1

Dra. Carme Garau Taberner

Dr. Antoni Femenia Marroig

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios

para la extracción de antioxidantes naturales y fibra

dietética como ingredientes funcionales

VI Foro de Colaboración Pública Privada sobre “Subproductos

Agroalimentarios: del Residuo al Coproducto”

Madrid, 7 de mayo de 2013

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Equipo investigador

Dra. Carme Garau Taberner Dr. Antoni Femenia Marroig

Dr. Miguel Angel Frau Caldentey

Joan March Mascaró

Simón Adrover Obrador

Dra. Carmen Rosselló Matas

Reyes González-Centeno

África Castell Palou

Rafael Minjares Fuentes

Maria Daniela Juarez

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

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

CSIRO – Food and Nutritional Sciences,

Werribee, Victoria,

Australia

Departamento de Ciencia de los Alimentos.

Universidad de Bolonia.

Italia

Institut des Sciences de la Vigne

et du Vin – ISVV. Université Victor

Segalen Bordeaux

Francia

Departamento de Ingeniería Bioquímica

Instituto Tecnológico de Durango

México

Guelph Food Reserach Centre

University of Guelph

Canada

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Líneas de investigación

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

→ 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

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

Proyectos financiados

RTA2009-00119-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: 145.608 euros

Plazo: 2009-2012 (prorrogado)

Grupo de Investigación Competitivo en Ingeniería de Alimentos:

Categoría: Excelencia

Importe: 48.000 euros

DPI2012-37466-C03-02. Aplicación de los ultrasonidos de potencia en la intensificación de procesos

de secado a baja temperatura. Materia prima y eficacia del proceso.

Importe: 95.000 euros

Plazo: 2013-2016

Project AGL2012-34627. Obtención de ingredientes funcionales a partir de Aloe Vera y subproductos

agroalimentarios. Aplicación de ultrasonidos de potencia.

Importe: 70.000 euros

Plazo: 2013-2016

Grupos competitivos reconocidos

Alimentos funcionales:

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

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Antioxidantes Prevención de cáncer

Enfermedades cardiovasculares

Disfunciones gastrointestinales

Problemas neurodegenerativos […]

Fibra dietética

Prevención de cáncer

Regulación del sistema digestivo

Disminución del riesgo cardiovascular

Control de diabetes

Control de peso corporal […]

Compuestos bioactivos con propiedades beneficiosas

6

Residuos

vitivinícolas

Fibra dietética

y

antioxidantes

Ingredientes

Funcionales

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

Obtención de compuestos bioactivos a partir de subproductos agroalimentarios

7

Residuos

vitivinícolas

Fibra dietética

y

antioxidantes

Ingredientes

Funcionales

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

Obtención de compuestos bioactivos a partir de subproductos agroalimentarios

Hollejo fermentado Raspón Hollejo fresco

Fibra Alimentaria

Comp. Química Propiedades

Funcionales Fibra dietética

Hemicelulosas

Swelling (SW)

Water Retention

Capacity (WRC)

Fat Adsorption

Capacity (FAC)

Fenólicos totales

ABTS

CUPRAC

Perfil polifenólico

Taninos totales

Capacidad

antioxidante

Antocianos totales

Perfil taninos (HPLC)

FRAP

ORAC

Perfil antocianos (HPLC)

Grado de polimerización

Flavonoles totales

Antioxidantes

RANCIMAT

DPPH

Pectinas

% DME

Xiloglucanos

Peso molecular

Mananos

Xilanos

8

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

Fuentes equilibradas de fibra (soluble/insoluble)

La composición de sus paredes celulares difiere de uno a otro

Las pectinas, compuesto con mayor bioactividad, representan > 40%

Las propiedades funcionales variaron en función de la variedad y la tipología de

subproducto

FIBRA ALIMENTARIA ANTIOXIDANTES

Hollejo > Pectinas Raspón > Celulosa

GRAN POTENCIAL de los subproductos de vinificación para obtener concentrados de

fibra y antioxidantes a utilizar como ingredientes funcionales

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

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Proceso de

Extracción

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

Extracción de compuestos bioactivos asistida mediante Ultrasonidos de Potencia

Hollejo

Raspón

Fibra dietética

Antioxidantes

Temperatura (ºC) Tiempo (min) Potencia de ultrasonidos (W) Frecuencia (Hz)

10

(b) Citric acid 35 °C, 60 min & US (0.05 W mL-1)

Scanning electron micrographs of grape pomace

(a) Citric acid 35 °C, 60 min (pectins)

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y

fibra dietética como ingredientes funcionales

(c) KOH 2M, 20 °C, 20 min (hemicelluloses)

(d) KOH 2M, 20 °C, 20 min & US (0.05 W mL-1)

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Optimización de procesos de obtención de fibra alimentaria y compuestos antioxidantes a partir

de subproductos derivados de la industria vitivinícola

Respuestas

Variables de proceso

T (ºC) t (min) pH

Rendimiento 75 60 2.0

Peso

molecular 40.2 51.7 1.0

DME 70 20 1.0

Extracción de PECTINAS

Condiciones experimentales óptimas

Respuestas

Variables de proceso

F (kHz) P (W) t

(min

Polifenoles

totales 40 150 25

Flavanoles 40 150 25

TAC 40 150 25

Extracción de polifenoles y antioxidantes

Condiciones experimentales óptimas

La aplicación de US favorece la extracción de compuestos bioactivos para sus condiciones experimentales óptimas

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Optimización de procesos de obtención de fibra alimentaria y compuestos antioxidantes a partir

de subproductos derivados de la industria vitivinícola

Conservación entre 0 y 8 ºC Cristalización de los TAGs

Grado de Cristalización

a los 4 meses (4 – 6 ºC)

Con US

potencia

Sin US potencia

Muestras conservadas en frío

(4 – 6 ºC) a los 12 meses

Con US

potencia

Sin US

potencia

Proceso de cristalización

(Jansen et al, 2008)

Patente (nº P25827ES00) Procedimiento para evitar la cristalización total o parcial

del aceite de oliva durante su conservación a baja temperatura (fecha de prioridad 25/05/2011)

Aplicación de US de potencia en la

conservación del aceite

UNIVALUE Presentación Congreso Expooliva

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Dra. Carme Garau Taberner

Dr. Antoni Femenia Marroig

Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios

para la extracción de antioxidantes naturales y fibra

dietética como ingredientes funcionales

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Agroalimentarios: del Residuo al Coproducto”

Madrid, 7 de mayo de 2013