Valorización de residuos agroalimentarios mediante procesos biotecnológicos

Abstract

Este trabajo presenta un estudio preliminar para la valorización de residuos agroalimentarios mediante procesos biotecnológicos, enfocado en la producción de ácido láctico a partir de sistemas modelo ricos en azúcares. Estos sistemas fueron diseñados para simular las características de los hidrolizados del bagazo de Agave salmiana, un residuo lignocelulósico generado en grandes cantidades por la industria mezcalera. Se evaluaron distintas cepas de bacterias ácido-lácticas (BAL), así como los efectos del pH, la concentración de glucosa y el control del medio sobre la producción de ácido láctico. Las cepas Bacillus coagulans ATCC 7050 y Lactobacillus casei ATCC 393 destacaron por su desempeño. Bajo condiciones optimizadas, B. coagulans logró una producción de 58.2 g/L de ácido láctico, con un rendimiento de 0.83 g/g y una conversión de glucosa de hasta 97%, resultados que son comparables a los de procesos industriales que utilizan azúcares refinados. Este estudio constituye la primera etapa del desarrollo de un proceso sostenible para valorizar bagazo de agave, sentando las bases técnicas para su aplicación a nivel de bioproceso. Los hallazgos evidencian el potencial competitivo de este residuo como materia prima en la producción de ácido láctico, lo que permitiría reducir costos, minimizar impactos ambientales y sustituir parcialmente fuentes fósiles. En el contexto de la economía circular, la transformación del bagazo de agave en productos de valor agregado contribuye a cerrar ciclos productivos, impulsar la bioeconomía y promover la gestión responsable de residuos agroindustriales.

This work presents a preliminary study for the valorization of agri-food waste through biotechnological processes, focusing on the production of lactic acid from sugar-rich model systems. These systems were designed to simulate the characteristics of Agave salmiana bagasse hydrolysates, a lignocellulosic waste generated in large quantities by the mezcal industry. Different strains of lactic acid bacteria (LAB) were evaluated, as well as the effects of pH, glucose concentration, and environmental control on lactic acid production. The strains Bacillus coagulans ATCC 7050 and Lactobacillus casei ATCC 393 stood out for their performance. Under optimized conditions, B. coagulans achieved a production of 58.2 g/L of lactic acid, with a yield of 0.83 g/g and a glucose conversion of up to 97%, results comparable to those of industrial processes using refined sugars. This study constitutes the first stage in the development of a sustainable process for valorizing agave bagasse, laying the technical foundation for its application at the bioprocess level. The findings demonstrate the competitive potential of this waste as a raw material in the production of lactic acid, which would reduce costs, minimize environmental impacts, and partially replace fossil fuels. In the context of the circular economy, the transformation of agave bagasse into value-added products contributes to closing production cycles, boosting the bioeconomy, and promoting the responsible management of agro-industrial waste.