Aprovechamiento de subproductos de leguminosas para la obtención de ingredientes funcionales: comparación de metodologías para la caracterización de la fibra alimentaria

摘要

La elevada proporción de subproductos que genera la industria alimentaria constituye un problema debido a su acumulación inútil y al coste de su eliminación. Este problema no sería tal si existiera la posibilidad de reutilizarlos para la obtención, por ejemplo, de ingredientes funcionales. En esta tesis se ha abordado el conocimiento del okara, la vaina de haba y la vaina de guisante, subproductos industriales de la obtención de leche de soja y del procesado de haba y de guisante. Estos subproductos tienen en común que la fibra alimentaria es la fracción más importante, pero hay poca información acerca de las estructuras químicas de los polisacáridos de la pared celular de dichos subproductos. Esta información es necesaria para seleccionar la forma más adecuada para su modificación y optimización para su posible uso como ingredientes funcionales. La caracterización de los subproductos comenzó con una valoración nutricional donde se hizo especial hincapié en la fracción grasa analizando los ácidos grasos por cromatografía gas-líquido (GLC), así como en la fracción mineral estudiando los macro y microelementos por espectroscopia de absorción atómica (AAS). La fracción grasa del okara está caracterizada por su alto contenido en ácido linoleico y contiene cantidades considerables de ácido oleico y ácido linolénico pudiendo ser fuente de estos ácidos, sobre todo de ácido linolénico, pobre en la dieta de muchos individuos. Respecto a los elementos minerales, el potasio es el macroelemento mineral predominante, sobre todo en la vaina de haba, y el calcio también se presenta en cantidad considerable, principalmente en la vaina de guisante. El manganeso se presenta en cantidades considerable en vaina de guisante y okara, y el zinc es el más importante en el okara. Los carbohidratos de bajo peso molecular se ananlizaron por cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) empleando dos columnas muy frecuentes en el análisis de carbohidratos, HPX-87P (Bio Rad) y la Carbohydrate Analysis (Water). Estos carbohidratos son mayores en semilla de soja que en su subproducto okara, y muy superiores en las vainas de haba y de guisante. Los monosacáridos y disacáridos presentan valores semejantes independientemente de la columna utilizada, sin embargo, los oligosacáridos proporcionan valores más altos se se analizan con la HPX-87P (Bio Rad). Los carbohidratos de bajo peso molecular más importantes en las vainas fueron la glucosa y la sacarosa, y en el okara los α-galactósidos, rafinosa y estaquiosa, y la arabinosa...ud[ABSTRACT]The large quantities of by-products produced by the food industry present a major problem due to their high volumes and elimination costs. This opens the possibility to reuse these by-products for the obtaining of functional foods. This PhD thesis studies okara, broad bean pod and pea pod, i.e. the industrial by-products from the obtaining of soybean milk, and the processing of broad beans and peas. These by-products have in common that the most important fraction is dietary fibre. Little available information exists about the chemical structures of the structural polysaccharides of the cell wall of these by-products. The knowledge of the structural polysaccharides is necessary to choose the right methods to modify them and to optimise their potential use as functional ingredients. By-products characterization started with a nutritional evaluation, in which emphasis was given to the fat fraction, analysing the fatty acids by gas-liquid chromatography (GLC), and also the mineral content, studying the macro and microelements by atomic absorption spectroscopy (AAS). The okara's fat fraction presents a high content of linoleic acid and contains considerable amounts of oleic and linolenic acids, and so could be a source for these acids, especially for linolenic acid, which hardly appears in many people's dite. In relation to the mineral elements, potassium is the main macroelement, especially in the broad bean pod. The content of calcium is also high, being greatest in pea pod. Iron is the main microelement, especially in pea pod. Okara and pea pod present a considerable amount of manganese, and zinc is an important microelement in okara. Low molecular weight carbohydrates (LMWC) were analysed by HPLC, using two widely used columns to analyse carbohydrates, HPX-87P (Bio Rad) and Carbohydrate Analysis (Waters). LMWC were in greater amounts in soybean than in its by-product okara and even greater in broad bean and pea pods. Mono- and disaccharides showed similar values using both columns; however, oligosaccharides have higher values using the HPX-87P (Bio Rad). The most important LMWC in the broad bean and pea pods were glucose and sucrose ; in okara, the main ones were α-galactosides, raffinose and stachyose, and arabinose...