Desde Europa se está apostando por diversas estrategias y políticas científicas que fomentan la investigación dirigida al desarrollo de alimentos saludables, implementando políticas de economía circular a través de la búsqueda de fuentes alternativas de ingredientes con interés comercial. De entre las posibles fuentes, los subproductos agrícolas son especialmente interesantes, ya que constituyen fuentes excelentes de fibra alimentaria. Entre ellos los cítricos, el caqui y la sandía, ¿quieres saber más?
Ante la necesidad de aumentar la producción alimentaria de un modo sostenible, aumentar la calidad nutricional y funcional de los alimentos producidos y satisfacer las necesidades de los consumidores, que reclaman productos más naturales y que impacten de manera positiva en su salud, desde Europa se está apostando por diversas estrategias y políticas científicas que fomentan la investigación dirigida al desarrollo de alimentos saludables, implementando políticas de economía circular a través de la búsqueda de fuentes alternativas de ingredientes con interés comercial.
Los subproductos agrícolas, fuentes alternativas para la búsqueda de ingredientes alimentarios
De entre las posibles fuentes alternativas para la búsqueda de ingredientes alimentarios, los subproductos agrícolas son especialmente interesantes, dada la importante cantidad que se genera anualmente y el hecho de que constituyen fuentes excelentes de fibra alimentaria. Uno de los problemas que presenta su valorización para su implantación industrial, suele derivar de su estacionalidad, con lo que una potencial estrategia es diseñar procesos de bio-refinería que puedan aplicarse a residuos obtenidos en distintos períodos del año.
Valorización integral de cítricos, sandía y caqui para la obtención de pectinas y productos extruidos tipo “topping”
En este marco estamos trabajando en el proyecto VALUÓS (Valorización integral y continua de residuos agrícolas de la Comunidad Valenciana para la obtención de ingredientes alimentarios funcionales) en el que estamos realizando una valorización integral de residuos agrícolas generados a lo largo del año para la obtención de ingredientes de valor añadido. Específicamente, estamos desarrollando una estrategia de valorización integral que cubra la mayor parte del calendario anual, centrándonos en tres grandes grupos de cultivos: cítricos, sandía y caqui y sus respectivos subproductos. En concreto, la estrategia está basada en una valorización en cascada obteniendo:
- Extractos ricos en pectina: En primer lugar, extractos ricos en pectina con distintas funcionalidades que sean de utilidad en la industria alimentaria
- Productos extruidos (“toppings” expandidos): mediante el procesado por extrusión del subproducto rico en fibras restante, desarrollando productos tipo “toppings” expandidos.
El poder gelificante de las pectinas de subproductos agrícolas: Aplicaciones en la industria alimentaria y farmacéutica
La pectina es un polisacárido complejo con propiedades emulsionantes, gelificantes y texturizantes. La gran demanda existente de pectina y la diversidad de propiedades fisicoquímicas y funcionales asociadas a su estructura molecular, motiva la búsqueda y el estudio de otras fuentes.
Las pectinas se ubican en la pared celular de la mayoría de las plantas terrestres, por lo que existe una gran disponibilidad de estas, sin embargo, a nivel comercial únicamente se obtienen a partir de orujo de la manzana y la cáscara de cítricos por su alto rendimiento de extracción.
La sandía y el caqui, fuentes altamente interesantes de pectinas
Sin embargo, tanto la sandía como el caqui son fuentes altamente interesantes de pectinas con contenidos estimados de 13-35% para sandía y 4-12% para caqui. Por tanto, estos subproductos son una fuente potencialmente muy rentable de pectina, además de ser una opción sostenible y con alto valor añadido, fomentando la economía circular.
Además, las propiedades funcionales y tecnológicas de las mismas pueden ajustarse en función de las condiciones de extracción. En este sentido, vale la pena destacar la importancia de la adecuada caracterización estructural y funcional de las mismas con el fin de diseñar los procesos de extracción en función de la aplicación final deseada.
La estructura y composición de las pectinas es muy heterogénea y difícil de determinar, y depende de la fuente de extracción, método de extracción, consecuentemente afectando a sus propiedades funcionales y tecnológicas.
De hecho, propiedades como su capacidad emulsionante y estabilizante dependen no sólo de la fuente de obtención, que determinará, por ejemplo, la composición en monosacáridos de la pectina, sino en gran medida, de las condiciones de extracción, que afectarán a su vez al peso molecular, contenido residual en proteínas y estructura de la pectina.
A día de hoy, las pectinas comerciales únicamente se producen usando residuos de cítricos u orujos de manzana y mediante el uso de procesos dirigidos a la obtención de ingredientes altamente purificados. En el proyecto VALUÓS estamos trabajando en dos innovaciones en esta área:
- Proceso simple y sostenible para la obtención de pectinas: En primer lugar, en el propio proceso, con el fin de simplificarlo para hacerlo más sostenible y obtener pectinas con funcionalidades adicionales. Con los procesos desarrollados de extracción y, por experiencia previa en los mismos, se espera aumentar la capacidad emulsionante de las pectinas obtenidas un mínimo del 50% con respecto a las comerciales.
- Subproductos de caqui y sandia para la obtención de pectinas: Estamos utilizando dos fuentes novedosas y alternativas de residuos agrícolas (caqui y sandía), altamente relevantes y con volúmenes de producción elevados, para la obtención de pectinas. La distinta estructura de estas nuevas fuentes de pectina, además, pueden suponer ampliar sus posibilidades de uso, para aplicaciones en las que a día de hoy se utilizan otros ingredientes alimentarios.
Como se ha comentado anteriormente, los estabilizantes / texturizantes utilizados actualmente en postres (almidones, gomas y carragenatos) son productos caros cuya obtención, en algunos casos, nos lleva a la sobreexplotación de recursos naturales.
Aplicación en productos lácteos: Pectinas obtenidas mediante valorización de subproductos
En este proyecto estamos estudiando la posibilidad de sustituir, en la formulación de postres lácteos algunos de los ingredientes estabilizantes /texturizantes anteriores por pectinas obtenidas mediante valorización de subproductos, teniendo también como objetivo final que esta sustitución no afecte a las propiedades organolépticas ni físico-químicas del producto de partida.
La utilización de las pectinas obtenidas por valorización de subproductos nos ofrece varias ventajas:
- Disminuye los costes del producto final, permitiendo un mayor acceso al consumidor.
- Permite el aprovechamiento de un residuo agrícola convirtiéndolo en materia prima.
- Posibilita el desarrollo de postres novedosos que incluyan esta pectina y así poder aprovechar las funcionalidades adicionales que presentan.
- Permite la reducción del contenido en azúcares por la sustitución parcial con las pectinas.
Toppings ricos en fibra para postres a partir de fibras de subproductos de cítricos, caqui y sandia
Otra de las líneas en las que trabajamos en el proyecto, va encaminada a utilizar la fracción rica en fibra restante tras la extracción de pectina de los distintos subproductos, para desarrollar productos extruidos (tipo snacks o toppings) con alto contenido en fibra y posiblemente conteniendo también moléculas antioxidantes interesantes desde el punto de vista nutricional.
Para la obtención de ingredientes y moléculas con funcionalidades trabajamos con procesos de extracción sostenibles.
En línea con la sostenibilidad, otra tendencia actual va encaminada a la simplificación de los procesos extractivos. Cada vez existen mayores evidencias relacionadas con los beneficios nutricionales de fibras menos purificadas. Por tanto, a pesar de que, de modo tradicional, los procesos industriales se han diseñado para la obtención de moléculas e ingredientes altamente purificados, el diseño de procesos más sencillos conlleva una serie de ventajas sin duda muy atractivas no sólo a nivel de implementación industrial (simplificación de procedimientos, ventajas a nivel económico de procesos, mayores rendimientos de las sustancias obtenidas), sino también a nivel nutricional.
En este sentido, se ha observado en distintos tipos de biomasa, como por ejemplo en biomasa marina, que la simplificación de los procesos da lugar a ingredientes con propiedades tecnológicas igualmente interesantes, pero además con beneficios funcionales claros, relacionados con la no eliminación de moléculas bioactivas durante los procesos de extracción simplificados.
En el proyecto Valuós estamos obteniendo, a través de procesos de extrusión, productos ricos en fibra a partir de subproductos agrícolas.
La extrusión es una técnica de procesamiento de alimentos a alta temperatura y tiempo corto (HTST) que produce varios cambios en la forma, estructura y composición del ingrediente/producto. Permite gelatinizar el almidón, desnaturaliza la proteína y forma complejos entre lípidos, almidón y proteínas que conducen a los cambios en la microestructura, las características químicas y la forma macroscópica del producto.
Se trata de una tecnología muy versátil que admite ingredientes procedentes de subproductos de la industria agroalimentaria y, al ser un proceso de alta temperatura a corto plazo, garantiza la seguridad del producto sin alterar significativamente el valor nutricional,
La incorporación de fibras en productos extrusionados: oportunidad para el aprovechamiento de subproductos
De los estudios en los que se incorpora fibra en productos extruidos cabe destacar que, por regla general, la extrusión mejora la proporción de fibra soluble. Además, la combinación de la fibra con agentes texturizantes, como almidones, carbonato cálcico y otros ingredientes además de la actuación sobre condiciones de proceso, mejoran la distribución de las burbujas de vapor en el interior del producto, aumentando la nucleación y su homogeneidad.
Esto hace que la incorporación de fibras, en productos extrusionados, se presente como una oportunidad para el aprovechamiento de subproductos y la obtención de productos expandidos que puedan ser empleados como “topping” en postres lácteos por su aporte nutricional.
IATA-CSIC, AINIA y Productos lácteos Romar, alineados en la valorización de subproductos agrícolas
Todo ello lo estamos desarrollando en el marco del formado por un consorcio que cubre toda la cadena de valor, el IATA-CSIC, AINIA y Productos lácteos Romar. Para completar la cadena de valor, también contamos con la colaboración de ANECOOP, quien nos proporciona los subproductos. Proyecto financiado por la AVI (Agencia Valenciana de Innovación).
Por su parte el IATA está trabajando en la obtención de pectinas a partir de distintos subproductos agrícolas tales como el caqui, la sandía y cítricos a escala de laboratorio, su caracterización y la implementación de procesos para la mejora de su funcionalidad.
Desde AINIA nos hemos centrado en la evaluación de las propiedades tecnológicas de las pectinas procedentes del caqui obtenidas a escala de laboratorio por el IATA para la elaboración de golosinas. Los primeros resultados indican unas buenas propiedades de gelificación de las pectinas de caqui, además de dar lugar a un producto que tiene una apariencia más natural y que favorece dosis de inclusión menores a las de otras pectinas comerciales.
Postres lácteos Romar está trabajando en la evaluación de nuevas formulaciones empleando las pectinas obtenidas a partir de los procesos desarrollados por IATA en productos tales como natillas y cremas.
Además, en AINIA, hemos empezado a trabajar en el aprovechamiento de fracciones ricas en fibra resultantes de los procesos extractivos de caqui y de sandía en fórmulas para obtener nuevos ingredientes extruidos expandidos de incorporación en postres. Importantes avances en la obtención de compuestos de interés para la industria alimentaria a partir de los subproductos que genera la misma.
