SUBPRODUCTO AJO DEMOSTRACIONES

    SUBPRODUCTO AJO DEMOSTRACIONES       1. INTRODUCCIÓN  El  ajo  es  una  planta  vivaz,  bianual  y  resistente  al  frio  cuyas  raíces  s...
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SUBPRODUCTO AJO

DEMOSTRACIONES

 

    1. INTRODUCCIÓN  El  ajo  es  una  planta  vivaz,  bianual  y  resistente  al  frio  cuyas  raíces  son  blancas,  fasciculadas,  muy numerosas y con escasas ramificaciones. El tallo o disco, está representado por una masa  cónica,  que  en  la  madurez  forma  un  callo  muy  duro.  Las  yemas  vegetativas  auxiliares  de  las  hojas  se  hipertrofian  durante  la  fase  de  dulcificación  formando  los  “dientes”  del  ajo  por  acumulación de sustancias nutritivas, que se encuentran rodeadas de túnicas (coloreadas o no)  que son restos de vainas foliares. El conjunto del disco, “dientes”, que varia según la variedad,  y túnicas, se denomina “bulbo” de ajo.  Del ajo, a nivel industrial, se aprovechan sus dientes para obtener un polvo muy utilizado como  condimento  alimentario.  Los  ajos  son  pelados  y  luego  tratados  mecánicamente  para  adecuarlos a la presentación de polvo. Las pieles retiradas son gestionadas como subproducto  junto  con  los  ajos  no  aptos,  y  por  lo  tanto  son  susceptibles  de  ser  valorizadas  en  busca  de  beneficios para las empresas.   Por  todos  son  conocidas  las  numerosas  propiedades  del  ajo  como  antimicrobiano,  pero  también se le atribuyen otras propiedades beneficiosas para la salud.   1.1. OBJETIVO  En este informe se muestran los procedimientos desarrollados y los resultados obtenidos para  obtener  un  aprovechamiento  del  subproducto  de  la  industria  de  procesado  de  ajo,  que  son  aquellas definidas como las de especias y condimentos.  El  objetivo  de  las  demostraciones  es  la  obtención  de  un  extracto  de  ajo,  susceptible  de  ser  utilizado en alimentación como un aditivo con propiedades antimicrobianas.  1.2. ESTADO DEL ARTE  Actualmente, y gracias a la información facilitada por las empresas de transformados vegetales  de la Región de Murcia para el proyecto LIFE+AGROWASTE, podemos indicar que el subsector  de  especias  y  condimentos  tiene  que  gestionar  un  gran  volumen  de  este  subproducto,  procedente de la etapa de pelado y de descarte. Se habla de subproductos porque el desecho  de  la  industrialización  del  ajo  se  gestiona  como  alimento  animal,  y  por  lo  tanto  tiene  un  destino posterior que lo excluye como residuo (aquel material que está destinado al abandono  porque es inutilizable).  Debido  al  gran  volumen  que  ocupa  este  subproducto,  las  empresas  requieren  de  grandes  espacios  de  almacenamiento  y  una  salida  continua  de  camiones  de  sus  fábricas  que  no  les  aportan  beneficio  alguno.  En  la  mayoría  de  los  casos  se  emplean  gestores  externos  que  establecen  a  su  vez  contacto  con  ganaderos,  actuando  así  de  intermediarios;  o  bien  estableciendo directamente contratos con ganaderos que se convierten en gestores finales. 

 



    La  comodidad  de  actuar  legalmente  para  la  gestión  de  los  subproductos  hace  que  no  se  apueste  fácilmente  por  nuevas  alternativas  que  abran  nuevos  nichos  de  mercado  y  mejoren  los  beneficios  de  las  empresas  obteniendo  un  valor  añadido  de  sus  subproductos  al  aprovecharlos  económicamente.  Es  en  este  marco  donde  el  desarrollo  de  proyectos  de  demostración,  como  LIFE+AGROWASTE,  se  presenta  como  un  recurso  para  el  sector  agroalimentario.  Por  lo  tanto,  en  nuestra  planta  piloto  se  han  desarrollado  procesos  que  den  valor  a  los  subproductos mayoritarios que generan las empresas de frutas y hortalizas de la Región y que  contienen  algún  compuesto  de  interés  con  propiedad  antimicrobiana,  como  es  el  caso  del  subproducto de ajo generado en la industria de especias y condimentos. Se puede decir que el  ajo  contiene  numerosos  compuestos  bioactivos  entre  los  que  destacan  los  compuestos  azufrados, que le aportan una actividad antimicrobiana muy potente. Por ello, se ha querido  demostrar que el subproducto puede aún disponer de esa capacidad antimicrobiana.    2. PREMISA  En  las  demostraciones  realizadas,  se  ha  partido  de  la  premisa  que  incluye  el  empleo  de  técnicas  económicas  asociadas  a  tecnologías  que  ya  estén  implantadas  en  las  empresas  del  sector  de  transformados  vegetales.  Se  busca  plantear  una  visión  fácilmente  adaptable  a  las  empresas  que  pueda  aportar  un  valor  añadido  con  el  mínimo  riesgo  para  el  personal  interesado.    3. PROCEDIMIENTO  El procedimiento seguido para desarrollar las demostraciones ha incluido tareas de gestión, de  laboratorio  y  de  planta  piloto,  lo  que  ha  llevado  asociado  semanas  de  trabajo.  Las  etapas  se  indican y detallan a continuación.  3.1. APROVISIONAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA Y ESTUDIO DEL DIAGRAMA DEL PROCESO  Cada  demostración  se  ha  iniciado  con  la  búsqueda  de  empresas  colaboradoras  que  nos  aprovisionasen  del  subproducto  de  ajo.  Posteriormente  se  ha  gestionado  la  recogida  y  transporte  de  la  materia  prima  hasta  la  planta  piloto  del  CTC,  donde  se  ha  almacenado  en  refrigeración hasta ser procesada.   A continuación se estudió el diagrama del proceso a realizar utilizando maquinaría típica de la  industria alimentaria.   

 



    3.2. ANÁLISIS PREVIO  Una vez recibida la materia prima se ha analizado su posible contaminación por patógenos y  plaguicidas, además de determinar su pH y contenido en agua.   3.3. DESARROLLO DEL PROCESO. DIAGRAMA DE FLUJO  Siguiendo el diagrama propuesto se llevaron a cabo las demostraciones.   

    En  primer  lugar  se  llevó  a  cabo  etapas  de  pretratamiento  o  acondicionamiento,  como  son  el  lavado  y  adecuación  de  tamaño  de  la  materia  prima.  Posteriormente  se  realizó  el  proceso  propiamente dicho de extracción.  El proceso consiste en la utilización de agua como disolvente para la obtención de un extracto  enriquecido en compuestos antimicrobianos. Posteriormente dicho extracto será concentrado,  llevado a sequedad y molido para obtener un extracto en polvo.  Extracción  con  disolventes:  hace  referencia  a  la  separación  de  compuestos  de  interés,  de  aquellos que no interesan dentro de una matriz, haciendo uso de un disolvente seleccionado y  de  un  proceso  de  extracción  adecuado.  En  cada  extracción  se  obtiene  una  mezcla  rica  en  sustancias activas (metabolitos), pero también otras que pueden no importar. En resumen, una 

 



    extracción consiste  en una separación  por disolución, donde se  obtiene  una  solución extraída  en un disolvente (extracto) y un residuo (matriz).  Concentración: etapa de evaporación para quitar agua del extracto obtenido.  Secado: consiste en la deshidratación del material utilizando un secadero con aire caliente (del  tipo rotatorio o túnel) o bien una estufa sin sobrepasar los 55ºC para reducir la humedad hasta  cerca del 10%.  Molienda: proceso que reduce el tamaño de partícula a un diámetro inferior a 5‐20 mm.   Finalmente  el  producto  seco  es  almacenado  en  tarros  a  temperatura  ambiente  hasta  su  utilización para la fabricación de nuevos productos.  Por  otro  lado,  se  ha  tomado  la  materia  prima  y  se  ha  llevado  a  un  tratamiento  de  secado  directo  y  posterior  molienda  para  obtener  un  polvo,  que  puede  ser  interesante  por  su  contenido en fibra.  3.4. EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO  A lo largo de las demostraciones se ha llevado un control de los pesos más significativos que  nos han permitido determinar el rendimiento del proceso.  3.5. ANÁLISIS DE LOS PRODUCTOS  Como ya se ha comentado, debido al carácter antimicrobiano del ajo, se ha determinado si un  extracto obtenido a partir de subproducto de ajo presenta capacidad antimicrobiana. Además,  de  determinar  el  contenido  en  fibra  del  mismo  si  simplemente  recibiese  un  tratamiento  de  secado a baja temperatura para, si fuese necesario, considerar otras opciones de valorización.  Para  determinar  la  actividad  antimicrobiana  de  los  diferentes  extractos  estudiados  en  este  trabajo  se  realizaron  ensayos  de  susceptibilidad  antimicrobiana  mediante  la  metodología  de  difusión radial en placa de agar (recuentos en PCA (Plate Count Agar) para aerobios totales y  en RB (Agar Rosa de Bengala) para mohos y levaduras), la cual consiste en medición del halo  de inhibición del crecimiento bacteriano generado por un agente antimicrobiano.   3.6. ELABORACIÓN DE NUEVOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS  Una  vez  obtenido  el  extracto  de  ajo,  se  procedió  a  la  elaboración  de  productos  alimenticios  con este nuevo aditivo.  3.7. ANÁLISIS DE LOS NUEVOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS  Los productos alimenticios elaborados fueron analizados en cuanto a su contenido nutricional,  y sometidos a análisis sensorial por un panel de catadores. 

 



    En el análisis sensorial se puede evaluar el grado de aceptación de un producto alimenticio en  base  a  sus  características  organolépticas:  color,  olor,  sabor  y  textura.  En  este  caso  se  ha  utilizado  un  producto  “blanco”  para  realizar  un  análisis  comparativo  de  la  muestra  y  poder  además determinar la preferencia del consumidor.  Por otro lado, se llevó a cabo un seguimiento microbiológico de las muestras para garantizar su  consumo y valorar el periodo de ausencia de microorganismos capaces de crecer y alterar el  producto envasado en las condiciones normales de almacenamiento.    También se realizó un seguimiento al índice de peróxidos a lo largo del tiempo para establecer  un posible carácter antioxidante del extracto de ajo.      4. COMPUESTOS DE INTERÉS  La  obtención  de  compuestos  de  interés  a  partir  de  fuentes  vegetales  utilizando  extracciones  con  disolventes  es  una  operación  clásica  aplicada  en  muchos  procesos  industriales,  especialmente  en  la  industria  farmacéutica  y  de  alimentos;  sin  embargo,  el  interés  cada  vez  más creciente por sustancias de origen natural impone la necesidad de desarrollar métodos de  extracción  menos  contaminantes,  con  un  bajo  costo  y  que  permita  obtener  productos  rentables para las empresas.  4.1. COMPUESTOS AZUFRADOS   Los principales compuestos azufrados del ajo son la aliína, alicina, ajoeno, trisulfuro de dialilo,  salilcisteína,  vinilditiínas,  disulfuro  de  alilpropilo,  S‐alil‐mercapto,  entre  otros.  Más  concretamente,  cuando  los  bulbos  de  ajo  se  almacenan  a  baja  temperatura,  la  aliína  se  mantiene  inalterable,  mientras  que  cuando  el  ajo  es  machacado  o  triturado,  la  aliína  se  transforma en alicina y otros compuestos azufrados (tiosulfinatos), por la acción de la enzima  aliinasa.  Estos  últimos  son  muy  inestables  y  se  transforman  con  extrema  rapidez  en  otros  compuestos organosulfurados: sulfuro de dialilo, disulfuro de dialilo (mayoritario en la esencia  de ajo), trisulfuro de dialilo y ajoenos, todos ellos solubles en medio oleoso.    Son numerosas las propiedades que hoy día recibe el ajo debido a estos compuestos de azufre,  como  son  sus  efectos  contra  el  colesterol,  estimulación  de  los  glóbulos  blancos,  problemas  estomacales o de circulación, etc. Además, también se ha encontrado que los componentes de  los  extractos  de  ajo  son  capaces  de  prevenir  contra  la  aparición  de  tumores  provocados  por  agentes químicos (tetracloruro de carbono, CCl4). Esta actividad ha sido atribuida a la presencia  de compuestos organosulfurados en dichos extractos, en concreto, al sulfuro de dialilo (DAS),  disulfuro de dialilo (DADS) y mercaptano alilo (AMT).  

 



    Se conoce que la alicina es el principal compuesto de interés que se encuentra en el ajo y es la  responsable  del  olor  característico  del  ajo.  Por  lo  tanto,  el  ajo,  a  través  de  sus  compuestos  bioactivos, presenta numerosas propiedades.   Con  el  proceso  planteado  se  pretende  facilitar  la  extracción  de  compuestos  azufrados  de  la  materia  prima  y  conseguir  así  un  extracto  rico  en  compuestos  bioactivos  con  capacidad  antimicrobiana.  Por otro lado, también se ha señalado que los compuestos azufrados presentan propiedades  antioxidantes, al actuar neutralizando radicales libres triclorometilo y triclorometil peroxilo. Así  pues, también se puede estudiar este carácter en los extractos de ajo.  4.2. FIBRA ALIMENTARIA  La fibra alimentaria incluye diferentes sustancias con una variada composición química, como  polisacáridos,  oligosacáridos,  lignina,  etc,  que  aportan  diferentes  beneficios  en  la  salud  humana  e  influyen  en  la  composición  de  los  productos  alimenticios.  Desde  el  punto  de  vista  nutricional se puede clasificar en fibra soluble e insoluble.  Como  fibra  soluble  se  incluyen  gomas,  pectinas  (las  más  conocidas  son  las  de  cítricos  y  manzana), mucílagos y algunas hemicelulosas; mientras que como insoluble nos encontramos  a la celulosa, hemicelulosa y lignina.  Las pieles de ajo presentan, en general, valores de fibra total muy altos, siendo fibra insoluble  mayoritariamente. Por lo tanto, el alto contenido de estos subproductos en fibra insoluble le  hace aportar beneficios tales como que regula el tránsito intestinal motivado por la función de  arrastre  que  este  tipo  de  fibra  realiza.  Y  como  consecuencia,  facilita  las  deposiciones  y  previene el estreñimiento sin tener efecto laxante.    5. RESULTADOS  5.1. MATERIA PRIMA UTILIZADA  En las demostraciones se ha empleado pieles y ajos descartados de una empresa de especias  de la Región de Murcia, que centra su actividad en el transformado del ajo, generados durante  el  proceso  productivo.  Una  vez  recibida  en  las  instalaciones  del  CTC  es  almacenada  en  refrigeración.  5.1.1. Análisis materia prima  En la tabla 1 se muestran los resultados obtenidos en los análisis iniciales.     



    Tabla 1.‐ Resultados obtenidos pieles ajo  DETERMINACIÓN   VALOR   Patógenos   Ausencia  (presencia  de  anaerobios  sulfito  reductores con alrededor de 100 ufc/g)    Plaguicidas (mg/Kg)   No detectados   pH   4.00‐4.20  Humedad (g/100g)   50.00‐61.30    5.2. EXTRACTO DE AJO Y POLVO RICO EN FIBRA  El  proceso  se  planifica  para  obtener  un  extracto  rico  en  compuestos  antimicrobianos,  por  lo  que la materia prima agotada se puede derivar a un proceso de compostaje para la obtención  de  sustratos  orgánicos  aplicables  en  agricultura.  Por  otro  lado,  como  ya  se  ha  comentado,  también se puede obtener un polvo rico en fibra.  En la imagen 1 se puede ver la etapa de extracción propiamente dicha y el aspecto del extracto  producto  obtenido.  Y  en  la  Imagen  2  el  polvo  de  ajo  obtenido  después  del  tratamiento  de  secado. 

 

 

Imagen 1.‐ Extracto de ajo 

   Imagen 2.‐ Pieles y descartes de ajo secos    5.2.1. Análisis producto  El extracto obtenido es un polvo de color oscuro, mientras que las pieles tienen una coloración  rosácea debido a la materia prima. 

 



    En este caso se ha determinado si el subproducto de ajo presenta capacidad antimicrobiana y  su contenido en fibra si simplemente recibiese un tratamiento de secado a baja temperatura.   Para determinar la capacidad antimicrobiana se han utilizado recuentos en PCA (Plate Count  Agar) para aerobios totales y en RB (Agar Rosa de Bengala) para mohos y levaduras (Imagen 3),  pero  se  han  obtenido  resultados  dispares,  destacando  que  si  el  material  de  partida  está  húmedo superficialmente no se observa capacidad antimicrobiana porque ya dicho material se  encuentra  con  una  alta  carga  contaminante  de  aerobios  mesófilos  y  mohos  y  levaduras.  Por  otro  lado,  si  el  subproducto  tiene  baja  humedad  e  incorpora  ajos  enteros  de  descarte,  se  puede apreciar un halo en la placa que demuestra su actividad antimicrobiana.  

  Imagen 3.‐ Determinación de la capacidad antimicrobiana  Con respecto al contenido en fibra  alimentaria, se puede indicar que las pieles secas muestran  entre 50 y 60 g de fibra por cada 100g de material.  5.2.2. Rendimiento  En  cuanto  al  rendimiento  del  proceso  de  obtención  de  un  extracto  polvo,  se  han  obtenido  valores de entre un 3‐4%, mientras que si directamente se quiere obtener fibra alimentaria el  rendimiento, del secado de subproducto principalmente, llega a ser del 50‐55%.  5.3. NUEVOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS  Debido a que el principal procesamiento de los alimentos es proveer bienestar al ser humano  por  medio  de  alimentos  seguros,  nutricionalmente  adecuados  y  cubrir  sus  expectativas  de  sabor,  aroma  y  apariencia,  se  ha  empleado  el  extracto  de  ajo  como  aditivo  en  diferentes  productos  alimenticios  tratando  de  ampliar  el  periodo  de  ausencia  de  contaminación  microbiológica.  El extracto de ajo y con capacidad antimicrobiana se empleó en una concentración de 1.5 g/L   en la elaboración de cremas de verduras, tales como el gazpacho, y como aditivo en  agua de 

 



    cocción  de  pasta.  Los  productos  elaborados  fueron  envasados  en  atmósfera  modificada  tal  como los productos que están disponibles en el mercado y mantenidos en refrigeración.  En la Imagen 4 se pueden observar los productos elaborados. 

   Imagen 4.‐ Productos alimenticios con extracto ajo  5.3.1. Nutricional  Los productos obtenidos presentan características similares a los platos preparados y cremas  de verduras comerciales, a pesar de incluir el extracto de ajo como aditivo.   5.3.2. Aceptación del consumidor  Existe  diversidad  de  opiniones  en  base  a  la  diferencia  de  productos  alimenticios  preparados.  Tanto el gazpacho, como la pasta cocida con los extractos han sido gratamente valorados por  el  panel  de  catadores,  aunque  en  algún  caso  se  ha  valorado  por  debajo  del  límite  de  aceptabilidad el atributo del sabor. Aspecto a considerar en la dosificación por el sabor que el  ajo puede aportar.  El  olor  y  el  color,  junto  con  el  atributo  de  la  textura  han  sido  valorados  positivamente  de  manera general, pero en todo caso se ha de indicar que la valoración global de los productos  frente al blanco, denominado producto tradicional, ha sido inferior y la preferencia del panel  de catadores se ha dirigido al producto tradicional.  5.3.3. Microbiología  Para  valorar  el  desarrollo  de  microorganismos  se  ha  llevado  a  cabo  un  control  basado  en  el  recuento de aerobios mesófilos y se ha observado que la adición del extracto de ajo, influye  gratamente  en  el  desarrollo  de  microorganismos  frente  al  blanco,  ya  que  disminuye  la  presencia a lo largo del tiempo.  Se  ha  de  destacar  que  dependiendo  del  producto  elaborado,  se  ha  utilizado  un  envasado  adecuado  en  base  al  sistema  de  comercialización  de  productos  similares  en  el  mercado  y  se  han mantenido en refrigeración.  Algunos productos elaborados han sido envasados en bandejas en atmósfera modificada para  favorecer una vida útil superior a una semana al almacenarlas en refrigeración. En este caso se 

 



    ha  realizado  el  recuento  de  aerobios  confirmando  el  periodo  libre  de  contaminación  microbiológica planteado.  5.3.4. Índice peróxidos  Finalmente,  debido a que también se  ha encontrado en la  bibliografía información relativa a  que  los  compuestos  bioactivos  en  el  ajo  presentan  cierta  capacidad  antioxidante,  se  ha  determinado  en  los  productos  elaborados  el  índice  de  peróxidos  (para  valorar  el  estado  de  oxidación de un alimento), realizando un seguimiento del mismo, donde se ha observado que  la adición de extracto de ajo muestra valores inferiores del parámetro frente a un blanco. Por  lo  tanto,  se  puede  decir  que  este  extracto  puede  presentar  la  capacidad  de  disminuir  el  enranciamiento de las grasas y el mal sabor que aporta a un alimento, inhibiendo la oxidación  de los ácidos grasos insaturados a peróxidos.     6. CONCLUSIONES  En  primer  lugar  podemos  decir  que  existe  un  alto  potencial  de  valorización  en  los  subproductos  generados  por  las  empresas  de  transformados  vegetales.  De  un  material  cuyo  destino es la alimentación animal actualmente se  pueden llegar a obtener nuevos productos  considerados  como  aditivos  o  ingredientes  que  aporten  un  beneficio  para  las  empresas  agroalimentarias.  Estos nuevos aditivos están regulados, por lo que su aplicación comercial exige que se cumpla  con los requerimientos de calidad de la legislación vigente. En nuestras demostraciones se han  elaborado  productos  agroalimentarios  mediante  el  uso  de  buenas  prácticas  y  verificando  la  ausencia de contaminantes en los materiales empleados.  Las  demostraciones  se  planificaron  seleccionando  aquellos  subproductos  que  demandan  una  gestión más “rentable” ya que ocupan grandes espacios si no se retiran continuamente. En el  caso del ajo, la obtención de un extracto, a partir de las pieles y materia prima desechada que  no cumple los requisitos de calidad de las empresas, permite aprovechar ciertas características  de la materia prima para aportar un valor añadido a las empresas.   Además,  este  desecho  no  genera  beneficio  alguno  para  las  empresas,  como  sí  es  el  caso  del  subproducto de transformado de cítricos en algunas empresas, por lo que se gestiona su salida  de fábrica a coste cero, algo que debe ser revisado.  Finalmente,  podemos  decir  que  el  subproducto  de  ajo  puede  ser  rentabilizado  teniendo  en  cuenta  que  la  extracción  con  disolventes  permite  obtener  un  extracto  con  capacidad  antimicrobiana  con  aplicaciones  como  aditivo.  Además,  deja  abierta  la  opción  de  una  valorización como fuente de fibra al tener un contenido elevado de la misma. 

 

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    Se ha de destacar que el extracto obtenido aporta cierto sabor a nuevos alimentos, por lo que  su  utilización  ha  de  tener  en  cuenta  no  incluir  ajo  como  ingrediente  en  la  receta  para  no  intensificar el sabor.  

 

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