Nueve empresas queseras, industrias farmacéuticas y centros de investigación de cinco países europeos (España, Italia, Reino Unido, Austria y Rumanía) trabajan desde hace dos años en el proyecto del VII Programa Marco Whetlac, que tiene como fin último el desarrollo de nuevas técnicas para la obtención del ácido láctico procedente del suero y su uso como aditivo en fármacos o en materiales poliméricos biocompatibles.

Los tres participantes españoles proceden de Castilla y León. La Fundación Cartif coordina el proyecto, en el que colaboran también la empresa quesera zamorana Hijos de Salvador Rodríguez y la farmacéutica Ragactives, ubicada en el Parque Tecnológico de Boecillo. En total, el proyecto cuenta con un presupuesto de 1,26 millones de euros, de los que cerca de un millón procede de la Comisión Europea.

Obtención de ácido láctico

Los investigadores del Área Químico-Alimentaria de Cartif Mónica Ruiz y Francisco Javier Gutiérrez explican que la lactosa que se obtiene del suero puede refinarse y utilizarse en campos como la industria farmacéutica, la cosmética o como aditivo alimentario. Sin embargo, se producen demasiados litros al cabo del año “y llega un momento en que no se acepta tanta cantidad, tanto por el valor de la lactosa como por las necesidades del mercado”. Así, el proyecto plantea una vía de valorización alternativa, la posibilidad de obtener ácido láctico de este suero, un ácido que altamente purificado se convierte en un producto de gran valor añadido.

“El ácido láctico es una molécula muy importante en el mundo de los biopolímeros y de los nuevos materiales, es un químico base que tiene muchísimas aplicaciones”, aseguran los investigadores. La idea del proyecto Whetlac es, por un lado, transformar la lactosa en ácido láctico y, por otro, purificarlo lo más posible, dos retos técnicos que los científicos del proyecto han alcanzado.

En cuanto a la transformación de la lactosa en ácido láctico, Mónica Ruiz detalla que el primer paso consiste en retirar las proteínas presentes en el suero mediante ultrafiltración tangencial para darles otro uso y trabajar solo con la corriente de lactosa. Una vez que se tiene la corriente de lactosa, se realiza un proceso de fermentación sumergida.

“Este proceso se ha optimizado seleccionando las cepas más eficaces, tanto en tiempo como en rendimiento, para producir ácido láctico”, apunta la investigadora de Cartif. Asimismo, estas cepas se han inmovilizado en un polímero para poder ser reutilizadas, lo que evita tener que inocular continuamente nuevas bacterias lácticas. “Supone un menor coste medioambiental y facilita el proceso”, insiste.

Tras realizar la selección de cepas en el laboratorio y comprobar el rendimiento de las inmovilizadas frente a las no inmovilizadas, se ha desarrollado una segunda parte con un fermentador totalmente monitorizado de unos cinco litros. “En ese momento lo que tenemos es un líquido que puede tener entre un 10 y un 20 por ciento de ácido láctico y es necesario purificarlo hasta llegar a un 80 o 90 por ciento para que sea comercializable y pueda ser utilizado en la industria”, subraya.

La química verde del queso

Como apunta Francisco Javier Gutiérrez, tanto para la industria farmacéutica como para la fabricación de bioplásticos es necesario lograr una alta pureza. En el marco del proyecto, se ha desarrollado un novedoso proceso que utiliza reacción con fluidos supercríticos (aquellos que se encuentran en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico, en el cual las propiedades del fluido están a medias entre las de los líquidos y las de los gases).

En este proyecto se ha optado por el uso de los fluidos supercríticos como medio de reacción. Este modo de trabajo corresponde con la estrategia de diseño de procesos basados en la denominada “química verde”. Esta filosofía, apunta Gutiérrez, pretende ir más allá del tratamiento convencional de los residuos y busca hacer los procesos en su conjunto más seguros y sostenibles.

En esta línea, los investigadores que participan en el proyecto desencadenan una reacción y se llevan de manera selectiva el producto, a partir del cual obtienen el ácido láctico. De esta manera se consiguen dos ventajas, “que en un paso muy sencillo obtenemos un grado de pureza muy alto, muy competitivo comparado con los métodos que actualmente se están utilizando, y que podemos valorizar obteniendo otros derivados del ácido láctico”, precisa el investigador.

Este último aspecto ha modificado el resultado final del proyecto, que está a punto de concluir. Según Gutiérrez, “la idea que se tenía al principio era aplicar este proceso como solución para los queseros, pero se ha observado que tiene problemas de economía de escala y, si no sale económicamente rentable, perderá su interés”.

Sin embargo, la importancia puede radicar ahora en el proceso industrial y se están estudiando diversas patentes. “El objetivo inicial de comprobar si se puede aplicar esta tecnología a dar un alto valor añadido al lactosuero se ha cumplido. Los últimos datos obtenidos junto a los investigadores austriacos determinan que el proceso funciona y que, en un paso sencillo, se depura el ácido láctico que se obtiene por fermentación”, concluye el investigador.

Queseros, ingenieros y farmacéuticos unidos

Definir de forma clara cómo se van a explotar los resultados de estos proyectos es muy importante ya que, como en este caso, pueden dar como fruto innovaciones con gran interés industrial. En el proyecto Whetlac, “las pymes participantes son dueñas del proceso generado y pueden hacer la explotación como consideren oportuno, por ejemplo que una sola haga la explotación y llegue a un acuerdo con las demás, o directamente vender el resultado del proyecto a un tercero fuera del consorcio y beneficiarse de otra forma, al no poder implantar la solución en una quesería pequeña”.

En los trabajos han participado todos los agentes del sector involucrados “como una cadena de valor”, tanto las empresas queseras que producen el residuo como las industrias farmacéuticas que podrían llegar a utilizarlo. Asimismo, en el consorcio participa una empresa involucrada en temas de ingeniería que podría implantar el proceso ya a una escala real. En este sentido, las tareas del proyecto se han realizado de forma conjunta e integrada bajo la coordinación del centro tecnológico Cartif.

Posibles aplicacionesPese a que la efectividad del proceso generado para la obtención de ácido láctico de gran pureza está contrastada, los precios de este producto en el mercado y la forma en que está controlado a nivel mundial hacen muy difícil que pueda implantarse en una fábrica media y que sea rentable. No obstante, en este caso el producto final iría destinado a la industria farmacéutica, que requiere de ácido láctico de gran pureza (ya que las restricciones en este sentido son muy grandes) como conservante.

Del mismo modo, podría aplicarse al campo de la alimentación o como biopolímero para la fabricación de prótesis. “En la medida en que se pueda producir una gran cantidad a un coste eficaz, el ácido láctico será cada vez más común como bioplástico”, subrayan los científicos de Cartif, tras recordar que existen dos tipos de biopolímeros, los que pueden ser obtenidos de un recurso renovable y no ser biodegradables, y los que se crean a partir de un recurso biodegradable y también lo son. “El ácido láctico tiene las dos posibilidades, es un recurso renovable y además puede llegar a ser un plástico biodegradable, por lo que también es interesante en campos como el embalaje”, insisten.

El proyecto se encuentra en esta fase, decidir cuál será la salida final que se dará a los resultados obtenidos. Una de ellas, en virtud de la situación del mercado del ácido láctico, es patentar el proceso implementado y venderlo a compañías especializadas en este tipo de soluciones.