La industria agroalimentaria es uno de los principales pilares de la economía española sin embargo, ésta genera cada año miles de toneladas de residuos que se destinan, fundamentalmente, a la alimentación animal o a la producción de biogás, una estrategia de gestión costosa y de bajo valor añadido. La mayoría de los subproductos de origen vegetal poseen una estimable concentración de componentes de alto valor nutritivo y farmacológico cuya recuperación concuerda con los objetivos generales del Plan Nacional Integral de Residuos de España y las actuales tendencias hacia una producción más sostenible.

En el proyecto coordinado RTA2015-00069, en el que participan la Universidad de las Islas Baleares y el SERIDA junto con otros cinco organismos de investigación, se aborda una estrategia global de revalorización de subproductos de seis tipos de industria agroalimentaria (champiñón, pimiento, alcachofa, naranja, kiwi y manzana). La primera etapa de dicha estrategia consiste en optimizar las condiciones de secado y la extracción de los compuestos bioactivos y su evaluación como aditivos alimentarios.

En concreto, la alcachofa
Es una planta de origen mediterráneo cuya parte comestible, es decir, el corazón y una pequeña porción de tallo cercana a él, es muy apreciada por sus cualidades organolépticas. El procesado industrial de esta planta produce una cantidad de residuos de hasta el 80-85% de la materia prima de partida, constituidos por tallos y las hojas que recubren el corazón, conocidas como brácteas. Estas partes desechadas son una fuente magnífica de fibra alimentaria, inulina y polifenoles, en particular, derivados del ácido cafeico (clorogénico y distintos derivados di-sustituidos del ácido quínico, como la cinarina), flavonas, etc. cuyas propiedades beneficiosas para la salud son ampliamente conocidas.

Por su parte, el champiñón
Es un hongo comestible muy apreciado por su sabor y textura y reconocido por sus propiedades nutritivas y como fuente de compuestos bioactivos, en particular carbohidratos y fibra dietética, vitaminas y polifenoles. Es un producto muy delicado, con una corta vida útil (1-3 días) debido a su elevada humedad y actividad enzimática.

En este artículo se exponen los resultados obtenidos en la caracterización fenólica y capacidad antioxidante de subproductos de alcachofa y champiñón.

Materiales y métodos
Se compara el efecto de dos sistemas de secado sobre la composición fenólica y antioxidante de diferentes partes de la alcachofa (corazones, tallos y brácteas) y champiñón (pie y sombrilla): liofilización y secado con aire por convección (60 ºC, 2 m/s).

Los materiales, molidos y tamizados a un tamaño de partícula de 0,5mm se extraen con metanol en agitación (500 rpm) y protegidos de la luz durante 24 horas. En el sobrenadante convenientemente filtrado (filtros de PVDF de 0,45µm) se realizan los análisis correspondientes: polifenoles totales (método de Folin), capacidad antioxidante (reacción del radical DPPH) y los perfiles fenólicos por HPLC.

Resultados
Polifenoles totales y capacidad antioxidante
El método de secado de las muestras influyó de forma significativa (α = 0,05) sobre la concentración de polifenoles totales (PT, g ácido gálico/Kg muestra) y la capacidad antioxidante (CA, g ácido ascórbico/Kg muestra), independientemente de la matriz. Las muestras secadas por liofilización presentaron mayores niveles en ambos parámetros que aquellas secadas por convección. Este efecto del método de secado es más acusado en el caso de las bráqueas y corazones de alcachofa, tal y como se muestra en las Figura 1B.

Figura 1. Efecto del sistema de secado sobre los polifenoles totales (PT, g gálico/Kg) y la capacidad antioxidante (CA, g ascórbico/Kg). 1A: Champiñón; 1B: Alcachofa.

Perfiles fenólicos: Champiñón
El perfil fenólico del champiñón está integrado principalmente por dos ácidos benzoicos, con máximos de absorción a 256 nm (AB-1, AB-2); dos ácidos hidroxicinámicos con máximos de absorción a 320 nm (HC-1, HC-2), y por último, dos compuestos con máximos de absorción a 278 nm y espectros similares a los de los flavanoles (F-1 y F-2).

Los niveles encontrados de estos compuestos son del orden del mg/Kg. El flavanol designado como F-1 fue el componente mayoritario en todas las muestras (rangos de concentración entre 650 y 2385 mg/Kg), no observándose diferencias significativas relacionadas con el método de secado. En general, la sombrilla presenta mayores niveles de polifenoles que el tallo

Perfiles fenólicos: Alcachofa
La composición fenólica de la alcachofa está representada 9 ácidos hidroxicinámicos, de los cuales el clorogénico y dos derivados di-sustituidos del ácido quínico (ácidos 3,5-dicafeoilquínico y 1,5-dicafeoilquínico) son los mayoritarios, y representan entre el 72 y el 92% de la composición fenólica analizada. En la Figura 2 se muestran sus contenidos promedio en las diferentes partes de la alcachofa.

Figura 2. Ácidos hidroxicinámicos mayoritarios en distintas partes de la alcachofa.

El resto de los ácidos encontrados (HC1-HC6), con concentraciones máximas de 1,8 g/Kg, representan en su conjunto entre el 8 y 28% de la composición fenólica de la alcachofa.

En concordancia con lo observado en las medidas globales (PT y CA), los extractos obtenidos a partir de muestras liofilizadas presentaron concentraciones significativamente superiores que las secadas con aire en todos los compuestos. En este sentido, el efecto del secado con respecto a la liofilización sobre los contenidos de los ácidos mayoritarios en los tallos se traduce en pérdidas del 18% para el ácido clorogénico, y del 32-36% para los dos derivados di-sustituidos del ácido quínico.

Se confirma así la presencia de concentraciones importantes de compuestos de alto valor y la necesidad de establecer una estrategia de secado y extracción de estos compuestos eficiente y económicamente viable para la industria, que permita incrementar el beneficio de sus procesos de elaboración y sumarse al concepto de economía circular.

Bibliografía

Pandino, G., Lombardo, S. & Mauromicale, G. (2013). Globe artichoke leaves and floral stems as a source of bioactive compounds. Industrial Crops and Products 44, 44-49.

Reis, F.S., Martins, A., Barros, L. & Ferreira, I.C.F.R. (2012). Antioxidant properties and phenolic profile of the most widely appreciated cultivated mushrooms: A comparative study between in vivo and in vitro samples. Food and Chemical Toxicology 50, 1201-1207.

Agradecimientos

Este Proyecto ha sido financiado por el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA RTA2015-00060-CO4-03) y cofinanciado por fondos FEDER.