Aprovechamiento de subproductos

1
(No Transcript)
2

• BIOTECNOLOGÍA
• INNOVACIÓN PARA LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

16 de enero 2009 Instituto de Fomento de la
Región de Murcia
3

• APROVECHAMIENTO DE PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS

16 de enero 2009
Miguel Moliner Cítricos de Murcia S.A.
4
Etapas hacia una productividad sostenible

• Reducción y gestión de las emisiones
• Mejora de los procesos y valorización de los
  subproductos
• Diseño de productos innovadores

5
Condiciones para el aprovechamiento de los
subproductos

• Requisitos de calidad iniciales
• Eficiencia del proceso
• Requisitos medioambientales

6
Algunas características de los subproductos
vegetales

• Necesitan ser acondicionados o preparados de
  nuevo
• Son una fuente para procesos de extracción
• Necesitan mayor capacidad de purificación que
  procesos a partir de materias más concentradas
  pero tal vez presentan menor complejidad
• Requieren procesos previos de deshidratación,
  congelación
• Valorar extracciones acuosas, alcohólicas
• Algunas sustancias requieren procesos muy suaves
• Se obtienen extractos complejos con efectos
  sinérgicos entre sustancias
• Puntas de producción y volúmenes brutales

7
Formación de alcoholes y aldehídos volátiles que
proporcionan aroma
8
Tipos de alimentos funcionales (Spence, 2006)

• Productos fortificados nutrientes adicionales
  propios
• Productos enriquecidos nutrientes adicionales
  complementarios
• Productos alterados nutrientes disminuidos o
  cambiados
• Productos mejorados mejorados naturalmente
  incl. genéticamente

9
Características de los metabolitos secundarios
(MS)

• Heterogeneidad de estructuras
• Distribución restringida
• Síntesis por enzimas codificadas por material
  genético especial
• Control por la regulación del número de
  enzimas involucradas en su biosíntesis,
  almacenamiento y desintegración
• Formación en células especializadas (por
  integración en los programas de diferenciación
  y desarrollo del organismo)
• Falta de continuidad en el organismo productor

10
Factores afectan concentración de los metabolitos
secundarios

• Variedad
• Clima
• Suelo
• Abonado
• Grado de madurez
• Procesado
• Tipo de subproducto y condiciones de
  almacenamiento (liofilizado, congelado)

11
Procesos de extracción de sustancias bioactivas

• Compresión en frío
• Destilación
• Directa
• Inyección de vapor
• Agua caliente y vapor
• Disolventes
• Percolación
• Maceración
• Infusión en agua caliente
• Enfleurage con grasas en frío
• Con grasa en caliente
• No convencionales
• Fluidos supercríticos
• Turbo extracción
• Energía eléctrica
• Ultrasonidos
• Fase sólida

12
Influencia del método de extracción en las
propiedades del extracto

• Destilación directa propiedades antioxidantes
• Destilación alcohólica antimicrobiano y
  regulación metabólica
• Liofilización extracto fresco
• Supercríticos extractos más complejos y lábiles

13
Influencia de la polaridad en el extracto

• Extracciones sucesivas con solventes aumentando
  la polaridad
• Solvente apolar
• Grasa EsteroidesPigmentos
• Solvente un poco más polar
• Agliconas libres con alto grado de metilación.
• Solventes más polares Acetona,Metanol
• Agliconas polihidroxiladas
• Flavonas
• Auronas
• Chalconas
• Solvente muy polar Mezclas alcohol / agua
• Heterósidos más polares Glicósidos
• Catequinas

14
Posibilidades de los subproductos cítricos

• Flavanonas hesperidina
• Flavonas diosmina y eriocitrina
• Flavonas metoxiladas propias género
• Monoterpenos limoneno, ac. perillico
• Triterpenos limonina
• Pectina y derivados

15
Modelos de extractoras para cítricos en España
TetraPak
16
Proceso básico de transformación de frutas
cítricas
Recepción
Lavado Clasificación
Extracción
ZUMO
ACEITE
CORTEZAS
PULPAS
Deslodado
Efluente
Tamizado
Despulpado
Winterización
Ceras
PULPAS
Clarificado
Desamargado
FLAVONOIDES
Corteza 40-60 Pulpa 3 Aceite 0.3 Aroma
0.1 Esencia 0.01 Agua evap 42
AROMA
ZUMOS Y CONCENTRADOS
ACEITE ESENCIAL
ESENCIA
17
Proceso de tratamiento de las cortezas
CONMMINUTED
FIBRA DIETÉTICA
PIENSOS
PECTINAS
CLOUDIES
Candied peel
18
Otros procesos a partir de tratamiento de piel de
cítricos

• Ácido múcico a partir de MGA
• Polímeros biodegradables
• Sirope rico en fructosa invertasas
• Gluconato glucosa oxidasas
• Derivados alcohol perílico

19
Biotransformaciones a partir de limoneno
Sustancias aromáticas Biopolímeros Sustancias
bioactivas
Cladosporium sp. Penicillium digitatum DSM
62840 Pseudomonas gladioli Bacillus
stearothermophillus BR388 Pseudomonas
aeruginosa Fusarium oxysporum Aspergillus sp.
(Maróstica y Pastore, 2006)
20
Presencia de flavonoides en productos cítricos
Baghurst, 2003
21
Presencia de flavonoides en productos cítricos
Baghurst, 2003
22
Presencia de flavonoides en productos cítricos
Baghurst, 2003
23
Composición de las frutas
24
Composición de las hortalizas
25
Azúcares habituales en frutas y hortalizas
26
Contenido en fibra de frutas y hortalizas
27
Componentes funcionales de los vegetales

• ANTIOXIDANTES
• Vitamina C
• Viamina E a tocoferol
• Carotenoides ß caroteno, licopeno, xantofilas
• Limonoides inhibición de tumores de piel y
  pulmón
• Compuestos azufrados
• Crucíferas
• Género Allium
• Lignanos fitoestrógenos
• Coenzima Q ajos, alubias, espinacas, habas
• Selenio cereales, cebollas
• Zinc girasol
• Compuestos fenólicos
• Rutina, hesperidina, diosmina cítricos
• Quercetina manzana, cebolla, uva
  antihinflamatorio, antiagregante y antioxidante
• Cinarina alcachofa antiinflamatorio
• Catequinas té verde
• Antocianidinas uva tinta, fresa, granada
• Isoflavonas soja, frutos secos fitoestrógenos
  y antioxidantes

28
Componentes funcionales de los vegetales II

• FIBRA DIETÉTICA
• Fructuoligosacáridos (FOS lt20 Inulina lt60)
• Raiz achicoria, cebolla, espárrago, alcachofa
• Mejora flora intestinal
• Mejor absorción de calcio y magnesio
• Reducción colesterol
• Reducción de niveles de glucosa
• Pectina 15-30 g día
• Cítricos y frutas
• Reduce absorción de glucosa
• Reduce LDL-colesterol
• Influye mecanismos detoxificación

29
Componentes funcionales de los vegetales III

• LÍPIDOS
• Ácidos grasos omega 3
• a-linolénico - nueces y aceites soja, oliva,
  colza
• Eicosapentanoico - pescado
• Ácidos grasos omega 6
• Linoleico, ?-linolénico, dihomo- ?-linolénico
  (GLA), araquidónico - Aceites girasol, maiz,
  soja, onagra y borraja
• Ácido oléico aceitunas, semillas

30
Componentes funcionales de los vegetales IV

• FITOESTEROLES
• Competencia en la absorción del colesterol
• Aceites de maiz, soja, cereales, semillas y
  frutos secos
• MINERALES
• Aporte complementario en frutas y verduras

31

• CRUCIFERAS
• Hortalizas/Verduras col, rábano, brécol,
  berroColes Bruselas (300-3900ppm fresco)
• Condimentos mostaza,
• Glucosinolatos
• Col, brécol (gluconapina, sinigrina,
  neoglucobrasicina
• Coles Bruselas (300-3900ppm fresco)
• Berro (gluconasturtiina, glucotropaeolina)
• Compuestos azufrados
• Cisteinsulfóxido, disulfuro de dimetilo (col
  cocida)

32
Glucosinolatos

• Fácil asimilación pero inestables

Isotiocianatos Indoles
Enzima Mirosinasa
Clucosinolatos vacuolares
Disulfuro dimetilo (col cocida) Sabores extraños
Tratamiento térmico
33
Licopeno

• Productos derivados de
• Potente antioxidante, cáncer próstata y cervical

• Tomate
• Pimientos rojos
• Sandía

34
(No Transcript)
35
Oligosacáridos prebióticos

• Fructooligosacáridos (FOS)
• Isomaltooligosacáridos (IMOS) prop reológicas
• Transgalactooligosacáridos (GalOS)
• Efectos
• Reducción de los episodios de diarrea
• Mejora intolerancia lactosa
• Control del estreñimiento
• Mejora absorción sales
• Reducción de la capacidad mutagénica enzimas
  colon
• 10.000 Tm en Japón

36
Vegetales ricos en Oligosacáridos

• Achicoria
• Espárragos
• Plátanos
• Tomates
• Allium sp.
• Sustitutos de la sacarosa, prebióticos
  bifidobacterias
• Síntesis enzimática de la sacarosa (Neosugar)

37
(No Transcript)
38
Papel biosacarinas en postcosecha
PROTEINAS INHIBIDORAS DE LA PGasa (PGIPs)
PGasa
PATÓGENO HONGO
DEFENSA ACTIVA DE LA PLANTA
Oligosacarinas DPs 12-14
PLANTA
39
Obstáculos a solucionar

• Vida corta de los subproductos
• Presencia de sustancias espesantes, gomas,
  cutículas
• Sustancias que aportan aromas y sabores
• Sustancias de composición similar
• Estacionalidad de producción
• Comercialización

40
Participación y colaboración

• INVESTIGADORES hay muchos estudios, necesidad
  de nuevos estudios
• EMPRESAS - cooperativas, transformadores,
  maquinaria
• FORMULADORES nuevos conceptos, desarrollo
  nuevas formulaciones

41

• MUCHAS GRACIAS
• POR SU ATENCIÓN

42
Potencial como fuente de aromas

• Líneas de producción actuales
• Recuperación de aromas en etapas de calentamiento
  previas
• Recuperación de compuestos en etapas clave de
  proceso
• Líneas de producción innovadoras
• Nuevas cepas productoras de aromas
• Tecnología enzimática

43
Fases del proyecto de ID

• Planteamiento de la investigación (ID,
  comercial, estratégico)
• Fase prospectiva (documentación, pruebas
  previas)
• Cálculo de costes (financiación, ayudas,
  acuerdos)
• Investigación/Colaboración en Universidades/Dpto
  ID Empresas
• Valoración Seguridad/Comercial/Calidad del
  producto
• Simulación Proceso Dptos Técnicos
• Cálculo de costes (financiación, ayudas,
  acuerdos)
• Puesta en marcha piloto o industrial Dptos ID /
  Técnicos empresa
• Transferencia a Dpto Calidad/Producción