Nutraoleo, aceite de oliva en polvo para proteger sus compuestos saludables

El aceite de oliva virgen extra (AOVE) se obtiene a partir de las aceitunas de mayor calidad cuando están en su estado óptimo de maduración mediante una extracción únicamente mecánica. Debido a la selección del fruto y a su cuidadoso procesado, el AOVE es el aceite de oliva de mayor calidad físico-química, sensorial y nutricional (Comisión Europea 2008). Por ello, es una de las bases de la dieta mediterránea, ya que es la grasa más saludable producida en los países del sur de Europa (Davis et al. 2015). El AOVE presenta un perfil de ácidos grasos en el que prevalecen los insaturados, en concreto, el ácido oleico. Sin embargo, sus propiedades saludables también han sido relacionadas con los micronutrientes presentes en el AOVE, como las vitaminas o los compuestos fenólicos (Martín-Peláez et al. 2013). El AOVE cuenta con compuestos fenólicos específicos de la familia de las oleáceas, el hidroxitirosol y sus derivados.

Estos compuestos, que tienen una elevada capacidad antioxidante, evitan la oxidación de las lipoproteínas de la sangre y el envejecimiento celular (Fitó, De La Torre, and Covas 2007). De esta manera, el consumo de AOVE con un elevado contenido en estos compuestos ha demostrado reducir los niveles de las lipoproteínas de baja densidad (LDL). Además, su efecto sobre el aumento de las lipoproteínas de alta densidad (HDL) también ha sido observado en diferentes estudios científicos (Hernáez, Farràs, and Fitó 2016). De hecho, este efecto ha sido reconocido por las autoridades europeas mediante el Reglamento (CE) Nº 432/2012, que permite la incorporación de la declaración nutricional anteriormente citada en AOVE que tengan una concentración mínima de 5 mg de hidroxitirosol y sus derivados en 20 g de aceite, ya que esta cantidad se define como la ingesta diaria recomendada (Comisión europea 2012). Sin embargo, el AOVE, al ser químicamente inestable, es susceptible al deterioro por oxidación sobre todo en presencia de oxígeno, luz, humedad o altas temperaturas. Además, la oxidación del AOVE supone la degradación de sus ácidos grasos y sus compuestos fenólicos y, por lo tanto, la pérdida de sus propiedades saludables (Calvo et al. 2010).

Teniendo en cuenta que el aceite de oliva es uno de los productos de la dieta mediterránea más relacionados con beneficios sobre la salud, desde el proyecto Nutraoleo se ha perseguido el desarrollo de un nuevo ingrediente con base de AOVE, en el que los compuestos saludables están protegidos de la oxidación mediante la encapsulación. El producto desarrollado en el marco del proyecto Nutraoleo ha adquirido el nombre de AOVE en polvo y ha sido fruto de la colaboración entre la empresa navarra Urzante, S.L. productora, envasadora y comercializadora de aceites vegetales, y el Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria (CNTA), experto en investigación, desarrollo e innovación en el sector agroalimentario, que trabaja de la mano de las empresas.

Selección del aceite y metodología

El primer paso para el desarrollo de este producto fue la caracterización de los AOVE de la empresa Urzante para la selección de la variedad que contaba con el mayor contenido en compuestos fenólicos. Esta caracterización se llevó a cabo en colaboración con el grupo de investigación “Antioxidantes” de la Universidad de Lleida debido a su amplia experiencia en la determinación y cuantificación de compuestos fenólicos del AOVE. La caracterización se realizó en la campaña de 2017 y 2018 para valorar la estabilidad de los AOVE de las diferentes variedades de una campaña a otra. El AOVE seleccionado fue el de la variedad arróniz, recogida dentro de la denominación de origen Navarra, ya que presentó el contenido más alto en hidroxitirosol y sus derivados (compuestos recogidos en la declaración nutricional) y, además, fue el aceite más estable entre las dos campañas (Figura 1).

Una vez seleccionado el aceite con mayor concentración en los compuestos saludables, hidroxitirosol y sus derivados, comenzó el estudio de la técnica de microencapsulación para el desarrollo del aceite en polvo. La microencapsulación es el proceso de construcción de una barrera funcional alrededor del producto o compuesto de interés, en este caso el AOVE y sus compuestos fenólicos, para evitar reacciones físicas y químicas con el objetivo de mantener sus propiedades biológicas, funcionales y físico-químicas (Bakry et al. 2016). Aunque existen diversas técnicas de microencapsulación, en el marco del proyecto Nutraoleo, para el desarrollo del aceite en polvo se ha trabajado con tres de ellas: la emulsión, la inclusión molecular y la coacervación simple, todas ellas seguidas de un secado por atomización o spray drying.

El primer aceite en polvo se desarrolló realizando una emulsión de AOVE y una solución acuosa del material de cubierta, la maltodextrina. Esta emulsión se secó en el equipo de atomización de forma que, durante el procesado, se formó una película del material de cubierta (maltodextrina) sobre la superficie del AOVE, que se encontraba pulverizado durante la atomización, de tal forma que el AOVE quedó retenido en el interior de las microcápsulas y las gotículas de agua utilizadas para la formación de la emulsión se evaporaron. De esta manera, se obtuvo el aceite en polvo con maltodextrina de la Figura 2.

La técnica de inclusión molecular se estudió mediante el uso de ciclodextrinas como material de cubierta. Estas son oligosacáridos cíclicos constituidos por unidades de moléculas de D-glucosa unidas mediante enlaces alfa 1-4, formando un anillo. El interior o cavidad de las ciclodextrinas es de carácter hidrofóbico y tiene un tamaño de entre 5 y 9 Å, dependiendo del tipo. En esta cavidad, se pueden entrapar, de forma reversible, moléculas activas siempre que tengan un tamaño adecuado. Por lo tanto, se testó la inclusión del aceite en el interior de las ciclodextrinas como técnica de encapsulación y, posteriormente, se secó mediante atomización para obtener el producto en polvo de la Figura 3.

Microencapsulación con proteína de guisante

Además, se estudió un material de cubierta proteico para aumentar el valor nutricional del producto de aceite en polvo. Se seleccionó una proteína de origen vegetal ya que presentan una serie de ventajas con respecto a las proteínas animales como ser menos alergénicas y tener buenas propiedades funcionales como la emulsificación, la solubilidad y la capacidad para la formación de películas o films, además de ser biocompatibles y biodegradables. Por otro lado, como consecuencia de una de las últimas tendencias en el sector alimentario, se prefiere el uso de materiales de cubierta de origen vegetal frente a los procedentes de animales. Entre las fuentes proteicas de materiales de recubrimiento vegetales en el sector alimentario destaca la proteína de guisante, porque además de aportar un gran valor nutricional, tiene capacidad para encapsular tanto compuestos hidrofílicos como hidrofóbicos.

La microencapsulación del AOVE con proteína de guisante como cubierta se llevó a cabo utilizando la técnica de coacervación mediante la modificación del pH. En primer lugar, la proteína de guisante fue disuelta en agua, para lo que fue necesario llevar el pH de la solución al punto en el que la solubilidad de la proteína es mayor (pH= 8). Después de añadir el AOVE, el pH de la emulsión se llevó hasta el punto isoeléctrico de la proteína (pH = 4,5) para provocar la separación de fases y así lograr que la proteína de guisante formara una película alrededor de las gotas de AOVE. Tras el proceso de coacervación se realizó el secado por atomización con el objetivo de obtener el aceite en polvo de la Figura 4.

Además del material de cubierta y de la técnica de microencapsulación, existen diversos factores que influyen sobre la efectividad del proceso y la calidad del producto microencapsulado: la relación entre el AOVE y el material de cubierta, la estabilidad de la emulsión o las condiciones de secado (temperatura de entrada, temperatura de salida o caudal de producto). Para cada uno de los productos desarrollados se estudiaron las variables mencionadas sobre el rendimiento del proceso de microencapsulación y las características del producto final, que fueron descritos sensorialmente por el equipo de expertos en microencapsulación de CNTA y el equipo de expertos en análisis sensorial de aceite de la empresa Urzante.

Mayor rendimiento con maltodextrina

El proceso de microencapsulación de AOVE con mayor rendimiento (75,7%) fue el obtenido mediante la emulsión con maltodextrina y el posterior secado por atomización. La inclusión molecular utilizando ciclodextrinas como material de cubierta y el posterior secado por atomización presentó un rendimiento a escala laboratorio de 64,5%. El proceso de microencapsulación mediante coacervación con proteína de guisante y su posterior secado por atomización, sin embargo, mostró un rendimiento significativamente menor (14,2%).

Los tres productos desarrollados presentaron una apariencia de polvo fino, sin apelmazarse. El aceite en polvo con maltodextrina (Figura 2) y aceite en polvo con ciclodextrina (Figura 3) presentaron un color blanco, mientas que el color del aceite en polvo con proteína de guisante (Figura 4) era marrón claro. Tanto el aceite en polvo con maltodextrina como con ciclodextrina, aunque con una intensidad baja, mostraron un aroma a aceite. El aroma del aceite en polvo con proteína de guisante, sin embargo, no recordó al aceite si no al material de cubierta utilizado.
Por lo tanto, teniendo en cuenta los aceites caracterizados, el rendimiento del proceso de microencapsulación y las características del producto final, se concluye que el aceite de oliva virgen extra de la variedad arróniz con maltodextrina desarrollado mediante emulsión y posterior secado por atomización es el más viable desde el punto de vista industrial.

El conocimiento desarrollado en el contexto del proyecto Nutraoleo permite el desarrollo de un nuevo producto de aceite de oliva en polvo. Este nuevo producto, por un lado, aumentaría el valor de los aceites producidos en Navarra y, por otro, mejoraría la competitividad de la empresa Urzante a través de la diferenciación con productos novedosos de origen navarro.

Referencias

Bakry, Amr M, Shabbar Abbas, Barkat Ali, Hamid Majeed, Mohamed Y Abouelwafa, Ahmed Mousa, and Li Liang. 2016. “Microencapsulation of Oils : A Comprehensive Review of Benefits , Techniques , and Applications.” Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 15: 143–82. doi:10.1111/1541-4337.12179.
Calvo, Patricia, Teresa Hernández, Mercedes Lozano, and David González-Gómez. 2010. “Microencapsulation of Extra-Virgin Olive Oil by Spray-Drying: Influence of Wall Material and Olive Quality.” European Journal of Lipid Science and Technology 112 (8): 852–58. doi:10.1002/ejlt.201000059.
Comisión europea. 2008. Reglamento (CEE) No 2568/91 de La Comisión de 11 de Julio de 1991 Relativo Alas Características de Los Aceites de Oliva Y de Los Aceites de Orujo de Oliva Y Sobre Sus Métodos de Análisis. Vol. 69.
Comisión europea. 2012. Reglamento (UE) N° 432/2012 de La Comisión de 16 de Mayo de 2012 Por El Que Se Establece Una Lista de Declaraciones Autorizadas de Propiedades Saludables de Los Alimentos Distintas de Las Relativas a La Reducción Del Riesgo de Enfermedad Y Al Desarrollo Y. Diario Oficial de La Unión Europea.
Davis, Courtney, Janet Bryan, Jonathan Hodgson, and Karen Murphy. 2015. “Definition of the Mediterranean Diet: A Literature Review.” Nutrients 7 (11): 9139–53. doi:10.3390/nu7115459.
Fitó, Montserrat, Rafael De La Torre, and María-Isabel Covas. 2007. “Review Olive Oil and Oxidative Stress.” Molecular Nutrition and Food Research 51: 1215–24. doi:10.1002/mnfr.200600308.
Hernáez, Alvaro, Marta Farràs, and Montserrat Fitó. 2016. “Olive Oil Phenolic Compounds and High-Density Lipoprotein Function.” Current Opinion in Lipidology 27 (1): 47–53. doi:10.1097/MOL.0000000000000261.
Martín-Peláez, Sandra, María Isabel Covas, Montserrat Fitó, Anita Kušar, and Igor Pravst. 2013. “Health Effects of Olive