¿Cómo aprovechar los subproductos agroalimentarios para obtener biocompuestos de gran valor?

La tesis doctoral de Mónica Umaña Zamora investiga nuevas técnicas para intensificar la extracción de compuestos biactivos a partir de la pulpa y la piel de naranja y presenta por primera vez el uso de subproductos de champiñón y alcachofa en el proceso de microencapsulación 

La industria agroalimentaria genera gran cantidad de subproductos que representan un importante problema medioambiental. En la tesis doctoral de Mónica Umaña Zamora, defendida en la Universidad de las Illes Balears, se investigaron alternativas para su valorización por dos vías: mediante la extracción de algunos de sus compuestos bioactivos con la aplicación de ultrasonidos y mediante su uso en procesos de microencapsulación de lípidos.

Se trabajó con subproductos de tres materias primas diferentes (una fruta, un hongo y una verdura): naranja, champiñón y alcachofa. A partir de los subproductos de naranja (pulpa y piel) se extrajeron pectinas, un polisacárido con propiedades tecnológicas y saludables. A partir de los subproductos de champiñón (tallos) se extrajeron ergosterol (provitamina de la vitamina D), compuestos fenólicos y otros antioxidantes. Los procesos de extracción se llevaron a cabo a baja temperatura (25 °C) y con solventes poco tóxicos y agresivos. Para intensificar el proceso se aplicaron ultrasonidos de potencia, comparándose con agitación mecánica. Los resultados demostraron que los rendimientos de extracción de pectinas obtenidos con ultrasonidos fueron hasta un 147 % más altos que los obtenidos con agitación mecánica. Asimismo, en las extracciones a partir de tallos de champiñón, los rendimientos obtenidos con ultrasonidos para el ergosterol fueron hasta un 200 % más altos y hasta un 46 % más elevados en el caso de los compuestos fenólicos que los obtenidos con agitación mecánica.

Tras la extracción de los biocompuestos a partir de los champiñones, se obtuvo un residuo que contenía moléculas de interés tales como glucanos (alrededor de un 10 %) y proteínas (cerca de un 19 %). Los glucanos son polisacáridos con propiedades interesantes en salud y tecnología.

En la segunda parte de esta tesis se evaluó el uso de subproductos agroalimentarios en el proceso de elaboración de emulsiones para su posterior secado por atomización. La emulsificación es uno de los procesos más desafiantes de la industria alimentaria porque consiste básicamente en mezclar aceite con agua. Además, es el paso previo a procesos como la microencapsulación, que pretende proteger compuestos susceptibles a oxidarse (como aceites) creando una barrera física mediante la técnica de secado por atomización. Se evaluó el residuo de champiñón obtenido anteriormente y una harina de brácteas de alcachofa para estabilizar emulsiones y microencapsular aceite.

La adición del champiñón (5 y 7,5 %) y de la alcachofa (2 %) generaron emulsiones más estables comparadas con otras producidas con un emulgente sintético (Tween®20). Probablemente, debido a la capacidad de estos materiales de impedir el movimiento de las gotas de aceite gracias a su riqueza en polisacáridos y proteínas.

Después del secado de la emulsión con champiñón (5 %) y de la que contenía alcachofa (2 %), se obtuvo una alta proporción de aceite encapsulado (89 y 79 %) y menores niveles de oxidación que en la emulsión con Tween®20. Además, el aceite encapsulado con estos materiales presentó mejor estabilidad durante el almacenamiento (35 ° C y 50 % de humedad relativa).

En resumen, esta tesis ha propuesto la valorización de subproductos agroalimentarios intensificando la extracción de sus compuestos bioactivos y presentando por primera vez el uso de subproductos agroalimentarios en el proceso de microencapsulación. 

Fecha de publicación: Wed Oct 06 11:04:00 CEST 2021