Vitaminas, antioxidantes y minerales, encontrados en cáscaras, semillas y bagazos del aguacate y la mora, sugieren que los residuos orgánicos son una óptima materia prima para la fabricación de productos farmacéuticos y cosméticos.
Así como de la refinería de petróleo es posible obtener gasolina, diésel, asfalto, gas o queroseno, en la biorrefinería el rasgo distintivo es la materia prima utilizada, que proviene de residuos orgánicos (biomasa).
Una investigación adelantada en la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Manizales determinó que ambos frutos son una fuente rica en compuestos, con alto potencial en la industria de los biocombustibles y la bioenergía, así como en la producción de ácidos orgánicos (vinagre, ácido ascórbico, ácido salicílico, entre otros).
"Encontramos que los residuos de la mora contienen antioxidantes cercanos a los 126,41 mg/kg y de los aguacates se obtienen hasta un 17 % de aceite; ambos, compuestos valiosos para la industria farmacéutica, de alimentos y cosméticos", afirma Javier Andrés Dávila Rincón, doctor en Ingeniería - Línea de Investigación en Automática.
Dado que la industria de procesamiento de frutas en Colombia genera importantes cantidades de residuos no comestibles, estos pueden, potencialmente, ser una fuente importante para la extracción de compuestos valiosos. En el país, alrededor del 70 % (en peso) de las frutas y verduras se convierten en subproductos o no comestibles, debido, entre otros aspectos, a las prácticas indebidas, retos asociados a la cadena de distribución de frío o un transporte inadecuado que daña los frutos.
Por ejemplo, en 2011, según el Anuario Estadístico de Frutas y Hortalizas del Ministerio de Agricultura de Colombia, publicado por el Ministerio de Agricultura, se produjeron alrededor de 3,3 millones de toneladas de frutas. "Si se tienen en cuenta las pérdidas porcentuales en la industria del procesamiento de frutas, alrededor de 2,31 millones de toneladas se pierden cada año", amplía el joven investigador.
Al respecto, el profesor Carlos Ariel Cardona Alzate, director del grupo en Procesos Químicos, Catalíticos y Biotecnológicos de la un Sede Manizales, explica que cerca del 65 % de las basuras son residuos orgánicos y el 35 % inorgánicos. "En el caso de los orgánicos, solo el 40 % de los residuos sólidos municipales tiene un manejo adecuado, el 50 % es manejado de forma indebida y apenas el 10 % es recuperado a través del reciclaje".
Sin embargo, el principal uso y aplicación de la biomasa, generada por los residuos orgánicos (particularmente maíz, café, arroz, podas, ramas y madera), es la obtención de energía eléctrica y térmica por combustión y, en algunos casos, la producción de biocombustibles. Por ello, en busca de alternativas para sectores industriales relacionados con la cosmética y la farmacéutica, se llevó a escala piloto el diseño de una biorrefinería basada en las frutas.
Ingeniería de procesos
Según los investigadores, algunos compuestos funcionales (fenólicos, carotenoides, flavonoides, vitaminas, antioxidantes, enzimas y antocianinas, entre otros) podrían encontrarse en la parte comestible de las frutas, y también en sus residuos.
Asimismo, los desechos tienen un contenido lignocelulósico atractivo que permite obtener, mediante procesos bioquímicos, mecánicos y termoquímicos (ingeniería de procesos), productos de valor añadido.
Gracias al vínculo existente entre el Instituto de Biotecnología y Agroindustria (IBA) de la Sede con algunas empresas de la región, como Frugy, se logró obtener la materia prima requerida para esta investigación. Para ello, el estudio se basó en los procesos de hidrólisis (descomposición de sustancias orgánicas por la acción del agua) y la extracción de compuestos valiosos con fluidos supercríticos (cualquier fluido sometido a temperaturas extremas) a partir de cáscaras, semillas y bagazos de la mora y el aguacate.
De esta manera, se determinó que la mora tiene una buena oferta de compuestos fenólicos y extractos con capacidad antioxidante, así como una fuente de antocianinas, para las que existe aplicaciones en la medicina, específicamente en la prevención del cáncer. Además, el contenido de holocelulosa (más del 61 %) podría utilizarse en la obtención de azúcares C5 y C6; la lignina hallada (19,22 %) podría servir para la elaboración de combustibles, así como componentes de materiales compuestos y poliméricos.
En el caso del aguacate, (variedad Hass) fueron utilizadas la cáscara y pepa (semilla), de las cuales se extrajeron flavonoides, terpenoides, esteroides, saponinas y taninos. Su contenido de holocelulosa (celulosa y hemicelulosa) fue del 52,88 %, y podría emplearse en la elaboración de productos a partir de azúcares C5 y C6. También, ambos residuos serían esenciales en la producción de extractos con capacidad antioxidante.
Para esta investigación fue empleado un método termomecánico (procesos a temperatura y esfuerzos mecánicos controlados) para extraer aceite del aguacate, que podría tener propiedades y usos similares al aceite de oliva.
Otro beneficio, que se obtuvo como valor agregado, fue generar la energía que necesitaba la planta de biorrefinería, para extraer los compuestos químicos de la mora y el aguacate, a través de sus propios residuos mediante la obtención de energía eléctrica y térmica.
De esta manera, la investigación adelantada por Javier Andrés Dávila ha permitido ampliar el concepto de biorrefinería para el procesamiento de frutas en Colombia, a través de una propuesta innovadora, que permite la utilización completa y sostenible de todos sus componentes. Por tanto, podría reflejarse en una mejora de las cadenas productivas.
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