Valorización de podas de olivo mediante la obtención de nanofibras de celulosa y compuestos bioactivos aplicables en la industria agroalimentaria

Resumen

1. Introducción o motivación de la tesis Esta Tesis doctoral presenta estudios que suponen un importante avance en el empleo de las podas de olivo para obtener, mediante procesos ambientalmente favorables, nanofibras de celulosa y compuestos bioactivos para su posterior aplicación en la industria agroalimentaria. La biomasa procedente del olivar destaca como la principal fuente de biomasa en Andalucía, generándose alrededor de 3 MM de toneladas de podas al año. Este residuo no suele tener utilidad; por tanto, una solución o alternativa a esta pérdida de recursos naturales sería la obtención de productos de valor añadido. En la última década, la mayor demanda de alimentos seguros, naturales y funcionales por parte de los consumidores ha generado un interés creciente en compuestos de origen natural que contribuyan a satisfacer esta demanda. Los compuestos fenólicos, presentes en la hoja de olivo, constituyen un ejemplo, debido a su ampliamente demostrada actividad antioxidante y antimicrobiana frente a patógenos alimentarios, que podrían incrementar la vida útil de los alimentos al ser incorporados como aditivos o ingredientes naturales. Del mismo modo, está reconocido científicamente que los compuestos fenólicos poseen, no sólo una finalidad tecnológica en los alimentos, sino también farmacológica en el organismo, con multitud de efectos beneficiosos para la salud. Por otro lado, la tendencia actual de los consumidores, altamente comprometidos con el medio ambiente, se dirige hacia el uso de envases alimentarios medioambientalmente favorables, reduciéndose el empleo de envases plásticos desechables o de un solo uso que, dada su baja biodegradabilidad, suponen un coste medioambiental elevado. Con las investigaciones que se presentan, se podrían obtener productos con aplicación en un sector tan importante como es el agroalimentario en Andalucía y España, valorizando lo que en la actualidad constituye principalmente un residuo. 2.Contenido de la investigación En primer lugar, a partir de un proceso ambientalmente favorable se obtuvieron pastas celulósicas utilizando podas de olivo, que fueron posteriormente empleadas en la obtención de nanofibras de celulosa. Estas nanocelulosas se aplicaron como refuerzo en la formulación de films alimentarios. A continuación, se obtuvo un extracto de hoja de olivo y se evaluó su actividad antioxidante y antimicrobiana frente a patógenos alimentarios, seguido de una revisión del potencial antibacteriano del extracto de hoja de olivo. Se desarrolló un prototipo de film alimentario funcional y biodegradable mediante la incorporación de extracto de hoja de olivo a una matriz polimérica de alcohol polivinílico, con el objetivo de evaluar la capacidad de mejora de la vida útil del alimento en contacto con dicho film. Por último, se investigaron los efectos de las condiciones gastrointestinales simuladas sobre los polifenoles presentes en la hoja de olivo con el fin de establecer su bioaccesibilidad, así como su efecto prebiótico tras la fermentación in vitro. 3.Conclusiones • La nanocelulosa obtenida a partir de podas de olivo, al ser aplicada como agente de refuerzo en matrices poliméricas, mejora las propiedades del film alimentario obtenido a base de PVA, mostrando aplicaciones prometedoras en la industria alimentaria. • La hoja de olivo, tanto en forma de extracto acuoso como hoja molida, posee una elevada actividad antioxidante y prebiótica, pudiendo ser utilizada como ingrediente/aditivo funcional para el desarrollo de productos alimenticios. • La incorporación del extracto de hoja de olivo en el film no dio lugar a los efectos antioxidantes o antimicrobianos esperados en las condiciones ensayadas (16% (p/p, método de solvent casting). • Se necesitan más investigaciones para estudiar la migración de los compuestos bioactivos, principalmente polifenoles, desde el film o el envase alimentario, y para optimizar las condiciones que potencian sus efectos tecnológicos en los alimentos. 4. Bibliografía Agencia Andaluza de la Energía La Bioenergía En Andalucía. 2020. Bascón-Villegas, I.; Sánchez-Gutiérrez, M.; Pérez-Rodríguez, F.; Espinosa, E.; Rodríguez, A. Lignocellulose nanofibre obtained from agricultural wastes of tomato, pepper and eggplants improves the performance of films of polyvinyl alcohol (PVA) for food packaging. Foods 2021, 10, doi:10.3390/foods10123043. Gullón, P.; Gullón, B.; Astray, G.; Carpena, M.; Fraga-Corral, M.; Prieto, M.A.; Simal-Gandara, J. Valorization of by-products from olive oil industry and added-value applications for innovative functional foods. Food Res. Int. 2020, 137, doi:10.1016/j.foodres.2020.109683. Gullón, B.; Gullón, P.; Eibes, G.; Cara, C.; De Torres, A.; López-Linares, J.C.; Ruiz, E.; Castro, E. Valorisation of olive agro-industrial by-products as a source of bioactive compounds. Sci. Total Environ. 2018, 645, 533–542, doi:10.1016/j.scitotenv.2018.07.155. Mark, R.; Lyu, X.; Lee, J.J.L.; Parra-Saldívar, R.; Chen, W.N. 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