Obtención de fibras ad hoc a partir de subproductos agroalimentarios

Los desequilibrios entre la disponibilidad y la demanda de alimentos debidos, en gran parte, al aumento progresivo de la población y a los efectos del cambio climático, provocan una gran presión sobre los recursos naturales de los que disponemos y generan una necesidad urgente de encontrar nuevas fuentes de obtención de ingredientes y alimentos.

En este sentido, los subproductos procedentes de la industria agroalimentaria, que suponen millones de toneladas anuales, pueden ser valorizados para obtener compuestos de alto valor añadido y ser incorporados en nuevas aplicaciones alimentarias, como pueden ser los polifenoles, polisacáridos o fibras, y conseguir así rebajar la tensión de la cadena agroalimentaria e impulsar el sector. 

En el equipo de Alimentación Saludable de Tecnalia contamos con profesionales con una amplia trayectoria en esta línea de investigación, estudiando, diseñando y optimizando procesos de recuperación de compuestos de interés a partir de subproductos agroalimentarios. Un ejemplo de ello lo encontramos en la recuperación de fibra. En esta línea, Tecnalia trabaja desde hace años en la obtención de fibras ad hoc para su incorporación en diferentes matrices y aplicaciones alimentarias.

Muchos de los subproductos generados en la industria alimentaria, están formados por pieles, pulpa o desperdicios alimentarios con un alto contenido en fibra que puede ser recuperada e introducida de nuevo en la cadena con un valor añadido. Podemos encontrar diferentes ejemplos como el cardo, la alcachofa o los subproductos de cítricos que presentan un alto contenido en fibra valorizable. 

En Tecnalia trabajamos en la obtención de fibra con diferentes propiedades tecnológicas y funcionales, evaluando el proceso de extracción y estabilización más adecuado y estableciendo las estrategias técnica y económicamente más viables para la empresa. 

La fibra alimentaria es esencial para una alimentación saludable. Se encuentra principalmente en frutas, verduras, granos enteros y legumbres. Aunque su fama se debe a su capacidad para prevenir o aliviar el estreñimiento, la fibra ofrece otros beneficios para la salud.

Dentro de la fibra alimentaria podemos distinguir dos tipos: la soluble, que se disuelve fácilmente en agua y que se puede encontrar en cítricos, manzanas, guisantes, etc.; y la insoluble, que se halla presente en la harina de trigo y en verduras como la coliflor. La estrategia a seguir dependerá del tipo de fibra y su finalidad.

Entre las tecnologías más relevantes empleadas en la recuperación de fibra podemos destacar las tecnologías fisicoquímicas y la aplicación de procesos enzimáticos.

Las tecnologías fisicoquímicas son ampliamente utilizadas en la obtención de fibra. Principalmente consisten en aplicar sucesivas etapas de extracción sólido/líquido con un solvente acuoso a diferentes temperaturas. Con el objeto de preservar la calidad de la fibra y de otros compuestos de interés presentes en el producto, es fundamental estudiar los procesos fisicoquímicos asociados.

La aplicación de etapas de extracción con solventes de diferente polaridad influye en el tipo de fibra (soluble e insoluble), su capacidad de retención de agua y en el tamaño de partícula que se puede obtener. Adicionalmente, la aplicación de sucesivos lavados puede influir positivamente en la eliminación del color asociado a los pigmentos presentes en la muestra. 

Sin embargo, aunque la temperatura ayuda en la extracción de compuestos de una matriz alimentaria puede también provocar efectos indeseados debido a la presencia de azúcar y las reacciones de Maillard asociadas. Por ello, en Tecnalia contamos también con tecnologías de extracción con altas presiones y tecnologías de extracción por ultrasonidos (UAE) que mejoran la calidad del producto final, preservando sus propiedades.

Los procesos enzimáticos están adquiriendo un papel muy importante en la obtención de ingredientes. En la industria alimentaria las enzimas desempeñan un papel crucial en la obtención de fibra alimentaria ya que es posible modular las propiedades del producto final, variando tipo de enzima, concentración, pH, etc.

Enzimas en la obtención de productos alimenticios

Las enzimas se emplean para mejorar la calidad y funcionalidad de la fibra, hidrolizando componentes celulares y liberando fibras de origen natural. 

Los principales beneficios del uso de enzimas se pueden resumir en:

• Eficiencia: Los procesos enzimáticos pueden resultar más eficientes y selectivos que los métodos químicos tradicionales.
• Calidad del producto: Las enzimas permiten obtener fibras con propiedades específicas, como tamaño y solubilidad.
• Sostenibilidad: La biodegradabilidad de las enzimas contribuye a una producción más sostenible.

En resumen, la aplicación de enzimas en la obtención de fibra alimentaria es una estrategia prometedora para mejorar la calidad de los alimentos y reducir el impacto ambiental. En determinados casos se realiza una evaluación de la despectinización para modular las propiedades de la fibra como texturizante. De esta manera, es posible desarrollar ingredientes de fibra con diferentes propiedades de absorción de agua, textura, sabor, olor, color, etc. 

Los laboratorios del centro tecnológico permiten tener acceso a diferentes tecnologías de extracción y encapsulación

La experiencia del equipo de Alimentación Saludable de Tecnalia en procesos de extracción, purificación, estabilización y análisis, así como su conocimiento de las materias primas hortofrutícolas y la obtención de ingredientes a partir de los mismos, proporciona una importante ventaja técnica que da respuesta a las necesidades de la industria.

Además, el equipamiento disponible en los laboratorios del centro tecnológico permite tener acceso a diferentes tecnologías de extracción y encapsulación. Todo ello, hace posible que desde Tecnalia podamos dar respuesta a las diferentes necesidades y demandas del sector.

En los procesos de extracción de fibras el equipo de investigación tiene la capacidad de definir la estrategia más adecuada para llegar a obtener diferentes productos en polvo dispersables en agua, con mínima coloración, que puedan ser aplicados en diferentes formulaciones alimentarias, siempre desde un punto técnico-económico viable.