Aproveitamento biotecnológico de resíduos de laticínios: a valorização dos resíduos por processos microbiológicos
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Anualmente são produzidos 160 bilhões de litros de soro de leite, com projeções de crescimento de 1 a 2% ao ano. Deste total, apenas metade é processada e gera coproduto. O restante ainda é descartado em rios ou no sistema de tratamento de esgoto do laticínio.
A produção mundial de leite no ano de 2024 ultrapassou 984 bilhões de litros, com contribuição de mais de 36 bilhões de litros pelo Brasil, como mostra a figura 1. A expectativa é que haja aumento na produção de 1,8% ao ano até 2031.
Figura 1 – Produção de leite em bilhões de litros por país para os cinco maiores produtores do mundo em 2024. Fonte: Adaptado.
Em média, 30% do volume de leite produzido globalmente são destinados à produção de derivados, como queijo, manteiga e produtos desidratados, originando diversos resíduos.
A gestão de resíduos é um dos desafios da indústria de alimentos. O principal resíduo da produção de derivados lácteos é o soro de leite, obtido na etapa de coagulação. Para cada quilo de queijo produzido, gera-se entre nove e dez litros de soro. Este resíduo possui alta demanda química e bioquímica de oxigênio, devido a sua composição. Seu descarte em corpos d’água vai diminuir o oxigênio dissolvido da água, o que representa riscos para o meio ambiente e para a vida aquática.
Anualmente são produzidos 160 bilhões de litros de soro de leite com projeções de crescimento de 1 a 2% ao ano. Deste total, apenas metade é processada e gera coproduto. O restante ainda é descartado em rios ou no sistema de tratamento de esgoto do laticínio. Sua composição rica em açúcar, proteínas e vitaminas o torna excelente meio de crescimento para diversos microrganismos, e embora isso aumente seu potencial poluidor, também determina seu potencial para aproveitamento biotecnológico.
A biorrefinaria láctea: fermentação e sustentabilidade
A economia circular é um modelo produtivo que visa manter recursos em uso por mais tempo, reduzir desperdícios e minimizar impactos ambientais. Na indústria de laticínios, ela se destaca pela valorização de resíduos e coprodutos, transformando-os em compostos bioativos de interesse. Essa abordagem contribui para a geração de benefícios econômicos, tornando o sistema mais sustentável e eficiente.
Para lidar com a produção de resíduos de laticínios, é possível empregar tratamentos físico-químicos e biotecnológicos. O emprego de biotecnologia possui vantagens, como melhor custo-benefício e melhor eficiência ecológica. Baseia-se na utilização do metabolismo de seres vivos, principalmente bactérias, para produção de compostos com alto valor agregado, conforme a figura 2.
Figura 2 – Fluxograma de processamento industrial do leite e resíduos.
A biotecnologia emprega uma rota metabólica microbiana que converte carboidratos em álcoois, gases, ácidos orgânicos e outros produtos como bioplásticos ou biodetergentes, podendo ocorrer com a presença de ar, em aerobiose, ou na ausência de ar, anaerobiose. Ela é a base para emprego de diversos microrganismos em aproveitamento biotecnológico.
Biohidrogênio e biocombustíveis são alguns dos produtos obtidos por meio deste processo. Emprega-se a fermentação escura e a fotofermentação para resíduos de laticínios, técnicas baseadas no metabolismo anaeróbico sob diferentes condições de luminosidade. Estes combustíveis possuem vantagens em relação aos combustíveis fósseis, no que diz respeito a melhor perfil de emissões e biodegradabilidade.
Os bioplásticos são polímeros obtidos de fontes renováveis ou oriundos do metabolismo microbiano. A produção destes compostos por microrganismos pode ser mediada por fermentação, hidrólise e biossíntese. Sua baixa toxicidade, alta biodegradabilidade e biocompatibilidade os tornam alternativas para os plásticos convencionais.
Surfactantes convencionais são obtidos de derivados de petróleo e requerem tratamento químico para sua síntese e refino, além de causarem maior impacto ambiental. Em contrapartida, os biossurfactantes são compostos que reduzem tensões superficiais e interfaciais de líquidos. Possuem ação detergente e emulsificante, sendo amplamente empregados em processos de biorremediação de solos e corpos hídricos. São biodegradáveis e passíveis de serem obtidos pelo metabolismo microbiano em diversas fontes, incluindo resíduos lácteos.
O setor de laticínios está trabalhando em soluções para conciliar o aumento da produção global de leite com a gestão sustentável de seus resíduos, especialmente o soro de leite. A transição para um modelo de economia circular demonstra que o que antes era visto apenas como prejuízo ambiental possui um potencial econômico significativo quando processado por rotas biotecnológicas.
O uso da microbiologia, especificamente das bactérias do gênero Pseudomonas se destaca como uma estratégia promissora devido à sua versatilidade metabólica. Em última análise, o investimento em biorrefinarias lácteas representa um caminho essencial para tornar a indústria de alimentos mais eficiente, competitiva e ecologicamente responsável.
