Revisión bibliográfica de metodologías para el aprovechamiento de residuos de frutas y verduras para la obtención de compuestos bioactivos y su uso en alimentos funcionales

Abstract

A nivel mundial, se estima que el 17% del total de alimentos disponibles para los consumidores, equivalente a 931 millones de toneladas al año, se pierden en alguna etapa del ciclo de vida de los alimentos. En Colombia, estas pérdidas representaron el 34% de los alimentos disponibles y aptos para el consumo humano en el año 2021, lo que corresponde a 3,55 millones de toneladas de alimentos por año. Las frutas y verduras son los alimentos que más se pierden y/o desperdician. A pesar de que la cantidad de alimentos desperdiciados en el país es significativa, la tasa de aprovechamiento es muy baja. La mayoría de los residuos de alimentos que podrían aprovecharse terminan como basura, constituyendo el 44% de la masa total de desechos sólidos municipales. Por lo tanto, no se ha considerado seriamente el potencial de los residuos de frutas y verduras, generados a lo largo del ciclo de vida de los alimentos, como fuente de compuestos bioactivos útiles en la elaboración de alimentos funcionales. El objetivo de este trabajo fue identificar metodologías de aprovechamiento de residuos de frutas y verduras para la obtención de compuestos bioactivos útiles en la elaboración de alimentos funcionales, mediante la revisión de fuentes secundarias utilizando la herramienta Bibliometrix con R Studio. Se encontró que los residuos de frutas y verduras son ricos en compuestos bioactivos como: fibra dietética, vitaminas, minerales y fitoquímicos entre los que se encuentran: compuestos fenólicos, terpénicos, azufrados y nitrogenados, siendo los compuestos fenólicos, los compuestos terpénicos y la fibra dietética los más estudiados para su uso en alimentos funcionales. Las vitaminas A, C y E, minerales (Ca, Cu, Zn, Mn y Se) y polifenoles, tienen excelentes propiedades antioxidantes, lo que los convierte en compuestos útiles para la prevención y el tratamiento de las enfermedades producidas por el estrés oxidativo, además presentan actividades cardioprotectoras, antiinflamatorias, antidiabéticas, antiobesidad, antitumorales, neuroprotectoras, gastroprotectoras, anticoagulantes, antitrombóticos, entre otras, brindando muchas alternativas prometedoras para la industria alimentaria en el desarrollo de alimentos funcionales y en industrias como la cosmética y farmacéutica. Las tecnologías de extracción convencionales, como la extracción Soxhlet, hidrodestilación y maceración, se destacan por su amplio uso, pero enfrentan limitaciones significativas como baja velocidad de extracción, la necesidad de solventes costosos y peligrosos, baja selectividad, riesgo de pérdida de compuestos volátiles y altos costos energéticos. En respuesta, las tecnologías emergentes de extracción se centran en procesos no térmicos para evitar el sobrecalentamiento, ofreciendo alternativas más seguras y eficientes. Entre estas, la extracción asistida por ultrasonido, la extracción asistida por microondas, la extracción con fluidos supercríticos, campos eléctricos pulsados, y la extracción asistida por enzimas, prometen mejoras en eficacia, selectividad y sostenibilidad ambiental, superando desafíos de escalado e integración en estrategias de valorización. En la industria cárnica las investigaciones se centran en la aplicación de diferentes compuestos bioactivos extraídos de residuos de frutas y verduras como antioxidantes, antimicrobianos y como sustitutos de las grasas, que combinados con diferentes técnicas de conservación han logrado aumentar la vida útil de estos productos. En la industria láctea, los compuestos bioactivos extraídos de frutas y verduras han sido utilizado como prebióticos, antioxidantes, micronutrientes y ácidos grasos insaturados, buscando una fortificación adecuada sin que ella interfiera en la tasa de supervivencia de los microorganismos no iniciadores, probióticos y prebiótico. Finalmente, en la industria panificadora se buscan mejorar la actividad antioxidante y el contenido de fibra dietética utilizando compuestos biactivos de residuos de frutas y verduras como sustitutos parciales de la harina de trigo, lo que permite obtener productos funcionales con valor añadido. Sin embargo, es importante investigar la calidad sensorial de estos productos enriquecidos, ya que el nivel de reemplazo utilizado puede afectar los atributos sensoriales y la aceptación por parte del consumidor. Las prospectivas futuras en el área del aprovechamiento de los residuos de frutas y verduras para la obtención de compuestos biactivos y su uso en alimentos funcionales apuntan hacia: (i) El desarrollo de métodos de extracción eficientes, económicos y sostenibles, (ii) El escalamiento a nivel industrial con aplicaciones especificas, evaluando costos y mercados existentes, (iii) El desarrollo de alimentos funcionales con el equilibrio entre funcionalidad y calidad sensoria, (iv) Estudios clínicos que comprueben la promoción de la salud y bienestar y (v) La normatividad que legisle la inclusión de compuestos bioactivos extraídos de los residuos de frutas y verduras en el desarrollo de alimentos funcionales