Ir o contido principal
logo proyecto horizonte biosea

Proxecto H2020 BIOSEA: tecnoloxía innovadora e rendible para maximizar as moléculas baseadas na 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 H2020
  • Páxina web do proxecto BIOSEA
Descrición

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 industria de base biolóxica europea sostible e competitiva baséase nunha biosociedade circular con 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 primordial aos recursos naturais convencionais, en particular á biomasa de algas, polas súas propiedades, que permiten conceptos de produción en cadeas alimentarias, pensos e non alimentarias considerablemente máis sostibles que as cadeas de valor existentes. Non obstante, o mercado de materias primas de algas aínda está desafiado por tecnoloxías de produción inmaduras. O proxecto inclúe etapas de pre e postprocesamento para a obtención de compostos activos seleccionados e a avaliación das 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.

Descrición das actividades

O proxecto centrouse na validación e escalado dun proceso completo de produción de ingredientes a partir de catro algas, utilizando un enfoque de biorefinería en cascada que inclúe tecnoloxías de pretratamento, fraccionamento e conversión, para o seu uso en alimentos, pensos e produtos cosméticos, e deu como resultado unha serie de ingredientes de substitución de microalgas (Spirulina platensis e Nannochloropsis sp.) e macroalgas Lailissimava o Sacrinahno (iilissimava). Neste sentido, IGV optimizou, cultivou (ata escala piloto) e colleitou biomasa de microalgas Spirulina platensis e Nannochloropsis sp., producidas en fotobiorreactores pechados de interior, utilizando 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 do rendemento dos ingredientes de interese.

CTAQUA centrouse no cultivo das macroalgas (Ulva ohnoi) en fotobiorreactores de laboratorio, para posteriormente expandilas para abrir estanques e cultivalas en gaiolas, priorizando a plantación, a colleita e a protección de 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. Este enfoque innovador, que substitúe a corda 2D convencional, ofrece maiores rendementos de produción grazas a unha maior superficie de cultivo.

Investigadores de VITO, CNTA e Feyecon desenvolveron e ampliaron protocolos de extracción de "residuos cero", adaptados a cada unha das catro cepas de algas do proxecto, co obxectivo de extraer produtos útiles en cascada, de forma que cada paso de refinado produza novos produtos útiles e non se descarte nada. Seleccionáronse os reactivos e produtos químicos utilizados para garantir a máxima sustentabilidade. Isto deu lugar a unha serie de ingredientes substitutivos de algas, incluíndo proteínas, ficocianina, ácidos graxos, carbohidratos, carotenoides, lípidos e extractos enriquecidos en azucre.

BIOPOLIS, CNTA e AITEX identificaron un valor engadido nos produtos de algas obtidos, aplicable ás industrias obxecto do proxecto, incluíndo efectos antimicrobianos, protección UV, redución de graxa e propiedades antioxidantes.

Estes compostos empréganse no desenvolvemento de alimentos funcionais, pensos para animais e produtos cosméticos, co obxectivo de substituír os ingredientes convencionais, que poden ser importados ou provocar contaminación, por ingredientes de algas de alto valor engadido. Ademais, VLCI determinou as propiedades de solubilidade e compatibilidade destes ingredientes utilizando o fluxo de traballo dos parámetros de solubilidade de Hansen para atopar de forma eficiente ingredientes compatibles e formulalos coa máxima eficacia.

Por exemplo, Soria Natural substituíu a proteína de soia por proteína de algas para as hamburguesas vexetarianas; CPCFEED suxeriu substituír o plasma de peixe por proteínas de algas e incluír a 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 probaron 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.

TABU realizou unha avaliación de ACV e sLCA para validar a viabilidade deste proceso completo de produción de ingredientes de algas en produtos industriais, tendo en conta a definición de cada perfil de produto e a aceptación social desta nova fonte sostible de ingredientes.

Obxectivos

A sociedade da UE necesita materias primas novas, sostibles e de orixe biolóxica para satisfacer as crecentes necesidades da poboación e reducir a dependencia dos combustibles fósiles. En canto ás necesidades potenciais do mercado na UE, a demanda de alimentos e combustibles é atendida principalmente polas importacións estranxeiras, que representan o 68% do abastecemento total de proteínas. As materias primas acuáticas poden ser unha solución a estas necesidades; Non obstante, o mercado europeo de materias primas de algas aínda enfróntase a tecnoloxías de produción inmaduras, que non están deseñadas especificamente para a biorefinería de algas.

O obxectivo xeral de BIOSEA é o desenvolvemento e validación de procesos innovadores, competitivos e rendibles, tanto upstream como downstream, 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 para o uso alimentario nun 55% inferior a un 55% dos alimentos. e cosméticos/produtos de coidado persoal como produtos de alto valor engadido.

Para acadar este obxectivo, o consorcio BIOSEA está formado por especialistas das áreas ou disciplinas concretas implicadas no proxecto (IGV, AT SEA e CTAQUA en Ciencias Biolóxicas e Biotecnoloxía; VITO e FEYECON en Ciencias e Enxeñaría Químicas; CNTA, BIOPOLIS, DIBAQ, SORIA NATURAL e CPCFEED en Tecnoloxía dos Alimentos; VELFeed Technology; AITEX en Ciencias de Materiais e TABU en Ciencias Ambientais). O orzamento total de BIOSEA ascende a 4.633.447 €, o que está integramente no ámbito deste informe. Cabe engadir que a achega industrial ascenderá a 2.611.321 euros, o que supón o 44% do orzamento total e que reflicte a forte implicación da industria na proposta.

Resultados

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 PBR escalable baseado nos principios operativos 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 cultivadas no proxecto, utilizando tecnoloxías que superan as carencias existentes da extracción convencional con disolventes. Centrándose en diferentes pretratamentos e métodos alternativos de extracción que reduzcan custos e impacto ambiental negativo, con foco na xeración de residuos cero.

O aspecto innovador clave na avaliación de principios activos para aplicacións diana baséase na análise de probas de dixestibilidade de proteínas, utilizando a metodoloxía PDCAAS modificada para superar discrepancias con outras metodoloxías. Tamén se utilizaron condicións simuladas para propiedades reolóxicas e métodos in vitro para probas de citotoxicidade. Optimáronse os procesos de microencapsulación en canto a axustes de parámetros e definición de innovadores sistemas de encapsulación de marinosomas e caviar de algas, a partir das materias primas obtidas do proceso BIOSEA.

Resultados clave: Biomasa acuática dirixida, con novas condicións de crecemento (para rendementos substancialmente superiores, que inclúen PBR a escala piloto, MUTL PBR, gaiolas flotantes, téxtiles 3D offshore) adecuadas 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 utilizando 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 supoñen 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.

Coordinadores
  • ASOCIACION DE INVESTIGACION DE LAINDUSTRIA TEXTIL Y COSMETICA (AITEX)