Estudio del proceso de producción de sustancias bioactivas a partir de la fermentación en estado sólido de residuos agroalimentarios y su extracción a alta presión

Abstract

La industria agroalimentaria genera gran cantidad de residuos, que cada vez son mayores como consecuencia del incremento demográfico. Estos residuos, que normalmente son quemados, son ricos en compuestos con propiedades bioactivas que tienen un gran potencial en la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica. La fermentación en estado sólido supone una alternativa interesante para aumentar la cantidad y calidad de algunos de estos compuestos, como es el caso de los polifenoles, revalorizando el producto generado tras la fermentación. En este Trabajo de Fin de Grado se sometieron a Fermentación en Estado Sólido (FES), empleando los hongos Aspergillus awamori, Trichoderma reesei y Botrytis cinerea, distintos tipos de residuos agroalimentarios: hoja de mango, hoja de olivo, hollejo de uva tinta, cáscara de naranja agria y cáscara de naranja dulce. Se puso de manifiesto que todos los hongos crecían sobre los residuos evaluados excepto T. reesei y B. cinerea en naranja dulce. Tras el proceso de fermentación los residuos fueron sometidos a una extracción para recuperar los compuestos bioactivos. Se evaluaron diferentes técnicas de extracción como la extracción con fluidos supercríticos (SFE), la extracción con líquidos presurizados (PLE) y la extracción asistida por ultrasonido (UAE). En el caso de las técnicas a alta presión, se obtuvieron rendimientos muy bajos con CO2 supercrítico y las extracciones con líquidos presurizados (agua y etanol) requerían mucho tiempo y gasto de disolvente. La UAE, por el contrario, resultó ser eficiente para todos los residuos evaluados que, además, presenta la ventaja de ser una técnica rápida y que consume pequeños volúmenes de disolvente. La calidad de los extractos obtenidos por UAE fue evaluada teniendo en cuenta el rendimiento de extracción, el contenido total en polifenoles (TPC) mediante el método de Folin-Ciocalteu y espectrofotometría a 280 nm y la capacidad antioxidante mediante el ensayo de DPPH. El rendimiento de extracción que más aumentó respecto a la materia prima sin fermentar fue el del hollejo fermentado con T. reesei, pasando de un 12,48 a un 18,38 %. En cuanto al contenido total de polifenoles, el mango fermentado con T. reesei es el residuo que presentó mayor cantidad de polifenoles y mayor índice de actividad antioxidante. Por último, entre los residuos estudiados cabe destacar la naranja agria, que mostró un incremento substancial en el contenido de polifenoles tras su fermentación con A. awamori, pasando de 0,14 a 0,33 g AGeq/ g extracto, sin embargo, debido a efectos antagónicos entre los compuestos extraídos, no se observaron cambios significativos en la actividad antioxidante.