Revalorization of broccoli by-products: extraction of bioactive compounds with green technologies and development of novel veggie beverages

[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), el «desperdicio de alimentos» se refiere a la reducción de la cantidad y/o calidad de los alimentos como resultado de decisiones y/o acciones de minoristas, proveedores de servicios alimentarios y consumidores. Por el contrario, la «pérdida de alimentos» engloba cualquier alimento desechado a lo largo de las etapas previas de la cadena de suministro alimentario, desde la cosecha hasta la venta al por menor. En todo el mundo, aproximadamente un tercio de la producción de alimentos se pierde o se desperdicia en varias fases de la cadena alimentaria, con una variación considerable en los niveles de pérdida según el producto y su estado. En el contexto de las frutas y hortalizas, las pérdidas a lo largo de toda la cadena de suministro pueden alcanzar hasta aproximadamente el 50%. Como parte de sus objetivos de desarrollo sostenible, la FAO se ha fijado el reto de reducir el desperdicio de alimentos a la mitad para 2050. Para lograr este objetivo, se ha abogado por el concepto de economía circular, que hace hincapié en la generación mínima de residuos y en su reutilización como materias primas, a través de la eco-innovación. Conocido científicamente como Brassica oleracea var. italica, el brócoli tiene numerosos beneficios para la salud. Originario de Europa y Asia templada, el brócoli se cultiva actualmente en todo el mundo, y España desempeña un papel importante como productor. Su versatilidad y valor nutritivo le han asegurado un lugar destacado en diversas cocinas. El excepcional perfil nutricional del brócoli incluye vitaminas y minerales esenciales como la vitamina C, la vitamina K, la vitamina A, el folato, el potasio y el manganeso. Además, el brócoli es una excelente fuente de fibra dietética, lo que lo convierte en un valioso componente de una dieta equilibrada. Uno de los compuestos saludables más notables del brócoli es el sulforafano. Este compuesto azufrado posee potentes propiedades antioxidantes y antiinflamatorias. Ampliamente estudiado, el sulforafano resulta prometedor por su papel potencial en la reducción del riesgo de diversas afecciones de salud. Por ello, el principal objetivo de esta Tesis Doctoral es estudiar una revalorización sostenible de los subproductos del brócoli, extrayendo biocompuestos nutracéuticos mediante el uso de tecnologías verdes de extracción y procesado y desarrollando bebidas enriquecidas en dichos compuestos bioactivos obtenidos de los subproductos del brócoli, como los isotiocianatos y los glucosinolatos En la primera fase de esta tesis doctoral, me he centrado en la revisión en profundidad de la evidencia científica sobre el uso de tecnologías verdes para la extracción de compuestos bioactivos a partir de subproductos de Brassica con potencial aplicación en el desarrollo de nuevos alimentos. En este sentido, a través de la adición de subproductos de brócoli y su incorporación a nuevos productos fortificados, sería posible revalorizar las pérdidas generadas durante los primeros pasos de la cadena de producción de alimentos, desarrollando nuevos productos con potenciales beneficios para la salud a la vez que se reduce su impacto ambiental dentro de un marco de economía circular. En futuros estudios se deberá incluir la eficiencia/consumo energético, el impacto ambiental y modelos predictivos para optimizar la extracción de fitoquímicos. En la segunda fase de este trabajo, se ha realizado la optimización de una extracción asistida por ultrasonidos de los principales compuestos promotores de la salud de los subproductos del brócoli: el sulforafano como principal isotiocianato de estos tejidos de brócoli y glucorafanina y glucobrassicina como principales glucosinolatos. Los resultados obtenidos se han modelizado en función de variables específicas como el tiempo, la temperatura y la proporción (sólido:disolvente) mediante dos modelos matemáticos. Por último, en la tercera fase de esta tesis, he elaborado una nueva bebida vegetal a base de subproductos de brócoli y zanahoria tratando de encontrar una nueva forma de revalorizar los subproductos agroalimentarios a través de su inclusión en nuevos alimentos enriquecidos naturalmente en compuestos promotores de la salud como carotenoides e isotiocianatos. Además, este nuevo producto ha demostrado tener una vida útil de 4 semanas gracias a la aplicación de tecnologías de procesado verde para mantener sus propiedades microbianas, nutricionales y físicas. Como principales conclusiones alcanzadas en la presente Tesis Doctoral, podemos apreciar como para la optimización de los biocompuestos del brócoli es necesario aumentar el número de estudios e investigaciones centradas en este tema, aunque ha sido posible la descripción de dos modelos matemáticos que se adaptan a los resultados obtenidos en función de las diferentes variables estudiadas. Además, se ha elaborado una novedosa bebida vegetal con una caducidad de un mes bajo condiciones de refrigeración, que puede ser una herramienta útil para revalorizar los subproductos del brócoli y la zanahoria en nuevos alimentos.

Author

• Hashemi, Seyedehzeinab

• Tecnología de los alimentos
• Brassica oleracea var. italica
• Brócoli
• Bebidas vegetales
• Compuestos bioactivos

Identifier

hdl:10317/16930

OAI identifier oai:identifier

oai:repositorio.upct.es:10317/16930