Extracción y análisis de carbohidratos bioactivos a partir de residuos agroalimentarios

Abstract

En la actualidad, la industria agroalimentaria busca alternativas al tratamiento de los residuos y subproductos que genera. Muchos de ellos son fuentes potenciales de productos de alto valor añadido, siempre y cuando se implemente el proceso adecuado de revalorización y reciclaje. El Departamento Nacional de Planeación en el año 2016, proyectó que para el 2017 se aprovecharía el 20% de los residuos que van a los rellenos sanitarios, sin embargo, no se logró superar el 17% (Peñaranda González, Montenegro Gómez, & Giraldo Abad, 2017). Este constante desafío por encontrar estrategias que permitan el aprovechamiento de estos residuos abre nuevas vías de investigación. Existen diferentes tipos de residuos agroalimentarios que pueden ser aprovechados por su alto contenido en compuestos bioactivos por industrias como la farmacéutica, cosmética, nutricional y plaguicida. Entre dichos compuestos bioactivos destacan los carbohidratos y en concreto los inositoles que son un grupo de carbohidratos de estructura cíclica que presentan diversas propiedades bioactivas tales como la disminución del nivel de azúcar en sangre al actuar de forma similar a la insulina. Estos compuestos se encuentran en vegetales tales como lechugas, escarola, etc. y en legumbres, entre otras fuentes. En el presente estudio se desarrolló una metodología para la extracción asistida por microondas (EAM) de carbohidratos bioactivos, específicamente inositoles, a partir de lechuga, escarola y vainas de soja verde adquiridas en Colombia y España. Además, se estandarizó una metodología analítica por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM) para la identificación y cuantificación de los carbohidratos extraídos, la cual cumplió con los parámetros estadísticos requeridos como linealidad y precisión instrumental evaluada intra-día e inter-día. Las condiciones óptimas para la extracción por EAM fueron: 0,1 g de muestra /10 mL de disolvente (20% etanol), 40ºC, 30 min, y 1 ciclo de extracción para las lechugas y de 120ºC, 16,5 min y 0% etanol para las vainas de soja verde. El contenido total de inositoles se evalúo en cinco variedades de lechuga y en una variedad de escarola encontrándose valores entre 1,53 y 2,70 mg/g muestra seca para D-chiro-inositol y entre 2,72 y 3,38 mg/g muestra seca para myo-inositol, en el caso de las lechugas. Mientras que para la escarola se encontraron valores (superiores) tanto para D-chiro-inositol (4,92 mg/g muestra seca) como para el myoinositol (3,75 mg/g muestra seca). En las vainas de soja verde el contenido total de inositoles encontrado fue de 57,96 mg/g muestra seca de pinitol, 1,29 mg/g muestra seca de D-chiro-inositol y 1,22 mg/g muestra seca de myo-inositol. La extracción por EAM en condiciones óptimas permitió obtener un 26% más (5,42 mg/g muestra seca) de inositoles comparado con la extracción convencional sólidolíquido (4,01 mg/g muestra seca). Con el fin de enriquecer los extractos en inositoles, se implementó un procedimiento biotecnológico con levaduras del género Saccharomyces, logrando una remoción total de los azúcares que se coextraen con los inositoles (sacarosa, fructosa y glucosa) a las 2 horas de tratamiento. Por tanto, el método de extracción por EAM junto con el procedimiento de fraccionamiento selectivo empleando S. cerevisiae resulta prometedor para la obtención de extractos enriquecidos en inositoles a partir de residuos agroalimentarios.