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Refresh y la base de datos FoodWasteEXplorer

Recientemente tuvo lugar en Barcelona la conferencia final del proyecto de la UE REFRESH (Resource Efficient Food and dRink for the Entire Supply cHain). La conferencia se tituló “Fresh ideas to reduce food waste and valorise surplus food” y, durante los dos días que duró, hubo múltiples actos, presentaciones y debates.

En la conferencia se presentó uno de los resultados del proyecto, el desarrollo de FoodWasteEXplorer, una base de datos gratuita y accesible on-line en la que se provee información sobre la composición de residuos alimentarios.

Se ha publicado hace poco, y en la actualidad contiene información sobre 587 nutrientes, 698 compuestos bioactivos y 49 tóxicos. Cuenta con más de 26.000 datos puntuales recogidos de diversas fuentes, que incluyen sobre todo documentos científicos contrastados. Pretende ser una base de datos viva, a la que se irán incorporando más datos. En su desarrollo y mantenimiento están implicados principalmente las siguientes entidades: Jožef Stefan Institute (Eslovenia), Quadram Institute Bioscience (Reino Unido) y EuroFIR AISBL (Bélgica).

Se puede acceder a la información de la base de datos por diferentes vías, en función del área de interés (producción vinícola, quesería, zumos, etc.), la categoría de alimento, introduciendo filtros más específicos como el flujo de residuo y/o el componente buscado. Los resultados de la búsqueda se pueden exportar para su análisis posterior off-line.

Está dirigida a cualquier persona o entidad con interés en el tema, ya sea investigadores, organismos gubernamentales, empresas (incluidas PYMES), etc. La base de datos trata de aunar la amplia y variada de información existente sobre la composición de los residuos alimentarios, para facilitar la identificación de oportunidades de valorización de los mismos.

 

Extracción de antioxidantes de subproductos de alcachofa

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Las alcachofas (Cynara scolymus L.) son plantas perennes que pertenecen a la familia Asteraceae y es nativa de regiones subtropicales. La parte comestible es la cabeza de la inflorescencia inmadura. Es un producto consumido principalmente en las zonas del Mediterráneo, los principales productores son Italia, Egipto y España (FAOSTAT, 2014). Es un producto apreciado por los consumidores por sus propiedades organolépticas y por su alto valor nutritivo. Ya que es una fuente rica en inulina, fibra y minerales; además tiene una gran cantidad de compuestos fenólicos.

En el consumo en el hogar y en el procesado industrial de la alcachofa se descarta entre el 75-85 % de la biomasa (tallo y hojas internas y externas), ya que la parte principalmente consumible es el corazón. Residuo

Los usos habituales de estos subproductos son pienso para ganado, producción de compost o su eliminiación en vertedero.

Sin embargo, hay varias alternativas para revalorizar con un mayor valor añadido de estos subproductos. Entre ellas están:

  1. Extracción de inulina
  2. La recuperación de peroxidasa para su utilización en la eliminación de contaminantes fenólicos en agua residual.
  3. Producción de biocombustibles.
  4. Extracción de compuestos fenólicos, por sus características beneficiosas para la salud, con intención de añadirlas a alimentos.

Se va a comentar un poco más en profundidad esta última alternativa.

Los compuestos fenólicos son metabolitos secundarios de las plantas que se caracterizan por la presencia del grupo hidroxilo (-OH) que están unidos a un anillo aromático. Se está aumentando el interés de estos compuestos, ya que tienen beneficios para la salud como compuestos antioxidantes, antiinflamatorios, anti-carcinogénicos… Por otro lado, estos compuestos no son sintetizados por los seres humanos, así que han de ser ingeridos en la dieta.

Se está investigando en añadir estos compuestos fenólicos obtenidos de plantas a alimentos como ingrediente funcional o tecnológico.

Es interesante utilizar métodos no convencionales para la extracción, en el caso del artículo de Rabelo et al. utilizan la extracción asistida por ultrasonidos combinada con la nanofiltración. Estudian los diferentes parámetros de la extracción para desarrollar el método más eficiente.

La extracción asistida por ultrasonidos presenta varias ventajas:

  • Es un método simple
  • Barato
  • Permite el uso de varios disolventes
  • Temperaturas bajas (por lo que no se destruye la actividad biológica)
  • No tiene restricciones respecto a la polaridad de los compuestos de interés o la humedad de la matriz
  • Tiene una buena reproducibilidad
  • Alto potencial de utilizarlo a grandes escalas
  • Mayor eficiencia que los métodos tradicionales

Como aspecto negativo, hay que decir que no se obtiene un extracto puro, por lo tanto necesita un paso extra para eliminar el disolvente.

Las conclusiones que podemos sacar de todo esto son:

  1. Existen alternativas para la revalorización de los subproductos de alcachofa, que además, les suman valor añadido.
  2. Al extraer compuestos fenólicos se puede optar por métodos no convencionales, pudiendo conseguir mejores rendimientos.
  3. Sería interesante estudiar los posibles usos de la inulina en alimentos
  4. Producción de bioenergía: ya que tiene alto poder calorífico y un bajo contenido de cenizas. Incluso da mejor rendimiento después de extraer los compuestos fenólicos.
  5. Posibilidad de combinar procesos de valorización.

BIBLIOGRAFÍA

Rabelo et al. (2015) Ultrasound assisted extraction and nanofiltration of phenolic compounds from artichoke solid wastes. Journal of Food Engineering. 178, (170-180)

Zuorro et al. (2015) Reuse potential of artichoke (Cynara scolimus L.) waste for the recovery of phenolic compounds and bioenergy. Journal of Cleaner Production. 111, (279-284)

Subproductos del vino como probióticos

La uva es uno de los cultivos más extendidos a nivel mundial, se estima que anualmente se producen 63 millones de toneladas. La industria vitivinícola utiliza el 75% del total de uvas para la elaboración de vino. Pero durante el proceso de producción del vino se genera el orujo que es el producto que se obtiene después del prensado de la fruta y el vino y que está formado por las pieles y las semillas.

Este subproducto de la industria supone un 20%, en peso, de la producción mundial. Actualmente el orujo de uva se destina a alimentación animal o se utiliza para la obtención del alcohol que contiene, el aceite de sus semillas o de colorantes alimentarios. Sin embargo, estos subproductos tienen un alto valor, tanto para la industria alimentaria como para la farmacéutica o la cosmética. Esto se debe a la variedad de compuestos con los que cuentan, entre ellos los compuestos fenólicos, conocidos por su capacidad antioxidante.

Durante los últimos años la industria alimentaria ha querido revalorizar estos subproductos buscando alternativas para su utilización dentro de alimentación. La extracción de compuestos fenólicos ha sido una de las áreas más investigadas, con el objetivo de enriquecer alimentos con estos compuestos antioxidantes. También se ha estudiado la aplicación de extractos de orujos de uva en alimentos para evitar su deterioro, causado por la oxidación de las grasas o por la acción de los microorganismos.

Una investigación publicada en julio de 2016 estudia el efecto del extracto de orujo de uva sobre los microorganismos que se añaden a un producto como probióticos, ya que investigaciones anteriores han concluido que el subproducto tiene un efecto positivo en la estabilización de este tipo de microorganismos.

El extracto se añade en un producto de leche de cabra fermentada mediante Staphylococcus thermophilus, al que se le añaden dos tipos de microorganismos para dar lugar a un producto probiótico (Lactobacillus rhamnosus y Lactobacillus acidophilus). Este producto también lleva zumo de uva, y se elabora siguiendo el esquema de la ilustración 1. Una vez elaborado el producto se estudia el contenido total de polifenoles, la estabilidad de los microorganismos, la textura y la calidad sensorial del producto.

 

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Ilustración 1. Esquema de la elaboración de los productos estudiados (Elaborado a partir de datos de Dos Santos, K.M. et al., 2017)

El estudio concluye que al añadir el extracto de orujo de uva al producto el contenido total de polifenoles aumenta, aunque no se encuentran diferencias significativas entre las formulaciones con tipo u otro de Lactobacillus. El microorganismo responsable de la fermentación (Staphylococcus thermophilus) es estable durante los 28 días de estudio.

Los microorganismos probióticos, en cambio, no tienen el mismo comportamiento. Lactobacillus rhamnosus (Lr) es estable con y sin extracto de orujo de uva durante los 28 días. Lactobacillus acidophilus, en cambio, va disminuyendo con el tiempo, lo que indica falta de estabilidad, aunque el extracto parece ejercer un efecto protector, ya que la disminución es menor. Por último, a nivel sensorial el extracto de orujo de uva mejora la textura, el color, el flavor y la impresión global del producto con Lactobacillus rhamnosus.

En resumen, este artículo muestra la posibilidad de revalorización de un subproducto que se genera en cantidades muy elevadas. Dando así lugar a un alimento probiótico estable y con propiedades antioxidantes proporcionadas por los polifenoles presentes en el extracto de orujo de uva. Sin embargo, se requiere más investigación, entre otras cosas para probar la biodisponibilidad de estos componentes antioxidantes al consumir el producto y así poder validarlo como alimento funcional.

En el siguiente enlace Blanca Viadel del Dpto. de Nuevos Productos del Centro Tecnológico AINIA explica una técnica avanzada para validar alimentos funcionales mediante una simulación de la digestión.

 

Bibliografía

  • Dos Santos, K. M., De Oliveira, I. C., Lopes, M. A., Gil Cruz, A. P., Buriti, F. C., & Cabral, L. M. (2017). Addition of grape pomace extract to probiotic fermented goat milk : the effect on phenolic content , probiotic viability and sensory acceptability. Journal of the Science of Food and Agriculture, 97(4), 1108–1115. https://doi.org/10.1002/jsfa.7836
  • García-Lomillo, J., & Gonzalez-SanJosé, M. L. (2017). Applications of Wine Pomace in the Food Industry : Approaches and Functions. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 16(Kliewer 1977), 3–22. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12238

Ejemplos de valorización de subproductos

Las industrias alimentarias durante la transformación de las materias primas en productos procesados generan una serie de residuos/subproductos (por ejemplo, orujos de vinificación, lactosuero en queserías, restos vegetales en la producción de zumos de frutas y conservas vegetales, pieles y espinas de pescado, etc.). El destino de estos restos es diverso dependiendo de la naturaleza del residuo y de las posibilidades de aprovechamiento que existan en la zona en que se generan. La alimentación animal es el principal destino de muchos residuos vegetales por ejemplo.

La mayor parte de estos restos cuentan en su composición con compuestos interesantes desde el punto de vista nutricional o desde otro punto de vista, en alimentación humana, animal, o en otros terrenos como el cosmético y médico, o tienen propiedades fisicoquímicas que los hacen potencialmente interesantes para determinadas aplicaciones, o constituyen una buena materia prima para la obtención de nuevos compuestos o materiales.

Para la obtención de estos productos de mayor valor añadido a partir de residuos/subproductos alimentarios se pueden aplicar diversas tecnologías de transformación y conservación, que incluyen procesos físicos como la extrusión y el secado, procesos de extracción sólido-líquido, o procesos biológicos de fermentación, entre otros.

En el día de hoy hemos publicado en el blog 11 entradas en las que se describen algunos ejemplos de procesos y alternativas de valorización de residuos/subproductos de diferente naturaleza. Se trata de esumenes divulgativos realizados a partir de una selección de los cientos de articulos científicos existentes sobre estas temáticas. Las entradas han sido realizados por estudiantes de la asignatura “Valorización de subproductos de las industrias alimentarias”, del Master en Tecnología y Calidad de las Industrias Alimentarias, de la Universidad Pública de Navarra.

Se puede acceder a dichas entradas a  través de los siguientes enlaces: