Se espera que la población mundial se expanda continuamente y alcance los 10 mil millones para el año 2050, lo que aumenta la posibilidad de que la humanidad enfrenta problemas relacionados con la seguridad alimentaria. Para satisfacer la mayor demanda nutricional proyectada, el sector primario mundial y la respectiva industria alimentaria tienen que aumentar su volumen de producción. Se espera que este esfuerzo aumente el volumen de subproductos y desechos agroindustriales, causando graves problemas ambientales. Según un informe reciente de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), un tercio de los productos agrícolas y alimentos generados anualmente, lo que representa 1.3 mil millones de toneladas, se convertirá en desechos, causando una pérdida económica estimada en aproximadamente 990 mil millones de dólares. Es notable que cada año en los EE. UU., 88 millones de toneladas de alimentos por un valor de 165.6 mil millones de dólares se descartan como desechos. Además, la industria agroalimentaria produce una amplia variedad de subproductos diversos en volúmenes que superan los 190 millones de toneladas al año, de los cuales el 40-50% son frutas, verduras, raíces y tubérculos. Estos subproductos se generan durante todas las etapas de su proceso de producción (cosecha, almacenamiento, distribución, consumo, etc.). En consecuencia, los países europeos producen 96 millones de toneladas de frutas y verduras anualmente, una cantidad que corresponde al 8,5% de la producción mundial, de los cuales el 30% no se consumirá y se eliminará como subproductos. En consecuencia, el desarrollo y la aplicación de estrategias ecológicas para la gestión de estos subproductos constituye un desafío significativo, ya que la mayoría de los métodos aplicados actualmente plantean serias preocupaciones ambientales.

Hoy en día, la práctica más común para gestionar los subproductos agroindustriales es desecharlos en campos abiertos cercanos o incinerarlos para evitar la acumulación de microorganismos y parásitos. Es evidente que ambas prácticas son anacrónicas y problemáticas, ya que causan graves cargas ambientales (por ejemplo, a través de la emisión de gases de efecto invernadero). También tienen impactos sociales negativos, ya que inician varias enfermedades respiratorias al liberar varios contaminantes tóxicos que deterioran la calidad del aire. El Plan de Acción de la Comisión Europea para la Economía Circular fomenta la reducción de residuos y la promoción de varios procedimientos de gestión innovadores con el objetivo de construir un futuro sostenible y ecológico. Además, la directiva 2008/98/CE del Parlamento Europeo ha legislado que, a medida que se caracterizan los subproductos agroindustriales, aquellos que poseen el potencial de utilización en otras aplicaciones sin procesamiento adicional. Por lo tanto, todos los esfuerzos relacionados con la adopción de estas regulaciones deben cumplir con las regulaciones ambientales respectivas para impedir efectos adversos sobre el medio ambiente y la salud humana.

El bioproceso de fermentación en estado sólido (FES) constituye una estrategia interesante capaz de abordar muchos de los problemas ambientales emergentes. La FES es un proceso biotecnológico iniciado por microorganismos que utiliza como sustrato una amplia variedad de residuos sólidos agroindustriales. Específicamente, el proceso de FES tiene el potencial de transformar los subproductos agroindustriales de bajo valor comercial/económico en materiales de alto valor agregado, como compuestos bioactivos, bioplásticos y biocombustibles. En general, el proceso de FES es un bioproceso eficiente y ecológico, adecuado para mezclas insolubles en agua y capaz de proporcionar productos con mayor estabilidad y menor supresión catabólica.

La agricultura y sus industrias afines producen anualmente una gran cantidad de subproductos y residuos que constituyen una gran proporción de los residuos globales. Solo un pequeño porcentaje se gestiona con procedimientos ambientalmente aceptables, mientras que una gran proporción se incinera o se desecha en campos abiertos cercanos, lo que genera graves impactos ambientales. Dado que estos subproductos presentan un rico contenido nutricional y fitoquímico, pueden considerarse materias primas para diversas aplicaciones industriales, lo que genera la necesidad de desarrollar métodos sostenibles y ecológicos para su valorización. Entre los diversos métodos considerados, la fermentación en estado sólido (FES) constituye un bioproceso ecológico fascinante, adecuado para mezclas insolubles en agua y que proporciona productos con mayor estabilidad y menor supresión catabólica. Por lo tanto, existen diversos estudios bibliográficos que destacan los aspectos y la eficacia de la FES para mejorar el contenido nutricional y fitoquímico de diversos residuos agroindustriales. Esta revisión pretende resumir los resultados de esta literatura, con especial atención a la mejora de su potencia antioxidante. Para ello, se utilizaron palabras clave específicas para la búsqueda en múltiples bases de datos científicas, con énfasis en los estudios más recientes y las revistas de mayor impacto. Los datos presentados demuestran la utilidad y eficacia del bioproceso SSF para obtener productos de fermentación con perfiles antioxidantes mejorados.

Si bien los subproductos agroindustriales se caracterizan como materias primas debido a sus perfiles fisicoquímicos, sus métodos de gestión actuales tienen impactos ambientales negativos, como su vertido en campos abiertos cercanos o la insalubridad. Por lo tanto, existe una necesidad emergente de desarrollar y aplicar tecnologías verdes sostenibles y respetuosas con el medio ambiente para su gestión. Por otro lado, el contenido nutricional y los compuestos antioxidantes de estos subproductos los distinguen como una fuente significativa de diversos antioxidantes de origen vegetal y, por lo tanto, un tema de valorización interesante. En este sentido, el bioproceso de fermentación en estado sólido (FES), respetuoso con el medio ambiente, se considera un candidato prometedor, ya que es capaz de transformarlos en productos de alto valor añadido y nutricional, asegurando su gestión económicamente viable mediante la valorización.

Los principales elementos que afectan la eficacia del procedimiento SSF, incluidas las cepas microbianas, la composición del sustrato, la duración del proceso, la temperatura y la humedad, se investigaron y optimizaron en el contexto de numerosos esfuerzos de investigación dirigidos a la producción de una amplia variedad de compuestos naturales bioactivos de alto valor agregado.