducir costos de producción al emplear residuos frutícolas como sustrato o fuente de nutrientes para el cultivo de microalgas.

Barreras tecnológicas y regulatorias

Aunque las oportunidades son atractivas, existen barreras que la industria debe afrontar:

• Tecnologías de extracción:
  • Para obtener compuestos bioactivos de residuos frutícolas (por ejemplo, polifenoles o aceites esenciales) se requieren procesos como extracción con fluidos supercríticos, ultrasonido o microondas, que implican inversiones en equipos y know-how.
  • En el caso de microalgas, la separación y secado pueden encarecer la producción.
• Estándares de calidad:
  • La variabilidad en la composición de residuos frutícolas según la variedad de la fruta, la estación o el proceso industrial dificulta la estandarización del ingrediente final.
  • En microalgas, la calidad proteica y la concentración de compuestos activos también pueden fluctuar en función de las condiciones de cultivo.
• Regulaciones:
  • En México, la COFEPRIS evalúa la inocuidad de nuevos ingredientes. Para introducir ingredientes derivados de residuos frutícolas o microalgas, las empresas deben presentar estudios que avalen su seguridad.
  • En Estados Unidos, la FDA sigue un proceso de aprobación para los denominados “GRAS” (Generally Recognized As Safe).
  • En Europa, la EFSA (Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria) establece requisitos para alimentos novedosos.
• Propiedad intelectual:
  • El desarrollo de métodos innovadores para extraer y procesar estos subproductos puede requerir patentes, lo que incrementa los costos y el tiempo para la comercialización.

No obstante, estas barreras también pueden transformarse en oportunidades de diferenciación competitiva para las empresas que logren superarlas mediante alianzas con universidades, centros de investigación y organismos gubernamentales.

Para que esta revolución sea sostenible y escalable, es vital que la industria supere los desafíos tecnológicos, de estandarización y de regulación. Asimismo, la educación del consumidor sobre las ventajas de estos nuevos ingredientes será fundamental para abrir y consolidar mercados. En un entorno, el respaldo de datos científicos y regulaciones claras resultará determinante para que los departamentos de innovación y desarrollo de producto adopten estas alternativas.

En México y Latinoamérica, donde la diversidad frutícola y las condiciones geoclimáticas son favorables para la producción de microalgas, la valorización conjunta de ambos recursos se perfila como una estrategia competitiva, con beneficios tangibles para la salud de los consumidores, el medio ambiente y la rentabilidad de las empresas.

1. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) abordados en el artículo:

• Objetivo 2: Hambre cero
• Objetivo 3: Salud y bienestar
• Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
• Objetivo 12: Producción y consumo responsables
• Objetivo 13: Acción por el clima
• Objetivo 14: Vida submarina
• Objetivo 15: Vida de ecosistemas terrestres

2. Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:

• Meta 2.1: Poner fin al hambre y asegurar el acceso de todas las personas, en particular los pobres y las personas en situaciones vulnerables, incluidos los lactantes, a una alimentación sana, nutritiva y suficiente durante todo el año.
• Meta 2.3: Duplicar la productividad agrícola y los ingresos de los productores de alimentos en pequeña escala.
• Meta 3.4: Reducir la mortalidad prematura por enfermedades no transmisibles mediante la prevención y el tratamiento, y promover la salud mental y el bienestar.
• Meta 9.2: Promover una industrialización inclusiva y sostenible y, aumentar significativamente la contribución de la industria al empleo y al producto interno bruto (PIB) de un país.
• Meta 12.3: Reducir a la mitad el desperdicio de alimentos per cápita mundial en la producción y los sistemas de consumo, incluidas las pérdidas poscosecha.
• Meta 13.3: Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional respecto de la mitigación del cambio climático, la adaptación a él, la reducción de sus efectos y la alerta temprana.
• Meta 14.1: Prevenir y reducir significativamente la contaminación marina de todo tipo, en particular la que proviene de actividades terrestres, incluidos los desechos marinos y la polución por nutrientes.
• Meta 15.2: Promover la implementación de la gestión sostenible de todos los tipos de bosques, detener la deforestación, restaurar los bosques degradados y aumentar la forestación y la reforestación.

3. Indicadores de los ODS mencionados en el artículo:

• Indicador 2.1.1: Prevalencia de la subalimentación (porcentaje de la población subalimentada).
• Indicador 2.3.1: Volumen de producción agrícola por habitante y por sexo.
• Indicador 3.4.1: Tasa de mortalidad atribuible a enfermedades cardiovasculares, cáncer, diabetes o enfermedades respiratorias crónicas.
• Indicador 9.2.1: Industrias manufactureras como porcentaje del empleo total y del PIB.
• Indicador 12.3.1: Desperdicio de alimentos per cápita en la producción y los sistemas de consumo.
• Indicador 13.3.2: Número de países que han comunicado la integración de la mitigación del cambio climático en sus políticas, estrategias y planes nacionales.
• Indicador 14.1.1: Índice de calidad del agua de mar, porcentaje de áreas costeras con una calidad del agua buena o excelente.
• Indicador 15.2.1: Superficie forestal como porcentaje de la superficie total de tierra.

4. Tabla de ODS, metas e indicadores:

Fuente: thefoodtech.com