La elaboración de quesos en México es una actividad importante, pues somos el quinto mayor productor en América, después de Estados Unidos, Canadá, Argentina y Venezuela. De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés), en 2019 producimos alrededor de 158 mil toneladas de queso. Para darnos una idea, para producir un queso se necesitan alrededor de 10 litros de leche y, en este proceso, se generan nueve litros de residuos queseros. ¡Una gran cantidad! Estos residuos son conocidos como lactosuero y presentan un color amarillo-verdoso que se caracteriza por tener en su composición varios nutrientes como lactosa, vitaminas, minerales y proteínas. En los estados de Jalisco, Coahuila, Durango y Chihuahua, se encuentran las principales cuencas lecheras, para las que se estimó una producción de lactosuero de 1 576 millones de litros en 2019. Sin embargo, tanto las pequeñas como las medianas queserías, tiene como inconveniente la falta de infraestructura que les permita dar un valor al lactosuero, contribuyendo así al impacto ambiental.
Contaminación por residuos en la producción de queso
El lactosuero es un líquido que resulta después de la elaboración del queso y contiene una proporción importante de los nutrientes que están en la leche. Entre los componentes en mayor proporción del lactosuero, se encuentra la lactosa, conocida también como el azúcar de la leche, formada por una agrupación de componentes denominados glucosa y galactosa, que son azúcares simples caracterizadas por aportar energía. Los altos volúmenes generados de lactosuero y su alto contenido en lactosa, lo convierten en un residuo contaminante cuando se descarga al medio ambiente sin haber recibido antes un tratamiento. La descarga continua de estos desechos queseros a cuerpos de agua, puede ocasionar la pérdida de especies como resultado del crecimiento de la vegetación en el medio acuático, proceso denominado como «eutrofización». El vertido de este residual, también genera malos olores, formación de espuma y cuando es vertido en suelo, ocasiona la erosión del mismo. Aunado a ello, las leyes de protección al medio ambiente son cada vez más estrictas, lo que ha detonado en la búsqueda de alternativas que permitan, a través de procesos o tecnologías, dar un tratamiento a los residuos queseros que permitan además la obtención de nuevos productos.
Uso de microorganismos que trasforman los residuos queseros
Entre las diversas formas de dar un tratamiento al lactosuero, el uso del contenido de lactosa y nutrientes en este residuo mediante una hidrólisis y/o descomposición de la lactosa por los microorganismos, ha resultado ser una alternativa con alto potencial y de bajo costo. La hidrólisis y/o descomposición de la lactosa, se divide en hidrólisis química caracterizada por condiciones ácidas (pH < 1.5) y altas temperaturas (150 °C), e hidrólisis enzimática a través del uso de una enzima o acelerador en el proceso de descomposición de lactosa, denominada β-galactosidasa. Esta enzima se encuentra en animales, plantas y microorganismos, los cuales convierten la lactosa en glucosa y galactosa.
Entre los principales microorganismos que tienen la capacidad de hidrolizar y/o descomponer la lactosa, se encuentran los hongos Aspergillus y Kluyveromyces marxianus. Sin embargo, en K. marxianus, la enzima β-galactosidasa le confiere la capacidad de hidrolizar y/o descomponer la lactosa y producir compuestos con aromas, bajo un control de temperatura, agitación y tipo de nutrientes en el medio. Entre los principales compuestos con aroma producidos por K. marxianus se encuentra el 2-feniletanol (2-FE), un compuesto con aroma a rosas. Actualmente, la mayor producción de 2-FE se obtiene a través de procesos químicos en los que se utilizan reactivos tóxicos y elevadas temperaturas (>300 °C).
Afortunadamente, la demanda del compuesto con aroma a rosas obtenido por microorganismos es cada vez mayor, ya que este proceso, a diferencia del proceso químico, no utiliza compuestos tóxicos que dañen al medio ambiente o a la salud humana. K. marxianus tiene la capacidad de producir 2-FE mediante dos rutas independientes en los residuos queseros: una a través del uso de la lactosa como fuente de energía y la otra mediante la adición al medio del compuesto L-fenilalanina, un aminoácido esencial, ya que aporta los nutrientes necesarios para la producción del compuesto con aroma a rosas.
El 2-FE producido a través de microorganismos, puede llegar a tener un precio de hasta mil dólares el kilogramo. Este compuesto es utilizado como suplemento en la industria alimentaria (gelatinas, dulces, helados, entre otros), en la elaboración de perfumes y cosméticos, en productos de limpieza, así como en la industria farmacéutica. El compuesto con aroma a rosas, ha mostrado ser de utilidad como repelente de mosquitos y también es utilizado en la industria química en procesos para obtener diferentes productos de interés.
La producción de 2-FE ¿Puede beneficiar a los productores de queso y a la sociedad?
El uso del contenido de lactosa presente en los residuos queseros por K. marxianus en la producción de aroma a rosas, ha demostrado contribuir a reducir la carga contaminante en estos residuos, disminuyendo el impacto al medio ambiente y a la salud humana en su vertido.
Aunado a ello, es una alternativa para dar valor agregado al lactosuero, reduce los costos que derivan de su tratamiento y podría facilitar el cumplimiento con la legislación ambiental vigente para las pequeñas y medianas empresas de queso artesanal que no cuentan con la tecnología para este fin.
Para Saber Más:
Ambientum. (2022). ¿Qué hacer con los residuos de las queserías? https://www.ambientum.com/ambientum/residuos/que-hacer-residuos-queserias.asp
Conde-Báez L., Castro-Rosas J., Villagómez-Ibarra J. R., Páez-Lerma J. B. y Gómez-Aldapa C. (2017). Evaluation of waste of the cheese industry for the production of aroma of roses (Phenylethyl alcohol). Waste and Biomass Valorization, 8, 1343-1350. https://www.researchgate.net/publication/307527263_Evaluation_of_Waste_of_the_Cheese_Industry_for_the_Production_of_Aroma_of_Roses_Phenylethyl_Alcohol
FAO. (2019). El estado mundial de la agricultura y la alimentación. Progresos en la lucha contra la pérdida y el desperdicio de alimentos. Roma. Licencia: CC BY-NC-SA 3.0 IGO. https://www.fao.org/3/ca6030es/ca6030es.pdf
Laura Conde-Báez. Profesor de la Facultad de Ciencias Químico Biológicas de la Universidad Autónoma de Guerrero
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Cuauhtémoc F. Pineda-Muñoz. Estudiante de la Facultad de Ciencias Químico Biológicas de la Universidad Autónoma de Guerrero
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