Caracterització de subproductes agroalimentaris
Tutor / Supervisor
Student
Serrano Benito, Ruth
Document type
Bachelor thesis
Date
2024
rights
Restricted access - confidentiality agreement
Publisher
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Abstract
The agri-food industry and crops generate large amounts of by-products that are discarded, and the majority of these are products with high quantities of bioactive compounds and nutritional interest. The aim of this study was to characterize by-products (from broccoli, white cauliflower, artichoke and wheat bran) provided by an agri-food company, as potential functional ingredients for the food and cosmetic industries. First, the most suitable preservation pretreatment of the fresh samples (drying or freeze-drying) was evaluated, aiming to preserve the maximum total polyphenol content present in the fresh product. Subsequently, the nutritional composition (water content, mineral matter, fat, protein, and carbohydrates) and bioactive compound content were determined, such as polyphenol content (Folin-Ciocalteu method, previously optimizing the extraction method) and glucosinolate content (only in Brassica, by spectrophotometry). Additionally, the radical scavenging capacity of the by-products was evaluated (by DPPH, ABTS, and FRAP methods). Regarding wheat bran, the different fractions of polyphenols (free, esterified, and bound) were separated, and the water and oil retention capacity of the sample was determined. The results showed that the most suitable preservation treatment was drying. The nutrient and bioactive component content of the by-products depended on the type of by-product. In artichoke, the leaf had the highest percentage of minerals, fat, protein, and carbohydrates, while in Brassica, the content of minerals, protein, and carbohydrates depended more on the different tissues of the plant (leaf, floret, stalk, and stem). In general, the radical scavenging capacity values of the leaf, floret, stalk, and stem were proportional to the amount of determined polyphenols, with optimal extraction at a 1:10 (m/v) ratio with a 50% ethanol solution, for 1 hour in agitation and 20 minutes in a centrifuge at room temperature. The radical scavenging capacity varied depending on the characterization method used (DPPH, ABTS, or FRAP), generally being higher in the leaf and floret. Regarding wheat bran, bound polyphenols were the majority fraction. In conclusion, the by-products of broccoli, white cauliflower, artichoke, and wheat have shown interesting results in terms of bioactive compounds, nutritional composition, and radical scavenging capacity. These could have potential interest as possible ingredients in the food and cosmetic industries, contributing to the valorization of agri-food by-products. Keywords: food by-products, bioactive compounds, polyphenols, radical scavenging capacity.
La indústria i els cultius agroalimentaris generen una gran quantitat de subproductes que es descarten i són en una gran majoria productes amb altes quantitats de compostos bioactius i d'interès nutricional. L'objectiu d'aquest treball va ser caracteritzar diferents subproductes del sector agroalimentari (procedents del cultiu del bròquil, la coliflor blanca, la carxofa, i el segó de blat), proporcionats per una empresa agroalimentària, com a potencials ingredients funcionals per a la indústria alimentària i cosmètica. Primer, es va avaluar el pretractament de conservació més idoni de les mostres fresques (assecat o liofilització), el qual permetés preservar al màxim el contingut de polifenols totals existents al producte fresc. Posteriorment, es va determinar la composició nutricional de tots els subproductes (contingut d'aigua, matèria mineral, greix, proteïna i carbohidrats) i també el seu contingut en compostos bioactius, com el contingut en polifenols (mètode Folin-Ciocalteu, optimitzant prèviament el mètode d'extracció) i el contingut de glucosinolats (només en Brassica, per espectrofotometria). A més, es va avaluar la capacitat antiradicalària dels subproductes (per DPPH, ABTS i FRAP). Pel que fa al segó de blat, es van separar les diferents fraccions de polifenols (lliures, esterificats i lligats a la matriu), i es va determinar la capacitat de retenció d'aigua i oli de la mostra. Els resultats van mostrar que el tractament més idoni de conservació va ser l'assecat. El contingut en nutrients i components bioactius dels subproductes depenia del tipus de subproducte. En la carxofa, la fulla va presentar el major percentatge de minerals, greix, proteïna i carbohidrats mentre que en les Brassica, el contingut de minerals, proteïna i carbohidrats depenia més dels diferents parts de la planta (fulla, cabdell, pecíol i tija). En general, els valors de la capacitat antiradicalària de la fulla, cabdell, pecíol i tija van ser proporcionals a la quantitat de polifenols determinats, l'extracció dels quals va ser òptima a la proporció 1:10 (m/v) amb una solució del 50% d'etanol, durant 1h en agitació i 20min en centrifuga a temperatura ambient. La capacitat antiradicalària va variar en funció del mètode de caracterització emprat, sent en general, superior a la fulla i el cabdell. Quan al segó de blat, els polifenols lligats van ser la fracció majoritària. En conclusió, els subproductes del bròquil, coliflor blanca, carxofa i blat han obtingut resultats interessants quant a compostos bioactius, composició nutricional i capacitat antiradicalària. Aquests podrien obtenir un potencial interès com a possibles ingredients en la indústria alimentària i cosmètica, contribuint en la valorització de subproductes agroalimentaris. Paraules clau: subproductes alimentaris, compostos bioactius, polifenols, capacitat antiradicalària.
La industria y los cultivos agroalimentarios generan una gran cantidad de subproductos que se descartan y son en una gran mayoría productos con altas cantidades de compuestos bioactivos y de interés nutricional. El objetivo de este trabajo fue caracterizar subproductos (procedentes del brócoli, coliflor blanca, alcachofa y salvado de trigo), proporcionados por una empresa agroalimentaria, como potenciales ingredientes funcionales para la industria alimentaria y cosmética. Primero, se evaluó el pretratamiento de conservación más idóneo de las muestras frescas (secado o liofilización), que permitiera preservar el máximo el contenido de polifenoles totales existentes en el producto fresco. Posteriormente, se determinó la composición nutricional (contenido en agua, materia mineral, grasa, proteína y carbohidratos) y también su contenido en compuestos bioactivos, como el contenido en polifenoles (método Folin-Ciocalteu, optimizando previamente el método de extracción) y el contenido de glucosinolatos (solo en Brassica, por espectrometría). Además, se evaluó la capacidad antiradicalaria de los subproductos (por DPPH, ABTS y FRAP). En cuanto al salvado de trigo, se separaron las diferentes fracciones de polifenoles (libres, esterificados y ligados), y se determinó la capacidad de retención de agua y aceite. Los resultados mostraron que el tratamiento más idóneo de conservación fue el secado. El contenido de nutrientes y componentes bioactivos dependía del tipo de subproducto. En la alcachofa, la hoja presentó el mayor porcentaje de minerales, grasa, proteína y carbohidratos mientras que en las Brassica, el contenido de minerales, proteína y carbohidratos dependía más de los diferentes tejidos de la planta (hoja, florete, peciolo y tallo). En general, los valores de la capacidad antiradicalaria de la hoja, florete, peciolo y tallo fueron proporcionales a la cantidad de polifenoles determinados, la extracción de las cuales fue óptima en la proporción 1:10 (m/v) con una solución del 50% de etanol, durante 1h en agitación y 20min en centrífuga a temperatura ambiente. La capacidad antiradicalaria varió en función del método de caracterización usado, siendo en general, superior la hoja y el florete. En cuanto al salvado de trigo, los polifenoles ligados fueron la fracción mayoritaria. En conclusión, los subproductos del brócoli, coliflor, alcachofa y trigo han obtenido resultados interesantes en cuanto a compuestos bioactivos, composición nutricional y capacidad antiradicalaria. Estos podrían obtener un potencial interés como posibles ingredientes en la industria alimentaria y cosmética, contribuyendo en la valorización de subproductos agroalimentarios. Palabras clave: subproductos alimentarios, compuestos bioactivos, polifenoles, capacidad antiradicalaria.
