Residuos de castañas, aguardientes y zumos para obtener antioxidantes

La investigadora Beatriz Díaz de la Universidad de Vigo evaluó con resultado positivo el uso de dos tecnologías de bajo impacto ambiental y fácil implementación para la obtención de antioxidantes de naturaleza fenólica a partir de residuos agroindustriales y forestales procedentes de las castañas y de la elaboración de aguardientes y zumos.

Una de las líneas de investigación del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Vigo es el desarrollo de procesos para obtener compuestos como prebióticos o antioxidantes de subproductos de la industria terciaria mediante tecnologías respetuosas con el medio ambiente.

En este contexto de trabajo, en su tesis de doctorado, la investigadora Beatriz Díaz evaluó con resultado positivo el uso de dos tecnologías de bajo impacto ambiental y fácil implementación para la obtención de antioxidantes de naturaleza fenólica a partir de residuos agroindustriales y forestales procedentes de las castañas y de la elaboración de aguardientes y zumos.

La tesis, que lleva por título «Recuperación de antioxidantes por tecnologías emergentes a partir de efluentes industriales y residuos forestales«, fue dirigida por Herminia Domínguez, Andrés Moure y Juan Carlos Parajó y presentada en la Facultad de Ciencias del campus de Ourense este curso académico.

Los residuos empleados en el estudio, explica la investigadora, fueron vinazas y orujos destilados de uva blanca procedentes de la elaboración de aguardiente; erizos y hojas del castaño y orujos de distintas clases de frutos del bosque procedentes de la elaboración de zumos.

Para la obtención de los antioxidantes se emplearon procesos de extracción con dióxido de carbono supercrítico y disolventes de bajo impacto ambiental y se desarrollaron procesos basados en tecnologías de membranas para la concentración y/o purificación de compuestos fenólicos. Finalmente se evaluaron las propiedades antioxidantes y de irritabilidad cutánea de los productos finales obtenidos.

Beneficio económico y ambiental

Los antioxidantes naturales, indica la técnica del Centro de Investigación, Transferencia e Innovación CITI, tienen importancia tanto en los sistemas alimentarios, evitando las reacciones de oxidación que alteran los alimentos, como en los sistemas biológicos, donde ayudan a prevenir el estrés oxidativo provocado por los radicales libres protegiendo frente a diversas enfermedades degenerativas o distintos tipos de cáncer.

Uno de los grupos de antioxidantes naturales más abundantes y ampliamente distribuidos en el reino vegetal, añade Díaz, son los compuestos fenólicos. Frutas y verduras, hierbas medicinales, cereales o algas son fuentes tradicionales empleadas en la obtención de compuestos fenólicos con actividad antioxidante.

Sin embargo, indica en la tesis de doctorado, «estos compuestos fenólicos se encuentran también en residuos agroindustriales y forestales por lo que su reutilización podría suponer un beneficio económico para el proceso de partida, además de minimizar el impacto ambiental que en muchos casos puede suponer su eliminación«.

También señala Díaz Reinoso que en los últimos años se incentivó la búsqueda de nuevas fuentes de antioxidantes naturales debido «a la creciente demanda por parte de los consumidores de aditivos de origen natural frente a aquellos obtenidos mediante síntesis química, unido además a resultados toxicológicos que ponen en entredicho la seguridad de los dichos antioxidantes sintéticos«.

Dos técnicas a prueba

Por lo que respecta a las técnicas empleadas, señala la investigadora, tradicionalmente la extracción de compuestos fenólicos se lleva a cabo mediante el empleo de disolventes orgánicos. Estos procesos presentan numerosas limitaciones tales como el empleo de grandes volúmenes de disolvente, en algunos casos tóxicos o perjudiciales para el medio ambiente, su baja selectividad o la necesidad de añadir etapas de eliminación del disolvente, por lo que actualmente se están centrando los esfuerzos en la busca de tecnologías alternativas de limitado impacto ambiental que permitan la extracción y la purificación de compuestos antioxidantes de manera eficaz.

Los consumidores demandan aditivos de origen natural frente a aquellos obtenidos mediante síntesis química.

Atendiendo la esta situación, en la tesis de doctorado se ponen a prueba dos técnicas alternativas:

Por una parte, el uso de dióxido de carbono supercrítico, que presenta un grano potencial para la extracción selectiva de compuestos fenólicos. «En la extracción con fluidos supercríticos se emplea como disolvente un compuesto (dióxido de carbono, en este caso) en condiciones de presión y temperaturas superiores a las de su punto crítico. En estas condiciones, las propiedades del fluido supercrítico son intermedias entre un gas y un líquido, lo que hace que su empleo sea especialmente interesante en procesos de extracción, ya que se difunde como un gas, penetrando más fácilmente en la muestra, y su densidad es comparable a la de un líquido por lo que favorece la solubilización de los compuestos de interés«. Además, añade la investigadora, «es barato, no tóxico y es gas en condiciones ambientales, lo que permite obtener un extracto final libre de disolvente«.

Por otro lado, se indica en la investigación, la concentración y/o fraccionamiento de compuestos activos presentes en corrientes líquidas se puede realizar eficazmente mediante tecnología de membranas. «Esta tecnología presenta ventajas interesantes frente a otros procesos convencionales de concentración como son el empleo de bajas temperaturas o un menor consumo energético«, comenta Beatriz Díaz. Los procesos de filtración con membranas permiten separar componentes presentes en una corriente líquida, actuando la membrana como una pared selectiva dejando pasar unos compuestos e impidiendo el paso de otros.

Resultados positivos

Como conclusión general de la tesis, Díaz Reinoso recalca que puede decirse que los procesos llevados a cabo resultaron «eficaces y de fácil implementación» para la obtención de productos con actividad antioxidante. Los productos finales obtenidos presentaron actividades antioxidantes similares a las de distintos antioxidantes sintéticos. Además, añade la investigadora, los productos obtenidos a partir de vinazas de vino blanco o erizos de castaño no presentaron irritabilidad en piel por lo que podrían resultar útiles en el planteamiento de cosméticos. Estos resultados se encuentran recogidos en un total de seis trabajos publicados así como en una patente realizada conjuntamente con la Cooperativa Vitivinícola del Ribeiro.

Fuente: Universidad de Vigo