Valorización del residuo del alga roja tras la extracción industrial de agar mediante tratamiento con agua subcrítica y extracción enzimática asistida

Resumen

El alga roja Gelidium sesquipedale es el principal recurso en la industria española para la producción de agar de alta calidad. Como consecuencia del proceso industrial para la extracción del agar, se generan grandes cantidades de un residuo sólido que contiene importantes cantidades de compuestos de interés como proteínas (21%) y carbohidratos (37%). Es posible aprovechar el residuo sólido a partir de un concepto de biorrefinería, transformándolo en componentes de interés que puedan ser reincorporados al proceso industrial. Para ello, se ha propuesto la valorización integral del subproducto mediante tecnologías novedosas y respetuosas con el medio ambiente. La extracción con agua subcrítica (SWE) consiste en utilizar agua a alta temperatura, entre 100ºC y 374ºC, y presión suficiente para mantenerla en estado líquido. Se ha estudiado el efecto de la temperatura y el flujo sobre la extracción de la fracción proteica, carbono orgánico total, polifenoles totales y actividad antioxidante. Se ha observado que el aumento en la temperatura desde 129 hasta 185ºC condujo a mayores rendimientos de extracción, de casi el 70% para las proteínas, notando una degradación de proteínas y aminoáci- dos libres a temperaturas superiores. En el caso del carbono orgánico total no se vieron diferencias significativas entre 185 y 200ºC. En cuanto a la extrac- ción de los compuestos fenólicos, los mayores rendimientos se alcanzaron a 200ºC con concentraciones de 26mg GAE/gresiduo seco (GAE, equivalentes de ácido gálico). Los extractos con mayor capacidad antioxidante se obtuvieron a 200ºC y 6 ml/min, habiéndose determinado una correlación positiva entre la actividad antioxidante y la concentración de polifenoles totales. Por otro lado, el aumento en el flujo de agua de 2 a 6 ml/min llevó a extracciones más rápidas y rendimientos más altos debido a un menor tiempo de residencia para todos los componentes analizados. Los resultados obtenidos empleando agua subcrítica se han comparado con los obtenidos mediante extracción enzimática asistida (EAE). Se ha estudiado la capacidad hidrolítica de la celulasa a concentraciones de 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 6 y 8%, de combinaciones binarias y ternarias de celulasa, xilanasa y proteasa, así como el efecto de proteasa al 6% a pH 5, 6 y 8. Mayores concentraciones de celulasa resultaron en una mayor extracción de proteínas y polifenoles. Ninguna de las combinaciones enzimáticas generó mejores resul- tados que la celulasa en la extracción de polifenoles, mientras que los mejores resultados en la extracción proteica se obtuvieron con la combinación binaria de celulasa y proteasa. En la extracción con proteasas se observó un mayor rendimiento a un pH más básico, cerca del 38% para la fracción proteica y una concentración de 8.93mg aminoácido/g proteína.