Resumen de Nuts as raw material for oil extraction in the food industry: characterization, product and process innovation and economics
Las propiedades beneficiosas que los frutos secos tienen para la salud hacen aconsejable su estudio y el desarrollo de procesos industriales destinados a obtener a partir de ellos aceites de elevada calidad y otros productos derivados de esta extracción, como harinas parcialmente desengrasadas. Aunque muchos estudios han analizado estos productos, existen ciertas carencias en algunas áreas relacionadas con la caracterización de variedades y su influencia en los aceites y las harinas obtenidas, los cambios que el proceso de extracción utilizado tiene en las características sensoriales y fisicoquímicas de los productos obtenidos, la innovación de producto para mejorar las características del aceite y el análisis de los factores económicos relacionados con los propios frutos secos y los aceites obtenidos a partir de ellos.
Por ello, como primer paso, se han caracterizado diferentes variedades de almendra, pistacho y nuez atendiendo a parámetros físicos, químicos y sensoriales, con el objetivo de evaluar la influencia que la materia prima puede tener en las características de los aceites obtenidos. Además, se ha analizado la influencia de la campaña en la composición química de los aceites y las harinas obtenidas.
Los parámetros físicos han demostrado ser útiles para la discriminación de diferentes variedades de almendra, pistacho y nuez. En el análisis sensorial, y utilizando pruebas afectivas, los consumidores mostraron preferencias de sabor y atractivo visual por algunas variedades de almendra (Vairo, Belona y Penta) y de pistacho (Larnaka, Aegina y Sirora). Respecto a los parámetros físicos de los aceites obtenidos, se encontraron diferencias significativas en parámetros como el color o la viscosidad. Además, la viscosidad de los aceites obtenidos mostró fuertes correlaciones con parámetros químicos de gran interés como el perfil de ácidos grasos y el perfil de triglicéridos.
Los aceites obtenidos de las diferentes variedades estudiadas mostraron también diferencias en su composición química. En las variedades de almendra, el rendimiento de aceite fue similar, encontrándose sin embargo diferencias significativas en la estabilidad oxidativa y en el perfil de ácidos grasos, fundamentalmente en las concentraciones de linoleico, esteárico y palmitoleico. En relación al aceite de pistacho, se identificaron tres grupos de variedades en función de su composición fisicoquímica y el rendimiento de aceite. Las variedades del grupo 1 mostraron un mayor contenido de ácido linoleico (superior al 26.4%), mientras las variedades del grupo 3 mostraron una mayor proporción de ácido oleico (mayor del 67.8%), dando así lugar a aceites más estables frente a la oxidación. Las variedades con características intermedias fueron las incluidas en el grupo 2. Entre las variedades de nuez, se encontraron diferencias significativas en el perfil de ácidos grasos y en la concentración de componentes minoritarios de interés como la concentración de polifenoles. El ácido linoleico supuso más del 47.5% del total de ácidos grasos en todas las variedades de nuez, suponiendo más del 62.13% y del 60.02% en las variedades Pedro y Mollar de Nerpio, respectivamente. Como se esperaba, la estabilidad oxidativa de los aceites de nuez fue inferior a la de los otros frutos secos debido a su elevado contenido en ácidos grasos poliinsaturados.
Tras la extracción de aceite, la torta de prensado que queda como subproducto puede ser triturada para transformarla en una harina parcialmente desengrasada. Esta harina tiene un gran interés nutricional, debido a su elevada proporción de proteínas, de fibra y de minerales esenciales. El perfil nutricional de las harinas obtenidas a partir de las diferentes variedades de almendra, pistacho y nuez analizadas, también ha mostrado diferencias nutricionales significativas entre las mismas.
En el análisis de la variabilidad aportada por el genotipo (G), la campaña (C) y la interacción GxC en las características de los aceites, el genotipo fue identificado como el factor que más influencia tenía en las características químicas de los mismos. Sin embargo, la variabilidad aportada por la campaña y la resultante de la interacción entre el genotipo y el año también resultaron ser significativas para la mayoría de los parámetros. Frente a los aceites de almendra y pistacho, en los aceites de nuez se ha observado una mayor influencia de la campaña, afectando en mayor medida a ácidos grasos relevantes como el esteárico, el oleico y el linoleico. Además, la campaña ha demostrado ser la principal causante de variabilidad en la concentración de componentes minoritarios de interés en los aceites de frutos secos, como el contenido total de polifenoles y de fitosteroles.
En relación al proceso de extracción de aceite, la innovación se presenta como un elemento crucial para obtener productos de elevada calidad. Por esta razón, se ha evaluado la influencia que los parámetros de extracción de aceite tienen sobre la calidad del producto obtenido. De entre los posibles métodos de extracción de aceite de frutos secos que existen, se han evaluado dos métodos de presión utilizando prensas diferentes (prensa de tornillo y prensa hidráulica). La extracción de aceites vegetales utilizando la prensa de tornillo origina un aumento en la temperatura del aceite obtenido debido a la fricción de la propia materia prima en el interior del tornillo. Por ello, en la extracción de almendra y de pistacho, el aceite alcanza temperaturas de en torno a 60˚C, siendo algo menor en el caso de la nuez. Los resultados obtenidos, demuestran además, que la temperatura de extracción afecta de forma notable a los parámetros fisicoquímicos de calidad regulada de los aceites obtenidos.
Cuando los aceites obtenidos con la prensa de tornillo y la hidráulica se comparan, se observa como el uso de las elevadas temperaturas en la extracción con la primera origina diferencias en los parámetros fisicoquímicos y en las propiedades sensoriales de los aceites obtenidos. En la prensa de tornillo, la extracción de aceite a velocidades de rotación más bajas da lugar a mayores rendimientos y a aceites mejor valorados por los consumidores. En cambio, en la extracción con la prensa hidráulica, no se encontraron diferencias en el rendimiento y en las características fisicoquímicas de los aceites obtenidos en función de los parámetros de funcionamiento. La falta de influencia de los parámetros de extracción en los parámetros fisicoquímicos de los aceites obtenidos con las dos prensas, aconseja cambiar el objeto de estudio para centrarse en su influencia en los rendimientos y en la valoración sensorial.
El tostado del fruto seco como paso previo a la extracción de aceite sirve para mejorar los atributos sensoriales de los aceites obtenidos. Así, el tostado del pistacho previo a la extracción, aumenta la preferencia de los consumidores; causando al mismo tiempo cambios en los parámetros físicos, en la estabilidad oxidativa y en la concentración de pigmentos de los aceites. Condiciones severas de tostado aumentan la estabilidad oxidativa de los aceites debido a la actividad antioxidante de los productos que resultan de la reacción de Maillard. Los resultados apuntan a que diferentes intensidades de tostado dan lugar a aceites diferentes, que pueden ser clasificados en dos grupos. El primero estaría compuesto por aquellos aceites amarillos, obtenidos a partir del pistacho natural o de pistachos ligeramente tostados, mientras un segundo grupo estaría compuesto por aceites de color verde, obtenidos tras tostados más intensos. En relación a los pigmentos, los carotenoides se transfieren del pistacho al aceite en mayor proporción que las clorofilas en todas las muestras. Así, el ratio entre la fracción de las clorofilas y la de los carotenoides se reduce considerablemente en los aceites. Los resultados demuestran, sin embargo, que las temperaturas de tostado más elevadas favorecen la solubilización de los pigmentos en el aceite, principalmente de aquellos de la facción de la clorofila y sus derivados.
El tostado previo del fruto también afecta a las harinas que aparecen como subproducto tras la extracción de aceite. El estudio de los efectos del tostado en las características de la harina de nuez desengrasada concluyó que todas las harinas obtenidas tenían un contenido en proteínas de alrededor del 42% y una cantidad significativa de fibra (17%), independientemente de las condiciones de tostado. Sin embargo, el contenido de lípidos aumentaba aproximadamente un 50% en aquellas harinas que habían sido sometidas a unas temperaturas de tostado más elevadas durante más tiempo. La fracción lipídica de las harinas mostró una buena calidad nutricional, con un contenido elevado de vitamina E (fundamentalmente γ-tocoferol) y un perfil de ácidos grasos con contenidos elevados de linoleico y linolénico. Además, el elevado contenido fenólico identificado en las harinas proporciona a las mismas gran capacidad antioxidante.
Uno de los posibles limitantes para la difusión del consumo de aceites de frutos es su correcto almacenamiento, ya que por su elevada proporción de ácidos grasos insaturados resultan especialmente sensibles al enranciamiento. Así, el estudio de las condiciones de almacenamiento más adecuadas es también un tema importante a considerar. Para ello los aceites de almendra, pistacho y nuez se almacenaron durante 16 meses bajo diferentes condiciones. El almacenamiento a temperatura ambiente ocasionó un rápido incremento de los valores de peróxidos, especialmente en el caso del aceite de pistacho expuesto a luz solar. La estabilidad oxidativa de los tres aceites disminuyó durante el almacenamiento, independientemente de las condiciones. El aceite de pistacho mostró una mayor estabilidad al final del almacenamiento, seguido por el aceite de almendra. En los tres aceites se observó una reducción significativa del porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados tras el almacenamiento.
Una posible innovación en los aceites de frutos secos es la adición de antioxidantes naturales, como el ajo, con el objetivo de aumentar su estabilidad. La adición directa de ajo causó ligeras reducciones en la estabilidad oxidativa de los aceites de almendra. Sin embargo, se observaron diferencias en función de la variedad de ajo utilizada y la forma de adición del ajo. La adición del diente entero causó una reducción menor de la estabilidad que la adición del ajo triturado, pero sólo en los aceites obtenidos a partir de las almendras tostadas. De entre las variedades de ajo utilizadas, el “Ajo Morado de Las Pedroñeras” (Indicación Geográfica Protegida, IGP) mostró los mejores resultados para ser utilizado en futuros estudios.
Los factores económicos relacionados con los frutos secos y los aceites de frutos secos también deben ser tenidos en cuenta a la hora de valorar la creación de una industria de este tipo. El efecto de la legislación sobre seguridad alimentaria en el comercio internacional de pistacho fue analizado utilizando un modelo de gravedad para evaluar el efecto de la legislación sobre aflatoxinas sobre las exportaciones de los principales países productores. Los resultados indican que una legislación más restrictiva en los países importadores tiene un efecto positivo para los países exportadores, independientemente de su nivel de desarrollo económico.
Además, se han evaluado los costes de producción de dos líneas diferentes de producción de aceite de pistacho a escala industrial. De acuerdo a los costes de producción, el precio que haría sostenible la producción de aceite de pistacho con la línea de producción que incluye la prensa de tornillo sería de 70.4 €/litro, mientras para la extracción con prensa hidráulica sería de 91.0 €/litro. Las diferencias en el coste de producción estarían debidas sobre todo a los menores rendimientos y al mayor tiempo de extracción necesario con la prensa hidráulica.
