Antioxidantes: llave para la revalorización y aprovechamiento sostenible del alperujo

INVESTIGACIÓN APLICADA

Antioxidantes: llave para la revalorización y aprovechamiento sostenible del alperujo

La industria del aceite de oliva y de la alimentación están evolucionando para promover un mejor aprovechamiento de los residuos que generan. Esta evolución se focaliza en disminuir el impacto medioambiental y en la mejora de los aspectos nutricionales y funcionales de los alimentos.

Por Guillermo Rodríguez-Gutiérrez1, María África Fernández-Prior1, José Ramón Fernández-Navarro2, Alejandra Bermúdez-Oria1 y Juan Fernández-Bolaños Guzmán1 . 1Instituto de la Grasa-CSIC 2Biopharma Research

Planta del Instituto de la Grasa donde se han realizado todos los estudios..

Con el objetivo de revalorizar y aprovecha de forma sostenible los residuos generados por la industria del aceite de oliva, se plantean nuevas estrategias destinadas a la obtención de nuevos componentes que permitan formular alimentos más saludables al mismo tiempo que posibiliten el uso de todas las fracciones restantes. De esta forma, los residuos son ahora más aprovechables por lo que pasan a llamarse subproductos, término que ya ha sido legalmente adoptado en el

El mayor hito a nivel de investigación ha sido el encontrar la llave para hacer posible el aprovechamiento integral del alperujo.

caso del alperujo, como principal residuo generado en la industria del aceite de oliva.

Todo ello se recoge en el nuevo concepto de calidad que incluye la calidad del producto final a la que se le suma la calidad medioambiental y la salud, es la denominada calidad global. Afortunadamente, con el paso del tiempo, el consumidor está cada vez más y mejor informado, lo que se traduce en una demanda que poco a poco premia dicha calidad global.

Se buscan los productos que no dañen o minimicen el impacto medioambiental y a los animales y que además mejoren aspectos nutricionales y funcionales de los alimentos. La salud humana no puede desligarse de la salud animal y medioambiental, son tres conceptos que se funden en uno sólo y que supone el mayor reto para la investigación, la industria y la sociedad moderna.

Dentro de estos cambios surge el concepto de biorrefinería, que pone de manifiesto la necesidad de integrar distintas tecnologías buscando la sinergia de las mismas para aprovechar al máximo cada uno de los componentes que conforman el subproducto. Este concepto está sobre el panel de diseño de los sectores industriales para mejorar la circularidad y el ciclo de vida útil, disminuyendo la huella de hidrógeno y de carbono. Sin duda una apuesta muy necesaria para ganar competitividad y sobre todo sostenibilidad.

Gestión de los subproductos

En la industria del aceite de oliva el principal subproducto es el alperujo, generado en el sistema de dos fases que constituye más del 90 % de la producción en España. Se generan entre 3,5 y 5 millones de toneladas al año en nuestro país. Las orujeras, o extractoras de orujo, gestionan su aprovechamiento. Éste se ha basado en la extracción del aceite de orujo tras su secado, y posterior aprovechamiento energético a través del autoconsumo y de la generación de electricidad en las centrales de cogeneración. Dicha generación ha sido posible gracias a los incentivos que esta práctica ha recibido, incentivos que recientemente han sido eliminados para la creación de nuevas centrales de cogeneración y disminuido para las existentes. Es por ello, por lo que el sector busca otras alternativas. Este hecho, junto con una nueva concienciación y la creciente producción y demanda de componentes naturales con actividad biológica, o compuestos bioactivos, obtenidos de forma natural a partir de fuentes naturales como el alperujo, han impulsado al sector a un importante cambio.

Avances en la investigación

El mayor hito a nivel de investigación ha sido el encontrar la llave para hacer posible el aprovechamiento integral del alperujo, que se resume en tres partes, la aplicación de pretratamientos, la extracción de los compuestos bioactivos y el aprovechamiento del resto del material a través de su uso directo o a través de la aplicación de bioprocesos. Este hito se está logrando implantar a nivel industrial, y poco a poco el camino de mejorar la gestión del alperujo mediante una refinería se va aclarando y es cada vez más real.

Se han estudiado muchos tipos de pretratamientos, físicos, químicos, biológicos o combinaciones de ellos. Por ahora, son los tratamientos físicos, concretamente el térmico el que se está implantando a través de la aplicación de un termobatido. Fueron precisamente los tratamientos térmicos los que hicieron posible que el grupo de investigación liderado por el Dr. Fernández-Bolaños afirmara que los fenoles, fundamentalmente el hidroxitirosol, permanecían en el alperujo tras la extracción del aceite de oliva, allá por al año 2000. Hasta aquella fecha se asumía que los fenoles se oxidaban durante la fase de batido y molienda.

Descubrir que la mayoría de los fenoles permanecían en el alperujo supuso el inicio de una línea de investigación basada, en sus primeros estadios, en la aplicación de tratamientos que posibilitaran romper las uniones que dificultaban la extracción de dichos fenoles y que los métodos usados para analizar al alperujo no eran capaces de liberar. Durante la extracción del aceite de oliva sólo un 1-2% de los fenoles pasan al aceite, quedando el resto, es decir un 98-99% en el subproducto. Hay que tener en cuenta que los fenoles son un grupo de componentes que presenta una elevada toxicidad al crecimiento de microorganismos.

Este hecho ha impedido durante varias décadas una correcta depuración del alperujo o de sus análogos de tres fases (alpechín y orujo) a través del uso de sistemas biológicos, encareciendo su gestión, que se ha basado en muchos años en su combustión. El haber identificado este subproducto como una importante fuente de componentes bioactivos, junto con la aplicación exitosa de tratamientos térmicos, que hacen posible su extracción, tiene una doble ventaja. Por un lado, la de obtener componentes de alta actividad biológica que permiten formular alimentos más

Detalle de un alperujo (izquierda) y la fracción líquida tras aplicar una centrifugación en tres fases (derecha).

saludables y por otro, se detoxifica tanto la fracción líquida como la sólida, permitiendo su uso directo o una correcta aplicación de bioprocesos que justifican su aprovechamiento integral.

Además de los componentes fenólicos se han identificado y aislado azúcares en forma de oligosacáridos neutros o ácidos (pectinas) con o sin restos fenólicos, todos ellos con importantes actividades biológicas en la prevención de las principales enfermedades relacionadas con los radicales libres, cáncer y procesos inflamatorios. La conjunción azúcar-fenol mejora la biodisponibilidad de los fenoles permitiéndoles una mejor absorción sistémica, pudiendo aumentar y prologar el estatus antioxidante y, por tanto, poder ejercer más fácilmente sus beneficios en nuestro organismo.

Cambio en las orujeras

El cambio de mentalidad y la necesidad de buscar nuevas opciones de gestión y revalorización están llevando al sector a implantar un batido a una temperatura entre 45 ºC y 70 ºC al alperujo, una vez que es recibido en las orujeras. Posteriormente se centrifuga en dos o tres fases, preferentemente en tres fases, para mejorar el secado por una parte y por otra para obtener tanto un aceite de orujo más saludable como una fuente líquida como materia prima de compuestos bioactivos.

En este sentido se ha demostrado en el Instituto de la Grasa, que la aplicación de un tratamiento térmico favorece la solubilización de componentes minoritarios bioactivos al aceite de orujo, y que la aplicación de una refinación física suave diseñada por la Dra. Ruiz-Méndez permite que la mayor parte de dichos componentes permanezcan en el aceite de orujo, mejorando sus propiedades beneficiosas para la salud.

El ahorro en el secado es importante y hace posible esta vuelta a las tres fases, promoviendo la obtención de un aceite de orujo de más calidad, aunque en menos cantidad. La fracción líquida que se obtiene tras el termobatido se suele concentrar y utilizar comercialmente como fuente de los componentes bioactivos y como materia prima para la producción de fertilizantes. En este punto aún queda mucho desarrollo de la mano de la investigación. Hasta la fecha no está muy extendido este uso, pero poco a poco irá cobrando importancia, a medida que se vaya extendiendo el mercado los extractos antioxidantes.

Empresas extractoras de antioxidantes

La obtención de antioxidantes fenólicos basados fundamentalmente en el hidroxitirosol a partir de los subproductos del aceite de oliva se lleva realizando desde hace más de 15 años y en los últimos años la velocidad de crecimiento va en aumento. Son varios los sistemas empleados en la obtención de los extractos antioxidantes, muchos de ellos basados en el uso de disolventes orgánicos, como el acetato de etilo o el etanol, y otros basados en sistemas de membranas o cromatográficos. El uso de disolventes incorpora la problemática de solubilizar componentes menos polares que limitan su uso o de poder provocar reacciones indeseadas.

El primer sistema desarrollado en España para la extracción de estos fenoles fue el del Instituto de la Grasa en el año 2002. Este sistema se basaba en un sistema cromatográfico simple y sin el uso de disolventes, únicamente agua. Posteriormente, se ha mejorado sustancialmente y ha permitido el diseño de otro sistema también cromatográfico que mejora la calidad del extracto final a unos costos sin competencia. Gracias a ello, se ha desarrollado un nuevo extracto con una pureza superior al 50% en peso seco. Sin duda, una verdadera revolución que permite la obtención del hidroxitirosol natural más puro a nivel co-

Esquema de la biorrefinería del alperujo.

mercial a unos costos inferiores a cuarenta veces por debajo de los que se comenzó hace 15 años a vender este fenol sintético como patrón comercial a 11000 euros/kg.

El uso de sistemas tan sencillos y puramente físicos en el que además se evitan los disolventes orgánicos, garantizan extractos de calidad, naturales y sin la presencia de metabolitos indeseados. Toda una garantía para uno de los antioxidantes más potentes naturales y con mayores propiedades biológicas.

A nivel industrial, existe un interés exponencial en la sustitución de productos de síntesis química contaminantes por productos de origen natural con procesos de extracción ecológicos sin el uso de disolventes, motivado por la demanda de los agricultores de productos sostenibles y de alimentos saludables por parte de los consumidores.

Los últimos avances tecnológicos puestos a punto en el Instituto de la Grasa del CSIC, proporcionan una magnífica oportunidad para la revalorización de los subproductos del olivar a un coste muy competitivo que permite un escalado industrial de alto valor añadido para toda la cadena de valor, desde el productor que genera el subproducto hasta el consumidor va a poder adquirir productos naturales con gran potencial antioxidante a un precio muy asequible, pasando por empresas fabricantes de insumos agrícolas, la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica.

En la actualidad, el grupo Econatur a través de su filial Biopharma Research ha conseguido exitosamente producir a nivel industrial un extracto de hidroxitirosol con una pureza entre el 40 y 60% en peso seco, gracias a la tecnología de la spin-off del CSIC y de Biopharma Research, Subproductos Vegetales del Mediterráneo.

La verdadera importancia de los fenoles del alperujo

La obtención de extractos fenólicos naturales, de forma natural, tiene un doble impacto. Por un lado, permite a la industria disponer de un antioxidante natural que no sólo irá sustituyendo a los sintéticos, sino que permite la obtención de alimentos funcionales más saludables y su uso más allá de la alimentación humana (piensos, agricultura, cosmética, productos farmacéuticos y nutracéuticos, etc..). Y por otro, es la llave para promover una mejor gestión del alperujo, ya que detoxifica el resto del alperujo posibilitando la obtención de otros componentes bioactivos y la aplicación de bioprocesos que permiten un mejor aprovechamiento. Es el caso de la digestión anaerobia, que además de obtener una fuente de energía limpia necesaria para el termobatido inicial del alperujo, proporciona un digestato con múltiples usos en la agricultura.

En definitiva, la obtención de los compuestos bioactivos del alperujo abre el camino de una auténtica biorrefinería que va a incidir muy positivamente en la salud integral, es decir en nuestra salud, en la de los animales y en la del medioambiente.

El problema del alperujo lo estamos convirtiendo en la solución para todos.