Biorefinación de compuestos bioactivos de berberis microphylla liofilizado (calafate) mediante CO2 supercrítico y extracción por solvente acelerada (ASE)

Abstract

La exportación de berries ha ido en aumento los últimos años debido a sus propiedades saludables y al alto contenido de compuestos bioactivos que poseen, dentro de estos se destacan los polifenoles, flavonoles, antocianinas, tocoferoles, entre otros. Debido a este contenido, en la industria alimentaria ha crecido el interés por el calafate, siendo su forma de comercialización más innovadora el fruto liofilizado, el cual genera como subproducto en su proceso de producción una mezcla de cáscara y semilla. En este trabajo de investigación se realizó un estudio de optimización para la biorefinación del aceite utilizando el método de superficie de respuesta (MSR) y la aplicación de procesos de tecnologías emergentes, tales como extracción con CO2 supercrítico (scCO2) y extracción acelerada con solventes presurizados (ASE), para la obtención de los compuestos lipofílicos e hidrofílicos obtenidos del subproducto de la liofilización. La optimización consistió en el empleo de scCO2 bajo condiciones de temperatura entre 30, 45 y 60°C; una presión de 300, 350 y 400 bar y un tiempo de extracción entre 60, 105 y 150 min. Luego, para la obtención de las condiciones óptimas se fijó la maximización del rendimiento de extracción. Posteriormente, se realizó una caracterización al extracto obtenido mediante la determinación de ácidos grasos y tocoferoles, índice de Iodo, saponificación, acidez y peróxidos. Del residuo obtenido del proceso de extracción de aceite por scCO2 se obtuvo un extracto hidrofílico mediante extracción acelerada (ASE) utilizando como solvente la mezcla etanol: agua en relación 1:1. Las condiciones utilizadas fueron temperatura 20°C, presión estándar de 1500 psi y tiempo de extracción de 5 minutos por 3 ciclos. Para su caracterización se realizó la determinación del contenido de fenoles totales, capacidad antioxidante (mediante DPPH y ORAC) y contenido de antocianinas totales. El rendimiento obtenido mediante scCO2 bajo las condiciones óptimas (60°C, 358 bar y 145 min) fue de 11,15% aproximadamente. Para el extracto lipofílico se logró determinar que el aceite de semilla-cáscara posee un importante contenido de ácidos grasos insaturados, en su mayor parte poliinsaturados teniendo una razón de omega 6 y 3 (ácido linoleico y α-linolénico) cercana a uno, lo que lo convierte en una excelente fuente de estos ácidos grasos esenciales en la dieta. En cuanto al contenido de tocoles, el extracto presentó un alto contenido de α-tocotrienol y γ-tocotrienol, los cuales junto al α-tocoferol son importantes antioxidantes biológicos. Para el extracto hidroalcohólico se logró determinar la cantidad necesaria de ciclos de extracción para el máximo aprovechamiento de componentes bioactivos los cuales presentaron un alto contenido fenólico y una alta capacidad antioxidante. Para el residuo agotado se logró determinar que éste posee un alto valor nutricional como fuente de fibra (50%), proteínas y minerales. Se concluye que por su composición el subproducto de Semilla-Cáscara del liofilizado de Calafate tiene un gran potencial para el desarrollo de nuevos ingredientes funcionales para la formulación de alimentos saludables. Por lo tanto, el modelo de biorefinería propuesto mediante la técnica scCO2 combinado con el método ASE podría constituir una valiosa herramienta tecnológica para la generación de nuevos procesos que contribuyan en forma sustentable y limpia al desarrollo en la cadena productiva nacional.