Diseñan un disolvente para obtener compuestos beneficiosos de los frutos rojos

Un equipo de investigación de la Universidad de Huelva ha diseñado un disolvente para obtener compuestos beneficiosos de los frutos rojos. Estos extractantes ‘verdes’ se pueden adaptar a cada tipo de sustancia que se quiera obtener, además no genera elementos tóxicos, produce emisiones mínimas y cumple los requisitos de seguridad que se aplican habitualmente en la industria.

Hasta ahora, para separar los distintos componentes de interés de los productos naturales se usaban disolventes como la acetona, el éter etílico o metanol. Aunque su uso está regulado, la comunidad científica trabaja para reducir la toxicidad y las emisiones atmosféricas que producen o su impacto ambiental.

Extractos de hojas de arándano con cloruro de colina y ácido oxálico.

Como alternativa, los investigadores del grupo Análisis Agroalimentario, Salud y Economía Circular de la Universidad de Huelva proponen el uso de disolventes denominados NADES (disolventes eutécticos profundos naturales), que se pueden adaptar para conseguir compuestos bioactivos de distintos tipos de subproductos agroalimentarios. Los NADES se obtienen a partir de compuestos procedentes de fuentes naturales como los residuos de la fruta, por ejemplo, azúcares y ácido cítrico, entre otros. Éstos se ajustan a los principios de la química verde, es decir, no generan elementos tóxicos, producen emisiones mínimas y cumplen los requisitos de seguridad de la industria.

Aprovechamiento de los residuos 

Tal y como explican en el artículo ‘Ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from blueberry leaves using natural deep eutectic solvents (NADES) for the valorization of agrifood wastes’ publicado en Biomass and Bioenergy, el objetivo de los científicos era diseñar un disolvente para aprovechar los residuos agroalimentarios de los frutos rojos como el arándano. “Lo elegimos porque la técnica que empleamos en él es reproducible, es decir, podemos emplearla en otro tipo de desechos como el de la fresa o la mora”, explica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Huelva María de los Ángeles Fernández Recamales.

La elaboración de un NADES es como cocinar un puchero. Se requiere, por un lado, ingredientes correctos y de calidad, es decir, la mezcla de compuestos químicos y, por otro lado, la aplicación adecuada de energía, esto es, como emplear el fuego adecuado.

Los expertos elaboraron 10 disolventes para comprobar cuál funcionaba mejor.

Así, para diseñar su propuesta los expertos partieron de componentes naturales, del tipo que pueden encontrarse en el organismo humano, y lo mezclaron en distintas proporciones hasta encontrar un disolvente con propiedades físico-químicas adecuadas, como los ingredientes más apropiados para una receta de cocina. Se requiere un elemento sólido, en este caso, las hojas del arándano, y uno líquido: el disolvente mezclado con agua. “En concreto, elaboramos 10 disolventes para comprobar cuál funcionaba mejor y era más parecido a los tradicionales que se emplean en la industria”, explica María de los Ángeles Fernández Recamales.

Adaptar la mezcla

Después, seleccionaron las hojas de arándano y emplearon el NADES para extraer compuestos polifenólicos en las mismas condiciones que se haría con un disolvente tradicional. Estos compuestos antioxidantes pueden emplearse como aditivo en la industria agroalimentaria, cosmética y farmacéutica.

Así, seleccionaron el más apropiado y emplearon metodología estadística para comprobar qué condiciones favorecían la extracción. Este análisis permite establecer cuestiones como cuánto tiempo tardará el NADES en obtener los compuestos de la hoja del arándano, la temperatura a la que debe estar la mezcla y qué cantidad de hojas y de disolvente hay que utilizar. “Este análisis nos permite adaptar el agente de separación al tipo de subproducto que estamos tratando, y obtener distintos tipos de compuestos en función de nuestras necesidades, como los polifenoles”, indica María de los Ángeles Fernández Recamales.

Hojas de arándano molidas.

Tras realizar distintas pruebas, determinaron que aplicando como fuente de energía ultrasonidos -ondas sonoras de frecuencia superior al límite audible para el oído humano- a la mezcla de hojas de arándano y NADES, replicaban mejor los efectos de los disolventes tradicionales para obtener polifenoles. “Esta propuesta, que nos permite ajustar las cantidades de cada compuesto como si fuera una receta de cocina, puede aplicarse en los residuos vegetales de otros frutos rojos y a las hojas molidas del olivo”, añade María de los Ángeles Fernández Recamales.

Los siguientes pasos de este equipo científico se dirigen al uso de disolventes hidrofóbicos (que evitan mezclarse con el agua) para obtener compuestos vegetales denominados carotenoides, es decir, pigmentos naturales que aportan, por ejemplo, su color a la zanahoria. Actualmente, están analizando cuáles son los mejores agentes de separación y comprobando cómo reaccionan estos compuestos naturales al proceso.

Este estudio ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía en el marco del ‘Programa Operativo FEDER 2014-2020’ del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

Reportaje sobre esta nota de prensa: Disolventes sostenibles para extraer los antioxidantes del arándano

Referencias

Santos, M.; Cubero, J.; González, R.; Cortés, E.; Sayago, A.; Urbano, J. & Fernández, Á. (2023). ‘Ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from blueberry leaves using natural deep eutectic solvents (NADES) for the valorization of agrifood wastes’. Biomass and Bioenergy, 175, 106882.

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