BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS BAM 2507 (CECT 7313) DEGRADADOR DE RESIDUOS OLEOSOS DE LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Y HOSTELERA, Y PROCEDIMIENTO PARA SU APLICACION.

Cepa bacteriana Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507 (CECT 7313),

caracterizada por su capacidad degradadora de residuos oleosos de la industria alimentaria y hostelera, debido a su capacidad de crecimiento en las agua oleosas ricas en polifenoles y a su capacidad de biotransformación de los propios polifenoles y de las grasas mediante sus actividades enzimáticas esterasa, esterasa lipasa y lipasa. Esta cepa ha sido aislada y caracterizada para ser utilizada en el tratamiento biológico de los efluentes oleosos componentes de dichos residuos, clasificados de tóxicos o peligrosos, generados durante el proceso de elaboración del aceite de oliva y otros aceites vegetales, así como tras su posterior consumo, según un procedimiento que, para el caso particular de las emulsiones de aceites comestibles usados, consiste en un tratamiento físico-químico previo del residuo y la posterior inoculación del microorganismo para la biotransformación

Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507 (CECT 7313) degradador de residuos oleosos de la industria alimentaria y hostelera, y procedimiento para su aplicación.

El objeto de la presente invención es la cepa bacteria Bacillus amyloliquefaciens, de código de laboratorio Bam 2507, aislada y caracterizada a los efectos de ser utilizada en la biodegradación de los residuos oleosos de la industria alimentaria y hostelera, como es el caso de la fabricación y consumo al mayor de aceite de oliva, debido a la capacidad que tiene dicho microorganismo de desarrollarse en las aguas y efluentes oleosos ricos en polifenoles componentes de dichos residuos, clasificados de tóxicos o peligrosos, y de degradar los propios polifenoles y las grasas existentes en los mismos.

Esta cepa ha sido depositada con fines de patente en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT), con fecha 16 de octubre de 2007, donde se le ha asignado el número 7313. La CECT tiene su sede en el edificio de investigación de la Universidad de Valencia, sito en el campus de Burjassot (DP 46100 - Valencia, España).

También es objeto de la presente invención el procedimiento por el cual el microorganismo es aplicado al tratamiento de aquellos residuos oleosos procedentes del consumo en hostelería de aceite vegetal, principalmente aceite de oliva, con el fin de que el proceso degradativo de las emulsiones aceitosas pueda realmente llevarse acabo.

Por tanto, la invención se encuadra en el amplio campo de la biotecnología, y dentro de éste, en el del tratamiento biológico de los efluentes y aguas oleosas componentes de los residuos de aceites tóxico o peligrosos, tanto de la industria alimentaria, generados durante el proceso de fabricación (los conocidos alpechines y alpeorujos en el caso del aceite de oliva), como el producido tras su consumo en hostelería (emulsiones de aceites comestibles usados).

Por ser un método de tratamiento biológico de residuos, es en sí mismo un método respetuoso con el medio ambiente y económico, en comparación con los tradicionales de eliminación o de tratamientos físico-químicos de los residuos oleosos, pero además en este caso, por ir dirigido a transformar polifenoles y otras sustancias especialmente tóxicas de las aguas y efluentes generados en la producción y consumo de los aceites vegetales, resulta un método de realmente eficaz.

Estado de la técnica

Se define residuo como cualquier sustancia u objeto del cual su poseedor se desprenda o tenga intención u obligación de desprenderse (Ley 10/1998 de residuos). De acuerdo con la legislación vigente, son residuos peligrosos aquellos que reúnen, al menos, una de las siguientes características: explosividad, comburente, inflamable, irritante, nocivo, tóxico, cancerígeno, corrosivo, infeccioso, teratógeno, mutagénico, inestable, fuente de compuestos secundarios o ecotóxico. Como ejemplo podemos decir que un residuo es corrosivo si presenta cualquiera de las siguientes propiedades: ser acuoso y tener un pH inferior a 2 o superior a 12.5, y/o ser líquido y corroer el acero a una tasa superior de 6,35 mm/año a una temperatura de 55ºC. Y un residuo sería tóxico cuando tiene el potencial de causar la muerte, lesiones graves, o efectos perjudiciales para la salud del ser humano si se ingiere, inhala o entra en contacto con la piel.

Como resultado de determinadas actividades industriales relacionadas con los aceites vegetales, como la fabricación de aceite de oliva, el sector hostelero, o la producción de porcino, se generan unos efluentes oleosos que incluye sustancias tóxicas para la salud y nocivas para el medio ambiente, por lo que son considerados residuos tóxicos o peligrosos. Entre tales sustancias cabe destacar a los polifenoles.

En la industria alimentaria y hostelera los polifenoles existentes como resultado de multitud de procesos industriales relacionados con el aceite vegetal, como es el caso del aceite de oliva. En los efluentes de la producción del aceite de oliva, tanto en las aguas oleosas o alpechines (método de extracción continúa en tres fases), como en los pastosos alpeorujos (método de extracción en dos fases), existe una alta concentración de polifenoles, además de otros componentes orgánicos y compuestos inorgánicos, todos de naturaleza muy tóxica y a su vez muy diversa (Moreno et al., 1990; Ramos et al., 2000). En el caso particular de los polifenoles, la mayoría se consideran extremadamente tóxicos para las células animales y contaminantes para el medio ambiente, además producen una acción eutrofizadora muy acusada de las aguas, lo que justifica el enorme efecto contaminante de los residuos.

Por tanto, los residuos oleosos sobre los que actúa esta propuesta de patente están considerados como residuos peligrosos, tanto por la referida legislación estatal (Ley 10/98 de Residuos), como por la comunitaria (Directiva del Consejo 91/156). En la directiva de la UE de residuos peligrosos 91/689/CEE en sus anexos I, II y III, clasifica en categorías o tipos genéricos de residuos peligrosos relacionados según su naturaleza o la actividad que los generó. Así tenemos en el anexo I.A. nº 9.- aceite/agua, mezclas de hidrocarburo/agua, emulsiones; o en el anexo I.B. nº 19.- jabones, grasas y ceras animales o vegetales; nº 38.- aceites vegetales. También podemos comprobar esta clasificación en el Catálogo Europeo de Residuos (CER), incluido en el capítulo 20 de la lista, correspondiente a residuos municipales (residuos domésticos y asimilables procedentes de los comercios industrias e instituciones), incluidas las fracciones recogidas selectivamente en el punto 20 01 25 y 20 01 26.

Es por ello, por lo que la Ley de residuos obliga a los productores a eliminar (o transformar) los residuos oleosos, bien a través de un gestor autorizado, bien a través de un tratamiento, como por ejemplo una EDAR en el caso de producción de porcino. Su eliminación resulta un verdadero problema para determinadas empresas, sobre todo si están incluidas en el anexo 1 de la IPPC, ya que están obligadas a obtener la Autorización Ambiental Integrada.

Los métodos tradicionales para la eliminación o tratamiento de los efluentes de la producción de aceites vegetales, especialmente en lo relativo a las aguas oleosas ricas en polifenoles, han sido la eliminación directa, a través de depuradoras, fertilizantes, piensos o vertidos controlados, la evaporación, natural en balsas o acelerada por tratamiento térmico, y los tratamientos físico-químicos (filtración, incineración, destilación-evaporación, etc.). Estos métodos son en general perjudiciales para el medio ambiente, y también bastante costosos. Por eso desde hace unos años atrás, a interrumpido con fuerza los métodos de tratamiento biológico, como la generación de biogás, el compostaje o la fermentación, que es en el campo donde se encuadra la invención que más abajo se presenta.

La legislación y la tecnología orientadas a la limpieza del ambiente y la prevención de su deterioro han sido dos de los mayores avances del final del siglo XX y han propiciado el nacimiento de tecnologías basadas en el uso de microorganismos con amplias capacidades biodegradadoras. En el caso particular de la industria de producción del aceite de oliva existen antecedentes que ponen de manifiesto el interés de tratar biológicamente residuos oleosos ricos en polifenoles para la producción de compost (FAIR CT96 1420. Anexo A2/Annex A2. FINAL REPORT. PROJECT IMPROLIVE. Improvements of Treatments and Validation of the Liquid-Solid Waste from the Two-Phase Olive Oil Extraction. February 2000).

Una de dichas técnicas basadas en el uso de microorganismos es la biorremediación, que emplea microorganismos vivos para la eliminación de contaminantes ambientales (Atlas y Pramer, 1990; Atlas y Bartha 2002). Esta es una de las tecnologías aplicables al fin perseguido con la presente invención.

Para que la biorremediación sea eficaz los contaminantes deben ser susceptibles de ataque microbiano (transformación metabólica), los productos metabólicos deben ser inocuos y el proceso no debe tener efectos secundarios adversos en los ecosistemas. Las condiciones ambientales deben permitir el crecimiento in situ de los agentes microbianos que llevan a cabo la biorremediación o la extracción del contaminante de manera que pueda biodegradarse ex situ en biorreactores.

Son muchas las cepas de microorganismos pertenecientes al género Bacillus sp. que han sido utilizados en multitud de procesos de biodegradación. A pesar de que se conocen algunas de las rutas de biotransformación de polifenoles...

1. Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507 (CECT 7313), microorganismo, género Bacillus, caracterizado por su capacidad degradadora de residuos oleosos de la industria alimentaria y hostelera, debida a su capacidad de crecimiento en las agua oleosas ricas en polifenoles y a su capacidad de biotransformación de los propios polifenoles y de las grasas mediante sus actividades enzimáticas esterasa, esterasa lipasa y lipasa.

2. Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507 (CECT 7313), según reivindicación 1, donde los polifenoles de las aguas oleosas en el que se desarrolla y actúa este microorganismo son tirosol, ácido vaníllico, ácido protocatequico, ácido caféico, catecol y metil-catecol.

3. Uso de Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507 (CECT 7313), según reivindicaciones 1 y 2, en la biodegradación de residuos oleosos de la industria alimentaria y hostelera.

4. Uso de Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507 (CECT 7313), según reivindicación 3, en la eliminación de polifenoles y grasas de las aguas oleosas de la industria alimentaria y hostelera.

5. Procedimiento para la aplicación del microorganismo Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507 (CECT 7313) a residuos tóxicos o peligrosos de aceites vegetales usados, a los fines de las reivindicaciones anteriores, consistente en las siguientes operaciones: 1) emulsión del aceite en decantador y separación de la fase acuosa-oleosa de la orgánica mediante flotación con vapor de agua, realizada por inyección de vapor de agua desde el fondo del decantador, 2) corrección del pH de la fase acuosa-oleosa hasta un valor comprendido entre 5 y 7,5, y 3) inoculación del microorganismo para biotransformación del residuo.

6. Procedimiento para la aplicación del microorganismo Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507(CECT 7313) a residuos tóxicos o peligrosos de aceites vegetales usados, según reivindicación 5, caracterizado porque la corrección del pH de la fase acuosa-oleosa se realiza mediante adición de hidróxido sódico (NaOH), en concentración y volumen variable en función de la cantidad y composición del residuo.

7. Procedimiento para la aplicación del microorganismo Bacillus amyloliquefaciens Bam 2507(CECT 7313) a residuos tóxicos o peligrosos de aceites vegetales usados, según reivindicación 5, caracterizado porque la inoculación del microorganismo en la fase acuosa-oleosa se realiza a partir de un cultivo previo en medio líquido LB a 37ºC durante 24 h, hasta alcanzar una concentración superior a 5 x 10¹¹ ufc/ml (unidades formadoras de colonias por mililitro), verificada por el método de recuento en placa, e inoculado a razón de 500 ml de cultivo por metro cúbico de residuo.