Un equipo de la Universidad de Alicante ha desarrollado una técnica basada en ultrasonidos para aprovechar los restos de chufa utilizada en la producción de horchata, de la que extraen aceites vegetales con propiedades parecidas al aceite de oliva y fibras dietéticas, que pueden emplearse para nuevos alimentos funcionales.
La horchata es una de las joyas gastronómicas de la Comunidad Valenciana. Consumida preferentemente en verano, esta bebida vegetal cuenta con un alto valor nutricional y unas propiedades que la convierten en un refresco natural muy saludable. Además de una solución contra el calor, la horchata puede tener otra vida, ya que, si se aprovechan bien, los restos de chufa empleados en su producción son fuente de aceite y fibras dietéticas.
Anualmente, la producción de horchata origina 1,8 millones de kilos de subproducto de chufa, un material rico en nutrientes como carbohidratos, lípidos, proteínas fibras y compuestos fenólicos, que, en el mejor de los casos, se emplea para alimentación animal, pero que por lo general acaba en plantas de tratamiento de restos vegetales.
Aceites vegetales y fibras dietéticas a partir de restos de chufa
El grupo de investigación de Química Analítica y Circular de la Universidad de Alicante ha decidido poner en valor la materia orgánica resultante de la producción de esta sabrosa bebida, mediante un proceso de economía circular, del que obtienen aceites vegetales con unas propiedades parecidas a las del aceite de oliva y fibras dietéticas, que pueden emplearse en la producción de nuevos alimentos y de productos funcionales.
La revalorización de los restos resultantes de la producción de la horchata se lleva a cabo mediante una estrategia innovadora, sostenible y eficiente, basada en un proceso de una sola etapa. Concretamente, el método desarrollado por el grupo de Química Analítica y Circular consiste en un proceso de extracción acuosa enzimática asistida por ultrasonido.
En un artículo publicado en la revista científica Food and Bioprocess Technology, el grupo alicantino propone esta técnica como «una alternativa sostenible a los métodos convencionales de extracción de aceite», y demuestra su potencial para recuperar fracciones funcionales de alto valor como aceite y fibra dietética.
Material de valor en los restos de chufa
Antes de iniciar el proceso de recuperación de los residuos de chufa, Aránzazu Valdés y Ana Beltrán, autoras principales de la investigación, querían saber con total certeza los elementos contenidos en la biomasa. Para ello la sometieron a un proceso de caracterización, para el que previamente necesitaron secarla a una temperatura de 40 grados centígrados.
Los análisis posteriores demostraron que los restos de chufa están compuestos, en promedio, de un 20.6 por ciento de grasa y un 70.4 por ciento de carbohidratos, cifras que los convierten en un material idóneo para su revalorización mediante procesos de biorrefinería.
Cómo se extraen los elementos de valor
Aprovechando esta composición, el equipo de investigación de la Universidad de Alicante diseñó una estrategia experimental utilizando un diseño estadístico Box-Behnken para optimizar las condiciones de extracción. En el proceso emplearon agua como disolvente, con el objetivo de minimizar el impacto ambiental, y una mezcla equimolar de tres enzimas: celulasa, hemicelulasa y pectinasa, que actúan conjuntamente para degradar las paredes celulares vegetales y liberar los compuestos internos. El tratamiento se aplicó con un homogeneizador ultrasónico de 500 W, que mediante cavitación favorece la disrupción de las células vegetales.
Tras diversos ensayos, el equipo determinó que las condiciones óptimas para maximizar la extracción de aceite eran treinta minutos de tratamiento, ocho ciclos de ultrasonido y 0.5 gramos de muestra, con un rendimiento final de extracción de aceite del 14.56 por ciento.
Aunque este valor es inferior al de algunos métodos híbridos más intensivos, como los que combinan microondas y ultrasonido, las investigadoras de la Universidad de Alicante lo consideran «altamente competitivo dada la simplicidad del procedimiento, el bajo consumo energético y, sobre todo, la ausencia de disolventes orgánicos».
Aceites comparables a los de oliva y fibras dietéticas
Tras la extracción, se obtuvieron dos fracciones diferenciadas: la fracción oleosa y la fracción fibrosa, que fueron sometidas a un análisis exhaustivo desde el punto de vista químico, funcional y estructural, con el objetivo de determinar todas sus propiedades.
La fracción oleosa mostró un perfil lipídico muy favorable, dominado por el ácido oleico (60.4 por ciento), un ácido graso monoinsaturado asociado con beneficios cardiovasculares, seguido por los ácidos palmítico, linoleico y esteárico. Este perfil es comparable al del aceite de oliva, con una alta estabilidad oxidativa y un elevado valor nutricional.
Además, la fracción oleosa presentó una notable actividad antioxidante y un contenido en fenoles totales de 213 miligramos equivalentes de ácido gálico por 100 gramos, muy por encima de los aceites extraídos por métodos convencionales. «Esta combinación de lípidos saludables y antioxidantes sugiere un potencial significativo para el desarrollo de alimentos funcionales», explican.
Por su parte, la fracción fibrosa resultó ser una fuente rica en α-celulosa y lignina, componentes clave de la fibra dietética insoluble.
Una carga mineral interesante
El estudio del grupo Química Analítica y Circular ha permitido comprobar que estos elementos presentan una carga mineral interesante. En el caso de la oleosa, han encontrado cantidades significativas de potasio, magnesio y calcio, que cubren hasta un 83 por ciento de la ingesta diaria recomendada de cobre y un 23 por ciento de magnesio por cada 100 gramos. La fracción fibrosa, aunque con menor contenido mineral, se perfila como una excelente fuente de fibra funcional y potencial prebiótico.
Aránzazu Valdés y Ana Beltrán evaluaron el uso de los aceites obtenidos de los residuos de la chufa como elemento estabilizante de bebidas vegetales como la horchata. En unas pruebas preliminares añadieron 1 y 2 por ciento de estos aceites a una formulación estándar de horchata, y observaron una clara mejora en la estabilidad coloidal del producto, así como una mejora en sus propiedades de conservación. Este efecto se atribuye a la presencia de almidón gelatinizado y azúcares en la fracción oleosa, que aumentarían la viscosidad del medio y favorecerían la dispersión estable de partículas.
Este trabajo de la Universidad de Alicante demuestra una forma nueva de aprovechar el subproducto de la fabricación de la horchata, con una solución escalable a nivel industrial y respetuosa con el medio ambiente, que abre una vía de negocio nueva en la industria de esta jugosa y refrescante bebida.