Mejora de la conservación de productos cárnicos mediante ingredientes bioactivos obtenidos a partir de orujo de uva

La industria vitivinícola genera grandes cantidades de subproductos, principalmente los orujos, compuestos por semillas, hollejos, raspones y restos de pulpa. Estos se originan tras el prensado de las uvas para extraer el mosto en los vinos blancos y tras el proceso de fermentación-maceración en los tintos. Su gestión implica altos costes económicos y un notable impacto ambiental.

No obstante, estos subproductos son ricos en compuestos bioactivos con propiedades antimicrobianas y antioxidantes (Delgado-Adámez y col., 2012), y presentan un alto contenido en fibra soluble, lo que los convierte en una alternativa sostenible a los aditivos sintéticos (García-Lomillo y González-SanJosé, 2017), algunos vinculados a efectos toxicológicos.

Los compuestos fenólicos del orujo de uva inhiben la oxidación de lípidos y proteínas, prolongando la vida útil de los alimentos (García-Lomillo y González-SanJosé, 2017).

Sin embargo, el elevado contenido de agua presente en el orujo fresco limita su estabilidad química y microbiológica, por lo que es necesario estabilizarlo para evitar degradaciones que podrían comprometer sus usos y aplicaciones (García-Lomillo y González-SanJosé, 2017).

La valorización de estos subproductos mediante tecnologías no térmicas, como las altas presiones hidrostáticas, ha emergido como una alternativa sostenible para conservar sus propiedades evitando el uso de disolventes, contribuyendo así al desarrollo de ingredientes funcionales y sostenibles (Ramírez y cols., 2023; D’Arrigo y cols., 2024a).

El proceso de valorización del orujo, tanto de uva blanca (var. Cayetana) como de uva tinta (var. Tempranillo), se diseñó para conservar al máximo los compuestos fenólicos, reducir la actividad de la enzima polifenoloxidasa (responsable de la reducción de los compuestos fenólicos durante el almacenamiento) y disminuir la carga microbiana del orujo.

Para lograrlo, en CICYTEX se optimizó una combinación de tratamientos que incluyeron un escaldado inicial, seguido de una molienda, envasado al vacío y procesado mediante altas presiones hidrostáticas (600 MPa/5 min), con la finalidad de estabilizar microbiológica y enzimáticamente el orujo. El proceso desarrollado elimina la necesidad de disolventes, haciendo el proceso sostenible y sin generación de residuos.

El escaldado inicial, un tratamiento térmico suave, permitió inactivar la polifenoloxidasa, previniendo la pérdida de polifenoles, cuya actividad depende del tipo de orujo. Esto fue clave para preservar los compuestos bioactivos y garantizar un ingrediente funcional de gran bioactividad. La molienda, por su parte, logró una textura fina adecuada para su incorporación en productos cárnicos. Seguidamente, tras el escaldado y molienda, los orujos fueron envasados al vacío y se les aplicó un tratamiento de altas presiones que permitió limitar el crecimiento microbiano y, además, conservar los compuestos fenólicos del orujo.

Los ingredientes obtenidos presentaron un pH ácido (cercano a 4) y baja humedad, características que aseguran una vida útil prolongada al limitar la proliferación microbiana. Además, en general, destacaron por su elevado contenido en fibra, bajo contenido graso (5-6%) y la presencia de ácidos grasos poliinsaturados de alto valor nutricional. Ambos orujos han mostrado elevados niveles de compuestos fenólicos y antioxidantes, lo que los hace ideales como aditivos naturales para productos cárnicos (Martín-Mateos y cols., 2023; D’Arrigo y cols., 2024b).

Cabe señalar, que el orujo de uva blanca presentó mayores niveles de compuestos bioactivos que el de uva tinta. La mayoría de estudios en el orujo se centran en los de uva tinta, y, por tanto, el potencial del orujo de uva blanca se ha subestimado y podría tener gran interés, puesto que los valores de uno respecto al otro a veces son el doble en orujo de uva blanca que en el de uva tinta (Ramírez y cols., 2023, Martín-Mateos y cols., 2023).

Por tanto, el proceso de valorización de los orujos permitió obtener ingredientes bioactivos con alto contenido de compuestos fenólicos, actividad antioxidante y una vida útil prolongada de hasta un año en refrigeración, contribuyendo a su aplicación en alimentos funcionales y sostenibles (Tabla 1).

El efecto de los ingredientes desarrollados se evaluó en distintos sistemas modelo para analizar su aplicación en diferentes matrices cárnicas: en productos cárnicos frescos (hamburguesas), cocidos (salchichas tipo Frankfurt) y curados (salchichones), y fue diferente en función del orujo utilizado (blanco o tinto) y el producto evaluado. La dosis de orujo no superó el 3% para evitar rechazo a nivel sensorial.

- Incorporación de orujo de uva blanca y orujo de uva tinta en productos cárnicos frescos.

Los estudios desarrollados buscan evaluar el efecto de la incorporación del ingrediente valorizado de orujo, tanto de uva tinta como de uva blanca, como alternativa a aditivos sintéticos, como el metabisulfito en hamburguesas. Los sulfitos se utilizan comúnmente como conservante en hamburguesas, y no sólo prolongan la vida útil de los productos cárnicos frescos, sino que también mejoran el color rojo intenso de la carne picada, atributo clave para los consumidores al asociarlo con frescura. Sin embargo, su consumo se ha relacionado con ciertos problemas de salud, como reacciones respiratorias y alérgicas (Bellés y cols., 2018), lo que impulsa la búsqueda de alternativas naturales.

En hamburguesas de cerdo, la incorporación del ingrediente de orujo presentó efectos positivos en la reducción de la oxidación lipídica y proteica durante la elaboración y el almacenamiento refrigerado, superando la efectividad de los sulfitos en este aspecto (Sánchez-Ordoñez y cols., enviado; Martín-Mateos y cols., 2023). No obstante, el color rojo intenso característico de las hamburguesas tratadas con metabisulfito no se logró replicar con el orujo, lo que podría afectar la aceptación del consumidor.

En cuanto al efecto antimicrobiano, los orujos mostraron una acción leve, siendo más pronunciada en el caso del orujo de uva tinta. Por otro lado, la molienda fina del ingrediente mejoró significativamente su integración en los productos cárnicos y resultó clave para incrementar significativamente su aceptación sensorial en las hamburguesas.

- Incorporación de orujo de uva blanca y orujo de uva tinta en productos cárnicos cocidos.

En productos cárnicos cocidos, como las salchichas tipo Frankfurt, los nitritos son un aditivo comúnmente utilizado debido a su capacidad para proporcionar el característico color rosado, así como por sus efectos antioxidantes y antimicrobianos (Mac Donald y cols., 1980). Sin embargo, su reducción o eliminación es un objetivo prioritario en la industria alimentaria debido a su asociación con posibles efectos cancerígenos en los consumidores (Pegg y Shahidi, 2000).

La incorporación de ingredientes derivados de orujo de uva, tanto tinta como blanca, en las salchichas tipo Frankfurt mostró un efecto antioxidante significativo, reduciendo los niveles de oxidación lipídica y proteica durante su elaboración. Curiosamente, aunque el orujo de uva blanca presentó mayores niveles iniciales de compuestos fenólicos y actividad antioxidante, tanto el orujo blanco como el tinto resultaron igual de eficaces en la disminución de las reacciones oxidativas en estos productos (Martín-Mateos y cols., 2025).

No obstante, las formulaciones que excluyeron nitritos presentaron un color grisáceo y una textura menos firme, características que no alcanzaron los estándares habituales de los consumidores. Por otro lado, aunque los nitritos en salchichas comerciales lograron bajos niveles de oxidación lipídica, se observaron los niveles más altos de oxidación proteica.

Como solución intermedia, se planteó la opción de una reducción parcial del 50% de los niveles de nitritos en combinación con el ingrediente bioactivo, lo que permitiría preservar parcialmente las propiedades sensoriales deseadas al tiempo que se reduce la exposición a este aditivo. Este enfoque no solo no planteó problemas microbiológicos, sino que, en algunos casos, la inclusión de orujo redujo significativamente los recuentos microbianos en comparación con las salchichas elaboradas con el 100% de nitritos. Además, las salchichas con niveles reducidos de nitritos y la adición de orujo presentaron efectos muy positivos al frenar la oxidación proteica, mejorando su estabilidad antioxidante.

- Incorporación de orujo de uva blanca y orujo de uva tinta en productos cárnicos curados.

La utilización de las sales nitrificantes también es una práctica común en la elaboración de los productos cárnicos curados con el objetivo principal de proporcionar el característico color rojo oscuro del curado mediante la formación de nitrosilmioglobina. Además, los nitritos desempeñan un papel clave en la conservación del producto gracias a su efecto antioxidante y antimicrobiano, inhibiendo la proliferación de microorganismos patógenos y contribuyendo al desarrollo de compuestos aromáticos asociados al proceso de curado.

Al igual que en los anteriores productos cárnicos elaborados, el ingrediente desarrollado a partir de orujo de uva demostró un significativo efecto antioxidante en el salchichón. Además, el orujo mostró un leve efecto antimicrobiano y favoreció la reducción del pH durante la fermentación, lo que sugiere que podría desempeñar un papel en el control de este proceso. Sin embargo, no logró replicar el color típico del curado (Carrapiso y cols., 2024; D’Arrigo y cols., 2024).

Con el fin de reducir la cantidad de nitritos sin comprometer la seguridad ni la estabilidad del producto, se planteó igual que en el caso de las salchichas, su disminución parcial (50%) junto con la incorporación del ingrediente de orujo de uva.

En los salchichones con reducción de nitritos, la adición de orujo de uva tinta en bajas dosis permitió obtener recuentos microbianos similares a los productos elaborados con el 100% de nitritos. Por otro lado, el orujo de uva blanca, también en bajas dosis, ayudó a mantener la actividad antioxidante y a prevenir la oxidación lipídica sin alterar el color del producto. Por el contrario, la inclusión de orujo de uva tinta sí modificó ligeramente el color del salchichón, lo que podría reducir su aceptación sensorial, en tal caso, sería conveniente reducir la cantidad de ingrediente o incorporar nitritos a la mitad de la dosis usualmente incorporada.

El proceso de valorización del orujo llevado a cabo ha permitido desarrollar un ingrediente bioactivo, logrando su aprovechamiento integral sin la necesidad de utilizar disolventes. Este avance supone una estrategia innovadora para mejorar la calidad y seguridad de los productos cárnicos, haciéndolos más saludables mediante la incorporación de fibra y compuestos antioxidantes, antimicrobianos y potencialmente anticancerígenos. Además, el uso de este ingrediente permite reducir la cantidad de aditivos, como los nitritos y los sulfitos, cuya presencia en los alimentos genera preocupación entre los consumidores debido a sus posibles efectos negativos sobre la salud.

Los resultados mostrados se han obtenido gracias al proyecto ‘Valorización de los subproductos de la industria enológica mediante tecnologías alternativas a las convencionales para mejorar la conservación de los productos cárnicos’ (IB20073), financiado por la Junta de Extremadura y Fondos FEDER.

M. Jesús Martín-Mateos, Esperanza Valdés-Sánchez, Juan Ramón Maroto, María Díaz-Ponce, Miriam Sánchez-Ordóñez, Ana I. Carrapiso, M. Jesús Petrón, Jonathan Delgado, M. Rosario Ramírez. Investigadores de CICYTEX (Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura) y de UEX (Universidad de Extremadura, Escuela Ing. Agrarias/Centro Universitario Sta. Ana)

Referencias

- Bellés, M.; Alonso, V.; Roncalés, P.; Beltrán, J.A. Sulfite Free Lamb Burger Meat: Antimicrobial and Antioxidant Properties of Green Tea and Carvacrol. J. Sci. Food Agric. 2019, 99, 464–472.

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- Carrapiso, A. I., Martín-Mateos, M. J., D’Arrigo, M., Delgado-Adámez, J., Saraiva, J. A., & Ramírez-Bernabé, M. R. (2024). High-Hydrostatic-Pressure Stabilized White Grape Pomace to Improve the Oxidative Stability of Dry-Cured Sausages (“Salchichón”). Foods, 13(5), 687.

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- D’Arrigo, M., Delgado-Adámez, J., Rocha-Pimienta, J., Valdés-Sánchez, M. E., & Ramírez-Bernabé, M. R. (2024a). Integral use of red wine pomace after hydro tatic high pressure: Application of two consecutive cycles of treatment. Foods, 13(1), 149. https://doi.org/ 10.3390/foods13010149

- D’Arrigo, M.; Petrón, M.J.; Delgado-Adámez, J.; García-Parra, J.J.; Martín-Mateos, M.J.; Ramírez- Bernabé, M.R. (2024b). Dry-Cured Sausages “Salchichón” Manufactured with a Valorized Ingredient from Red Grape Pomace (Var. Tempranillo). Foods, 13, 3133.

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- Delgado Adámez, J., Gamero Samino, E., Valdés Sánchez, E., & González-Gómez, D. (2012). In vitro estimation of the antibacterial activity and antioxidant capacity of aqueous extracts from grape-seeds (Vitis vinifera L.). Food Control, 24(1–2), 136–141.

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- García‐Lomillo, J., & González‐SanJosé, M. L. (2017). Applications of wine pomace in the food industry: Approaches and functions. Comprehensive reviews in food science and food safety, 16(1), 3-22.

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- Mac Donald, B., Gray, J. I., & Gibbins, L. N. (1980). Role of nitrite in cured meat flavor: Antioxidant role of nitrite. Journal of Food Science, 45(4), 893-897.

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- Martín-Mateos, M.J.; Delgado-Adámez, J.; Moreno-Cardona, D.; Valdés-Sánchez, M.E.; Ramírez-Bernabé, M.R. (2023). Application of White-Wine-Pomace-Derived Ingredients in Extending Storage Stability of Fresh Pork Burgers. Foods, 12, 4468.

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- Martín-Mateos, M. J., Delgado-Adámez, J., Díaz-Ponce, M., Tejerina, D., & Ramírez-Bernabé, M. R. (2025). Frankfurters Manufactured with Valorized Grape Pomace as a Substitute of Nitrifying Salts. Foods, 14(3), 391.

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- Pegg, R. B., & Shahidi, F. (2008). Nitrite curing of meat: The N-nitrosamine problem and nitrite alternatives. John Wiley & Sons.

- Ramírez, R., Delgado, J., Rocha-Pimienta, J., Valdés, M. E., Martín-Mateos, M. J., & Ayuso-Yuste, M. C. (2023). Preservation of white wine pomace by high hydrostatic pressre. Heliyon, 9 (11).

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- Sánchez-Ordoñez, M.; D’Arrigo, M.; Martín-Mateos, M.J.; Delgado-Adámez, J.; Valdés- Sánchez, E.; Ramírez, R. (in press). Preservation of fresh pork burgers through a natural ingredient from red wine pomace var. Tempranillo treated with hydrostatic high pressure.