Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y fibra dietética como ingredientes funcionales

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1 VI Foro de Colaboración Pública Privada sobre Subproductos Agroalimentarios: del Residuo al Coproducto Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y fibra dietética como ingredientes funcionales Dra. Carme Garau Taberner Dr. Antoni Femenia Marroig Madrid, 7 de mayo de

2 Institut de Recerca i Formació Agrària i Pesquera Dirección general de Medio Rural y Marino Gobierno de las Illes Balears Grupo de Ingeniería de Alimentos Departamento de Química Universitat de les Illes Balears Equipo investigador Dra. Carme Garau Taberner Dr. Miguel Angel Frau Caldentey Joan March Mascaró Simón Adrover Obrador Dr. Antoni Femenia Marroig Dra. Carmen Rosselló Matas Reyes González-Centeno África Castell Palou Rafael Minjares Fuentes Maria Daniela Juarez CSIRO Food and Nutritional Sciences, Werribee, Victoria, Australia Departamento de Ciencia de los Alimentos. Universidad de Bolonia. Italia Guelph Food Reserach Centre University of Guelph Canada Departamento de Ingeniería Bioquímica Instituto Tecnológico de Durango México Institut des Sciences de la Vigne et du Vin ISVV. Université Victor Segalen Bordeaux Francia 2

3 Líneas de investigación Obtención de ingredientes funcionales de fibra dietética y antioxidantes naturales a partir de productos y subproductos de la industria agroalimentaria Optimización de la calidad del aceite de oliva y revalorización de los residuos generados Aplicación de los ultrasonidos de potencia en la optimización de procesos agroalimentarios 3

4 Proyectos financiados RTA C02. Aplicación de los ultrasonidos de potencia para la obtención de fibra alimentaria y compuestos antioxidantes a partir de subproductos derivados de la industria vitivinícola. Importe: euros Plazo: (prorrogado) Project AGL Obtención de ingredientes funcionales a partir de Aloe Vera y subproductos agroalimentarios. Aplicación de ultrasonidos de potencia. Importe: euros Plazo: DPI C Aplicación de los ultrasonidos de potencia en la intensificación de procesos de secado a baja temperatura. Materia prima y eficacia del proceso. Importe: euros Plazo: Grupos competitivos reconocidos Grupo de Investigación Competitivo en Ingeniería de Alimentos: Categoría: Excelencia Importe: euros

5 Alimentos funcionales: Compuestos bioactivos con propiedades beneficiosas Fibra dietética Prevención de cáncer Regulación del sistema digestivo Disminución del riesgo cardiovascular Control de diabetes Control de peso corporal [ ] Antioxidantes Prevención de cáncer Enfermedades cardiovasculares Disfunciones gastrointestinales Problemas neurodegenerativos [ ] 5

6 Obtención de compuestos bioactivos a partir de subproductos agroalimentarios Residuos vitivinícolas Fibra dietética y antioxidantes Ingredientes Funcionales 6

7 Obtención de compuestos bioactivos a partir de subproductos agroalimentarios Hollejo fresco Hollejo fermentado Raspón Residuos vitivinícolas Fibra Alimentaria Antioxidantes Comp. Química Fibra dietética Pectinas % DME Peso molecular Hemicelulosas Xiloglucanos Xilanos Mananos Propiedades Funcionales Swelling (SW) Water Retention Capacity (WRC) Fat Adsorption Capacity (FAC) Fibra dietética y antioxidantes Perfil polifenólico Fenólicos totales Taninos totales Antocianos totales Flavonoles totales Perfil taninos (HPLC) Perfil antocianos (HPLC) Grado de polimerización Capacidad antioxidante ABTS CUPRAC FRAP Ingredientes Funcionales ORAC DPPH RANCIMAT 7

8 GRAN POTENCIAL de los subproductos de vinificación para obtener concentrados de fibra y antioxidantes a utilizar como ingredientes funcionales Fuentes equilibradas de fibra (soluble/insoluble) La composición de sus paredes celulares difiere de uno a otro Hollejo > Pectinas FIBRA ALIMENTARIA Raspón > Celulosa Las pectinas, compuesto con mayor bioactividad, representan > 40% Las propiedades funcionales variaron en función de la variedad y la tipología de subproducto ANTIOXIDANTES Los residuos de vinificación contienen importantes cantidades de polifenoles, lo que conlleva una elevada capacidad antioxidante. El perfil polifenólico varía en función del tipo de subproducto y de la variedad Raspón > Hollejo fermentado > Fresco 8

9 Extracción de compuestos bioactivos asistida mediante Ultrasonidos de Potencia Proceso de Extracción Hollejo Fibra dietética Antioxidantes Raspón Temperatura (ºC) Tiempo (min) Potencia de ultrasonidos (W) Frecuencia (Hz) 9

10 Scanning electron micrographs of grape pomace (a) Citric acid 35 C, 60 min (pectins) (c) KOH 2M, 20 C, 20 min (hemicelluloses) (b) Citric acid 35 C, 60 min & US (0.05 W ml -1 ) (d) KOH 2M, 20 C, 20 min & US (0.05 W ml -1 ) 10

11 Optimización de procesos de obtención de fibra alimentaria y compuestos antioxidantes a partir de subproductos derivados de la industria vitivinícola La aplicación de US favorece la extracción de compuestos bioactivos para sus condiciones experimentales óptimas Extracción de PECTINAS Respuestas Variables de proceso T (ºC) t (min) ph Rendimiento Peso molecular DME Condiciones experimentales óptimas Extracción de polifenoles y antioxidantes Respuestas Polifenoles totales Variables de proceso F (khz) P (W) Condiciones experimentales óptimas t (min Flavanoles TAC

12 Optimización de procesos de obtención de fibra alimentaria y compuestos antioxidantes a partir de subproductos derivados de la industria vitivinícola Aplicación de US de potencia en la conservación del aceite Proceso de cristalización Conservación entre 0 y 8 ºC Cristalización de los TAGs (Jansen et al, 2008) Grado de Cristalización a los 4 meses (4 6 ºC) Muestras conservadas en frío (4 6 ºC) a los 12 meses Con US Sin US potencia Con US Sin US Patente potencia (nº P25827ES00) Procedimiento para evitar potencia la cristalización total potencia o parcial del aceite de oliva durante su conservación a baja temperatura (fecha de prioridad 25/05/2011) UNIVALUE Presentación Congreso Expooliva 12

13 VI Foro de Colaboración Pública Privada sobre Subproductos Agroalimentarios: del Residuo al Coproducto Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y fibra dietética como ingredientes funcionales Dra. Carme Garau Taberner Dr. Antoni Femenia Marroig Madrid, 7 de mayo de