Potencial tecnológico y digestibilidad in vitro de diferentes extractos ricos en fibra procedentes de coproductos del Caqui (Diospyros kaki). Aplicación a alimentos

Abstract

La producción de alimentos de manera sostenible junto con la elaboración de alimentos saludables que promuevan la salud, son temas actuales de gran calado social. Los coproductos de la industria agroalimentaria (pieles, pulpa, semillas, hojas, etc), los cuales tienen altas cantidades de nutrientes y/o compuestos bioactivos, pueden ser procesados y usados de nuevo en la industria alimentaria para la elaboración de nuevos alimentos. La presente Tesis ha tenido como objeto la valorización de los coproductos (piel y pulpa) generados tras la producción de zumo de caqui de dos cultivares, “Rojo Brillante” y “Triumph”. Tras someter a los coproductos a varias operaciones unitarias se obtuvieron ingredientes intermedios, denominados harina de caqui, con diferentes tamaños de partícula. Estas harinas destacaron por sus capacidades de hidratación: capacidad de retención de agua e hinchamiento, y por su habilidad para retener bilis. Tras analizar qué tamaño de partícula de las harinas presentaba mejor composición química, contenido de compuestos bioactivos, propiedades tecnofuncionales, fisiofuncionales y antioxidantes, se seleccionaron dos harinas de caqui, ambas con el menor tamaño de partícula estudiado (< 210 μm), una procedente de cada cultivar, que se denominaron harina Rojo Brillante y harina Triumph. Ambas harinas se sometieron a los procesos de digestión gastrointestinal in vitro, donde se dilucidó la bioaccesibilidad de sus compuestos (poli)fenólicos y su capacidad protectora frente a los radicales libres durante los procesos digestivos. Las dos harinas de caqui seleccionadas se usaron para enriquecer, con dos concentraciones diferentes (3 y 6%), dos matrices alimentarias diferentes, una cárnica, paté de hígado de cerdo, y otra amilácea, espaguetis de sémola de trigo duro. En total se trabajó con 10 formulaciones, 8 alimentos enriquecidos con harina de caqui, y dos sin enriquecer, que se usaron como controles, para estudiar y comparar los efectos del enriquecimiento sobre la composición química, las propiedades fisicoquímicas, la calidad de la matriz y el comportamiento del alimento tras ser sometido a la digestión gastrointestinal in vitro. Ambas harinas pueden ser consideradas fuente de fibra dietética, especialmente insoluble, de monosacáridos y de ácido gálico. Los efectos más destacados de las harinas de caqui sobre las matrices desarrolladas son: su capacidad colorante, en ambas matrices se intensificó de manera significativa la tonalidad roja (a*); su capacidad para reducir el tiempo de cocción en los espaguetis; su capacidad como agentes reductores de nitritos, en los patés. Tras la digestión in vitro se comprobó que los espaguetis con menor porcentaje de harina de caqui (3%) reducen la hidrólisis del almidón, y en los patés (ambas concentraciones) reducen la oxidación lipídica. Además, las harinas de caqui aportan en ambas matrices alimentarias, (poli)fenoles que podrán ser usados por la microbiota intestinal al resistir los procesos digestivos (in vitro). En conclusión, las harinas de caqui (Rojo Brillante y Triumph) pueden usarse como ingredientes intermedios en la industria alimentaria para enriquecer diferentes matrices alimentarias. La incorporación de dichas harinas a un 3% es la más recomendada. La inclusión de las harinas de caqui en la industria alimentaria conlleva la valorización de los coproductos de la industria del caqui, la reducción de residuos y la aparición en el mercado de nuevos alimentos

The sustainable production of food and the elaboration of foods that provide health benefits (functional foods) are current issues that have attracting more and more interest in our society. Agri-food industry coproducts (peels, pulp, seeds, leaves, etc.), which have high amounts of nutrients and bioactive compounds, can be processed, and used again in the food industry to produce new foods. The aim of the current Doctoral Thesis was the valorization of coproducts (peel and pulp) from persimmon (cv. “Rojo Brillante” and “Triumph”) juice industry. After undergoing coproducts to several unit operations, intermediate ingredients were obtained, called persimmon flours (which several particle sizes). Their hydration ability (water holding ability and swelling ability) and their bile holding ability have been highlighted as the most relevant technofunctional properties. Flours with the smallest particle size (<210 μm) (from both cultivars, “Rojo Brillante” and “Triumph”), showed better chemical composition, higher amount of bioactive compounds, and better technofunctional, physhyofunctional, and antioxidants properties than the others, and so they were selected for the following studies. Both flours were undergone to in vitro digestion process where the bioaccessibility of their (poly)phenolic compounds and protective capacity against free radicals during the digestive process was assessed. These persimmon flours were used to enrich (at two concentrations, 3 and 6%) foods: a meat product (pork liver pâté) and a cereal-based food (durum wheat semolina spaghetti). Ten food formulations were evaluated: eight of them were persimmon flours enriched (4 pâtés and 4 pasta) and two without persimmon flours, which were used as controls to study and to compare the effect of the persimmon flour addition on their chemical composition, physicochemical and quality properties. Their behavior after in vitro gastrointestinal digestion was also evaluated. Both flours can be considered a source of dietetic fiber (especially insoluble), monosaccharides and gallic acid. One of the common effects of persimmon flours on both foods is their colorant ability; redness was significantly intensified in both food matrices. Also, it is important to highlight their ability to reduce the optimum cooking time in spaghetti, and to reduce the nitrite residual level in pâtés. After in vitro digestion, it was found that the starch hydrolysis in spaghetti (added with 3% persimmon flours) was decreased, and lipid oxidation in pâtés (both concentrations) was reduced. Furthermore, (poly)phenols were contributed by persimmon flours in both type of foods (meat product and cereal-based food), which could be used by intestinal microbiota to resist the digestive process (in vitro). Persimmon flours (Rojo Brillante and Triumph) can be used as intermediate ingredients by food industry to enrich different food matrices. The incorporation of these flours at 3% is the most recommended. The use of persimmon flours in the food industry allows not only persimmon coproducts valorisation, but also contribute to waste reduction. Finally, several foods (with interesting nutritional and functional properties) can become available at the market