Métodos innovadores para la extracción de β-glucano
Obtención de β-glucanos sin ácidos ni álcalis: el DIL y la Universidad Técnica de Hamburgo prueban la hidrólisis con agua caliente
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La avena y la cebada, pero también la levadura, las setas y las algas, contienen valiosos β-glucanos. Debido a sus propiedades beneficiosas para la salud, tienen una gran demanda como ingrediente alimentario funcional o como complemento alimenticio. Sin embargo, hasta ahora su obtención ha sido un proceso laborioso. En un proyecto del IGF coordinado por el FEI, investigadores del DIL y de la Universidad Técnica de Hamburgo están desarrollando un proceso continuo para la obtención de β-glucanos mediante hidrólisis con agua caliente. El objetivo es lograr un proceso continuo que permita obtener β-glucanos de forma eficiente y lo más respetuosa posible a partir de diferentes tipos de biomasa, incluidos subproductos como los residuos de la elaboración de cerveza.
La avena y la cebada, pero también la levadura, los hongos y las algas, contienen valiosos β-glucanos. Dependiendo de su origen, sus propiedades biológicas varían: los β-glucanos procedentes de cereales, por ejemplo, pueden influir positivamente en los mecanismos reguladores de la microbiota intestinal, mientras que los β-glucanos obtenidos de la levadura o los hongos son especialmente importantes por su efecto inmunoestimulante. La demanda de estas fibras naturales es, por tanto, muy elevada, ya sea como ingrediente funcional en alimentos o como complemento alimenticio. Sin embargo, su obtención resulta hasta ahora laboriosa: los procedimientos habituales suelen requerir varias etapas de procesamiento, largos tiempos de tratamiento o el uso de ácidos, álcalis o enzimas. Por ello, se necesita un proceso que permita obtener β-glucanos de forma más eficiente y, al mismo tiempo, continua a partir de diferentes tipos de biomasa, incluidos subproductos como los residuos de la elaboración de cerveza.
Precisamente en ello están trabajando investigadores del Instituto Alemán de Tecnología Alimentaria (DIL) y de la Universidad Técnica de Hamburgo en un proyecto de investigación industrial conjunta (IGF) coordinado por el FEI. Su objetivo es aprovechar la denominada hidrólisis con agua caliente (en inglés, Liquid Hot Water, LHW) —la digestión con agua caliente a temperaturas superiores a 100 °C y a presión elevada— para la obtención continua de β-glucanos, logrando al mismo tiempo los rendimientos más altos posibles.
Una ventaja fundamental del procedimiento: en la hidrólisis LHW, las altas temperaturas generadas bajo presión modifican las propiedades del agua de tal manera que los componentes de la biomasa se disuelven más fácilmente, sin necesidad de ácidos ni álcalis adicionales. Es fundamental adaptar las condiciones del proceso a la materia prima en cuestión: el salvado de avena se comporta de forma diferente durante la digestión que los residuos de cerveza, la levadura, las setas o las algas. Además, el tamaño de las partículas, la temperatura y la duración del tratamiento influyen en la cantidad de β-glucano que se extrae y en las propiedades que este presenta posteriormente. Por ello, los equipos de investigación estudian de forma sistemática cómo las diferentes biomasas y los parámetros del proceso influyen en el rendimiento y la calidad de los β-glucanos obtenidos. El objetivo es alterar lo menos posible la estructura molecular, para que se conserven las propiedades relevantes. En primer lugar, se analizan las relaciones en pequeños reactores de alta presión. Posteriormente, se pretende trasladar los conocimientos adquiridos a un proceso continuo, por ejemplo, en extrusoras, en las que la biomasa se trata de forma continua en condiciones definidas de temperatura y presión. Posteriormente, en una planta de demostración en condiciones similares a las industriales, se comprobará si las condiciones de proceso determinadas en el laboratorio pueden aplicarse también a caudales mayores.
Este procedimiento resulta especialmente relevante para las pequeñas y medianas empresas. Y es que, en muchas empresas de transformación de alimentos, se generan directamente biomasas ricas en β-glucano. Así, por ejemplo, los residuos de la elaboración de cerveza o el salvado del procesamiento de cereales se generan como subproductos y, hasta ahora, se han utilizado principalmente como pienso. Si se pudieran obtener de ellos in situ ingredientes de mayor valor, se podría aprovechar mejor la biomasa disponible y generar un valor añadido adicional.
Una vez concluidos los trabajos de investigación, no solo se habrán identificado las condiciones óptimas para una obtención eficiente de β-glucanos a partir de diversas materias primas, sino que también se habrá evaluado la rentabilidad del proceso continuo. Los resultados ayudarán a las empresas a evaluar para qué tipos de biomasa y aplicaciones merece la pena pasar del procesamiento por lotes, habitual hasta ahora, a un proceso continuo. De este modo, podrían abrirse nuevas posibilidades, especialmente para las pequeñas y medianas empresas, de obtener los muy demandados β-glucanos de forma económica y respetuosa con los recursos.
Para más información sobre el proyecto 01IF23926N «Hidrólisis continua de biomasa con agua caliente (LHW) para la obtención de β-glucanos», financiado en el marco de la Investigación Industrial Conjunta (IGF) por el Ministerio Federal de Economía y Energía (BMWE), está disponible en el siguiente enlace: https://www.fei-bonn.de/01if23926n.projekt .
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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