Nuevos avances en la revalorización de los residuos en bodegas vinícolas

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han desarrollado un método para recuperar antioxidantes naturales a partir de aguas residuales de bodegas utilizando disolventes sostenibles


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¿Se están desperdiciando residuos agroalimentarios ricos en compuestos bioactivos valiosos? ¿Es posible sustituir los disolventes convencionales derivados del petróleo por disolventes más sostenibles en procesos de extracción? Una investigación llevada a cabo por investigadores de la ETSI Industriales (ETSII) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) pretende avanzar en la búsqueda de respuestas para estas preguntas. Los resultados obtenidos apuntan a que las aguas residuales de las bodegas podrían revalorizase como una rica fuente de antioxidantes naturales (polifenoles) para aplicaciones alimentarias, cosméticas, farmacéuticas y químicas finas.

El desperdicio global de alimentos es un problema de gran alcance, la Organización de las Naciones Unidas de la Alimentación y la Agricultura (FAO) estima que cada año en todo el mundo se pierden o desperdician 1/3 de todos los alimentos producidos para el consumo humano. En concreto, la industria del vino genera importantes volúmenes de aguas residuales, con implicaciones económicas y ambientales negativas. Estos residuos contienen compuestos bioactivos potencialmente valiosos.

 

Polifenoles en los residuos líquidos vinícolas

Algunos de los compuestos bioactivos de alto valor presentes en los residuos líquidos vinícolas son los comúnmente conocidos como polifenoles, compuestos fenólicos procedentes principalmente de las uvas que ofrecen notables beneficios para la salud como compuestos antioxidantes y antiinflamatorios. Uno de los retos actuales es la recuperación de estos compuestos mediante procesos de extracción líquido-líquido con disolventes para revalorizarlos con el fin de ser destinados al mercado. Es una estrategia de valorización atractiva que, además, promueve conseguir las metas marcadas por los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la agenda 2030.

Representación esquemática del proceso de extracción líquido-líquido de compuestos fenólicos de efluentes de la industria vinícola utilizando disolventes más sostenibles. Autora: Raquel Cañadas.

 

Conjuntamente, dentro del marco actual de la Química Verde, uno de los retos actuales es encontrar técnicas más ecoeficientes para recuperar estos compuestos. En este sentido, los disolventes eutécticos se consideran una alternativa más ecológica a los disolventes tradicionales de origen petroquímico, nocivos para la salud humana y el medio ambiente.

 

Disolventes eutécticos como agentes extractantes

Los disolventes eutécticos son disolventes líquidos, formados por la mezcla de dos o más compuestos, cuyo punto de fusión es inferior al de los componentes puros que lo forman. En general, mezclando dos compuestos sólidos en las proporciones y condiciones adecuadas se obtiene un líquido estable a temperatura ambiente. Estos disolventes presentan grandes ventajas, como una baja volatilidad, biodegradabilidad, baja o nula toxicidad, alta reciclabilidad, baja inflamabilidad y una elevada disponibilidad (la mayoría provienen de fuentes naturales que se obtienen a bajo coste).

En particular, en el estudio llevado a cabo por investigadores del Departamento de Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente de la ETSII-UPM, se prepararon y evaluaron disolventes eutécticos formados por sales de amonio, DL-mentol y/o ácidos grasos. El método desarrollado se optimizó y utilizó para la extracción líquido-líquido de antioxidantes naturales de las muestras acuosas de vino y de ácido gálico como referencia. Los compuestos fenólicos extraídos fueron identificados y cuantificados con métodos espectrofotométricos y cromatográficos. Estas técnicas permiten relacionar la cantidad de luz absorbida en el espectro UV-Visible por un compuesto en solución con su concentración. Los resultados experimentales mostraron recuperaciones satisfactorias de los compuestos antioxidantes. Además, se confirmó la elevada capacidad antioxidante de los extractos.

Como señala Raquel Cañadas, una de las investigadoras que ha participado en el estudio, “los resultados que hemos obtenido respaldan y fomentan el uso de disolventes eutécticos como alternativa más ecológica a los disolventes orgánicos convencionales en procesos de extracción”. Actualmente, la aplicabilidad de la tecnología evaluada en procesos industriales se encuentra todavía en fases iniciales de investigación y desarrollo. “Seguiremos realizando estudios para favorecer su implementación a gran escala en los procedimientos de extracción de la industria química fina, agroalimentaria y farmacéutica”, concluye la investigadora.

El estudio llevado a cabo ha sido recientemente publicado en la revista “Separation and Purification Technology” junto con la publicación de una revisión bibliografía en la revista “Food Research International”. Además, esta investigación ha contado con el apoyo de la Comunidad Madrid que ha financiado los proyectos PEJD-2018PRE/AMB-8384 y SUSTEC S2018/EMT-4348.


R. Cañadas, M. González-Miquel, E.J. González, I. Díaz, M. Rodríguez, Hydrophobic eutectic solvents for extraction of natural phenolic antioxidants from winery wastewater, Sep. Purif. Technol. 254 (2021) 117590.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.117590. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383586620320645

R. Cañadas, M. González-Miquel, E.J. González, I. Díaz, M. Rodríguez, Overview of neoteric solvents as extractants in food industry: a focus on phenolic compounds separation from liquid streams, Food Res. Int. (2020) 109558. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109558. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996920305834

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