El sistema de centrifugación bifásico para la extracción del aceite de oliva, genera un único subproducto denominado alperujo que, debido a sus características fisicoquímicas se convierte en un desecho poco amigable para el medio ambiente. El sudoeste de la provincia de Buenos Aires (SOB) constituye una nueva área de producción olivícola, con importante intensificación de la actividad, que impulsa la necesidad de analizar opciones para su reutilización. En esta Tesis se plantea la reconversión del alperujo, como sustrato de bajo costo para la producción de pigmentos carotenoides. Para tal fin, se evaluaron levaduras del género Rhodotorula (Rh. mucilaginosa LPSC 638, Rh. graminis Y52 y Rh glutinis Y54). En primer lugar, se prepararon y caracterizaron diferentes medios derivados del alperujo: Extractos acuosos (EAs) de diferentes concentraciones (5, 10, 20 y 30 % p/V) y la fracción líquida del alperujo (AA). Por otra parte, se desfenolizaron los medios con mayor concentración de biofenoles (EA 30% y AA), mediante la técnica partición líquido-líquido. Todos estos medios, se utilizaron para evaluar el desarrollo y la biosíntesis de carotenoides en Rh. mucilaginosa LPSC638. Asimismo, se evaluó la influencia del inhibidor Imidazol en su vía carotenogénica. También, se estudió el metabolismo de la levadura asociado a fuentes de C y N. Al mismo tiempo, se realizaron ensayos de fitotoxicidad en EAs y AA normales y desfenolizados, sobre semillas de Lactuca sativa L. En segundo lugar, se analizó al alperujo en conjunto con el bagazo de cebada (BSG), como medios de cultivo sólidos. Finalmente, se analizó la estrategia de acoplar la producción de carotenoides con la recuperación de biofenoles desde el alperujo. Para ello, se utilizó como medio de cultivo, la fracción líquida del alperujo tratado hidrotermalmente (Sevilla, España. Patent No. US 6,849,770 B2 , 2005), para analizar el desarrollo y producción de carotenoides en Rh. mucilaginosa LPSC 638 y dos especies aisladas desde residuos olivícolas (Rh. graminis Y52 y Rh glutinis Y54). Los resultados obtenidos fueron: Capítulo 1. Los EAs y AA ofrecen fuentes de C y N, además de un rango de pH adecuado para el desarrollo de Rh. mucilaginosa LPSC 638. La técnica de desfenolización utilizada redujo el 45% y 30% de biofenoles en EAs y AA, respectivamente. Capítulo 2: La levadura se desarrolló y sintetizó carotenoides en todas las concentraciones de EAs y AA. Metabolizó azúcares presentes y no consumió biofenoles. Los carotenoides sintetizados fueron: toruleno, torularodina, β-caroteno y γ-caroteno. Capítulo 3: La presencia de imidazol no afectó el desarrollo de Rh. mucilaginosa LPSC 638. Se obtuvo la mayor cantidad del caroteno en el medio con mayor concentración de imidazol (1000 ppm). Esta cantidad fue muy inferior respecto a la reportada en bibliografía. Capítulo 4: Rh. mucilaginosa LPSC 638 pudo desarrollarse en medios sólidos, formados por alperujo, BSG y combinación. Los carotenoides sintetizados fueron: toruleno, torularodina y β-caroteno. Capítulo 5: La fitotoxicidad sobre semillas de Lactuca sativa L., se reduce en tratamientos con medios desfenolizados y después del desarrollo de la levadura. No hay efectos fitotóxicos cuando las semillas son tratadas con medios más diluídos (EAs de 5 % y 10%). Capítulo 6: El proceso de desfenolización favorece el desarrollo y síntesis de carotenoides en Rh. mucilaginosa LPSC 638. En el AA tratado hidrotermalmente, Rh. glutinis Y54, Rh. graminis Y52 y Rh. mucilaginosa LPSC 638 producen: torularodina, toruleno, β-caroteno y γ-caroteno. Rh. glutinis Y54 y Rh. graminis Y52, se desarrollaron mejor con respecto a Rh. mucilaginosa LPSC 638. La técnica favorece la recuperación del hidroxitirosol. / The two-phase centrifugation system for extracting olive oil generates a single by- product called alperujo. Due to its physicochemical characteristics, alperujo is a non- ecological waste. The southwest of Buenos Aires province (SOB) constitutes a new area of olive oil production, with a significant intensification of the activity, which drives the need to analyze options for its reuse. This thesis proposes the reconversion of alperujo as a low-cost substrate for producing carotenoid pigments. For this purpose, yeasts of the genus Rhodotorula (Rh. mucilaginosa LPSC 638, Rh. graminis Y52 and Rh. glutinis Y54) were evaluated. First, different alperujo-derived media were prepared and characterized: aqueous extracts (AE) of different concentrations (5, 10, 20 and 30 % w/V) and the liquid fraction of alperujo (AA). On the other hand, the media with the highest concentration of biophenols (EA 30% and AA) were dephenolized using the liquid-liquid partitioning technique. All these media were used to evaluate the development and biosynthesis of carotenoids in Rh. mucilaginosa LPSC 638. The influence of the inhibitor Imidazole on the carotenogenic pathway was also evaluated. Also, yeast metabolism associated with different C and N sources was studied. At the same time, phytotoxicity tests were performed on normal and dephenolized AE and AA on seeds of Lactuca sativa L. Secondly, alperujo was analyzed together with beer spent grain (BSG) as solid culture media. Finally, the strategy of coupling carotenoid production with biophenol recovery from alperujo was analyzed. For this purpose, the liquid fraction of hydrothermally treated alperujo (Sevilla, España. Patent No. US 6,849,770 B2, 2005), was used as a culture medium to analyze the development and production of carotenoids in Rh. mucilaginosa LPSC 638 and two species isolated from olive residues (Rh. graminis Y52 and Rh. glutinis Y54). The results obtained in each chapter were: Chapter 1. EAs and AA provide sources of C and N, as well as a suitable pH for the development of Rh. mucilaginosa LPSC 638. The dephenolization technique used reduced 45% and 30% of biophenols in EAs and AA, respectively. Chapter 2: The yeast developed and synthesized carotenoids at all concentrations of EAs and AA. It metabolized the sugars present and did not consume biophenols. The carotenoids synthesized were: torulene, torularhodin β-carotene and γ-carotene. Lycopene was found only when media contained the inhibitor imidazole. Chapter 3: The presence of imidazole did not affect the development of Rh. mucilaginosa LPSC 638. The highest amount of carotene was obtained in the medium with the highest concentration of imidazole (1000 ppm). This amount was lower than that reported in literature. Chapter 4: Rh. mucilaginosa LPSC638 can grow on solid media, consisting of alperujo, BSG and a combination of both. The carotenoids synthesized were: torulene, torularodine and β-carotene. Chapter 5: Phytotoxicity on Lactuca sativa L. seeds is reduced in treatments with dephenolized media and after yeast development. There are no phytotoxic effects when seeds are treated with more diluted media (5 % and 10 % EAs). Chapter 6: The dephenolization process favors the development and synthesis of carotenoids in Rh. mucilaginosa LPSC 638. In the dephenolized liquid fraction of hydrothermally treated alperujo, Rh. glutinis Y54, Rh. graminis Y52 and Rh. mucilaginosa LPSC 638 produce: torularhodin, torulene, β-carotene and γ-carotene. Rh. glutinis Y54 and Rh. graminis Y52 performed better than Rh. mucilaginosa LPSC 638. The technique facilitates the recovery of Hydroxytyrosol.

La agroindustria del aceite de oliva genera beneficios socioeconómicos importantes en las zonas productoras, amen de los efectos beneficiosos que puede producir en la salud humana por el consumo de este tipo de aceite en el mundo, pero, es una agroindustria que también produce efectos negativos por la enorme cantidad de residuo que libera al medio ambiente. En la búsqueda de opciones para el reciclaje de los residuos generados en la extracción de aceite de oliva, se realizaron seis experimentos (tres con productos sólidos y otros tres con productos líquidos) en condiciones de invernadero, con el objetivo de valorar el efecto de diferentes productos originados a partir de alperujos sobre los parámetros del crecimiento, la producción y nutrición en los cultivos de lechuga y espinaca. De los productos sólidos, se realizaron dos experimentos para conocer el valor como fuente de nitrógeno y material orgánica, también se compararon los efectos de un compost y un vermicompost, sobre una rotación de dos cultivos: lechuga - espinaca. De los productos líquidos, se evaluó la apliclación al suelo y al follaje de las plantas (por último se valoraron, también sobre la rotación lechuga - espinaca, los efectos de los extractos acuosos obtenidos de un compost y un vermicompost y aplicados via foliar. De los resultados obtenidos en los seis experimentos realizados, se infiere que el valor agronómico de los productos derivados de los alperujos, tanto en forma sólida (compost y vermicompopst) aplicados como enmendantes del suelo, o en forma líquida (extractos húmicos) aplicados al suelo o vía foliar, a las dosis valoradas, han puesto de manifiesto, en general, un bajo valor agronómico. Por el contrario, los extractos acuosos de compost y vermicompost han dado una respuesta claramente positiva en uno de los dos cultivos estudiados, y se vislumbra como una alternativa interesante. / Cruz Hernández, J. (2009). Valoración agronómica de compost y vermicompost de alperujos mezclados con otros residuos agrícolas, efecto como enmiendas sólidas y líquidas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6564

El alperujo (AL) es uno de los principales residuos agroindustriales que se generan actualmente en España. Su tratamiento mediante compostaje ha demostrado ser suficientemente viable para su revalorización y utilización agrícola, conduciendo a la producción de composts ricos en materia orgánica humificada de clara naturaleza lignocelulósica, que pueden constituir una excelente materia prima para la producción industrial de abonos orgánicos y órgano-minerales de calidad. En el presente trabajo se ha estudiado a escala pre-industrial la viabilidad del compostaje de AL demostrando que con este proceso se pueden llegar a obtener cerca de 20 categorías de abonos y enmiendas orgánicas comerciales tanto en sus formas sólidas como líquidas de acuerdo con la legislación vigente (Real Decreto 824/2005).

Tesis por compendio / [ES] El sector agroalimentario constituye una de las industrias con mayor relevancia. Durante la producción de aceite de oliva, se generan grandes volúmenes de subproductos, destacando el alperujo, que contiene todos los restos de la aceituna que permanecen una vez que se ha extraído el aceite. Se trata de un subproducto con una elevada carga orgánica, lo que puede suponer un riesgo ambiental si no se gestiona adecuadamente. Por otro lado, el alperujo es rico en compuestos fenólicos, los cuales tienen un elevado interés industrial, debido a sus propiedades antioxidantes. Esto representa una oportunidad excelente para valorizar el alperujo, recuperando compuestos de interés y reduciendo la carga contaminante del residuo. En esta Tesis Doctoral, se ha abordado este reto, en el marco de la Tecnología de Membranas. En primer lugar, se llevó a cabo la optimización de un proceso de extracción sólido-líquido asistida por ultrasonidos, para extraer los compuestos fenólicos presentes en el alperujo. Se obtuvieron resultados satisfactorios tanto con mezclas de etanol/agua como con agua pura. Además, se llevó a cabo una caracterización detallada de los metabolitos presentes en los extractos derivados del alperujo, de forma que se determinaron más de 50 compuestos. En las siguientes etapas, se emplearon tanto los extractos obtenidos con etanol/agua 50:50 (v/v) como los acuosos. En cuanto a estos últimos, se trataron mediante ultrafiltración, seleccionando las membranas UP005 y UH030, debido a su adecuada productividad y eficacia en términos de rechazo a la demanda química de oxígeno. Los compuestos fenólicos fueron recuperados con mayor pureza en el permeado de este proceso. A continuación, esta corriente de permeado fue sometida a un proceso de nanofiltración, empleando la membrana NF270 (DuPont), para llevar a cabo la concentración de los compuestos fenólicos previamente purificados. Además, se demostró la viabilidad de esta membrana, NF270, para separar compuestos fenólicos de bajo peso molecular y azúcares, empleando disoluciones modelo con una composición basada en las aguas residuales de la industria oleícola. Los extractos hidroalcohólicos de alperujo también fueron tratados mediante procesos de membrana. Previamente, se llevó a cabo una revisión exhaustiva de la literatura científica relacionada con la ultrafiltración en medio orgánico. A continuación, se evaluó un proceso de ultrafiltración para purificar los extractos de alperujo preparados con etanol/agua 50:50 (v/v), obteniendo resultados satisfactorios en cuanto a la estabilidad de las membranas (empleando las membranas UF010104 y UF010801v3, de la casa comercial SolSep BV, y UP005, de Microdyn Nadir) y la recuperación de compuestos fenólicos en el permeado. Para aumentar la pureza de estos compuestos fenólicos y abordar su fraccionamiento, se estudió un proceso de nanofiltración con disolventes orgánicos, empleando una disolución simulada, cuyo disolvente fue etanol/agua 50:50 (v/v), y con una composición basada en el permeado del proceso de ultrafiltración (con la membrana UP005) en medio orgánico. La membrana NF270 fue la más destacada, debido a su notable densidad de flujo de permeado. Además, esta membrana rechazó adecuadamente los compuestos no deseados, como azúcares y ácidos, lo que facilitó la recuperación satisfactoria de los compuestos fenólicos en el permeado. Considerando los resultados obtenidos, se propuso un proceso integrado basado en la extracción de estos compuestos con etanol/agua 50:50 (v/v), la ultrafiltración de este extracto, con la membrana UP005, para llevar a cabo su purificación, la nanofiltración, con la membrana NF270, de la corriente de permeado obtenida previamente, para aumentar la pureza y fraccionar los compuestos fenólicos y, finalmente, la concentración de la corriente de permeado obtenida durante la nanofiltración, mediante un proceso de ósmosis reversa, empleando la membrana NF90 (DuPont) que rechazó apropiadamente los compuestos fenólicos. / [CA] El sector agroalimentari constitueix una de les indústries amb major rellevància. Durant la producció d'oli d'oliva, es generen grans volums de subproductes, entre els quals destaca l'alperujo, que conté totes les restes de l'oliva que romanen una vegada que s'ha extret l'oli. Es tracta d'un subproducte amb una elevada càrrega orgànica, la qual cosa pot suposar un gran risc ambiental. D'altra banda, l'alperujo és ric en compostos fenòlics, els quals tenen un elevat interés industrial, degut a les seues propietats antioxidants. Aquest contingut en compostos bioactius representa una oportunitat excel·lent per a valorar l'alperujo, recuperant compostos d'interés i reduint la càrrega contaminant del residu. En aquesta Tesi Doctoral, s'ha abordat aquest repte, en el marc de la Tecnologia de Membranes. En primer lloc, es va dur a terme l'optimització d'un procés d'extracció sòlid-líquid assistida per ultrasons, per a extraure els compostos fenòlics presents a l'alperujo. Es van obtindre resultats satisfactoris tant amb mescles d'etanol/aigua com amb aigua pura. A més, es va dur a terme una caracterització detallada dels metabòlits presents en els extractes derivats de l'alperujo, de manera que es van determinar més de 50 compostos. En les següents etapes del procés, es van emprar tant els extractes obtinguts amb etanol/aigua 50:50 (v/v) com els extractes aquosos. Quant a aquests últims, es van tractar mitjançant ultrafiltració, estudiant les membranes, seleccionant les membranes UP005 i UH030, a causa de la seua adequada productivitat i eficàcia en termes de rebuig a la demanda química d'oxigen. Els compostos fenòlics van ser recuperats amb major puresa al permeat d'aquest procés. A continuació, el corrent de permeat obtinguda durant l'etapa d'ultrafiltració va ser sotmesa a un procés de nanofiltració, emprant la membrana NF270 (DuPont), per a dur a terme la concentració dels compostos fenòlics prèviament purificats. A més, es va demostrar la viabilitat d'aquesta membrana, NF270, per a separar compostos fenòlics de baix pes molecular i sucres, emprant dissolucions model. Els extractes hidroalcohòlics d'alperujo també van ser tractats mitjançant processos de membrana. Prèviament, es va dur a terme una revisió exhaustiva de la literatura científica relacionada amb la ultrafiltració al mig orgànic. A continuació, es va avaluar un procés d'ultrafiltració per a purificar els extractes d'alperujo preparats amb etanol/aigua 50:50 (v/v), obtenint resultats satisfactoris quant a l'estabilitat de les membranes (emprant les membranes UF010104 i UF010801v3, de la casa comercial SolSep BV, i UP005, de Microdyn Nadir) i la recuperació de compostos fenòlics, els quals es van obtindre en el corrent de permeat. Per augmentar la puresa d'aquests compostos fenòlics i abordar el seu fraccionament, es va estudiar un procés de nanofiltració amb dissolvents orgànics, utilitzant una dissolució simulada, que el seu dissolvent va ser etanol/aigua 50:50 (v/v), i amb una composició basada en el permeat del procés d'ultrafiltració al mig orgànic. D'entre totes les membranes, la membrana NF270 va ser la més destacada, a causa de la seua notable densitat de flux de permeat. A més, aquesta membrana va rebutjar adequadament els compostos no desitjats, com a sucres i àcids, la qual va facilitar la recuperació satisfactòria dels compostos fenòlics en el permeat. Considerant els resultats obtinguts, es va proposar un procés integrat basat en l'extracció d'aquests compostos amb etanol/aigua 50:50 (v/v), la ultrafiltració d'aquest extracte, amb la membrana UP005, per a dur a terme la seua purificació, la nanofiltració, amb la membrana NF270, del corrent de permeat obtinguda prèviament, per augmentar la puresa i fraccionar els compostos fenòlics i, finalment, la concentració del corrent de permeat obtinguda durant la nanofiltració, mitjançant un procés d'osmosi reversa, emprant la membrana NF90 (DuPont) que va rebutjar apropiadament els compostos fenòlics. / [EN] The agri-food sector is one of the industries with higher international relevance. During olive oil production, large volumes of by-products are generated. Among them, the wet olive pomace stands out. It contains all the olive components remaining after the olive oil extraction. This by-product has a high organic load, which may represent an environmental risk if it is not properly disposed. On the other side, the wet olive pomace is rich in phenolic compounds, which have high industrial interest due to their antioxidant properties. This content in bioactive compounds represents an excellent opportunity to valorize the wet olive pomace, recovering compounds of interest and reducing the contaminant load of the residue. In this Doctoral Thesis, this challenge has been addressed, in the framework of Membrane Technology. First, an ultrasound-assisted solid-liquid extraction was optimized to extract the phenolic compounds from wet olive pomace. Satisfactory results were obtained, both with mixtures of ethanol/water and with pure water. Furthermore, a detailed characterization of the metabolites present in the extracts derived from wet olive pomace was conducted. More than 50 compounds were determined. During the following stages, both the extracts obtained with ethanol/water 50:50 (v/v) and the aqueous extracts were considered. The aqueous extracts were treated by ultrafiltration, selecting the UP005 and UH030 membranes, due to their suitable productivity and efficacy, in terms of the rejection of the chemical oxygen demand. The phenolic compounds were recovered at a higher purity in the permeate. Afterwards, the ultrafiltration permeate was treated by nanofiltration, employing the NF270 membrane (DuPont), in order to concentrate the previously purified phenolic compounds. Moreover, the feasibility of the NF270 membrane to separate low-molecular-weight phenolic compounds from sugars was demonstrated. To that end, simulated solutions, with a composition based on olive mill wastewaters, were employed. The hydroalcoholic extracts of wet olive pomace were also treated by membrane processes. Previously, an exhaustive review of the scientific literature related to organic-solvent ultrafiltration was addressed. Later, it was evaluated an ultrafiltration process to purify the wet olive pomace extracts prepared with ethanol/water 50:50 (v/v). Satisfactory results were obtained, regarding the membranes stability (UF010104 and UF010801v3, from the manufacturer SolSep BV, and UP005, from Microdyn Nadir) and the recovery of phenolic compounds. These molecules were obtained in the permeate stream. To increase the purity of the phenolic compounds and address their fractionation, an organic-solvent nanofiltration process was studied. A simulated solution, whose solvent was ethanol/water 50:50 (v/v), was employed. The composition of this solution was based on the UP005 permeate obtained in organic media. Among all the evaluated membranes, the NF270 membrane stood out due to the high permeate flux. Furthermore, this membrane properly rejected the unwanted compounds, such as sugars and acids. This allowed the satisfactory recovery of phenolic compounds in the permeate stream, after their purification and fractionation. Considering these results, an integrated process was proposed. It was based on the extraction of the compounds of interest with ethanol/water 50:50 (v/v), and a further ultrafiltration, nanofiltration, and reverse osmosis process. The ultrafiltration of the extract was performed with the UP005 membrane to conduct its purification. Then, the UP005 permeate was nanofiltered, employing the NF270 membrane to enhance the purity of the phenolic compounds and fractionate them. Finally, the NF270 permeate was concentrated by means of a reverse osmosis process, employing the NF90 membrane (DuPont), which suitably rejected the phenolic compounds. / Sánchez Arévalo, CM. (2023). Implementación de tecnología de membranas para la valorización de los compuestos fenólicos presentes en las aguas residuales de la industria de producción de aceite de oliva [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/198859 / Compendio