Caracterización de la semilla y el aceite de chía (Salvia hispanica L.) obtenido mediante distintos procesos: aplicación en tecnología de alimentos

Abstract

En los últimos años existe una búsqueda y revalorización de sustratos provenientes de fuentes naturales que presenten constituyentes y/o productos derivados aplicables al desarrollo de alimentos, los cuales incidan en la nutrición mediante el aporte simultáneo de efectos benéficos para la salud. En ese contexto se encuentra la chía (Salvia hispanica L.), especie vegetal originaria del sudeste de EEUU y noroeste de América Central (México, Guatemala). Los pueblos asentados en esas regiones han consumido las semillas de este cultivo desde épocas precolombinas habiendo constituido un elemento básico de la dieta de los pueblos azteca y del oeste norteamericano. En nuestro país, su creciente expansión en las provincias del noroeste puede representar un aporte tendiente a la diversificación de la producción agrícola, con el consecuente impacto socioeconómico en dicha región. Así, las cualidades nutricionales de la semilla de chía y de los productos derivados de la misma han comenzado a ser revalorizados dado su elevado contenido de ácidos grasos ω-3, fibra dietaria, proteínas y antioxidantes, ofreciendo una nueva oportunidad para mejorar la nutrición humana. Los aceites vegetales comestibles constituyen un componente importante en nuestra alimentación, cuya variedad y consumo depende de la disponibilidad de la materia prima en cada país y región. No obstante la variedad de especies oleaginosas, el mayor consumo está representado por los aceites de palma, soja, colza y girasol. Actualmente, es reconocido el aporte de los lípidos a la salud y bienestar, lo cual está determinado fundamentalmente por su composición. Así, se ha demostrado que tanto el perfil de ácidos grasos, especialmente los niveles relativos de ácidos grasos ω-9, ω-6 y ω-3 así como la presencia de algunos componentes minoritarios, pueden ejercer una influencia positiva en las funciones fisiológicas de nuestro organismo. En los últimos años, se ha registrado un incremento en la búsqueda de fuentes vegetales subutilizadas, a partir de las cuales puedan obtenerse aceites con una elevada proporción de ácidos grasos de alto valor nutricional. En este sentido, las semillas de chía son una fuente interesante ya que su aceite presenta un elevado tenor de ácidos grasos esenciales, cuya incorporación en la dieta permitiría disminuir la incidencia de enfermedades coronarias, así como de otras enfermedades (diabetes, síndrome metabólico, enfermedades de la piel, procesos inflamatorios, desórdenes del sistema inmunológico, cáncer, depresión). En función de las consideraciones realizadas, en este trabajo de Tesis se propuso desarrollar el estudio de la caracterización de la semilla y de la obtención del aceite de chía mediante procesos convencionales (prensa, extracción por solventes) y a partir de nuevas tecnologías (extracción por fluidos supercríticos), evaluando los distintos aspectos que inciden en su calidad global así como investigar un mayor y mejor aprovechamiento y aplicación de sus componentes para la obtención de alimentos funcionales, benéficos para la salud del consumidor. En el Capítulo I, se presenta una introducción sobre Salvia hispanica L., describiendo el origen y los antecedentes históricos de esta especie, las principales características botánicas y el manejo agronómico del cultivo, así como la composición química y nutricional de la semilla de chía, los aspectos legislativos y los usos actuales. Además, se describen las propiedades físicas y la composición química de las semillas (núculas) analizándose los aspectos más relevantes relacionados con los aceites vegetales comestibles, en cuanto a su importancia en la alimentación, composición, estructura así como los procesos convencionales y alternativos de extracción. En el Capítulo II, se realiza una caracterización de las semillas de chía oscuras y blancas provenientes de dos orígenes geográficos diferentes (Argentina y Guatemala) en lo referido a sus aspectos morfológicos mediante el estudio de su forma y tamaño (largo, ancho y espesor, diámetro geométrico, área superficial específica, relación de aspecto), propiedades gravimétricas (peso de mil semillas, densidad real, densidad aparente, porosidad, diámetro equivalente, esfericidad) así como en sus propiedades friccionales (ángulo de reposo y coeficiente estático de fricción). Por otra parte, se analiza la microestructura a través de observaciones de las semillas enteras y de cortes longitudinales de las mismas mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), realizándose además su caracterización fisicoquímica. En el Capítulo III, se analizan los procesos convencionales de obtención de aceite de chía (extracción por solventes y prensado), estudiando la influencia de los mismos sobre los componentes mayoritarios (composición acídica y triacilglicerídica) y minoritarios (tocoferoles, antioxidantes fenólicos, fosfolípidos, ceras, metales) del mismo, sus índices de calidad y genuinidad así como sus propiedades térmicas (curvas de fusión) mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC). En el Capítulo IV, se describe el estudio del proceso de extracción de aceite de chía mediante SC-CO2 realizado -como una alternativa a los métodos convencionales- a partir de semillas provenientes de Argentina y de México y se evalúan las principales características fisicoquímicas de los aceites obtenidos. Además, se analiza la incidencia de las diferentes variables operativas (temperatura, presión y tiempo de extracción) sobre dicho proceso aplicando la Metodología de Superficies de Respuesta (MSR). En el Capítulo V se investiga la estabilidad oxidativa y las condiciones de conservación más adecuadas de este sustrato con alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados, analizando la eficiencia de la adición de ciertos antioxidantes naturales (extractos de romero y de té verde, tocoferoles) y de palmitato de ascorbilo, solos o en diferentes combinaciones con respecto al deterioro oxidativo del aceite de chía. Finalmente, se exponen las Conclusiones generales obtenidas a partir de este trabajo de Tesis y en base a ellas, las Perspectivas futuras.