La extracción de carotenoides de las cáscaras de naranja ofrece compuestos bioactivos valiosos para su uso en productos alimenticios e ingredientes funcionales. Los carotenoides, conocidos por sus propiedades antioxidantes, son de gran interés en la investigación, ya que pueden utilizarse como colorantes naturales y suplementos para la salud.
Este estudio explora el potencial de varios solventes verdes, incluidos aceites vegetales, ácidos grasos y solventes eutécticos profundos (DES), para extraer carotenoides de las cáscaras de naranja. Además, se presenta un nuevo solvente DES formado por ácido octanoico y L-prolina (C8:Pro), que ofrece una solución ecológica y eficiente para el proceso de extracción.
Solventes Verdes en la Extracción de Carotenoides
Los carotenoides, que contribuyen al color vibrante de frutas y verduras, son muy valorados por sus beneficios antioxidantes. Sin embargo, los métodos tradicionales de extracción suelen depender de solventes orgánicos que pueden degradar la bioactividad de estos compuestos. Los solventes verdes, incluidos los aceites vegetales, ácidos grasos y DES, ofrecen una alternativa más sostenible al preservar la integridad de los carotenoides durante la extracción. En particular, los DES compuestos de ácidos grasos o terpenoides han mostrado ser prometedores debido a su capacidad para extraer eficientemente compuestos hidrofóbicos y seguir siendo respetuosos con el medio ambiente.
C8:Pro – Un Nuevo Solvente Eutéctico Profundo
Un hallazgo clave de este estudio es la introducción de un nuevo DES formado por ácido octanoico y L-prolina en una proporción molar 4:1 (C8:Pro). La mezcla demostró una eficiencia superior en la extracción de carotenoides (46.01 µg/g) en comparación con otros solventes, incluyendo el hexano (39.28 µg/g). Además, la mezcla C8:Pro exhibió la mayor actividad antioxidante en tres ensayos diferentes (DPPH, ABTS y FRAP). Esta mezcla muestra un potencial no solo para una extracción eficiente de carotenoides, sino también para mejorar la biodisponibilidad y estabilidad de los compuestos bioactivos.
Comparación de Solventes
El estudio comparó la efectividad de varios solventes para extraer carotenoides de las cáscaras de naranja. Se incluyeron aceites vegetales como el de girasol y oliva, ya que previamente se ha informado que son buenas alternativas para la extracción de carotenoides. La mezcla C8:Pro superó a estos aceites, produciendo concentraciones más altas de carotenoides y actividad antioxidante. Además, el ácido octanoico puro, aunque efectivo, fue menos eficiente que la mezcla C8:Pro, lo que sugiere que la combinación de ácido octanoico y L-prolina genera efectos sinérgicos que mejoran la extracción de carotenoides.
Actividad Antioxidante y Análisis de Color
Se evaluó la actividad antioxidante de los extractos utilizando tres métodos: DPPH, ABTS y FRAP. La mezcla C8:Pro mostró la mayor capacidad antioxidante en todos los métodos, destacándose especialmente en el ensayo DPPH. Además, el análisis de color reveló que los extractos eran predominantemente amarillos, con una correlación significativa entre el contenido de carotenoides y los parámetros de color. La apariencia visual y la diferencia de color (ΔE) también respaldaron el rendimiento superior del extracto C8:Pro en comparación con otros solventes.
Impacto Ambiental y Sostenibilidad
Se evaluó el impacto ambiental del proceso de extracción utilizando las métricas EcoScale y Blue Applicability Grade Index (BAGI). Estas herramientas evaluaron factores como el consumo de energía, el uso de solventes y la generación de residuos. Los resultados mostraron que la mezcla C8:Pro, junto con otros solventes verdes, tuvo un buen desempeño en términos de sostenibilidad ambiental, obteniendo una puntuación superior a 75 en el EcoScale. También se consideró la rentabilidad de los solventes, siendo los aceites vegetales la opción más asequible, mientras que la mezcla C8:Pro ofreció un equilibrio entre eficiencia y costo.
Conclusión
Este estudio demuestra el potencial de los solventes verdes, particularmente la nueva mezcla C8:Pro, para la extracción eficiente y sostenible de carotenoides de las cáscaras de naranja. El uso de estos solventes está alineado con los principios de la química verde y apoya el desarrollo de procesos de extracción respetuosos con el medio ambiente. Los resultados prometedores sugieren que C8:Pro y otros solventes verdes podrían desempeñar un papel importante en la economía circular, especialmente en las industrias alimentarias y nutracéuticas, al revalorizar los subproductos de frutas y promover prácticas sostenibles. Se necesita más investigación sobre la actividad biológica de estos extractos para comprender completamente sus posibles aplicaciones.
Autora de contacto:
María José Esteve
Medicina Prev. y Salud Púb., CC. Aliment, Toxic.y Med. Legal
Referencia
Adriana Viñas-Ospino, Ana Rita Jesus, Alexandre Paiva, Maria J Esteve, Ana Frígola, Jesús Blesa, Daniel López-Malo,
Comparison of green solvents for the revalorization of orange by-products: Carotenoid extraction and in vitro antioxidant activity,
Food Chemistry, Volume 442, 2024, 138530, ISSN 0308-8146, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.138530.
Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (España) – Agencia Estatal de Investigación (PID- 2019-111331RB-I00/AEI/10.13039/501100011033) y por la beca “Generación Bicentenario” del Ministerio de Educación de la República del Perú (PRONABEC). La Cooperativa Agrícola Sant Bernat de Carlet, España, donó las materias primas.
