Utilización biotecnológica de los residuos lácteos: valorización de los residuos mediante procesos microbiológicos.
Brasil – Anualmente se producen en Brasil 160 mil millones de litros de suero de queso, con un crecimiento proyectado del 1 al 2 % anual. De este total, solo la mitad se procesa y genera subproductos. El resto se sigue desechando en ríos o en el sistema de depuración de aguas residuales de la planta láctea.
Figura 1 – Producción de leche en miles de millones de litros por país para los cinco mayores productores del mundo en 2024. Fuente: Adaptado [1] .
En promedio, el 30% del volumen de leche producido a nivel mundial se destina a la producción de derivados, como queso , mantequilla y productos deshidratados, lo que genera diversos productos de desecho [2] .
La gestión de residuos es uno de los desafíos de la industria alimentaria. El principal subproducto de la producción de productos lácteos es el suero de queso , obtenido durante la etapa de coagulación. Por cada kilogramo de queso producido, se generan entre nueve y diez litros de suero. Este residuo tiene una alta demanda química y bioquímica de oxígeno debido a su composición. Su vertido en cuerpos de agua reducirá el oxígeno disuelto en el agua, lo que representa riesgos para el medio ambiente y la vida acuática [3] .
Anualmente se producen 160 mil millones de litros de suero de queso , con un crecimiento proyectado del 1 al 2% anual. De este total, solo la mitad se procesa y genera subproductos. El resto se sigue desechando en ríos o en el sistema de tratamiento de aguas residuales de la quesería. Su composición, rica en azúcares, proteínas y vitaminas, lo convierte en un excelente medio de cultivo para diversos microorganismos, y aunque esto aumenta su potencial contaminante, también determina su potencial para uso biotecnológico [4] .
Biorrefinería láctea: fermentación y sostenibilidad
La economía circular es un modelo de producción que busca prolongar el uso de los recursos, reducir los residuos y minimizar el impacto ambiental. En la industria láctea, se distingue por la valorización de residuos y subproductos, transformándolos en compuestos bioactivos de interés. Este enfoque contribuye a la generación de beneficios económicos, haciendo que el sistema sea más sostenible y eficiente [5] .
Para gestionar los residuos lácteos , es posible emplear tratamientos físico-químicos y biotecnológicos. El uso de la biotecnología ofrece ventajas como una mayor rentabilidad y una mejor eficiencia ecológica. Se basa en el aprovechamiento del metabolismo de los seres vivos, principalmente bacterias, para producir compuestos de alto valor añadido, como se muestra en la figura 2 [6] .
Figura 2 – Diagrama de flujo del procesamiento industrial de leche y residuos. Fuente: Adaptado de [4] .
La biotecnología emplea una vía metabólica microbiana que convierte los carbohidratos en alcoholes, gases, ácidos orgánicos y otros productos como bioplásticos o biodetergentes, lo cual puede ocurrir en presencia de aire, en aerobiosis, o en ausencia de aire, en anaerobiosis. Es la base para el uso de diversos microorganismos en aplicaciones biotecnológicas [7] .
El biohidrógeno y los biocombustibles son algunos de los productos obtenidos mediante este proceso. La fermentación oscura y la fotofermentación se utilizan para los residuos lácteos, técnicas basadas en el metabolismo anaeróbico bajo diferentes condiciones de luz. Estos combustibles tienen ventajas sobre los combustibles fósiles en términos de un mejor perfil de emisiones y biodegradabilidad [6] .
Los bioplásticos son polímeros obtenidos de fuentes renovables o derivados del metabolismo microbiano. La producción de estos compuestos por microorganismos puede estar mediada por fermentación, hidrólisis y biosíntesis. Su baja toxicidad, alta biodegradabilidad y biocompatibilidad los convierten en alternativas a los plásticos convencionales [8] .
Los surfactantes convencionales se obtienen a partir de derivados del petróleo y requieren tratamiento químico para su síntesis y refinación, además de causar un mayor impacto ambiental. En cambio, los biosurfactantes son compuestos que reducen las tensiones superficiales e interfaciales de los líquidos. Poseen acción detergente y emulsionante, y se utilizan ampliamente en procesos de biorremediación de suelos y cuerpos de agua. Son biodegradables y pueden obtenerse mediante metabolismo microbiano a partir de diversas fuentes, incluidos los residuos lácteos [9] .
Uso de Pseudomonas en biotecnología
Uno de los géneros de microorganismos que más destaca en la bioproducción es el género Pseudomonas , con 339 especies conocidas. Es un grupo altamente heterogéneo de bacterias gramnegativas, catalasa positivas y no formadoras de esporas [10,11] . Esta bacteria tiene una distribución global y se puede encontrar en el ambiente de diversos ecosistemas, en los cuerpos de humanos y animales, y en instalaciones industriales de la cadena láctea [12] .
La biorremediación mediada por Pseudomonas sp. es aplicable a diversos contextos. El cultivo de estas bacterias en residuos lácteos puede reducir la carga de materia orgánica y mejorar el perfil fisicoquímico, con un bajo costo operativo [13] . Se pueden utilizar en procesos de biorremediación de suelos, ya que son capaces de metabolizar contaminantes acumulados, transformándolos en compuestos no tóxicos. Este es un proceso de bajo costo y respetuoso con el medio ambiente que previene la aparición de contaminación secundaria [14] .
El género Pseudomonas tiene un alto potencial biotecnológico en los residuos lácteos . Su versatilidad metabólica permite la degradación de proteínas, lípidos y otros componentes orgánicos. Esta capacidad es esencial para la biotransformación de residuos industriales, contribuyendo a la reutilización de subproductos, la reducción de la carga orgánica y la producción de biocombustibles, bioplásticos y otros productos de alto valor añadido [13] .
Consideraciones finales
El sector lácteo se enfrenta al reto crucial de conciliar el aumento de la producción mundial de leche con la gestión sostenible de sus residuos, especialmente el suero. La transición a un modelo de economía circular demuestra que lo que antes se consideraba únicamente un daño ambiental tiene un importante potencial económico cuando se procesa mediante procesos biotecnológicos.
El uso de la microbiología, específicamente de bacterias del género Pseudomonas, se destaca como una estrategia prometedora debido a su versatilidad metabólica. En definitiva, la inversión en biorrefinerías lácteas representa una vía esencial para lograr que la industria alimentaria sea más eficiente, competitiva y ambientalmente responsable.
Fuentes consultadas
1. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA ALIMENTACIÓN Y LA AGRICULTURA. FAOSTAT: QCL – Cultivos y productos ganaderos. Roma: FAO, [s.f.]. Disponible en: https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL. Consultado el 5 de diciembre de 2025.
2. ORGANIZACIÓN PARA LA COOPERACIÓN ECONÓMICA Y EL DESARROLLO (OCDE); ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA ALIMENTACIÓN Y LA AGRICULTURA (FAO). Perspectivas Agrícolas OCDE-FAO 2024-2033. París; Roma: OCDE; FAO, 2024. Disponible en: https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/77c9d844-8d5e-4ba6-9655-3b2fbfc9bfc3/content. Consultado el 5 de diciembre de 2025.
3. PIRES, AF et al. Subproductos lácteos: una revisión sobre la valorización del suero y el suero de queso secundario. Foods, Basel, vol. 10, n.º 5, art. 1067, 2021. Disponible en: https://www.mdpi.com/2304-8158/10/5/1067. Consultado el 5 de diciembre de 2025.
4. CHAUDHARY, V. et al. Valorización de residuos lácteos en productos maravillosos mediante el uso innovador de fábricas de células microbianas. Trends in Food Science & Technology, Ámsterdam, vol. 142, art. 104221, 2023. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2023.104221. Consultado el 12 de diciembre de 2025.
5. LONCINA, Jasna; KOVANDZIC, Marija; LEDINA, Tijana. Enfoques de economía circular en la industria láctea: estrategias para la utilización de residuos y la producción sostenible. Meat Technology, Belgrado, vol. 66, n.º 3, págs. 231-235, 2025. DOI: https://doi.org/10.18485/meattech.2025.66.3.37. Consultado el 9 de enero de 2026.
6. USMANI, Z. et al. Valorización de residuos y subproductos lácteos mediante bioprocesos microbianos. Bioresource Technology, Ámsterdam, vol. 346, art. 126444, 2022. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126444. Consultado el 12 de diciembre de 2025.
7. PRAVEEN, Mallari; BROGI, Simone. Fermentación microbiana en la industria alimentaria y de bebidas: innovaciones, desafíos y oportunidades. Foods, Basel, vol. 14, n.º 1, pág. 114, enero de 2025. Disponible en: https://doi.org/10.3390/foods14010114. Consultado el 19 de diciembre de 2025.
8. BOSE, Sathya A. et al . Intensificación del proceso de producción de biopolímero polihidroxibutirato por Pseudomonas putida SS9: Un enfoque estadístico. Chemosphere, [S. l.], v. 313, 137350, feb. 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.137350. Consultado el: 09 de enero de 2026.
9.EL-HOUSSEINY, Ghadir S. et al . Caracterización estructural y fisicoquímica de ramnolípidos producidos por Pseudomonas aeruginosa P6. AMB Express, [S. l.], v.10, art. 201, 2020..DOI: https://doi.org/10.1186/s13568-020-01141-0.Consultado el: 09ene. 2026.
10.ÁVILA ARRIBAS, M. et al. Diversidad y potencial de deterioro de Pseudomonas spp. en leche y productos lácteos españoles: Impacto en la calidad del queso fresco y la leche. FoodResearchInternational, vol. 202, p. 115700, 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2025.115700.
11.BADAWY, Basma; MOUSTAFA, Samar; SHATA, Radwa; SAYED-AHMED, Mohamed Z.; ALQAHTANI, Saad S.; ALI, MdSajid; ALAM, nawazí; AHMAD, Sarfaraz; KASEM, Nahed; ELBAZ, Elzahara et al. Prevalencia de Pseudomonas aeruginosa resistente a múltiples fármacos aislada de ganado lechero, leche, medio ambiente y manos de los trabajadores. Microorganismos, vol. 11, núm. 11, pág. 2775, 15 de noviembre. 2023. DOI: 10.3390/microorganismos11112775.
12. LETIZIA, M.; DIGGLE, SP; WHITELEY, M. Pseudomonas aeruginosa: ecología, evolución, patogénesis y susceptibilidad antimicrobiana . NatureReviewsMicrobiology, vol. 23, págs. 701–717, 2025. DOI: 10.1038/s41579-025-01193-8.
13. AWASTHI, Mukesh Kumar et al . Tendencias y desarrollos recientes en el proceso integrado de conversión bioquímica para la valorización de bioproductos de valor agregado de residuos lácteos: una revisión. Bioresource Technology, Ámsterdam, vol. 344, 126193, enero de 2022.
14. ZHANG, Shuwang et al . Pseudomonas spp. inmovilizada para la biorremediación de suelos contaminados con contaminantes orgánicos emergentes. Applied Soil Ecology, Ámsterdam, vol. 204, n.º 105717, diciembre de 2024. Consultado el 5 de enero de 2026.
