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Dra. Carme Garau Taberner
Dr. Antoni Femenia Marroig
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios
para la extracción de antioxidantes naturales y fibra
dietética como ingredientes funcionales
VI Foro de Colaboración Pública Privada sobre “Subproductos
Agroalimentarios: del Residuo al Coproducto”
Madrid, 7 de mayo de 2013
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Equipo investigador
Dra. Carme Garau Taberner Dr. Antoni Femenia Marroig
Dr. Miguel Angel Frau Caldentey
Joan March Mascaró
Simón Adrover Obrador
Dra. Carmen Rosselló Matas
Reyes González-Centeno
África Castell Palou
Rafael Minjares Fuentes
Maria Daniela Juarez
Institut de Recerca i Formació Agrària i Pesquera Dirección general de Medio Rural y Marino Gobierno de las Illes Balears
Grupo de Ingeniería de Alimentos Departamento de Química Universitat de les Illes Balears
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
CSIRO – Food and Nutritional Sciences,
Werribee, Victoria,
Australia
Departamento de Ciencia de los Alimentos.
Universidad de Bolonia.
Italia
Institut des Sciences de la Vigne
et du Vin – ISVV. Université Victor
Segalen Bordeaux
Francia
Departamento de Ingeniería Bioquímica
Instituto Tecnológico de Durango
México
Guelph Food Reserach Centre
University of Guelph
Canada
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Líneas de investigación
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
→ Obtención de ingredientes funcionales de fibra dietética y
antioxidantes naturales a partir de productos y subproductos
de la industria agroalimentaria
→Optimización de la calidad del aceite de oliva y
revalorización de los residuos generados
→ Aplicación de los ultrasonidos de potencia en la
optimización de procesos agroalimentarios
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Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
Proyectos financiados
RTA2009-00119-C02. Aplicación de los ultrasonidos de potencia para la obtención de fibra alimentaria
y compuestos antioxidantes a partir de subproductos derivados de la industria vitivinícola.
Importe: 145.608 euros
Plazo: 2009-2012 (prorrogado)
Grupo de Investigación Competitivo en Ingeniería de Alimentos:
Categoría: Excelencia
Importe: 48.000 euros
DPI2012-37466-C03-02. Aplicación de los ultrasonidos de potencia en la intensificación de procesos
de secado a baja temperatura. Materia prima y eficacia del proceso.
Importe: 95.000 euros
Plazo: 2013-2016
Project AGL2012-34627. Obtención de ingredientes funcionales a partir de Aloe Vera y subproductos
agroalimentarios. Aplicación de ultrasonidos de potencia.
Importe: 70.000 euros
Plazo: 2013-2016
Grupos competitivos reconocidos
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Alimentos funcionales:
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
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Antioxidantes Prevención de cáncer
Enfermedades cardiovasculares
Disfunciones gastrointestinales
Problemas neurodegenerativos […]
Fibra dietética
Prevención de cáncer
Regulación del sistema digestivo
Disminución del riesgo cardiovascular
Control de diabetes
Control de peso corporal […]
Compuestos bioactivos con propiedades beneficiosas
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Residuos
vitivinícolas
Fibra dietética
y
antioxidantes
Ingredientes
Funcionales
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
Obtención de compuestos bioactivos a partir de subproductos agroalimentarios
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Residuos
vitivinícolas
Fibra dietética
y
antioxidantes
Ingredientes
Funcionales
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
Obtención de compuestos bioactivos a partir de subproductos agroalimentarios
Hollejo fermentado Raspón Hollejo fresco
Fibra Alimentaria
Comp. Química Propiedades
Funcionales Fibra dietética
Hemicelulosas
Swelling (SW)
Water Retention
Capacity (WRC)
Fat Adsorption
Capacity (FAC)
Fenólicos totales
ABTS
CUPRAC
Perfil polifenólico
Taninos totales
Capacidad
antioxidante
Antocianos totales
Perfil taninos (HPLC)
FRAP
ORAC
Perfil antocianos (HPLC)
Grado de polimerización
Flavonoles totales
Antioxidantes
RANCIMAT
DPPH
Pectinas
% DME
Xiloglucanos
Peso molecular
Mananos
Xilanos
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Los residuos de vinificación contienen importantes cantidades de polifenoles, lo
que conlleva una elevada capacidad antioxidante.
El perfil polifenólico varía en función del tipo de subproducto y de la variedad
Raspón > Hollejo fermentado > Fresco
Fuentes equilibradas de fibra (soluble/insoluble)
La composición de sus paredes celulares difiere de uno a otro
Las pectinas, compuesto con mayor bioactividad, representan > 40%
Las propiedades funcionales variaron en función de la variedad y la tipología de
subproducto
FIBRA ALIMENTARIA ANTIOXIDANTES
Hollejo > Pectinas Raspón > Celulosa
GRAN POTENCIAL de los subproductos de vinificación para obtener concentrados de
fibra y antioxidantes a utilizar como ingredientes funcionales
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
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Proceso de
Extracción
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
Extracción de compuestos bioactivos asistida mediante Ultrasonidos de Potencia
Hollejo
Raspón
Fibra dietética
Antioxidantes
Temperatura (ºC) Tiempo (min) Potencia de ultrasonidos (W) Frecuencia (Hz)
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(b) Citric acid 35 °C, 60 min & US (0.05 W mL-1)
Scanning electron micrographs of grape pomace
(a) Citric acid 35 °C, 60 min (pectins)
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios para la extracción de antioxidantes naturales y
fibra dietética como ingredientes funcionales
(c) KOH 2M, 20 °C, 20 min (hemicelluloses)
(d) KOH 2M, 20 °C, 20 min & US (0.05 W mL-1)
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Optimización de procesos de obtención de fibra alimentaria y compuestos antioxidantes a partir
de subproductos derivados de la industria vitivinícola
Respuestas
Variables de proceso
T (ºC) t (min) pH
Rendimiento 75 60 2.0
Peso
molecular 40.2 51.7 1.0
DME 70 20 1.0
Extracción de PECTINAS
Condiciones experimentales óptimas
Respuestas
Variables de proceso
F (kHz) P (W) t
(min
Polifenoles
totales 40 150 25
Flavanoles 40 150 25
TAC 40 150 25
Extracción de polifenoles y antioxidantes
Condiciones experimentales óptimas
La aplicación de US favorece la extracción de compuestos bioactivos para sus condiciones experimentales óptimas
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Optimización de procesos de obtención de fibra alimentaria y compuestos antioxidantes a partir
de subproductos derivados de la industria vitivinícola
Conservación entre 0 y 8 ºC Cristalización de los TAGs
Grado de Cristalización
a los 4 meses (4 – 6 ºC)
Con US
potencia
Sin US potencia
Muestras conservadas en frío
(4 – 6 ºC) a los 12 meses
Con US
potencia
Sin US
potencia
Proceso de cristalización
(Jansen et al, 2008)
Patente (nº P25827ES00) Procedimiento para evitar la cristalización total o parcial
del aceite de oliva durante su conservación a baja temperatura (fecha de prioridad 25/05/2011)
Aplicación de US de potencia en la
conservación del aceite
UNIVALUE Presentación Congreso Expooliva
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Dra. Carme Garau Taberner
Dr. Antoni Femenia Marroig
Aprovechamiento de subproductos agroalimentarios
para la extracción de antioxidantes naturales y fibra
dietética como ingredientes funcionales
VI Foro de Colaboración Pública Privada sobre “Subproductos
Agroalimentarios: del Residuo al Coproducto”
Madrid, 7 de mayo de 2013