La UIB desarrolla nuevas técnicas con ultrasonidos para extraer antioxidantes de residuos vegetales

JUAN RIERA ROCA / La tesis doctoral de Maria Esperança Dalmau Estelrich, desarrollada en el seno de la UIB, ha investigado nuevas técnicas para aprovechar los residuos y subproductos de la industria agroalimentaria y convertirlos en fuente de polifenoles y flavonoides.

El sector agroalimentario debe hacer frente a la creciente presión legislativa y social sobre la mitigación del impacto ambiental de sus actividades y, en este sentido, está abordando grandes retos encaminados a contribuir a la sostenibilidad ambiental.

En este sentido, la tesis doctoral de Maria Esperança Dalmau Estelrich ha evaluado el potencial de residuos y subproductos vegetales como fuente de compuestos antioxidantes y ha propuesto una metodología emergente y sostenible, como es la de los ultrasonidos de potencia, para su extracción.

También ha estudiado el efecto del procesado sobre la bioaccesibilidad de estos compuestos. Así, ha validado el uso de residuos de naranja como fuente de compuestos antioxidantes y ha mejorado el proceso de extracción mediante la aplicación de ultrasonidos de potencia.

Se estudiaron las cinéticas de extracción acústica, así como el efecto de la temperatura (5-25 ºC) sobre las mismas, y se compararon con las correspondientes a la extracción convencional mediante agitación mecánica, como procesos de investigación en el desarrollo de la tesis.

El uso de ultrasonidos de potencia permitió utilizar el agua como disolvente de extracción, obteniendo rendimientos de extracción (40-80%) de compuestos antioxidantes similares a los propuestos en la bibliografía para procesos de extracción con disolventes orgánicos.

Los rendimientos de extracción del contenido en polifenoles totales, flavonoides totales y actividad antioxidante (método ABTS), después de 10 minutos a 25 ºC y densidad acústica de 790 W/L, fueron un 28, 44 y 157% superiores, respectivamente, que aquellos obtenidos mediante extracción con agitación mecánica.

Las curvas de extracción de los contenidos de polifenoles y flavonoides totales, y de la actividad antioxidante (método ABTS), de los subproductos de naranja fueron simuladas adecuadamente mediante el modelo de Weibull obteniendo valores del error relativo medio inferiores al 5%.

A continuación, se evaluaron los efectos de la aplicación de distintas técnicas de procesado (congelación, liofilización y secado convectivo) sobre la bioaccesibilidad de los compuestos antioxidantes durante un proceso de digestión in vitro.

Estos efectos fueron diferentes según la estructura de la matriz alimentaria. La microestructura y la composición inicial de manzana y remolacha, se vieron modificadas tanto por la congelación como por el secado. Estas modificaciones estructurales dieron lugar a cambios en el comportamiento de dichos materiales durante el proceso de digestión in vitro.

Se comprobó que, en general, el procesado contribuyó a la mejora de la bioaccesibilidad de compuestos con propiedades antioxidantes presentes tanto en la manzana como en la remolacha (incrementos en la bioaccesibilidad del ~50% y ~60%, respectivamente, respecto a muestras sin procesar).

El modelo de Weibull permitió describir la transferencia de materia que tuvo lugar durante el proceso de digestión in vitro, tanto la pérdida de compuestos bioactivos de la matriz sólida en manzana y remolacha (con un error relativo medio de <5.3% y <7.1% respectivamente), y la ganancia de compuestos antioxidantes, en el jugo gástrico con un error relativo medio <8.7% en remolacha. La aplicación del análisis de imagen sobre microfotografías de la matriz alimentaria permitió realizar un análisis cuantitativo del efecto del secado y de la digestión in vitro sobre la microestructura. El proceso de secado provocó un aumento del número de células por unidad de área, mientras que el proceso de digestión dio lugar a una disminución del número de células por unidad de área. En conclusión, este trabajo contribuye a validar del uso de residuos y subproductos de naranja como fuente de compuestos antioxidantes mejorando su proceso de extracción acuosa mediante la aplicación de ultrasonidos de potencia, así como, a demostrar el efecto del procesado mediante congelación y secado, sobre la bioaccesibilidad de los compuestos antioxidantes presentes en diferentes matrices alimentarias, como la manzana y la remolacha.

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