Obtener sustancias antibacterianas y antioxidantes de los residuos de piña

En regiones con una alta producción de piña, como por ejemplo ciertas zonas de Colombia, los residuos de esta fruta constituyen un importante volumen de material de desecho, del cual no suele extraerse nada útil.

A partir de la fermentación de la corona, el corazón y la cáscara de la piña, en la que se utilizó el hongo Aspergillus niger GH1, obtenido en el desierto del norte de México, unos científicos han obtenido compuestos bioactivos fenólicos, reconocidos por su actividad antibacteriana, antitumoral, anticáncer y con potencial aplicación en las industrias cosmética, alimentaria y farmacéutica.

Con su investigación, Sarah Lucía Paz Arteaga, magíster en Ciencias y Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, contribuye a buscar alternativas biotecnológicas para darle una valorización sostenible a los residuos de piña, obtener compuestos bioactivos de alto valor con múltiples aplicaciones para diversas industrias, y disminuir la contaminación por la inadecuada disposición final de estos desechos.

La magíster menciona que “queremos generar un valor agregado a los subproductos de la piña, pues aunque se ha trabajado bastante con estos residuos, su transformación es un proceso costoso. La fermentación en estado sólido consiste en someterlos, casi en ausencia de agua, a la fermentación por un microorganismo, en este caso el hongo Aspergillus niger GH1, obtenido en el desierto del norte de México”.

Dicho hongo se diferencia de otros microorganismos fermentadores porque se adapta fácilmente y genera muchas enzimas (proteínas complejas que pueden ayudar a descomponer los alimentos para que el cuerpo los pueda usar).

En estos procesos, las enzimas son muy importantes porque son las que generan el compuesto activo para que sirva para un proceso posterior, en este caso en la elaboración de los fenoles. Los compuestos fenólicos son una familia química muy amplia, con alta actividad antioxidante, es decir que son capaces de contrarrestar a los radicales libres, compuestos químicos altamente reactivos que pueden dañar las células, por ejemplo causando tumores, y que son los principales responsables del envejecimiento.

Además, una parte de la familia de los fenoles se usa en los cosméticos para fotoprotección de los rayos solares y también como matriz, es decir como la base para elaborar estos productos.

Algunas estructuras fenólicas presentes en los residuos de la piña son el linalol, el alfa-terpineol y el furfural, estudiados por su efecto inhibitorio contra las bacterias patógenas Escherichia coli, Listeria monocytogenes y Staphylococcus aureus.

Más que basura

En Colombia, la piña se cultiva especialmente en Santander, Valle del Cauca y Meta. Los tratados de libre comercio han abierto las puertas de su exportación a Italia, Estados Unidos, Chile, España, Reino Unido y Portugal, por lo que a su alta producción hay que sumarle el incremento en la generación de residuos.

“La mayoría de los residuos en el país no tiene un manejo adecuado, en especial los orgánicos, es decir aquellos provenientes de productos naturales como las frutas o las hortalizas. Cuando llegan a los vertederos se fermentan solos y se generan gases que contribuyen con el efecto invernadero, contaminan, producen olores desagradables y atraen plagas”, menciona la magíster.

Para su investigación, visitó dos de las grandes agroindustrializadoras de piña y otras frutas en el Valle del Cauca, una dedicada a la exportación de la fruta y la otra a la elaboración de pulpas y jugos para venta nacional.

“Ellos comentaban que en este momento no se hace nada con estos residuos. Los dos tienen una gran cantidad de ellos y nunca habían visto la posibilidad de usarlos en otra cosa que no sea ir a la basura. Hay que tener en cuenta que el 60% de la piña es considerada como desperdicio y todo eso se bota”, comenta la ingeniera agroindustrial.

La agroindustrialización de frutas y hortalizas es de las prácticas que más desechos sólidos orgánicos genera en el mundo. Foto: Jeimi Villamizar / Unimedios)

El futuro de los residuos de piña

Entre los hallazgos más relevantes de la investigación, destacan la presencia de compuestos bioactivos producto de la fermentación; la capacidad antioxidante y la actividad de  enzimas, como por ejemplo la beta-glucosidasa; y la efectividad como agente antimicrobiano contra la L. monocytogenes y la S. aureus, causantes de fiebre y diarrea, e infecciones en la piel, el torrente sanguíneo y las válvulas del corazón, respectivamente.

A partir de esos resultados, se evidencia que es posible incorporar esta metodología biotecnológica de fermentación en estado sólido, para el tratamiento de residuos en explotaciones agroindustriales de piña y evaluar la relación costo-beneficio de este cambio.

Dentro de las recomendaciones para futuros estudios, se cuentan la incorporación del extracto obtenido como aditivo en una película o recubrimiento alimentario funcional, la evaluación de su función como agente antioxidante y antimicrobiano, y el reemplazo en un alimento de los antioxidantes sintéticos como BHA y BHT por el extracto para probar su efectividad.

La investigadora indica que un avance en su trabajo sería revisar toxicológicamente si tiene algún efecto secundario, para poder ponerlo en una matriz alimentaria e intentar que estos compuestos fenólicos no se vayan a degradar o a desintegrar antes de que lleguen al tracto digestivo. (Fuente: Agencia UNAL)