Inovação para a Agricultura

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ProEnergy - Novos produtos alimentares e bioenergia a partir de frutos de baixo valor comercial e resíduos agroindustriais

Entidade líder do projeto: INSTITUTO SUPERIOR DE AGRONOMIA
Responsável pelo projeto: Margarida Moldão (mmoldao@isa.ulisboa.pt)
Site do projeto: https://go-proenergy.webnode.pt/
Área do plano de ação: Frutas e produtos hortícolas transformados
Parceiros:

ASSOCIAÇÃO DOS PRODUTORES DE MACA DE ALCOBAÇA; CAMPOTEC IN - CONS. E TRANSFORMAÇÃO DE HORTOFRUTÍCOLAS, SA; COOPERFRUTAS - COOP PRODUTORES FRUTA E PROD HORTICOLAS DE ALCOBACA CRL;  FACULDADE DE CIENCIAS DA UNIVERSIDADE DE LISBOA; FRUBAÇA - COOPERATIVA DE HORTOFRUTICULTORES CRL; GRANFER - PRODUTORES DE FRUTAS, CRL; INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGAÇÃO AGRÁRIA E VETERINÁRIA IP


Prioridade do FEADER: P5B) melhoria da eficiência na utilização da energia no setor agrícola e na indústria alimentar;
Identificação do problema ou oportunidade que se propõe abordar:

Nas centrais fruteiras, a quantidade de fruta não valorizada para o mercado em fresco, devido a tamanho não conforme e outras características físicas não apreciadas pelo consumidor, é elevada (c.a.10 %). Este tipo de fruta pode ser valorizada através da produção de polpas ou outros produtos transformados, que possibilitam a incorporação de alguns subprodutos da indústria da IV gama, com benefícios tecnológicos e/ou funcionais. Por outro lado, as centrais de hortofrutícolas e indústrias da IV gama ou de sumos de fruta produzem elevados volumes de resíduos (c.a. 40 % do volume de matéria-prima laborada no caso da IV gama). Este material vegetal descartado nas operações de escolha, descasque e corte, é muito perecível devido aos elevados teores em matéria orgânica e humidade (70-90%) e à elevada contaminação microbiológica. Esta última questão coloca problemas adicionais na ótica da segurança alimentar, uma vez que a sua presença na proximidade das linhas de produção representa um foco de contaminação. A rápida eliminação destes materiais da fábrica faz parte integrante dos sistemas de gestão da qualidade alimentar, sendo que as condições impostas para o armazenamento de materiais de elevada perecibilidade até à sua expedição da unidade fabril envolvem custos elevados. O aproveitamento destes materiais através de abordagens tradicionais (alimentação animal, incineração e compostagem) não é eficaz e acarreta custos. Nos últimos anos têm sido estudadas vias alternativas para transformar estes produtos, acrescentando-lhes valor e tornando possível reduzir os custos associados ao respetivo tratamento, armazenamento e transporte.

Assim, impõe-se a implementação de alternativas que, mais do que contornar o problema, constituam uma forma de valorização. A produção de bioenergia a partir destes resíduos é uma alternativa anteriormente testada com sucesso pela equipa do ISA, cuja unidade de produção pode vir a ser implementada nas próprias indústrias geradoras de resíduos. Pretende-se pois valorizar frutos com baixo ou nulo valor comercial, bem como subprodutos e resíduos da indústria de IV gama ou de sumos que, para além de não serem valorizados, constituem um problema ambiental.

A valorização é baseada nas seguintes linhas:

1. Desenvolvimento de produtos hortofrutícolas de conveniência (polpas) diversificando a oferta de produtos com características de gosto e aroma próximas do fresco, de elevado valor nutricional e funcional. Extração de compostos bioativos a partir subprodutos e frutos não conformes e estabilização dos mesmos. Pretende-se pois aprofundar a valorização de subprodutos para a concepção de novos produtos à base de maçã.

2. Produção de biogás a partir dos resíduos orgânicos não valorizados no ponto anterior, a ser usado como fonte de energia nas próprias indústrias geradoras desses resíduos.


Objetivos visados:

O objetivo geral consiste em promover a mudança de uma visão tradicional da gestão de resíduos orgânicos, para uma abordagem que tenha em consideração o Nexus "resíduos-energia-alimentos", contribuindo para a sustentabilidade da agroindústria e para uma economia hipocarbónica. Pretende-se elaborar roteiros que permitam planear estratégias de promoção da sustentabilidade em torno da valorização de subprodutos e resíduos agro-alimentares, através da produção de novos produtos de valor acrescentado e da conversão bioenergética.

Tendo em conta esta abordagem, o projeto tem como objectivos específicos:

• Implementar novas tecnologias para a obtenção de novos produtos (e.g. polpas de frutos) e aditivos (extratos bioativos estabilizados por microencapsulamento) para fortificação de alimentos processados ou para a indústria da cosmética, farmacêutica ou outras, acrescentando assim valor a subprodutos sem valor comercial não utilizados pelos parceiros industriais (e.g. frutos não conformes).

• Estabelecer critérios de otimização do processo de co-digestão com vista à maximização da produção descentralizada de biogás, como fonte de energia primária a ser integrada na indústria, e usada designadamente nos novos processos tecnológicos a implementar.


Sumário do plano de ação:

Nas centrais fruteiras a quantidade de fruta não valorizada para o mercado em fresco é elevada (c.a.10 %), a que acrescem elevados volumes de resíduos (c.a. 40 % do volume de matéria-prima laborada no caso da IV gama). Este tipo de material vegetal é muito perecível devido aos elevados teores em matéria orgânica e humidade (70-90%) e à elevada contaminação microbiológica. Esta última questão coloca problemas adicionais na ótica da segurança alimentar, uma vez que a sua presença na proximidade das linhas de produção representa um foco de contaminação. O aproveitamento destes materiais através de abordagens tradicionais (alimentação animal, incineração e compostagem) não é eficaz e acarreta custos.

Assim, impõe-se a implementação de alternativas que, mais do que contornar o problema, constituam uma forma de valorização. A produção de polpas ou outros produtos transformados ou para extração de compostos com interesse tecnológico e/ou funcional é uma das vias. A produção de bioenergia é outra alternativa já anteriormente testada com sucesso pela equipa do ISA, cuja unidade de produção pode vir a ser implementada nas próprias indústrias geradoras de resíduos. Pretende-se assim valorizar frutos com baixo ou nulo valor comercial, bem como subprodutos e resíduos da indústria de hortofrutícolas que, para além de não serem valorizados, constituem hoje um problema ambiental.


Pontos de situação / Resultados:

No âmbito do presente projeto foi efetuado o levantamento e caraterização de subprodutos e bioresíduos gerados nas instalações dos parceiros industrias.
Os subprodutos (frutos não conformes e extremidades e cascas de frutos) que se destinem a fins alimentares (polpas ou extração de compostos bioativos) requerem refrigeração e rápida laboração após processamento. Estes subprodutos foram caraterizados no que respeita o teor de fenóis (mg GAE / mL extrato), atividade antioxidante (FRAP, DPPH e ABTS) e rendimento de extração. Foram testadas extrações com água e soluções hidroalcoólicas a diferentes concentrações, tendo-se verificado que na maioria apresentam elevada funcionalidade.
A extração com solução água:etanol (50:50 m/m) foi a que permitiu obter maiores rendimentos de extração e maior atividade antioxidante dos extratos. Foram desenvolvidas duas polpas e um sumo de elevada bioatividade e que incorporam no mínimo 1/3 de subprodutos.
O subproduto de maçã liofilizado apresenta potencialidades como ingrediente alimentar, apresentando um elevado teor de antioxidantes (> 60 mg eq. ácido gallico 100g-1) e de fibra (50% fibra total (m/ms)). O valor de aw (0,5) caracteriza níveis de estabilidade microbiana para este produto. O subproduto de ananás liofilizado, para além de ser uma fonte de antioxidantes e de fibra apresenta-se como uma excelente fonte de bromeleina (mais de 10 mg tirosina g-1 ms).Os resultados permitem verificar que os bioresíduos gerados apresentam no geral elevados valores de aw (0,90 a 0,97) e caraterísticas muito diferentes (pH entre 4,06  0,02 e 6,23   0,02; teor de sólidos solúveis entre 2,90 e 13,53 %; condutividade elétrica entre 2161  3 1,05 e 13550  2,13scm-1). Os valores observados não apresentam diferenças significativas ao fim de uma semana de conservação sob refrigeração, sendo, no entanto, alterados à temperatura ambiente. 
Os resíduos não valorizáveis para produção de alimentos ou ingredientes alimentares apresentam boas caraterísticas para valorização na produção de biogás por co-digestão anaeróbia. Foi efetuado o estudo com base na produção da Campotec e estima-se um rendimento anual de 36 000€   através da valorização bioenergética de parte dos bioresíduos produzidos.

  • Webinar GO Proenergy, 5 de julho de 2021. Programa
  • Seminário GO Proenergy, 3 de dezembro de 2020. Programa
  • Ação demostração e divulgação do GO ProEnergy no Dia Aberto ao Conhecimento, promovido pelo IAPMEI, subordinado ao tema “Combate ao Desperdício Alimentar na Cadeia Agroalimentar”, no dia 16 de Outubro de 2019.
  • Apresentação do GO ProEnergy no Colóquio sobre Inovação Hortofrutícola, iniciativa promovida pelo COTHN, no dia 16 de novembro de 2018.
  • Este GO foi apresentado no Agri-Innovation Summit 2017. O póster apresentado pode ser visto aqui.