Escoltar

Ultrasons de potència per extreure antioxidants de residus vegetals

La tesi doctoral de Maria Esperança Dalmau Estelrich investiga noves tècniques per aprofitar els residus i subproductes de la indústria agroalimentària i convertir-los en font de polifenols i flavonoides  

El sector agroalimentari ha de fer front a la creixent pressió legislativa i social sobre la mitigació de l'impacte ambiental de les seves activitats i, en aquest sentit, aborda grans reptes encaminats a contribuir a la sostenibilitat ambiental.

En aquest sentit, la tesi doctoral de Maria Esperança Dalmau Estelrich, defensada a la Universitat de les Illes Balears, té com a objectius avaluar el potencial de residus i subproductes vegetals com a font de compostos antioxidants, proposar l'ús d'una metodologia emergent i sostenible, com és la dels ultrasons de potència, per a la seva extracció, i estudiar l'efecte del processament sobre la bioaccessibilitat d'aquests compostos.

S'ha validat l'ús de residus de taronja com a font de composts antioxidants i s'ha millorat el procés d'extracció mitjançant l'aplicació d'ultrasons de potència (520 i 790 w/l). Es varen estudiar les cinètiques d'extracció acústica, així com l'efecte que hi té la temperatura (5-25°C), i es varen comparar amb les corresponents a l'extracció convencional mitjançant agitació mecànica. L'ús d'ultrasons de potència va permetre utilitzar l'aigua com a dissolvent d'extracció i se n’obtingueren rendiments d'extracció (40-80%) de compostos antioxidants similars als proposats en la bibliografia per a processos d'extracció amb dissolvents orgànics. Els rendiments d'extracció del contingut en polifenols totals, flavonoides totals i activitat antioxidant (mètode ABTS), després de 10 minuts a 25°C i densitat acústica de 790 w/l, varen ser un 28,44 i 157% superiors, respectivament, que aquells obtinguts mitjançant extracció amb agitació mecànica. Les corbes d'extracció dels continguts de polifenols i flavonoides totals, i de l'activitat antioxidant (mètode ABTS), dels subproductes de taronja varen ser simulades adequadament mitjançant el model de Weibull i se n’obtingueren valors de l'error relatiu mitjà inferiors al 5%.

A continuació, es varen avaluar els efectes de l'aplicació de diferents tècniques de processament (congelació, liofilització i assecat convectiu) sobre la bioaccessibilitat dels compostos antioxidants durant un procés de digestió in vitro. Aquests efectes varen ser diferents segons l'estructura de la matriu alimentària. La microestructura i la composició inicial de poma i remolatxa es varen veure modificades tant per la congelació com per l'assecat. Aquestes modificacions estructurals varen donar lloc a canvis en el comportament d'aquests materials durant el procés de digestió in vitro. Es va comprovar que, en general, el processament va contribuir a la millora de la bioaccessibilitat de compostos amb propietats antioxidants presents tant en la poma com en la remolatxa (increments en la bioaccessibilitat del ~50% i ~60%, respectivament, respecte de mostres sense processar). El model de Weibull va permetre descriure la transferència de matèria que va tenir lloc durant el procés de digestió in vitro, tant la pèrdua de compostos bioactius de la matriu sòlida en poma i remolatxa (amb un error relatiu mitjà de 5.3% <i <7.1%, respectivament), i el guany de compostos antioxidants, en el suc gàstric amb un error relatiu mitjà <8.7% en remolatxa. L'aplicació de l'anàlisi d'imatge sobre microfotografies de la matriu alimentària va permetre realitzar una anàlisi quantitativa de l'efecte de l'assecat i de la digestió in vitro sobre la microestructura. El procés d'assecat va provocar un augment del nombre de cèl·lules per unitat d'àrea, mentre que el procés de digestió va donar lloc a una disminució del nombre de cèl·lules per unitat d'àrea.

En conclusió, aquest treball contribueix a validar l'ús de residus i subproductes de taronja com a font de compostos antioxidants, millorant-ne el procés d'extracció aquosa mitjançant l'aplicació d'ultrasons de potència, així com a demostrar l'efecte del processament mitjançant congelació i assecat, sobre la bioaccessibilitat dels compostos antioxidants presents en diferents matrius alimentàries, com la poma i la remolatxa.

Fitxa de la tesi doctoral

  • Títol: Revalorización de subproductos vegetales. Efecto del procesado sobre la extracción, estabilidad y bioaccesibilidad de compuestos antioxidantes
  • Autora: Maria Esperança Dalmau Estelrich           
  • Programa de doctorat: Ciència i Tecnologia Química
  • Directores: Carme Rosselló Matas i Susana Simal Florindo 

Data de publicació: 13/11/2019