Estrategias sostenibles para un manejo integral de los residuos y subproductos orgánicos de la industria agroalimentaria

GUÍA PARA LA OBTENCIÓN DE COMPUESTOS DE INTERÉS A PARTIR DE DESECHOS DE LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

Esta guía pretende servir de manual para el desarrollo de actuaciones de valorización de subproductos a partir de la obtención de extractos ricos en compuestos de interés, utilizando procesos industriales ya implantados en el sector y metodologías sostenibles para las empresas.

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LIFE+ AGROWASTE El proyecto LIFE+ AGROWASTE trata de ayudar a las empresas de transformados vegetales en la apuesta por la valorización de sus residuos y subproductos utilizando tecnologías limpias y para ello se han unido el Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC), el Centro Tecnológico Nacional de la Conserva y Alimentación (CTC) y la Agrupación de Conserveros y Empresas de Alimentación de Murcia, Alicante y Albacete (AGRUPAL). El proyecto está cofinanciado por el programa LIFE, instrumento de financiación de la UE para el medio ambiente. Hasta el momento el trabajo desarrollado ha puesto de manifiesto que en la Región de Murcia se generan más de 500.000 toneladas anuales de desechos orgánicos, cuyo destino es la alimentación animal, en mayor medida, aportando un valor económico nulo o mínimo para las empresas, siendo las industrias de cítricos y de alcachofa aquellas que aportan una mayor cantidad de subproductos al total. El proyecto incluye el uso de la valorización agrícola y la energética para demostrar que los desechos agroalimentarios tienen un uso medioambientalmente y económicamente interesante para las empresas. Por otro lado, también presentan la extracción de compuestos de interés de diferentes subproductos como una alternativa para dar salida y obtener un rendimiento económico dentro del propio sector, ya que el uso de compuestos bioactivos extraídos de fuentes naturales para la elaboración de alimentos funcionales, o con propiedades interesantes para alargar la vida útil de un producto puede abrir nuevos mercados con una pequeña inversión. Detalles del proyecto: LIFE10ENV/ES/000469 Duración: 36 meses (01/01/2012 – 31/12/2014)

www.agrowaste.eu

Socios del proyecto Centro de Edafología y biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC). Dpto. conservación de suelos y Agua y Manejo de Residuos Orgánicos Centro Tecnológico Nacional de la Conserva y Alimentación Agrupación de Conserveros y Empresas de Alimentación de Murcia, Alicante y Albacete

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ÍNDICE

GUÍA PARA LA OBTENCIÓN DE COMPUESTOS DE INTERÉS A PARTIR DE DESECHOS DE LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………………... 4 i. Los compuestos fenólicos………………………………......................................................... 5 i.1 Sus beneficios……………………………………………………………………………….. 5 ii. La fibra dietética…………………………………………………………………………………... 6 ii.1 Sus beneficios………………………………………………………………………………. 6 iii. Los compuestos organosulfurados……………………………………………………………...6 iii.1 Sus beneficios……………………………………………………………………………… 7 iv. Los carotenoides…………………………………………………………………………………. 7 iv.1 Sus beneficios……………………………………………………………………………… 7 v. Otros……………………………………………………………………………………………….. 8 v.1 El tocoferol…………………………………………………………………………………... 8 v.2 El D-limoneno……………………………………………………………………………….. 8 v.3 Los ácidos grasos poliinsaturados………………………………………………………... 8 v.4 Vitamina C (ácido ascórbico) ……………………………………………………………... 8 PROTOCOLO DE OBTENCIÓN…………………………………………………………………………. 9 Procedimiento…………………………………………………………………………………… 9 PREVIO………………………………………………………………………………………………. 10 BÚSQUEDA Y RECOGIDA DEL SUBPRODUCTO……………………………………………... 11 SELECCIÓN DEL PROCESO……………………………………………………………………... 12 ETAPAS AUXILIARES……………………………………………………………………………… 13 PRODUCTOS OBTENIDOS……………………………………………………………………….. 14 APLICACIONES EN LA ELABORACIÓN DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS……………….. 14 DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO……………………………………………………………... 15 1. SUBPRODUCTO DE ALCACHOFA. TALLOS Y BRÁCTEAS………………………….. 15 2. SUBPRODUCTO DE LIMÓN. CORTEZAS……………………………………………….. 18 3. SUBPRODUCTO DE CEBOLLA. PIELES………………………………………………… 21 4. SUBPRODUCTO DE FRESA. FRESAS DESCARTADAS……………………………... 24 5. SUBPRODUCTO DE AJO. PIELES Y AJOS DESECHADOS…………………………. 27 PROPIEDADES BUSCADAS……………………………………………………………………… 30 Capacidad antioxidante………………………………………………………………………… 30 Capacidad antimicrobiana………………………………………………………………………31 Capacidad gelificante…………………………………………………………………………... 31 Rico en fibra dietética…………………………………………………………………………... 32 Coloración……………………………………………………………………………………….. 32 NUEVOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS………………………………………………………… 33 Capacidad antioxidante y antimicrobiana…………………………………………………….. 33 Capacidad gelificante…………………………………………………………………………... 34 Rico en fibra dietética…………………………………………………………………………... 35 Color……………………………………………………………………………………………… 36 CONSIDERACIONES FINALES…………………………………………………………………… 37 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………………….. 38 AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………………………………... 39

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INTRODUCCIÓN

Los alimentos contienen una serie de sustancias no nutritivas que intervienen en el metabolismo secundario de los vegetales: sustancias colorantes (pigmentos), aromáticas, reguladores del crecimiento, protectores naturales frente a parásitos y otros, que no tienen una función nutricional clásicamente definida, o no son considerados esenciales para la salud humana, pero que pueden tener un impacto significativo en la producción de nuevos alimentos más naturales, son los fitoquímicos o compuestos bioactivos. En la actualidad estas sustancias, fitoquímicos, están en el candelero de los laboratorios de investigación de la industria alimentaria y farmacéutica. En la literatura científica este campo de investigación se denomina alimentos funcionales o functional foods y en él se utilizan técnicas que no vean modificados los compuestos bioactivos propios de los alimentos durante su procesado industrial o que el resultado del tratamiento mejore su actividad. Por otro lado, la búsqueda de fuentes de bajo coste para la obtención de estos compuestos de interés que puedan emplearse en la elaboración de nuevos productos con características o propiedades para la salud mejoradas, ha llevado a que los desechos producidos en la industria agroalimentaria sean concebidos como nuevos influentes dentro del propio proceso industrial o en otras industrias que aporten, a su vez, un valor añadido a la materia prima adquirida directamente del campo. Los compuestos polifenólicos, organosulfurados, glucosinolatos, carotenoides, etc. son algunos de los compuestos de interés que se encuentran en frutas y hortalizas con capacidad antioxidante o protectora, con los consiguientes beneficios para nuestra salud y la conservación de alimentos. Su estabilidad es afectada por diversos factores, siendo la luz, la temperatura y la degradación enzimática los más destacados, por lo que un tratamiento térmico o simplemente el troceado en una primera etapa de procesamiento puede disminuir la actividad de estos compuestos. Por lo que un uso posterior requiere de un seguimiento adecuado en todo el proceso industrial. En la Región de Murcia, la industrialización de frutas y verduras genera más de 500000 toneladas de desechos que se destinan habitualmente a alimentación animal con bajo o nulo beneficio para las empresas, perdiendo así valor al no gestionarse dentro de la cadena de alimentación humana. Con este manual se pretende poner a disposición de personas interesadas del sector agroalimentario las pautas a seguir para la utilización de estos desechos de origen vegetal en la elaboración de nuevos productos, haciendo uso de procesos ya implicados en la industria alimentaria.

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INTRODUCCIÓN

A continuación se clasifican y describen algunos de estos compuestos de interés presentes en vegetales y frutas. Y posteriormente la metodología empleada para recuperar extractos enriquecidos a partir de estas fuentes vegetales consideradas subproductos del proceso de transformado industrial. i. Los compuestos fenólicos El término polifenol o fenólico, define a una sustancia que posee un anillo aromático con uno o más hidroxilos como sustituyentes, a los cuales se puede incluir derivados funcionales como ésteres, metil éteres, glucósidos, entre otros. Los ácidos fenólicos poseen un anillo fenólico y un ácido carboxílico, formando un grupo diverso que incluye a los derivados del ácido hidroxibenzoico y del hidroxicinámico. El miembro más importante de este grupo, en los alimentos, es el ácido clorogénico, un éster del ácido cafeico con el azúcar ácido quínico, el cual es un sustrato clave para el empardeamiento enzimático de manzanas y peras. Otro derivado es el ácido 1,5-dicafeil-quínico (conocido como cinarina), que se encuentra mayoritariamente en las alcachofas. Por otro lado, están divididos en categorías como flavonoles, flavanoles, flavononas, flavonas, antocianinas e isoflavonas (Murota K. y Terao J. 2003). Entre los que se pueden destacar: a)

b) c) d) e) f)

Citroflavonoides: quercetina, hesperidina, rutina, naranjina y limoneno. La quercetina es un flavonoide amarillo-verdoso presente en cebollas, manzanas, brócoli, cerezas, uvas o repollo rojo. La hesperidina se encuentra en los hollejos de las naranjas y limones. La naranjina da el sabor amargo a frutas como la naranja, limón y toronja, y el limoneno se ha aislado del limón y la lima. Proantocianidinas se localizan en las semillas de uva y vino tinto Antocianidinas: son pigmentos vegetales responsables de los colores rojo y rojo-azulado de las cerezas, fresas, etc. Ácido elágico: se encuentra en frutas como la uva y en verduras. Catequina: en té verde y negro. Kaemferol: aparece en puerros, brócoli, rábano y remolacha.

i.1. Sus beneficios En la actualidad se han realizado numerosos estudios sobre las propiedades de estos compuestos fenólicos en los vegetales destacando el poder antioxidante que presentan. Tienen la capacidad de actuar como 5

INTRODUCCIÓN

agentes protectores contra los radicales libres, causantes de diversas patologías en el hombre (Carbonaro y Grant 2005). Además, de incrementar la vida útil de productos al reducir los procesos de oxidación. ii. La fibra dietética La fibra dietética incluye polisacáridos, oligosacáridos, lignina y sustancias asociadas de la planta. No existe una definición universal para ella, pero Escudero y González (2006) la resumirían como sustancias de origen vegetal, hidratos de carbono o derivados de los mismos, excepto la lignina, que resisten la hidrólisis por los enzimas digestivos humanos y llegan intactos al colon donde algunos pueden ser hidrolizados y fermentados por la flora colónica. Todos los tipos de fibra, a excepción de la lignina, pueden ser fermentadas por las bacterias intestinales, aunque en general las solubles lo son en mayor cantidad que las insolubles. La celulosa tiene una capacidad de fermentación entre el 20 y el 80%; la hemicelulosa del 60 al 90%; las gomas, el almidón resistente y los fructooligosacáridos tienen una capacidad del 100%. ii.1. Sus beneficios El consumo de fibra equilibra la dieta y evita el riesgo de cáncer de colon, reduce el colesterol en sangre y hace la dieta mucho más saludable, pero las propiedades de la fibra dependen de la composición de la fibra concreta que se está administrando y no de la fibra en general. Concretamente, la pectina es un hidrato de carbono que forma parte de la fibra soluble, que se utiliza como gelificante en la industria alimentaria, y que puede captar sustancias a nivel intestinal y retrasar la absorción de algunos nutrientes. iii. Los compuestos organosulfurados Entre los fitoquímicos de esta familia se incluyen fundamentalmente dos tipos de moléculas: los compuestos azufrados de las Alliaceas (ajos, cebollas, puerros, etc.) y los glucosinolatos de las hortalizas de la familia Brassicaceae (bróculi, coles, rábanos, etc.). La alicina (tiosulfinato) formada a partir del contacto de la aliina con la enzima alinasa, es la que le proporciona el olor característico del ajo. A su vez, la alicina es muy reactiva y se degradan dando lugar a un amplio rango de compuestos volátiles, como el dialil disulfuro, dialil trisulfuro, allil metil disulfido, etc. Los glucosinolatos son compuestos nitrógeno-azufrados que permanecen intactos a menos que entren en contacto con la enzima mirosinasa, enzima que se encuentra en el propio vegetal pero en compartimentos 6

INTRODUCCIÓN

celulares diferentes y aislados. Esta enzima, tras el procesado culinario o la masticación, produce la hidrólisis de glucosinolatos liberando glucosa e isotiocianatos (sustancias volátiles azufradas). iii.1 Sus beneficios Son numerosos los estudios in vivo e in vitro que han demostrado que los compuestos organosulfurados de las hortalizas, como el ajo, poseen una elevada actividad antioxidante. El inconveniente es que el calor inactiva la enzima alinasa y por ello procesos de cocción y fritura evitan que se produzcan las propiedades protectoras del ajo. Por otro lado, los productos de degradación de los glucosinolatos (tiocianatos, isotiocianatos, oxazolidinas y nitrilos) obtenidos por la acción de la enzima mirosinasa son los responsables de los efectos biológicos y del sabor característico asociado a los mismos. Además, de entre ellos, los isotiocianatos se han relacionado con propiedades anticancerígenas. iv. Los carotenoides Los carotenoides son los pigmentos liposolubles responsables del color de las frutas y de los vegetales, que va del amarillo al rojo. Se pueden englobar en dos grupos: carotenos y xantofilas. Los más conocidos son los carotenos como el beta-caroteno, que se encuentra en casi todas las frutas y hortalizas de color anaranjado, así como en las verduras (hojas verdes), constituyendo un precursor de la Vitamina A; y el licopeno, responsable del color rojo del tomate especialmente. iv.1 Sus beneficios Protegen las células vegetales de la oxidación y, por consiguiente, de su descomposición. En el organismo humano también actúan como antioxidantes, que protegen las membranas celulares de la acción de los radicales libres. También los carotenoides dan lugar a que se forme en nuestro organismo una mayor cantidad de anticuerpos que actúan de forma específica contra las sustancias o elementos extraños que puedan afectarnos, evitando que células malignas puedan extenderse rápidamente. 7

INTRODUCCIÓN

v. Otros v.1 El tocoferol El tocoferol se conoce como vitamina E y presenta propiedades antioxidantes no solo en sistemas biológicos, sino también en alimentos elaborados retardando la rancidez oxidativa que afecta a lípidos y grasas de los mismos. v.2 El D-limoneno Pertenece al grupo de los terpenos, en concreto a de los limonoides, que constituyen una de las más amplias clases de fitonutrientes, funcionando como antioxidantes. Se encuentra principalmente en las pieles de frutas cítricas destacando en el aceite de la piel de la naranja (90-95% de d-limoneno por peso). v.3 Acidos grasos poliinsaturados El ácido oleico (C18H34O2), junto con el linoléico (C18H32O2), son los ácidos grasos insaturados más conocidos. Por otro lado, es común oir hablar de los ácidos grasos Omega-3 y Omega-6, ácidos grasos poliinsaturados cuya base es el ácido linolénico y el ácido linoleico respectivamente, de los que “reciben” las propiedades y beneficios para la salud tan reconocidos en la actualidad. Son importantes para el mantenimiento de la piel, crecimiento del pelo, regulación del metabolismo del colesterol y el mantenimiento de la integridad de las membranas celulares (Sardesai, 1992). También, el ácido oleico, mayoritario en el aceite de oliva, es famoso por sus efectos beneficiosos sobre la salud cardiovascular y hepática. v.4. Vitamina C (ácido ascórbico) Esta vitamina, ampliamente conocida, funciona como antioxidante, pudiendo además proteger a su organismo de los denominados “radicales libres”, los cuales aceleran el envejecimiento y se asocian con un gran número de enfermedades, entre las que se pueden encontrar las cardíacas y los cánceres. Entre sus desventajas destaca que es termosensible y poco estable frente a la acción del oxígeno y de las radiaciones UV. 8

PROTOCOLO DE OBTENCIÓN

En las demostraciones realizadas, se ha partido de la premisa que incluye el empleo de técnicas económicas asociadas a tecnologías que ya estén implantadas en las empresas del sector de transformados vegetales. Se busca plantear una visión fácilmente adaptable a las empresas que pueda aportar un valor añadido con el mínimo riesgo para el personal interesado. A continuación se indica el procedimiento a seguir en las demostraciones a escala piloto y se detalla en los siguientes apartados.

Procedimiento 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

10. 11. 12. 13. 14.

Selección del subproducto Búsqueda del subproducto y transporte Recepción de la materia prima y toma de muestra para análisis inicial (patógenos, plaguicidas, humedad, pH y compuesto de interés) Selección del proceso y diagrama Demostración escala piloto Etapa de adecuación final Envasado-conservación de los nuevos productos obtenidos Evaluación del rendimiento del proceso Toma de muestras para evaluar el compuesto de interés y sus posibles propiedades para nuevos productos alimenticios. Análisis de capacidad antioxidante-antimicrobiana , además de otros como el microbiológico y/o de características como su humedad, pH, ºBrix, etc. Estudio de nuevos productos alimenticios Elaboración de productos alimenticios Análisis nutricional del producto alimenticio Análisis sensorial para evaluar la aceptación por el consumidor Seguimiento microbiológico y enranciado del alimento por oxidación del aceite (en su caso) 9

PROTOCOLO DE OBTENCIÓN

PREVIO En la planta piloto se han desarrollado demostraciones para dar valor a los subproductos mayoritarios que generan las empresas de frutas y hortalizas de la Región de Murcia y que contienen algún compuesto de interés con propiedad antioxidante, fibra dietética o pectina, como la alcachofa (industria conservas), el limón (industria zumos) y la cebolla (industria congelados); o bien trabajar con subproductos que tienen un potencial conocido, como la capacidad antimicrobiana del ajo o el color rojo de la fresa, por lo que se ha trabajado con la paja de ajo y descartes de fresa (para que las empresas que trabajan con ellos puedan ampliar su mercado y optimizar sus procesos dando valor a los subproductos que generan).

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PROTOCOLO DE OBTENCIÓN

BÚSQUEDA Y RECOGIDA DEL SUBPRODUCTO La colaboración de empresas de nuestra Región ha sido fundamental para planificar la recogida de materia prima. Como valor medio 20-50 Kg han sido recogidos de empresas para cada una de las demostraciones llevándolas a refrigeración o congelación para almacenarlas hasta su uso en el día o en días posteriores respectivamente, aunque algunas demostraciones han empleado mayores cantidades de materia prima. En el caso de la fresa, con el fin de obtener un extracto colorante se han empleado aproximadamente 400 Kg.

CITRICOS DE MURCIA, S.A

ULTRACONGELADOS AZARBE, S.A

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PROTOCOLO DE OBTENCIÓN

SELECCIÓN DEL PROCESO Obtención de extracto-polvo El proceso consiste en la utilización de agua como disolvente para la obtención de un extracto enriquecido en compuestos antioxidantes. Posteriormente dicho extracto será concentrado, llevado a sequedad y molido para obtener un extracto en polvo. Extracción con disolventes: hace referencia a la separación de compuestos de interés, de aquellos que no interesan dentro de una matriz, haciendo uso de un disolvente seleccionado y de un proceso de extracción adecuado. En cada extracción se obtiene una mezcla rica en sustancias activas (metabolitos), pero también otras que pueden no importar. En resumen, una extracción consiste en una separación por disolución, donde se obtiene una solución extraída en un disolvente (extracto) y un residuo (matriz). Concentración: etapa de evaporación para quitar agua del extracto obtenido. Secado: consiste en la deshidratación del material utilizando un secadero con aire caliente (del tipo rotatorio o túnel) o bien una estufa sin sobrepasar los 55ºC para reducir la humedad hasta cerca del 10%. Molienda: proceso que reduce el tamaño de partícula a un diámetro inferior a 5-20 mm. Finalmente el producto seco es almacenado en bolsas hasta su utilización para la fabricación de nuevos productos Obtención de crema o puré En este caso, el proceso consiste en la adecuación del tamaño de partícula mediante trituración húmeda, seguido de una etapa de refinado para retirar los sólidos de mayor tamaño. Trituración húmeda: transformación física de un material, en medio acuoso, que busca reducir el tamaño de partícula, llegando a diámetros de mayor o menor medida. Refinado: etapa de purificación al pasar el material a través de un tamiz o malla, donde se retienen en un lado las partes más gruesas. El producto fresco es congelado en bolsas hasta su utilización en la elaboración de nuevos productos. 12

PROTOCOLO DE OBTENCIÓN

Obtención de polvo-fibra El proceso consiste en el secado del material, con potencial interés por su alto contenido en fibra alimentaria, y su posterior molienda. El producto seco es almacenado a temperatura ambiente hasta su utilización para la fabricación de nuevos productos. Obtención de extracto-líquido Se utiliza la maquinaría apropiada para la separación de la fase líquida y sólida de un material, como es un decanter. Posteriormente ambas fases son almacenadas por vías diferentes: la líquida es purificada (refinada y filtrada) antes de ser almacenada en tarrinas de plástico y la sólida simplemente almacenada en fresco en bolsa de plástico. Los productos obtenidos son almacenados en congelación hasta su aplicación. Decanter: consiste en un recipiente cilíndrico que gira a alta velocidad, en el que la fuerza centrífuga actúa sobre el material alimentado haciendo que los sólidos suspendidos se acumulen en las paredes de la carcasa cilíndrica y sean descargados por la parte inferior; mientras, por la parte superior, sale la corriente líquida. Filtración: corresponde al paso de un líquido a través de un medio filtrante (membrana), perpendicularmente a su superficie. Puede darse el caso de una recirculación tangencial del fluido, con lo que las partículas que lleva se quedan en el flujo de recirculación, mientras el líquido cruza la membrana por el efecto de la presión. ETAPAS AUXILIARES En todos los casos son necesarias etapas de pretratamiento o acondicionamiento que mejoren los procesos de extracción y obtención de productos ricos en compuestos de interés, como son el lavado y la reducción de tamaño de los materiales, el uso de enzimas para la ruptura de enlaces, uso de mallas para la filtración de fracciones líquidas, centrifugación para eliminación de humedad y la aplicación de tratamientos térmicos para la inactivación microbiana y enzimática.

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PROTOCOLO DE OBTENCIÓN

Uso de enzimas: las enzimas son biocatalizadores específicos que promueven y aceleran los procesos químicos. Según el tipo de enzima pueden romper enlaces y degradar moléculas en medio húmedo o seco, catalizar la síntesis de polímeros, etc. mejorando los procesos de extracción al romper las paredes celulares. Inactivación enzimática: las enzimas promueven la conversión de compuestos complejos en sus formas simples, por lo que en algunos casos han de inactivarse para evitar la degradación de los productos. La forma común es mediante calor o ajuste del pH, ya que las enzimas se desnaturalizan, en su mayoría, alrededor de los 60ºC y a pH ácidos. PRODUCTOS OBTENIDOS - Extracto polvo rico en antioxidantes - Polvo rico en fibra dietética - Base de verduras - Puré con capacidad gelificante - Extracto líquido colorante - Base de frutas - Extracto polvo rico en antimicrobianos APLICACIONES EN LA ELABORACIÓN DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS Entre sus aplicaciones destacan la elaboración de productos alimentarios tales como: • GAZPACHO • PASTA • CREMAS DE VERDURAS • MERMELADAS Y CONFITURAS • MOUSSE • GELATINA • ETC. En todos ellos se tiene en cuenta las características del producto obtenido y su capacidad para dar un valor añadido a un subproducto de la industria agroalimentaria. 14

DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

1. SUBPRODUCTO DE ALCACHOFA. TALLOS Y BRÁCTEAS 1.1. Selección subproducto Más de 30.000 toneladas de subproducto de alcachofa se genera en la Región de Murcia debido a la gran industrialización de la alcachofa y al elevado porcentaje de materia prima que es desaprovechada en la etapa de descarte por baja calidad y etapa de cortado para la elaboración de corazones y fondos de alcachofa. Es por ello, este gran volumen del que se dispone en las empresas, que ha sido uno de los subproductos seleccionados para las demostraciones a escala piloto. 1.2. Toma de muestra y análisis previo Se ha tomado una muestra representativa para el análisis de caracterización previo. Las muestras han sido sometidas a análisis que garanticen la ausencia de contaminantes que limiten el uso de los materiales (análisis de patógenos y plaguicidas), pero también se han determinado parámetros físico-químico, como el pH y la humedad. Por último se ha cuantificado la concentración de los compuestos de interés antes del proceso de extracción. A continuación se muestran, en la Tabla 1, el resultado obtenido en estos análisis. Tabla 1.- Rango de resultados de las analíticas Determinación

Valor

Patógenos

Ausencia

Plaguicidas (mg/Kg)

No detectados generalmente (excepto Imidacloprid: 0.029-0.056)

pH

5.43-5.81

Humedad (g/100g)

83.00-86.91

Cinarina (mg/Kg)

21.90-70.60

Fibra alimentaria (g/100g)

8.30-9.00 15

DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

MATERIA PRIMA

1.3. Diagrama del proceso

LAVADO PREVIO

EXTRACCIÓN

AGUA

4 kg agua/kg alcachofa 20 min- 98ºC COMPOST

1

HOJA ESCALDADA

FILTRADO

2

TRITURADO 2a

CONCENTRACIÓN

AGUA

2b

SECADO ( a baja temperatura)

MOLIENDA

REFINADO

Rechazo COMPOST

CREMA DE ALCHACHOFA

TRITURADO Y MOLIENDA

SECADO (a baja temperatura) TRITURADO Y MOLIENDA

POLVO DE ALCACHOFA (rico en fibra) POLVO EXTRACTO DE ALCACHOFA (rico en comp antioxidantes)

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DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

El proceso se puede planificar para alcanzar una valorización finalista del subproducto de alcachofa. La vía principal permite obtener un extracto rico en antioxidantes, pero también un nuevo subproducto agotado que puede ser valorizable mediante compostaje, o bien mediante otros tratamientos para obtener ingredientes o aditivos con aplicación en la elaboración de productos alimentarios (crema de alcachofa y polvo rico en fibra). 1.4. Rendimiento Del rendimiento para cada uno de los productos obtenidos a partir de alcachofa se puede decir que, puede obtenerse entre un 2 y un 4% de un extracto rico en antioxidantes. Además, una vez extraída la fracción soluble en agua, se puede obtener en torno a un 10 o 15% de un polvo de alcachofa rico en fibra. Si se prefiere, otra opción es obtener una crema de alcachofa apta para su uso como base de verdura con un rendimiento del 130% al incorporar agua en el proceso de elaboración. 1.5. Análisis de los compuestos de interés Una vez finalizado el proceso se debe cuantificar aquellos compuestos de interés para su uso en la formulación de nuevos alimentos. (Tabla 2). Tabla 2.- Resultados de la cuantificación de los compuestos de interés Determinación

Valor

Fenoles totales (mg acido cafeico/Kg)

2800-8610

Cinarina (mg/Kg)

1900-11000

Fibra alimentaria polvo alcachofa (g/100g)

70.00-75.00

1.5.1. Cinarina Descripción: El ácido 1.5-O-dicafeilquínico (cinarina) es el principal compuesto fenólico encontrado en las brácteas de alcachofa. Se trata de un fitoquímico que le otorga propiedades antioxidantes a la alcachofa junto con otros ácidos fenólicos, esteroles o ácidos orgánicos, protegiendo contra los radicales libres. 1.5.2. Fibra alimentaria Descripción: Las fibras alimentarias son sustancias de origen vegetal, hidratos de carbono o derivados de los mismos (excepto la lignina), que resisten la hidrólisis por los enzimas digestivos humanos. Tienen la capacidad de absorber agua por su camino y llegan intactos al colon, donde algunos pueden ser hidrolizados y fermentados por la flora colónica. 17

DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

2. SUBPRODUCTO DE LIMÓN. CORTEZAS 2.1. Selección subproducto Cerca de 100.000 toneladas de subproducto de limón se genera en la Región de Murcia debido a su industrialización para la elaboración de zumos y concentrados de este cítrico. La fabricación de zumos destaca por utilizar extractores que presionan el fruto para obtener el jugo de su pulpa como producto principal, rechazando rápidamente el fruto agotado (que supone alrededor de un 50% del peso del fruto procesado). Al igual que para la alcachofa, su selección se debe al gran volumen industrializado junto con el gran volumen de materia prima que se convierte en subproducto o desecho. 2.2. Toma de muestra y análisis previo Se ha tomado una muestra representativa para el análisis de caracterización previo. A continuación se muestran, en la Tabla 3, el resultado obtenido en estos análisis. Tabla 3.- Rango de resultados de las analíticas Determinación

Valor

Patógenos

Ausencia

Plaguicidas (mg/Kg)

No detectados en limones de producción orgánica Detectados en otros: Clorpirifos, Clorpirifos-metil, Imazalil (0.26), Pirimetanil, Procloraz (0.37), Piriproxifen

pH

3.47-3.66

Humedad (g/100g)

84.50-88.24

Hesperidina (mg/Kg)

1287-3150

Fibra alimentaria (g/100g)

6.6-7.0

Pectina (g/100g) *teórico peso seco

7-15

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DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

2.3. Diagrama del proceso MATERIA PRIMA

AGUA

LAVADO

HUESOS Y PARTES NEGRAS

SEPARACIÓN SEPARACIÓN (manual)

AGUA

LAVADO

AGUA

AGUA

AGUA

FILTRADO Y CENTRIFUGADO ABLANDAMIENTOINACTIVACIÓN ENZIMÁTICA

REDUCCIÓN DE TAMAÑO

AGUA

AGUA

PURÉ DE LIMÓN (capacidad gelificante y rico en comp. antioxidantes)

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DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

El proceso se planifica para alcanzar una valorización finalista del subproducto de limón. La vía principal permite obtener un puré de limón rico en pectina y hesperidina, con menor acidez que la materia prima y libre de sólidos solubles al eliminarse en los lavados previos. 2.4. Rendimiento En el proceso se obtiene un rendimiento de entre el 60-70% de un puré de limón, sin contar la adición de agua necesaria para la reducción del tamaño de partícula dentro del puré. En este último caso estaríamos hablando de un producto al 50% corteza:agua, que supondrían un rendimiento total del orden del 130%.

A nivel industrial el proceso de transformación de la corteza bruta puede mejorarse incluso un 15%, con lo que la revalorización de la corteza de limón aumentaría sobre los datos contemplados.

2.5. Análisis de los compuestos de interés Una vez finalizado el proceso se debe cuantificar aquellos compuestos de interés para su uso en la formulación de nuevos alimentos (Tabla 4). Tabla 4.- Resultados de la cuantificación de los compuestos de interés Determinación

Valor

Hesperidina (mg/Kg)

978-2849

Pectina (g/100g D-Uronic acid)

1.80-2.34

Fibra alimentaria (g/100g)

4.0-5.0

2.5.1. Hesperidina Descripción: Es el principal flavonoide de los cítricos, que presenta un poder antioxidante conocido. Entre sus beneficios se encuentran: protección del estómago contra úlceras, disminuye la incidencia de enfermedades cardiovasculares, efectivo en el tratamiento contra varices y capacidad como antialérgico. 2.5.2. Pectina Descripción: Se trata de un hidrato de carbono que forma parte de la fibra soluble y que presenta la ventaja de captar sustancias a nivel intestinal y retrasar la absorción de algunos nutrientes, además de ralentizar el vaciado gástrico. La pectina es utilizada como aditivo espesante en la industria de conservas y mermeladas, por lo que el puré de limón podría ser un sustituto de la misma con un menor coste debido a su origen. 20

DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

3. SUBPRODUCTO DE CEBOLLA. PIELES 3.1. Selección subproducto Cerca de 2.000 toneladas de subproducto de cebolla se genera en la Región de Murcia debido a su industrialización para la elaboración de congelados principalmente. Se trata de un subproducto con una alta densidad, por lo que su inconveniente mayoritario es el almacenamiento a la espera de su traslado. El porcentaje en peso del subproducto con respecto a la materia prima industrializada es de entre un 10-15% y está compuesto por las capas más externas de la cebolla y algunos tallos y partes que incluyen las raíces. 3.2. Toma de muestra y análisis previo Se ha tomado una muestra representativa para el análisis de caracterización previo. A continuación se muestran, en la Tabla 5, el resultado obtenido en estos análisis. Tabla 5.- Rango de resultados de las analíticas Determinación

Valor

Patógenos

Ausencia (excepto presencia de anaerobios sulfito reductores que se eliminan en el proceso de extracción-aprox 100ºC)

Plaguicidas (mg/Kg)

No detectados

pH

4.06-4.30

Humedad (g/100g)

88.00-95.10

Quercetina (mg/Kg) *teórico peso fresco

desde 192 hasta 1516 mg/kg

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DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

MATERIA PRIMA

3.3. Diagrama del proceso

LAVADO PREVIO

REDUCCIÓN DE TAMAÑO

AGUA

EXTRACCIÓN

COMPOST

HOJA ESCALDADA

AGUA

4 kg agua/kg cebolla 180 min- 98ºC FILTRADO

CONCENTRACIÓN

SECADO (a baja temperatura) TRITURADO Y MOLIENDA POLVO EXTRACTO DE CEBOLLA (rico en comp. antioxidantes)

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DEMOSTRACIONES A ESCALA PILOTO

El proceso se planifica para alcanzar una valorización finalista del subproducto de cebolla, al obtener un extracto rico en compuestos antioxidantes y una matriz agotada con destino a compostaje. 3.4. Rendimiento En el proceso se obtiene un rendimiento de entre el 1.5 y el 2% de un extracto en polvo. 3.5. Análisis de los compuestos de interés Una vez finalizado el proceso se debe cuantificar aquellos compuestos de interés para su uso en la formulación de nuevos alimentos (Tabla 6). Tabla 6.- Resultados de la cuantificación de los compuestos de interés Determinación

Valor

Fenoles totales (mg acido cafeico/Kg)

5800-6300

Flavonoides totales (mg/Kg)

10000-40000

3.5.1. Flavonoides totales Descripción: entre ellos destaca la quercetina, que es un potente antioxidante que ayuda a combatir las moléculas de radicales libres que dañan las células. Tiene un efecto antiinflamatorio y antialergico, muy utilizado para combatir alergias alimentarías y respiratorias. También se dice que reduce el riesgo cardiovascular e impide que el colesterol LDL se oxide.

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4. SUBPRODUCTO DE FRESA. FRESAS DESCARTADAS 4.1. Selección subproducto La fresa es una fruta muy comercializada en fresco, pero también es un producto que tiene una amplia posibilidad de utilización industrial en la obtención de diferentes productos como mermeladas, purés, concentrados, helados, etc. Una posibilidad más es el uso de los descartes de fresa, de algunas de las aplicaciones comentadas anteriormente, para la producción de una fase líquida colorante y una base de frutas (agotada solo parcialmente, por lo que es interesante para la elaboración de nuevos productos alimenticios). La fresa es una fruta de rápida putrefacción, por lo que su procesado no debe retrasarse para evitar la degradación de las antocianinas, que le aportan su característica coloración roja. 4.2. Toma de muestra y análisis previo Se ha tomado una muestra representativa para el análisis de caracterización previo. A continuación se muestran, en la Tabla 7, el resultado obtenido en estos análisis. Tabla 7.- Rango de resultados de las analíticas Determinación

Valor

Patógenos

Ausencia

Plaguicidas (mg/Kg)

Presencia (destaca Trifloxistrobin con más de 0.3; Spinosad (A+D) con alrededor de 0.07; Ciprodinil del orden de 0.05; y Fludioxinil con 0.07)

pH

3.35-3.80

Humedad (g/100g)

89.90-93.11

ºBrix

10-11

Color (Coord. CIELAB: L*, a* y b*)

38.70, 31.05, 21.49 24

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4.3. Diagrama del proceso

MATERIA PRIMA

AGUA

LAVADO Y ESCURRIDODESRABADO

AGUA

REDUCCIÓN DE TAMAÑO

ENZIMA EXTRACCIÓN Y SEPARACIÓN

BASE DE FRUTA REFINADO

DESECHO

SEPARACIÓN/PURIFICACIÓN

TRATAMIENTO TÉRMICO

ENVASADO

FASE LÍQUIDA FRESA

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El proceso se ha orientado a alcanzar una valorización finalista excluyendo solo un bajo porcentaje, del orden del 2% del peso total del fruto, por los pedúnculos verdes, tallos y hojas de las fresas. Se obtienen dos productos diferenciados en el proceso de extracción: fase líquida colorante y fase sólida como base de frutas. Ambas fases se consideran principales, pero destaca la fase líquida que se puede emplear para obtener un extracto clarificado, después de tratamientos de refinado, en la elaboración de productos coloreados de rojo al contener antocianinas y mantenerse a un pH ácido. Por otro lado, la sólida es interesante por su posible uso directo en la elaboración de nuevos productos alimenticios. 4.4. Rendimiento Debido a la alta humedad de la fresa y el uso de enzimas para facilitar la ruptura de las paredes celulares, en el proceso se obtiene un rendimiento superior al 85% de fase líquida, mientras que es habitual un rendimiento de entre el 5 y el 7% en la fase sólida o también denominada base de frutas. 4.5. Análisis de los compuestos de interés Una vez finalizado el proceso se debe cuantificar aquellos compuestos de interés para su uso en la formulación de nuevos alimentos (Tabla 8). Tabla 8.- Resultados de la cuantificación de los compuestos de interés Determinación

Valor

FASE LÍQUIDA FRESA ºBrix

8-10

Color (Coord. CIELAB: L*, a* y b*)

16.96, 9.13, 7.14

BASE DE FRUTAS ºBrix

10

Color (Coord CIELAB: L*, a* y b*)

35.79, 22.70, 13.65

5.5.1. Antocianinas Descripción: Las antocianinas son pigmentos de color rojo hidrosolubles que se pueden incorporar a alimentos como colorantes naturales. Entre sus propiedades se puede decir que mejorar la agudeza visual y muestran actividad antioxidante. 26

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5. SUBPRODUCTO DE AJO. PIELES Y AJOS DESECHADOS 5.1. Selección subproducto El subproducto del ajo está compuesto por las pieles del bulbo y algún ajo no apto para consumo. Tiene la particularidad de que se trata de un subproducto con una alta densidad, por lo que su inconveniente mayoritario es el almacenamiento a la espera de su traslado y la gran cantidad de vehículos para su transporte, de hecho, el porcentaje en peso del subproducto con respecto a la materia prima industrializada es muy bajo, podríamos indicar valores del orden del 1-3%. 5.2. Toma de muestra y análisis previo Se ha tomado una muestra representativa para el análisis de caracterización previo. A continuación se muestran, en la Tabla 9, el resultado obtenido en estos análisis. Tabla 9.- Rango de resultados de las analíticas Determinación

Valor

Patógenos

Ausencia (presencia de anaerobios sulfito reductores con alrededor de 100 ufc/g)

Plaguicidas (mg/Kg)

No detectados

pH

4.00-4.20

Humedad (g/100g)

50.00-61.30

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5.3. Diagrama del proceso

MATERIA PRIMA

SECADO (a baja temperatura)

LAVADO PREVIO

AGUA

EXTRACCIÓN

10 kg agua/kg ajo 90 min- 120ºC HOJA ESCALDADA

COMPOST

TRITURACIÓN Y MOLIENDA

POLVO DE PIELES DE AJO FILTRACIÓN

CONCENTRACIÓN

AGUA

SECADO (a baja temperatura)

TRITURADO Y MOLIENDA

POLVO EXTRACTO DE AJO

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En el diagrama se puede observar que el producto principal buscado es el extracto rico en compuestos con capacidad antimicrobiana e incluso antioxidante. La composición química del ajo es muy compleja, pero se conoce que contiene compuestos de azufre beneficiosos para la salud. Dichos efectos beneficiosos están relacionados con el olor de su aceite volátil, por lo que los ajos tienen que ser triturados o machacados para liberarlos, y ser consumidos en breve, pero también puede ser retenidos en un aceite de ajo. Un inconveniente a tener en cuenta es que existe la posibilidad de que en el proceso los compuestos de azufre sean arrastrados con el vapor y el extracto pierda su capacidad antimicrobiana. 5.4. Rendimiento En cuanto al rendimiento del proceso de obtención de un extracto polvo, se han obtenido valores de entre un 3-4%, mientras que si directamente se quiere obtener fibra alimentaria el rendimiento, del secado de subproducto principalmente, llega a ser del 50-55%. 5.5. Análisis de las características de los productos En este caso se ha determinado si el subproducto de ajo presenta capacidad antimicrobiana y su contenido en fibra si simplemente recibiese un tratamiento de secado a baja temperatura. Para determinar la capacidad antimicrobiana se han utilizado recuentos en PCA (Plate Count Agar) para aerobios totales y en RB (Agar Rosa de Bengala) para mohos y levaduras, pero se han obtenido resultados dispares, destacando que si el material de partida está húmedo superficialmente no se observa capacidad antimicrobiana porque ya dicho material se encuentra con una alta carga contaminante de aerobios mesófilos y mohos y levaduras. Por otro lado, si el subproducto tiene baja humedad e incorpora ajos enteros de descarte, se puede apreciar un halo en la placa que demuestra su actividad antimicrobiana. Con respecto al contenido en fibra alimentaria, se puede indicar que las pieles secas muestran entre 50 y 60 g de fibra por cada 100g de material. 5.5.1. Compuestos de azufre Son numerosas las propiedades que hoy día recibe el ajo debido a estos compuestos de azufre, como son sus efectos contra el colesterol, estimulación de los glóbulos blancos, problemas estomacales o de circulación, etc. Se conoce que la alicina es el principal compuesto de interés que se encuentra en el ajo y es la responsable del olor característico del ajo. 29

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PROPIEDADES BUSCADAS Capacidad antioxidante Un antioxidante es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de otras moléculas. Para medir la capacidad que tienen estas moléculas en los alimentos se han desarrollado una gran cantidad de métodos basados en distintos aspectos, entre los que se encuentra el método de la reducción de metales (FRAP), de radicales generados a partir de ciertas moléculas orgánicas (ABTS, DPPH) o la técnica de la impedancia eléctrica, que se basa en los cambios de la conductividad eléctrica de un medio inducida por el crecimiento microbiano. En la técnica indirecta se mide el CO2 generado a través de la inmersión de electrodos en una solución de KOH. Con el método FRAP se han obtenido valores de entre 7500 y 15500 μmol Fe2+/g extracto alcachofa y del orden de 10000 μmol Fe2+/g extracto de cebolla, con el ABTS los valores han sido de entre 900 y 1300 μmol eq TROLOX/g en extracto de alcachofa frente a los cerca de 500 μmol eq TROLOX/g en cebolla. Del estudio de la impedancia eléctrica se puede decir que la capacidad antioxidante aumenta según aumenta la concentración utilizada, pero ya se observa capacidad antioxidante a partir de una concentración de 2g/L de extracto de alcachofa y de cebolla, siendo mejor el extracto de alcachofa.

Alcachofa

Cebolla

Por otro lado, la presencia de antioxidantes en alimentos permite inhibir la oxidación de los ácidos grasos insaturados a peróxidos, evitando así el enranciamiento de las grasas y el mal sabor que aporta al alimento. La determinación del índice de peróxidos permite valorar dicho estado de oxidación. 30

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Capacidad antimicrobiana El ajo y la cebolla son plantas a las que se atribuye la capacidad antimicrobiana. Se puede decir que incluyen compuestos que retardan el crecimiento o causan la muerte de los microorganismos. Los métodos de difusión en Agar permiten evaluar una zona de inhibición del crecimiento bacteriano al generar un halo, esto se consigue al aplicar la sustancia en estudio sobre la superficie de una placa a la que se ha inoculado previamente un microorganismo.

El análisis microbiológico de un alimento indicará si la aplicación de agentes antimicrobianos es efectivo para alargar la vida útil de dicho alimento. Capacidad gelificante La pectina tiene la capacidad de formar geles estables, por lo que es uno de los responsables de la textura de los productos vegetales. Se usa como agente gelificante en la elaboración de mermeladas, confituras, productos de pastelería, bebidas y otros alimentos porque les confiere las características reológicas y de turbidez deseadas por el fabricante y el consumidor. En un análisis sensorial se puede observar esta capacidad y evaluar el grado de aceptación de un producto alimenticio con una textura deseable. También el uso del consistómetro Bostwick facilita un valor cuantificado para determinar la consistencia de la muestra y la medida de la fuerza requerida para introducir una sonda dentro del alimento, valores de textura.

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Rico en fibra dietética La fibra dietética o alimentaria es un componente importante de nuestra dieta y son numerosos los beneficios que se le atribuyen aunque destaca que promueve una adecuada función intestinal. La Organización Mundial de la Salud recomienda un consumo mínimo diario de 25 gramos de fibra, que se obtienen mayoritariamente de cereales, frutas y hortalizas. En las demostraciones se ha cuantificado un alto contenido en fibra alimentaria en el polvo de alcachofa (alrededor de 70 g/100g), pero también un interesante contenido en fibra alimentaria en el puré de limón (del orden de 6 g/100g), aportando a nuevos productos alimenticios el factor de enriquecer. Coloración Las antocianinas son pigmentos naturales solubles en agua que desarrollan gran variedad de colores que van desde el naranja al azul. Los frutos y vegetales ricos en anticianos pueden ser utilizados como colorantes de alimentos, pero sufren reacciones de degradación enzimática, son sensibles a la temperatura y el pH, y además sufren procesos de degradación no enzimáticos que disminuyen la estabilidad de estos pigmentos. El color es una característica organoléptica de importancia debido a que ayuda a apreciar el sabor en productos con un porcentaje bajo de fruta, consiguiendo así la aceptación del consumidor. El color se basa en la cantidad de luz roja, verde y azul que el ojo puede ver. El espacio de color CIE L*a*b es uno de los usados para las mediciones de color, donde se definen magnitudes colorimétricas que derivan matemáticamente de los valores triestímulos. L indica la claridad de 0 a 100% (negro a blanco), mientras que a y b son las coordenadas cromáticas y forman un plano perpendicular a la claridad: “a” es el eje de verde a rojo (valores negativos indican los colores verdes y positivos los colores rojos) y “b” es el eje de azul a amarillo (valores negativos indican los colores azules y positivos los colores amarillos). En las demostraciones con fresa se puede observar que una vez realizada la extracción de la fase líquida, la base de frutas queda con valores de los parámetros a y b más bajos que la materia prima de partida, pero en todo caso indicadores de la coloración rojiza de la que aún dispone y que puede ser potencial para la elaboración de nuevos productos alimenticios. 32

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NUEVOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS Capacidad antioxidante y antimicrobiana

GAZPACHO

CREMA DE VERDURAS

PASTA

Observaciones: Los extractos se utilizaron en base a una concentración de entre 1.5 g/L y 6.0 g/L, según los resultados obtenidos en el análisis previo de la capacidad antioxidante. Resultados Análisis nutricional: El contenido nutricional de todos los productos alimenticios es similar a los que se encuentran el mercado, por lo que los extractos utilizados no reflejan diferencias en este aspecto. Resultados Análisis sensorial: Los productos elaborados han obtenido aceptabilidad por parte de los catadores y su valoración general indica que el extracto de alcachofa es el más valorado por encima del ajo y la cebolla, que tienen el inconveniente de que aportan sabor a los productos. Se aconseja utilizar concentraciones menores del extracto o sustituir ingredientes de la receta para no intensificar sabores. El mejor resultado se ha obtenido para el productos de pasta con el extracto de alcachofa, con el que el porcentaje de aceptabilidad ha sido del 100%. Resultados seguimiento microbiológico y del índice de peróxidos El recuento de aerobios mesófilos se ha sido uno de los métodos utilizado para valorar la vida útil del producto, donde se ha observado que el uso de extractos no incrementa significativamente su vida útil, siendo el de ajo el que muestra los mejores resultados. Por otro lado, se ha empleado la determinación del índice de peróxidos en los productos alimenticios para valorar la actividad antioxidante de los extractos, con la que se ha podido observar que el uso de extractos ralentiza la oxidación del aceite incluido en los productos, pudiendo incrementar su vida útil. 33

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Capacidad gelificante

CONFITURAS

MERMELADAS

CREMA DE MEMBRILLO

Observaciones: El puré se ha empleado en la formulación de mermeladas y confituras sustituyendo a la pectina como agente gelificante. La cantidad de puré de limón se ha empleado para alcanzar una consistencia de gel adecuada, utilizando como referencia su contenido en pectina. Para estos productos no se ha realizado un seguimiento microbiológico, ya que el exceso de azúcar hace que el medio deje de ser apropiado para el crecimiento de microorganismos, ya que retiene el agua y extrae la humedad de las células vivas. Resultados Análisis nutricional: Los productos obtenidos presentan características similares a las mermeladas y confituras comerciales, a pesar de incluir el puré de limón como ingrediente. Resultados Análisis sensorial: En primer lugar, se ha de indicar que el panel de catadores ha detectado sabor a limón en los productos elaborados. Este sabor característico ha sido agradable cuando la formulación incluía azúcar, pero no tanto en las mermeladas sin azúcar. Por otro lado, el puré de limón ha aportado una coloración diferente a la de productos conocidos comercialmente, pero el panel de catadores la ha aceptado positivamente, destacando que las mermeladas tienen una mayor luminosidad. También el panel de catadores ha apreciado la granulometría del puré de limón, reduciendo la puntuación de las mermeladas y confituras. Este aspecto se ha de tener en cuenta para futuras demostraciones. Resultados textura: Después de determinar la textura y consistencia de los productos se puede decir que el puré de limón ha de adicionarse en mayor proporción que si fuese pectina directamente para obtener una apariencia de gel adecuada, además de que la aplicación del puré de limón en productos con alto contenido en azúcar facilita los mejores resultados en cuanto a textura. 34

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Rico en fibra dietética

PASTA

CONFITURA

Observaciones: Las brácteas de alcachofa desechadas una vez extraídas con agua pueden ser trituradas y secadas para obtener fibra de alcachofa o bien solo trituradas para obtener un puré que sirva como base de verduras en la elaboración de nuevos productos. Resultados Análisis nutricional: En el caso de la aplicación como fibra aditivo, uno de los parámetros físico-químicos donde se observan diferencias es en la humedad, el uso de fibra de alcachofa puede reducir el contenido en agua de la muestra si la dosis de fibra es elevada. Por otro lado, la confitura de alcachofa a partir de una base de verdura, a la que previamente se le ha extraído sus compuestos solubles en agua, no muestra diferencias frente a una confitura de alcachofa tradicional, dado que, en todo caso, se emplean alcachofas que han recibido un tratamiento de escalde. Resultados Análisis sensorial: La aplicación de fibra como aditivo en platos preparados aporta una textura similar a un condimento tipo orégano, pero sin el olor y sabor característicos de este último, que en todo caso ha llevado a la aceptación mayoritaria de los catadores. En el caso de la utilización de la base de alcachofa para fabricación de mermeladas o confituras los resultados demuestran que, en un panel de catadores que consumen habitualmente alcachofa, existe aceptación del producto. Resultados fibra dietética La alcachofa es un material rico en fibra, por lo que su utilización como verdura base facilita un producto rico en fibra y como aditivo permite incrementar el contenido en fibra de los productos.

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Color

GELATINA

MOUSSE

Observaciones: Al igual que la demostración con alcachofa, se ha empleado tanto la fracción líquida (extracto), como la sólida (material parcialmente agotado) para la elaboración de productos alimenticios. En este caso se han utilizado ambas fracciones en fresco. Resultados Análisis nutricional: El análisis nutricional refleja resultados característicos de productos elaborados a partir de una receta similar. Se ha de tener en cuenta que el uso de unos ingredientes u otros, además de las proporciones de los mismos, va a influir en los datos nutricionales. Resultados Análisis sensorial: En primer lugar, el color de una gelatina y una mousse se observa como el típico de estos productos utilizando como ingrediente fresas o un zumo de fresa concentrado, simplemente. El panel de catadores ha valorado más positivamente el color y la textura de los productos, además de su sabor, que su olor. Se puede decir que el uso de un material líquido o sólido, de color rojo o rosáceo, para elaborar productos de fresa facilita la aceptación por el consumidor aunque su aroma se haya perdido. Resultados color Se ha de tener en cuenta que el color lo aporta sustancias hidrosolubles que han pasado mayoritariamente a la fracción líquida, pero que también quedan en la fracción sólida al no llegar al extremo de agotar la materia prima completamente. La elaboración de productos con diferentes ingredientes hace que se obtengan mezclas de coloraciones, por lo que el color del producto se puede ver rebajado en tonalidad, pero en todo caso el color es característico de estos productos observando los resultados del análisis sensorial. El uso de ambas fracciones permite elaborar productos relacionados con la fresa. 36

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CONSIDERACIONES FINALES En primer lugar podemos decir que existe un alto potencial de valorización en los subproductos generados por las empresas de transformados vegetales. De un material cuyo destino es la alimentación animal actualmente se pueden llegar a obtener nuevos productos considerados como aditivos o ingredientes que aporten un beneficio para las empresas agroalimentarias. Estos nuevos ingredientes están regulados, por lo que su aplicación comercial exige que se cumpla con los requerimientos de calidad de la legislación vigente. En nuestras demostraciones se han elaborado productos agroalimentarios mediante el uso de buenas prácticas y verificando la ausencia de contaminantes en los materiales empleados. Las demostraciones se planificaron seleccionando aquellos subproductos que se generan en mayor cantidad en nuestra Región o presentan características que los hacen muy interesantes para aportar un valor añadido a las empresas. El subproducto de alcachofa generado en las empresas de transformados vegetales supone más del 50% del peso de la materia prima procesada, por lo que la búsqueda de nuevos productos con él puede llegar a ser muy interesante para ampliar los mercados de las empresas. En cuanto a resultados, se ha observado que los compuestos hidrosolubles de la alcachofa han sido capaces de incrementar la vida útil de nuevos productos alimentarios o enriquecerlos en fibra sin afectar negativamente la aceptabilidad de los mismos. En el caso del limón, la aceptabilidad de los productos ha sido elevada y el puré de limón ayuda a ajustar los costes en las empresas de elaboración de mermeladas y confituras, pero también de otras como las de pastelería. Con el uso de puré de limón a partir de un subproducto se puede reducir el consumo de pectina, cuyo coste es muy elevado en comparación con el coste del subproducto-materia prima, y asumir unos costes rentables para su fabricación. El resto de subproductos tratados también ha demostrado que se le puede dar un valor añadido a aquellos materiales considerados simples desechos. Con las tecnologías que existen hoy día en las empresas agroalimentarias se pueden plantear nuevas líneas de procesado en las mismas empresas o generar beneficios superiores a los actuales con la comercialización de los subproductos como nuevas materias primas para otras industrias. Finalmente, se ha de indicar que el origen de los materiales es un condicionante para los consumidores, por lo que el uso de logos publicitarios con relación a Agrowaste nos consta que ha influido en las valoraciones sensoriales. 37

BIBLIOGRAFÍA

Bioactive-net. Manual de compuestos bioactivos a partir de residuos de procesado del tomate. Proyecto de Acción de Apoyo Específico número 043035 (Noviembre 2006-Octubre 2008). Descargado de http://www.ainia.es/html/portal_del_asociado/2_tomate.pdf MINISTERIO DE AGRICULTURA, ALIMENTACIÓN Y MEDIO AMBIENTE (2012). Guía para el aprovechamiento de los subproductos de pescado para la obtención de productos funcionales y bioactivos. Carbonaro M. y Grant G. (2005). Absorption of quercetin and rutin in rat small intestine. Annals of Nutrition & Metabolism; 49:178–182. Murota K. y Terao J. (2003). Antioxidative flavonoid quercetin: implication of its intestinal absorption and metabolism. Arch Biochem Biophys 417, 12–17. Sardesai V.M. (1992). The essential fatty acids. Nutrition in Clinical Practice, 7: 179. Proyecto LIFE+AGROWASTE (2014). Publicación Centro Tecnológico Nacional de la Conserva y Alimentación: Subproductos del sector agroalimentario. Fuente de compuestos bioactivos para la salud. ISBN: 978-84-697-0344-1

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AGRADECIMIENTOS

Agrowaste es un proyecto europeo cofinanciado por la Unión Europea dentro del programa LIFE+. Los socios del proyecto queremos expresar nuestro sincero agradecimiento a la Comisión Europea por su apoyo. También, los miembros del proyecto LIFE+Agrowaste queremos agradecer el apoyo y colaboración recibido por parte de las empresas de nuestra Región. Desde aquí nos gustaría destacar su respuesta positiva y facilidades para la recogida de la materia prima utilizada en las demostraciones planificadas a lo largo de estos años.

CITRICOS DE MURCIA, S.A

ULTRACONGELADOS AZARBE, S.A

Sociedad de Depuración Virgen de los Dolores, S.L.

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www.agrowaste.eu [email protected]