De la poda al laboratorio, residuos agrícolas con potencial para la industria alimentaria

 Cuando un aceite se enrancia —pierde olor, sabor, color y valor nutricional por reacción con el oxígeno— la industria suele usar aditivos sintéticos para retrasar ese deterioro. Estos compuestos actúan como antioxidantes, es decir, sustancias que frenan las reacciones químicas que dañan las grasas. En el Laboratorio de Frutas Tropicales de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Bogotá, uno de los proyectos actuales evalúa si hojas de agraz pueden convertirse en alternativas naturales con esa misma capacidad protectora.

Pero esa no es la única apuesta. Esta fotogalería recorre otras líneas de investigación del laboratorio, desde el análisis de papa nativa hasta el estudio de residuos de mora y tomate de árbol, con un objetivo común, dar valor científico y productivo a lo que hoy se descarta en el campo.

Una de esas investigaciones es la tesis de la química Angie Guevara, estudiante de la Maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos, quien trabaja con hojas de agraz, un cultivo similar al arándano que ha empezado a ganar terreno en regiones como Boyacá, Nariño, Antioquia, Cundinamarca y Cauca. A partir de estas hojas, el equipo obtiene extractos con posibles propiedades antioxidantes.

El objetivo es evaluar si estos compuestos naturales pueden retrasar la oxidación en aceites vegetales como el de girasol, proceso que actualmente se controla mediante antioxidantes sintéticos como el TBHQ. “Queremos buscar posibles antioxidantes naturales que también nos ayuden a aprovechar algunos residuos generados en el campo de la agricultura”, explica.

Para ello se emplean técnicas como el ensayo DPPH, que mide la capacidad antioxidante de los extractos mediante el cambio de color de un reactivo sensible a procesos de reducción y oxidación. Cuando el reactivo, de color morado intenso, entra en contacto con sustancias antioxidantes, pierde color y se torna amarillo pálido, lo que permite estimar la potencia antioxidante de la muestra analizada.

Si los resultados son favorables, estos residuos se podrían transformar en insumos industriales capaces de extender la vida útil de aceites, reduciendo así la necesidad de aditivos sintéticos, en línea con la creciente demanda de alternativas naturales en la industria alimentaria. La investigación se encuentra en su etapa inicial.

Tras las pruebas de laboratorio, el siguiente paso será evaluar la estabilidad de los extractos directamente en el aceite bajo la prueba Rancimat, un método que somete el aceite a altas temperaturas y flujo constante de aire para acelerar su oxidación y medir cuánto tiempo tarda en deteriorarse.

Luego se realizarán ensayos de estabilidad acelerada para determinar si estos compuestos naturales logran retrasar la oxidación lipídica y en qué concentraciones resultan efectivos frente a los antioxidantes sintéticos usados por la industria. Más allá de la técnica, el propósito es claro, convertir un residuo agrícola en una alternativa viable para la industria alimentaria.

También se busca generar nuevas oportunidades económicas para los agricultores que hoy desechan las hojas producto de las podas.

Un laboratorio con múltiples frentes de investigación

Este laboratorio, coordinado por el profesor Carlos Eduardo Narváez Cuenca, forma parte del Grupo de Investigación en Química de Alimentos, creado oficialmente en 2002. Desde entonces ha sido un referente en el análisis de frutas y tubérculos en proyectos de impacto nutricional y agroindustrial, donde se caracterizan macronutrientes, micronutrientes y compuestos bioactivos presentes en estos alimentos.

Según la química Angie Guevara, “en este espacio desarrollamos diferentes proyectos de investigación orientados a diversificar las frutas, diseñar alimentos y valorizar subproductos agrícolas como residuos de poda, semillas y cortezas de frutas que tienen potencial para uso industrial”.

Además de la investigación con hojas de agraz, el equipo ha participado en iniciativas como el proyecto de papas más nutritivas. “Allí trabajamos en el análisis de una colección de papa, en el cual el Laboratorio ha sido un pilar importante”, agrega.

Del campo al laboratorio

En esa misma línea de valorización de la biodiversidad, el equipo también ha adelantado investigaciones sobre el aprovechamiento de residuos de mora y tomate de árbol, así como estudios sobre genotipos silvestres de agraz en Santander y colecciones cultivadas en Cundinamarca y Boyacá, con miras a su fitomejoramiento, un proceso orientado a identificar y potenciar las plantas con mejores cualidades nutricionales y agronómicas para fortalecer futuras siembras y hacer más competitivos los cultivos.

Este trabajo permite reconocer qué variedades ofrecen mayor valor nutricional y mejor adaptación a distintas condiciones, para integrarlas en programas de mejoramiento agrícola. “Los proyectos se realizan en alianza con profesionales en Ciencias Agrarias y Biología, quienes integran el componente agrícola y genético con el análisis químico de los alimentos”, afirma el profesor Narváez.

El trabajo comienza en el campo, donde se recolectan las muestras que luego se acondicionan en el Laboratorio mediante procesos de lavado y liofilización, una técnica que elimina el agua mediante congelación y posterior sublimación al vacío, lo que permite conservar compuestos sensibles sin exponerlos a altas temperaturas.

“Muchos de los compuestos bioactivos que analizamos son sensibles a la temperatura, la luz, a la presencia de oxígeno y a los cambios en los niveles de pH. La liofilización es la mejor forma de preservarlos para su estudio”, explica la investigadora Guevara.

Una vez acondicionadas, las muestras se someten a molienda y se almacenan en condiciones controladas antes de iniciar la extracción de compuestos como fenólicos, carotenoides y clorofilas, sustancias naturales que pueden actuar como antioxidantes, proteger las células frente al daño oxidativo, aportar color a los alimentos y, en algunos casos, contribuir a la prevención de enfermedades asociadas con el estrés oxidativo.

Estas extracciones se realizan con equipos como ultrasonido y centrífugas, y posteriormente se analizan mediante cromatografía líquida de ultraalta eficiencia, una tecnología que permite identificar cuáles compuestos hay en una muestra y en qué concentración. “El equipo nos permite analizar cuáles compuestos están presentes en nuestras muestras y en qué cantidad”, afirma la estudiante.

Cada análisis produce gráficos en los que cada pico corresponde a un compuesto específico, conocidos como cromatogramas. La altura o el área de esos picos indica su concentración, lo que permite identificar y cuantificar metabolitos con potencial actividad biológica de forma precisa y reproducible.