Revalorización de descartes agroindustriales: producción de fructooligosacáridos (prebióticos) a partir de descartes de zanahoria

En Argentina se desecha un volumen de 80 a 100 toneladas diarias de zanahorias durante la época de cosecha (junio a diciembre), debido a que las mismas no cumplen con los estándares de calidad, forma y tamaño impuestos por el mercado consumidor. Sólo un 10-20% del descarte se aprovecha para la alimentación del ganado, mientras que el resto se vierte en campos cercanos donde se descompone a cielo abierto, generando proliferación de plagas, malos olores y gases de efecto invernadero. Al impacto negativo que esto tiene sobre el ambiente, se suman las graves pérdidas económicas para los productores y las consecuencias éticas y sociales asociadas al descarte de alimentos. Esta situación se repite en otras áreas productoras a nivel mundial. Las zanahorias descartadas poseen las mismas condiciones de madurez, frescura y características nutricionales que aquellas comercializadas. Además, son fuente de azúcares, carotenoides, pectinas, fibras, vitaminas y minerales, lo cual les otorga un enorme potencial de revalorización. Por otro lado, la creciente preferencia de los consumidores por alimentos más saludables ha estimulado el desarrollo de nuevos ingredientes que proporcionen mayores beneficios para la salud humana. En este contexto, en los últimos años ha tomado relevancia un grupo de prebióticos conocidos como fructooligosacáridos (FOS), capaces de estimular el crecimiento de la microbiota intestinal saludable (lactobacilos y bifidobacterias) y promover múltiples beneficios para la salud al ser consumidos regularmente. Los FOS pueden ser usados, además, como endulzantes de bajas calorías y reemplazantes de grasas y azúcares, por lo que son incorporados a una amplia gama de alimentos funcionales como bebidas, yogurts, barras de cereal y fórmulas infantiles. Estos prebióticos pueden sintetizarse a partir de la sacarosa mediante enzimas con actividad transfructosilasa (At) tales como β-fructofuranosidasa (FFasa. EC. 3.2.1.26) y fructosiltransferasa (FTasa. EC. 2.4.1.9). Dichas enzimas pueden producirse mediante fermentación en estado sólido (FES) utilizando descartes agroindustriales y microorganismos tales como hongos filamentosos, bacterias o levaduras. Este trabajo de tesis tuvo como objetivo principal la revalorización de descartes de zanahoria generados en la región para la obtención de una bebida prebiótica de zanahorias, con FOS sintetizados in situ mediante síntesis enzimática. Para cumplir con el objetivo general del proyecto, en primer lugar, se estudió la producción de enzimas con actividad FFasa mediante FES utilizando hongos filamentosos (A. niger y A. oryzae) y bagazo de zanahorias como sustrato. La máxima producción de FFasa (118 U/mL) se alcanzó utilizando A. niger como productor y suplementando el bagazo con un medio enriquecido en fuentes de nitrógeno tales como (NH4)2SO4, extracto de levadura y urea (MNtz). La enzima obtenida fue parcialmente purificada 12,5 veces, obteniéndose una fracción (FP1) con At específica de 59 Ut/mg. La misma fue identificada como βfructofuranosidasa, con un PM de 63,6 KDa y PI de 5,06. La enzima FFasa presente en (FP1) fue capaz de catalizar eficientemente la síntesis de FOS in situ en jugo de zanahorias, permitiendo la obtención de un jugo prebiótico con 50,4 g/L FOS. Finalmente, se evaluó la deshidratación del jugo prebiótico obtenido mediante secado spray. El máximo rendimiento (54%) se obtuvo utilizando maltodextrina como carrier en proporción 1:1 y jugo de 15°Bx. Los polvos obtenidos en estas condiciones mostraron características fisicoquímicas adecuadas y superaron las pruebas de aceptabilidad en el análisis sensorial cuantitativo descriptivo (QDA) y análisis sensorial hedónico. Se determinó que la temperatura de secado óptima para obtener el máximo rendimiento y conservación de compuestos de interés (FOS y β-carotenos), así como características fisicoquímicas adecuadas en el polvo era 140°C. Este trabajo aporta un conocimiento valioso para la revalorización de residuos de zanahoria mediante su transformación en un producto con alto valor nutricional y comercial. También abre las puertas para ampliar el estudio de la producción de FOS en el país, utilizando diversos descartes agroindustriales.