Con hojas de mandarina alargan la vida útil de alimentos perecederos

 La mandarina Arrayana que usted compra en el supermercado tiene propiedades que detienen el deterioro de las células. Tras la poda, cientos de hojas de este cultivo quedan en el suelo sin aprovechar sus 21 compuestos químicos naturales, con los cuales se lograría que galletas, papas fritas o aceites vegetales –como el de soya– extiendan su vida útil, al protegerlos por más tiempo contra la oxidación de lípidos, el proceso que vuelve rancios los alimentos.

Este potencial de los residuos de la mandarina representa una alternativa a los aditivos sintéticos, cuyo consumo constante y en altas concentraciones tiene implicaciones dañinas para la salud humana, e incluso se han asociado con enfermedades como el cáncer.

Entre los conservantes más usados en alimentos procesados están algunos antioxidantes artificiales como la terc-butilhidroquinona o el galato de propilo, que ayudan a que productos como papas fritas, galletas o embutidos duren más tiempo sin dañarse o volverse rancios; sin embargo, varios estudios han alertado sobre sus posibles efectos negativos en la salud, como daños celulares, alteraciones hormonales y vínculos con enfermedades crónicas como el cáncer gastrointestinal, renal, de vejiga y de mama, lo que ha impulsado la búsqueda de alternativas más seguras y naturales.

Camilo Rodríguez García, magíster en Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), investiga cómo generar un reemplazo de estos aditivos sintéticos a partir de la mandarina, una fruta que todos hemos disfrutado alguna vez en la vida, pero cuyos residuos (hojas, cáscara y semilla) no generan un valor agregado para los productores, quienes los queman por desconocer sus propiedades químicas.

Entre 2020 y 2021 se produjeron en Colombia 339.000 toneladas de mandarina, lo cual representa el 27 % de los cítricos del país. Regiones como Antioquia y el Eje Cafetero concentran el 29 % de este cultivo, y un 28 % va para Santander, Boyacá y Tolima. De este último lugar el investigador Rodríguez obtuvo las hojas de mandarina Arrayana que formaban parte de los residuos de la cosecha, trabajo adelantado con los profesores Liliam Palomeque Forero y Fabián Parada Alfonso, del Departamento de Química de la UNAL.

Se calcula que en el periodo 2023-2024 se produjeron en el mundo unas 15 millones de toneladas de residuos de mandarina (hoja y cáscara), que se pueden aprovechar como recursos útiles.

Más allá de los gajos

Con 5 kg de hojas –proporcionados por el agricultor Adrián González, productor de mandarina del Tolima–, el investigador Rodríguez extrajo un grupo de compuestos descritos en la literatura como antioxidantes (fenoles, terpenoides, entre otros). El reto consistía en realizarlo contaminando menos el ambiente, pues la forma tradicional de hacerlo es usar solventes que terminan siendo  tóxicos para los humanos y difíciles de desechar o degradar, por lo que se convierten en una piedra en el zapato.

Para ello usó la técnica de gases supercríticos con dióxido de carbono, que en su punto crítico –temperatura de 31 °C y presión de 74 bar– disuelve los compuestos que se pretenden extraer en condiciones ligeramente por encima de la temperatura ambiente, considerando que por lo general los extractos naturales son bastantes sensibles a factores externos como el calor, la luz y el oxígeno.

Luego de extraerlos determinó si tenían lo que se necesita para proteger un alimento. El resultado es que los extractos de la mandarina lograron ayudar al aceite de soya a sobrevivir al daño por oxidación por unas 5,2 horas, lo que representa casi 2 horas más que lo esperado en un aceite sin conservantes, un avance que aunque parece pequeño representaría a futuro un avance sin precedentes.

El investigador probó los extractos de hojas de mandarina en aceite libre de antioxidantes en una concentración de 1 g/kg de aceite. Evaluó la estabilidad oxidativa en aceite de soya monitoreando cada 5 días durante 20 días mediante métodos acelerados; además midió los índices que determinan la calidad del aceite –como la acidez–, y de productos de oxidación primarios y secundarios.

Así determinó, mediante técnicas especializadas en laboratorio, que comparado con antioxidantes sintéticos y aceites que no tenían ningún aditivo, el combinado con extractos de mandarina no solo logró más tiempo de protección sino también menos cambio de color que con los otros métodos, uno de los criterios de calidad ante los consumidores.

“Este efecto puede obedecer a compuestos como el linalol, la luteína y la tangeritina, capaces de neutralizar las moléculas que dañan las células de los alimentos (radicales libres), es decir que generan estrés oxidativo” explica el experto Rodríguez.

Los radicales libres son moléculas inestables producidas por el cuerpo (y también por factores externos como contaminación, radiación, estrés o comida procesada) que buscan desesperadamente un electrón para estabilizarse químicamente, y al hacerlo dañan células, lípidos, proteínas y ADN, lo que causa la descomposición de los alimentos.

Es allí donde los antioxidantes –como los encontrados en la mandarina durante la investigación– detienen este daño celular y a futuro se podrían convertir en un aditivo saludable y viable para todo tipo de alimentos. Es importante recordar que esta es la primera investigación en el país que analiza este tema con esta profundidad.

Este hallazgo es prometedor para la industria alimentaria y además demuestra cómo se pueden aprovechar residuos agrícolas para crear productos de alto valor alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ya que al reducir el desperdicio se disminuye la dependencia de aditivos importados y se impulsa la economía circular, y aunque falta investigar más para saber cuáles son los compuestos no tóxicos para consumo humano, este es un primer paso que abre toda una línea de investigación.

Además, varios de los compuestos identificados –como la luteína y la tangeritina– han mostrado propiedades neuroprotectoras en otros estudios internacionales, y a futuro sería un desarrollo para prevenir enfermedades como el Alzheimer, cuya progresión está asociada con el estrés oxidativo.

Cruce de palmas produce un aceite más saludable y rico en vitamina A

 Una nueva investigación ha transformado la percepción del aceite de palma, creando un producto híbrido más saludable y nutritivo. A partir de un cruce genético y un innovador proceso de ultrafiltración, este aceite conserva compuestos esenciales como la provitamina A y la vitamina E, aplicables en alimentos y cosméticos.

Generalmente los consumidores creen que los aceites claros son más saludables, pero el proceso de decoloración puede llevar a la pérdida de nutrientes que le dan el color natural, el cual indicaría que es rico en vitamina A. A su vez, el aceite de palma se asocia con un alto contenido de grasas saturadas, que pueden contribuir a problemas cardiovasculares.

Aunque varias de estas críticas al aceite de palma son ciertas, una investigación reciente demuestra que con palmas híbridas y procesos innovadores de tratamiento se obtendría un producto con mayor cantidad de nutrientes y vitaminas, aunque de un color más oscuro, debido a que estos componentes también alteran su coloración.

La ingeniera agroindustrial Adriana Isabel Rada Bula, doctora en Ciencia y Tecnología de Alimentos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), explica que su tesis se centró en un cruce genético especial entre dos especies de palma: la africana (Elaeis guineensis) y la americana (Elaeis oleifera). Este híbrido combina las mejores características de ambas, obteniendo un aceite con más grasas insaturadas –que son beneficiosas para la salud– y un alto contenido de compuestos nutritivos como carotenos (provitamina A) y vitamina E.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) y los resultados de la última Encuesta Nacional de Situación Nutricional (ENSIN), se estima que diariamente se requiere una ingesta de vitamina A de entre 300 y 800 µg (millonésimas de un gramo), la cual no se cumple especialmente por los problemas de seguridad alimentaria que limitan el acceso a alimentos como la zanahoria, en los que este micronutriente se encuentra de manera natural.

El reto del refinado

“El aceite de palma tiene un color rojo natural gracias a los carotenos, pero la industria suele refinarlos para obtener aceites más claros, que son preferidos por los consumidores. El problema es que durante este refinado se pierden por completo los carotenos y gran parte de los tocoferoles y tocotrienoles, compuestos que forman la vitamina E”, explica la doctora Rada.

Un nuevo proceso para conservar lo bueno

En la investigación se utilizó un proceso de ultrafiltración, método que permitió separar impurezas como los fosfolípidos, que reducen la vida útil del aceite, pero conservó los nutrientes esenciales y antioxidantes. “Logramos un aceite más estable, que mantiene sus propiedades hasta los 60 °C y que tiene hasta 16 veces más provitamina A que la zanahoria, uno de los vegetales más ricos en esta vitamina”, afirma la investigadora.

También se realizó un aporte relacionado con el estudio de la estabilidad del aceite crudo de palma del híbrido interespecífico E. oleifera×E. guineensis –entre palma americana y aceitera– en el que se evidenció que tanto el aceite crudo como el desgomado (separación por hidratación de impurezas como los fosfolípidos, las gomas y proteínas, que son solubles en aceite, pero insolubles en agua)  presentan una estabilidad oxidativa incluso por encima de la reportada en otros aceites vegetales, lo que quiere decir que se conserva mejor.

¿Qué significa esto para la alimentación?

Con este aceite mejorado se desarrollaron productos como helados y tortas de zanahoria, que además de ser deliciosos cumplen con el requerimiento diario de vitamina A para niños. “Esto demuestra que podemos usar el aceite de palma como una excelente fuente de nutrientes, con aplicaciones tanto en alimentos como en cosméticos por su pigmento natural y propiedades antioxidantes”, sostiene la investigadora.

En estos productos la concentración de los carotenoides (compuesto colorante que se transforma en vitamina A), tocoferoles y tocotrienoles (compuestos ricos en vitamina E) no se afectó por la temperatura de horneado, de manera que este aceite sería una opción como ingrediente natural con contenido de compuestos beneficiosos para la salud.

Este avance tiene implicaciones prácticas para los cultivadores colombianos, quienes ahora tienen más razones para adoptar el cultivo de palmas híbridas. Según la doctora Rada, su investigación también contribuyó a un libro del Centro de Investigación en Palma de Aceite (Cenipalma), que orienta a los agricultores sobre las ventajas nutricionales y económicas de este tipo de palma.

“Mi trabajo demuestra que es posible transformar la percepción del aceite de palma y darle un uso más saludable y sostenible”, concluye la doctora.

Así, el aceite de palma híbrido emerge como una alternativa más saludable y versátil, bajo condiciones específicas de refinación, con un gran potencial para transformar la percepción y el uso de este recurso en el sector alimentario.

Con mosca soldado reducirán desperdicio de alimentos en el Valle del Cauca

 La iniciativa, impulsada por la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira y la Secretaría de Salud del departamento, se centrará en producir compostaje a partir de larvas de mosca soldado, lombrices y otros microorganismos, reducir los olores desagradables y enfrentar el desperdicio de alimentos en las plazas de mercado de la región. Dicha alianza forma parte de las estrategias de la Red Universitaria de Campus Sostenibles (Rucas).

“El proyecto se enfocará en los 33 municipios en los que la Secretaría de Salud del Valle del Cauca tiene jurisdicción directa, que incluyen aquellos de cuarta, quinta y sexta categorías; para los de otras categorías se buscará coordinar esfuerzos con las autoridades locales para lograr una intervención efectiva”, indicó Luis Hernando Cepeda López, delegado de la Secretaria de Salud Departamental en la Red Rucas.

El trabajo contará con la colaboración de la Central de Abastecimiento del Valle del Cauca (Cavasa), el punto de acopio de frutas y verduras más grande de la región. Quienes laboran allí vienen desarrollando con éxito un proceso similar con moscas soldado en las instalaciones de la plaza.

Con esta iniciativa, la UNAL Sede Palmira incentivará la producción de compostaje, el cual, además de contribuir a la gestión sostenible de los residuos orgánicos, también ofrece otras oportunidades.

“Las larvas de mosca soldado son ricas en proteínas y se pueden emplear como alimento para gallinas o peces, lo que fomentará la economía circular en la región”, informó el profesor Diego Mejía, coordinador de la Oficina de Gestión Ambiental de la UNAL e integrante de la Red Rucas.

Señaló además que primero se llevará a cabo un trabajo piloto en las plazas de mercado seleccionadas que cuenten con una zona que acopie el material orgánico para compostar en el sitio inicialmente lo que se produzca.

“Estudiantes de pregrado y posgrado de la Sede Palmira se involucrarán activamente con la supervisión de profesores con experiencia en compostaje”, anotó.

También incluirá investigaciones para determinar las mejores concentraciones de compostaje y los tipos más beneficiosos para diferentes cultivos, así como para recuperar suelos degradados por la agricultura, y por lo tanto se espera que el abono resultante rico en nutrientes, se le vuelva a entregar al campesino y a los agricultores de la región.

“Así, se contribuirá a disminuir olores y formación de plagas y otros microbios como bacterias y hongos que en algunos casos son afectan la salud humana. También se reducirá la presencia de ratas y otros roedores”, agregó el académico.

Según el delegado Cepeda, “esta iniciativa se alinea con el proyecto de Ordenanza que viene gestionando la Secretaría de Salud del Valle del Cauca para mejorar la calidad de la alimentación en cafeterías y tiendas escolares de todos los niveles educativos, además de reducir la cantidad de alimentos desperdiciados en estas instituciones”.

La Rucas está comprometida en seguir trabajando en actividades que impacten de manera positiva la región a lo largo del año. En uno de sus más recientes encuentros, que tuvo lugar en la Sede Palmira, se reunieron representantes de diversas instituciones y universidades comprometidas con la causa ambiental como las universidades Javeriana, Católica, San Buenaventura y Univalle, entre otras, además de la Secretaría Departamental de Salud.

Entre los propósitos se discutió la creación de un boletín informativo que destacará los logros y avances de los grupos focales. También se llevó a cabo un recorrido por la Sede Palmira, en el que se presentaron los servicios ecosistémicos con los que cuenta la UNAL.

Empaque para alimentos, otro uso para la pepa del aguacate Hass

 La semilla del aguacate sirve para mucho más que ponerla en el fondo del guacamole para que no se negree. Aunque suele verse como un residuo, la pepa contiene proteínas, grasas, fibra y carbohidratos benéficos para la salud, entre otros atributos. En la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales se encontró que también sirve como material para elaborar un empaque plástico para alimentos, gracias a su alto contenido de almidón.

El ingeniero físico Duván Camilo Fuquen Espinel, estudiante de la Maestría en Ciencias - Física, de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UNAL Sede Manizales, elaboró una biopelícula similar al plástico, pero menos contaminante, que evitaría el deterioro de los alimentos.

Para obtener este material natural se mezclan tres sustancias: el polvo o almidón de la pepa del aguacate Hass, las nanopartículas provenientes de ese mismo compuesto, y el xiloglucano, una molécula presente en la semilla del tamarindo, que hace las veces de látex.

“El 20 % de cada semilla del aguacate Hass contiene el material aprovechable para el proceso, lo que es más que suficiente para crear las biopelículas”, menciona el investigador.

Como si se tratara de una receta de cocina, la pepa del aguacate se pela por completo y luego se sumerge en agua por un día para que suelte más fácilmente la cáscara que la protege. Cuando se ablanda es más fácil molerla con un molino de bolas, o para mayor practicidad en una molienda húmeda (licuadora). Después se seca y se obtiene el polvo.

Como el polvo queda con residuos y grasa natural del aguacate, debe pasar por un proceso de limpieza. “Para ello se utilizó bisulfito de sodio disuelto en agua –en un proceso similar al empleado para purificar el agua de las piscinas–, que se decanta (caer al fondo) y luego se seca para obtener un polvo similar a la maicena”.

“Cuando el almidón está en contacto con el agua forma grumos y se decanta, deja de estar disuelto, así que la limpieza siempre se debe hacer en movimiento con agitación constante y luego ponerse en una máquina de ultrasonido, la cual emite ondas para que los gránulos vibren y no se aglomeren”, explica el magíster.

Para el segundo material, el de las nanopartículas del almidón, el polvo seco pasó por un proceso químico llamado hidrolisis ácida, en este caso con ácido sulfúrico mezclado en agua, para que rompa los gránulos en fragmentos más pequeños y lograr el tamaño deseado, que es de 100 nanómetros, es decir unas 1.000 veces menos grueso que un cabello humano.

“Con el 100 % del almidón usado se obtuvo el 70 % de nanopartículas”, anota el investigador.

Posteriormente las nanopartículas se extrajeron en un proceso de centrifugado (como el de las lavadoras), en una máquina giratoria que separa el líquido del sólido, y luego la parte sólida se secó para obtener el almidón puro.

Para el tercer material, que haría las veces de plástico (elaborado generalmente con látex, o propileno industrial), se utilizó xiloglucano.

Siguiendo el mismo proceso de la semilla de aguacate, se limpió y desintegró hasta volverla polvo. La diferencia es que, en este caso, por una mezcla de alcohol etílico para que convierta el material en una textura gelatinosa y trasparenté que se debe secar en un horno durante un día.

Por último, para construir la película o capa compuesta por estos materiales, el almidón disperso se calentó en agua a 80 °C, y a los 5 minutos se le agregaron las nanopartículas y el gel, se agitó constantemente, y al minuto 10 la temperatura se empezó a bajar progresivamente.

“Lo llevamos a pequeños moldes de vidrio y se expuso a horno durante 15 horas para que tomara una tonalidad amarilla sin olor, adquiriendo así resistencia y flexibilidad”, anota el investigador.

Mediante distintos análisis técnicos especializados se determinó que el material cumple con las propiedades de flexibilidad, es moldeable y resistente a la temperatura e impermeabilización moderada con el impacto del agua y el vapor, por lo que cumple con los criterios básicos de firmeza de un material para cubrir elementos.