Producción de vinagre a partir de bagazo de manzana: revisión bibliográfica sistemática

Abstract

[Resumen] La industria transformadora de la manzana genera entre 5 y 7 millones de toneladas anuales de bagazo, un residuo cuya carga orgánica justifica su valorización. Su contenido total en carbohidratos supera el 80 % en base seca, pero solo un 6–8 % corresponde a azúcares libres disponibles, permaneciendo el resto en la fracción lignocelulósica. Mediante revisión bibliográfica sistemática, este trabajo evalúa la viabilidad técnica de producir vinagre a partir de bagazo por doble fermentación (alcohólica y acética), analizando la transferibilidad de tecnologías de escalado industrial descritas para otros sustratos. La revisión concluye que los pretratamientos severos resultan contraproducentes al generar inhibidores, y que el cuello de botella no es la fermentación acética, sino el etanol generado en la fase alcohólica: dada la estequiometría aproximada 1:1 de la oxidación acética, todo déficit de etanol se traduce en un déficit proporcional de acidez. La alimentación fed-batch a alta carga de sólidos, el aprovechamiento del licor de pretratamiento y los co-cultivos con levaduras capaces de fermentar pentosas permiten compensar esta limitación. Un reactor horizontal rotatorio en régimen de sacarificación y fermentación simultánea podría resolver conjuntamente pretratamiento y fase alcohólica, mientras que la fase acética se beneficiaría de dos reactores sumergidos en serie. El método de acetificación condiciona además la retención polifenólica, vinculando la ingeniería de proceso a la orientación comercial del vinagre. La viabilidad técnica queda demostrada, pero la competitividad del bagazo depende de maximizar la eficiencia de cada fase para compensar su menor disponibilidad de azúcar frente a sustratos convencionales.[Resumo] A industria transformadora da mazá xera entre 5 e 7 millóns de toneladas anuais de bagazo, un residuo cuxa carga orgánica xustifica a súa valorización. O seu contido total en carbohidratos supera o 80 % en base seca, pero só un 6–8 % corresponde a azucres libres dispoñibles, permanecendo o resto na fracción lignocelulósica. Mediante revisión bibliográfica sistemática, este traballo avalía a viabilidade técnica de producir vinagre a partir de bagazo por dobre fermentación (alcohólica e acética), analizando a transferibilidade de tecnoloxías de escalado industrial descritas para outros substratos. A revisión conclúe que os pretratamentos severos resultan contraproducentes ao xerar inhibidores, e que o colo de botella non é a fermentación acética, senón o etanol xerado na fase alcohólica: dada a estequiometría aproximada 1:1 da oxidación acética, todo déficit de etanol tradúcese nun déficit proporcional de acidez. A alimentación fed-batch a alta carga de sólidos, o aproveitamento do licor de pretratamento e os co-cultivos con lévedos capaces de fermentar pentosas permiten compensar esta limitación. Un reactor horizontal rotatorio en réxime de sacarificación e fermentación simultánea podería resolver conxuntamente pretratamento e fase alcohólica, mentres que a fase acética se beneficiaría de dous reactores sumerxidos en serie. O método de acetificación condiciona ademais a retención polifenólica, vinculando a enxeñaría de proceso á orientación comercial do vinagre. A viabilidade técnica queda demostrada, pero a competitividade do bagazo depende de maximizar a eficiencia de cada fase para compensar a súa menor dispoñibilidade de azucre fronte a substratos convencionais.[Abstrac] The apple processing industry generates between 5 and 7 million tonnes of pomace per year, a residue whose organic load justifies its valorisation. Its total carbohydrate content exceeds 80% on a dry weight basis, yet only 6–8% corresponds to free sugars readily available, with the remainder locked in the lignocellulosic fraction. Through a systematic bibliographic review, this work assesses the technical feasibility of producing vinegar from apple pomace via double fermentation (alcoholic and acetic), analysing the transferability of industrial scale-up technologies described for other substrates. The review concludes that severe pretreatments prove counterproductive by generating inhibitors, and that the bottleneck is not the acetic fermentation itself but rather the ethanol generated in the alcoholic phase: given the approximate 1:1 stoichiometry of acetic oxidation, any ethanol deficit translates into a proportional acidity deficit. Fed-batch feeding at high solids loading, recovery of the pretreatment liquor, and co-cultures with pentose-fermenting yeasts enable compensation of this limitation. A horizontal rotating reactor under simultaneous saccharification and fermentation could jointly address pretreatment and the alcoholic phase, whereas the acetic phase would benefit from two submerged reactors in series. The acetification method further conditions polyphenol retention, linking process engineering to the commercial orientation of the vinegar. Technical feasibility is demonstrated, but the competitiveness of pomace depends on maximising efficiency at every stage to offset its lower sugar availability compared with conventional substrates.