
Proxecto H2020 BIOSEA: Tecnoloxía innovadora e rendible para maximizar as moléculas baseadas en biomasa acuática para aplicacións en alimentos, pensos e cosméticos
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2017 -2020
- Orzamento asignado 2.611.223,01 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto BIOSEA
A sociedade da UE necesita materias primas novas, sostibles e de base biolóxica para facer fronte ao crecemento da poboación e reducir a dependencia dos combustibles fósiles. Desafortunadamente, os principais factores que dificultan a sustentabilidade do mercado europeo son o alto custo dos ingredientes e a baixa calidade dos produtos. Polo tanto, o obxectivo principal dunha bioindustria europea sostible e competitiva baséase nunha biosociedade circular cunha produción de biomasa altamente eficiente e sostible para alimentos, pensos e produtos de base biolóxica.
Débese prestar especial atención aos múltiples usos do sector mariño como alternativa principal aos recursos naturais convencionais, en particular a biomasa de algas, debido ás súas propiedades, que permiten conceptos de produción en cadeas alimentarias, de pensos e non alimentarias que son considerablemente máis sostibles que as cadeas de valor existentes. Non obstante, o mercado de materias primas para algas aínda se enfronta ao desafío de tecnoloxías de produción inmaturas. O proxecto inclúe etapas de preprocesamento e posprocesamento para obter compostos activos seleccionados e avaliar as súas propiedades bioactivas. Prestouse especial atención á extracción e fraccionamento/purificación dos compostos de interese, maximizando o rendemento por unidade de masa e optimizando o custo para permitir unha ampliación do proceso rendible.
O proxecto centrouse na validación e ampliación dun proceso completo de produción de ingredientes a partir de catro algas, empregando unha abordaxe de biorrefinería en cascada que inclúe tecnoloxías de pretratamento, fraccionamento e conversión, para o seu uso en alimentos, pensos e produtos cosméticos, e deu lugar a unha gama de ingredientes de substitución a partir de microalgas (Spirulina platensis e Nannochloropsis sp.) e macroalgas (Ulva ohnoi e Saccharina latissima). Neste sentido, IGV optimizou, cultivou (ata escala piloto) e recolleu biomasa de microalgas Spirulina platensis e Nannochloropsis sp., producida en fotobiorreactores interiores pechados, empregando fotobiorreactores de vidro e MUTL ®, a "tecnoloxía de capas de malla ultrafina". Este proceso de optimización implicou controlar parámetros como nutrientes, luz, CO2 e temperatura, conseguindo así un aumento no rendemento dos ingredientes de interese.
CTAQUA centrouse no cultivo de macroalgas (Ulva ohnoi) en fotobiorreactores de laboratorio, expandíndoo posteriormente a estanques abertos e cultivándoas en gaiolas, priorizando a plantación, a colleita e a protección contra as especies invasoras.
Por outra banda, AT-SEA Nova optimizou un cultivo téxtil avanzado patentado de Saccharina latissima nos mares europeos, centrándose na tecnoloxía de sementeira, o momento e a colleita, e a adaptación ás influencias climáticas. Esta innovadora proposta, que substitúe a corda 2D convencional, ofrece maiores rendementos de produción grazas a unha maior área de cultivo.
Investigadores de VITO, CNTA e Feyecon desenvolveron e ampliaron protocolos de extracción "cero residuos", adaptados a cada unha das catro cepas de algas do proxecto, co obxectivo de extraer produtos útiles en cascada, de xeito que cada paso de refinación produza novos produtos útiles e non se descarte nada. Os reactivos e produtos químicos empregados foron seleccionados para garantir a máxima sustentabilidade. Isto deu lugar a unha variedade de ingredientes para substituír as algas, como proteínas, ficocianina, ácidos graxos, carbohidratos, carotenoides, lípidos e extractos enriquecidos con azucre.
BIOPOLIS, CNTA e AITEX identificaron un valor engadido nos produtos de algas obtidos, aplicable ás industrias cubertas polo proxecto, incluíndo efectos antimicrobianos, protección UV, redución de graxas e propiedades antioxidantes.
Estes compostos utilízanse no desenvolvemento de alimentos funcionais, pensos e produtos cosméticos, co obxectivo de substituír os ingredientes convencionais, que poden ser importados ou causar contaminación, por ingredientes de algas de alto valor engadido. Ademais, VLCI determinou as propiedades de solubilidade e compatibilidade destes ingredientes empregando o fluxo de traballo de parámetros de solubilidade de Hansen para atopar ingredientes compatibles de forma eficiente e formulalos coa máxima eficacia.
Por exemplo, Soria Natural substituíu a proteína de soia por proteína de algas para as hamburguesas vexetarianas; O CPCFEED suxeriu substituír o plasma de peixe por proteínas de algas e incluír biomasa de microalgas na alimentación dos leitóns; DIBAQ e CTAQUA experimentaron coa substitución de proteínas e polisacáridos nas dietas de peixes e desenvolveron antioxidantes; e HENKEL probou outros ingredientes derivados de algas, como lípidos ou azucres, para o seu uso en produtos cosméticos, como fertilizantes mariños, caviar de algas e produtos de coidado persoal.
A TABU realizou unha avaliación de LCA e sLCA para validar a viabilidade deste proceso de produción completo de ingredientes de algas en produtos industriais, considerando a definición de cada perfil de produto e a aceptación social desta nova fonte sostible de ingredientes.
A sociedade da UE necesita materias primas novas, sostibles e de base biolóxica para satisfacer as crecentes necesidades da poboación e reducir a dependencia dos combustibles fósiles. En canto ás posibles necesidades do mercado na UE, a demanda de alimentos e combustibles satisfaise principalmente con importacións estranxeiras, que representan o 68 % do subministro total de proteínas. As materias primas acuáticas poden ser unha solución para estas necesidades; Non obstante, o mercado europeo de materias primas de algas aínda se enfronta a tecnoloxías de produción inmaturas, que non están deseñadas especificamente para a biorrefinería de algas.
O obxectivo xeral de BIOSEA é o desenvolvemento e a validación de procesos innovadores, competitivos e rendibles, tanto augas arriba como augas abaixo, para o cultivo de dúas microalgas (Spirulina platensis e Isochrysis galbana) e dúas macroalgas (Ulva intestinalis e Saccharina latissima) co fin de producir e extraer polo menos seis ingredientes activos de alto valor a baixo custo (ata un 55 % menos que os procesos actuais) para o seu uso en alimentos, pensos e cosméticos/produtos de coidado persoal como produtos de alto valor engadido.
Para acadar este obxectivo, o consorcio BIOSEA está formado por especialistas nas áreas ou disciplinas específicas implicadas no proxecto (IGV, AT SEA e CTAQUA en Ciencias Biolóxicas e Biotecnoloxía; VITO e FEYECON en Ciencias Químicas e Enxeñaría; CNTA, BIOPOLIS, DIBAQ, SORIA NATURAL e CPCFEED en Tecnoloxía de Alimentos/Pensos; VLCI e HENKEL en Ciencias Cosméticas; AITEX en Ciencia de Materiais e TABU en Ciencias Ambientais). O orzamento total de BIOSEA ascende a 4.633.447 €, o que se inclúe plenamente no ámbito deste informe. Cómpre engadir que a contribución industrial ascenderá a 2 611 321 €, o que representa o 44 % do orzamento total e reflicte a forte implicación da industria na proposta.
BIOSEA centrouse no desenvolvemento de metodoloxías innovadoras para o cultivo de algas e a optimización de procesos, co obxectivo de aumentar a produción de compostos bioactivos e reducir os custos. Para o cultivo de macroalgas, utilízanse novos materiais téxtiles e procesos optimizados de cultivo de algas en fotobiorreactores optimizados. Para o cultivo de microalgas, aplicouse a escala piloto un novo deseño de PBR escalable baseado nos principios de funcionamento da tecnoloxía de capa ultrafina de malla (MUTL).
En canto á obtención de compostos bioactivos, BIOSEA centrouse en protocolos de extracción en cascada sostibles e optimizados adaptados a cada cepa de algas cultivada no proxecto, empregando tecnoloxías que superan as deficiencias existentes da extracción por solventes convencional. Centrándonos en diferentes pretratamentos e métodos de extracción alternativos que reducen os custos e o impacto ambiental negativo, cun enfoque na xeración de residuos cero.
O aspecto innovador clave na avaliación de ingredientes activos para aplicacións específicas baséase na análise de probas de dixestibilidade de proteínas, empregando a metodoloxía PDCAAS modificada para superar as discrepancias con outras metodoloxías. Tamén se empregaron condicións simuladas para as propiedades reolóxicas e métodos in vitro para as probas de citotoxicidade. Os procesos de microencapsulación optimizáronse en termos de axuste de parámetros e definición de sistemas de encapsulación innovadores para marinosomas e caviar de algas, baseados en materias primas obtidas do proceso BIOSEA.
Resultados clave: Biomasa acuática específica, con novas condicións de crecemento (para rendementos substancialmente maiores, que inclúen PBR a escala piloto, PBR MUTL, gaiolas flotantes, téxtiles 3D no mar) axeitadas para a súa aplicación nos mercados de alimentos, pensos e coidados persoais, utilizando microalgas e macroalgas do medio acuático. (4 cepas de algas: Spirulina platensis, Nannochloropsis sp., Ulva ohnoi e Sacharinna latissima). Obtivéronse un mínimo de seis ingredientes sostibles, como fraccións proteicas e antioxidantes, mediante unha nova conversión en cascada ecoeficiente/ecosostible. Estes foron validados funcionalmente empregando o nematodo Caenorhabditis elegans (C. elegans) como organismo modelo e, posteriormente, utilizáronse en alimentos, pensos e produtos cosméticos finais.
O impacto do proxecto baséase na innovación, ofrecendo á maioría das empresas participantes novas oportunidades para mellorar a súa capacidade de innovación e ampliar os seus modelos de negocio. As aplicacións desenvolvidas no marco do proxecto representan un primeiro paso cara a futuras aplicacións, polo que o impacto non se limitará ao consorcio participante, xa que os compostos obtidos terán aplicacións adicionais en diversos subsectores relacionados.
- ASOCIACION DE INVESTIGACION DE LAINDUSTRIA TEXTIL Y COSMETICA (AITEX)
- Sitio web do proxecto (CORDIS)
- Noticias
- Noticias
- Noticias
- Vídeo Desenvolvemento e resultados do proxecto Biosea
- Vídeo de Biosea
- Documentación do proxecto (informes, guías e artigos)
- https://www.aitex.es
- http://www.iit.it
- https://www.atmostat-pib.com
- http://www.tuwien.ac.at
- http://www.bioenergy2020.eu
- http://www.crf.it
- https://www.cea.fr
- http://www.irec.cat
- http://www.polito.it
- http://www.ichpw.zabrze.pl
- http://www.matthey.com