Investigadores de Singapur encontraron un metodo eficiente y económico para convertir descartes de verdura en productos para salud y cuidado personal.

Cada año, se descartan millones de toneladas de alimentos y verduras en todo el mundo, lo que representa un grave problema en términos de desperdicio y emisiones de CO2. En el caso de verduras de hoja verde como el kale, los agricultores suelen desechar las hojas exteriores al cosecharlas para vender verduras de tamaño perfecto y estéticamente atractivas. Esta práctica comercial conlleva la eliminación de hojas comestibles perfectamente buenas. En Singapur, en 2021 se generaron aproximadamente 817.000 toneladas de desechos de alimentos, de las cuales casi la mitad eran frutas y verduras.
 

Los fitoquímicos que se encuentran en las plantas son conocidos por prevenir el daño a las células del cuerpo y se utilizan ampliamente en productos de consumo, como suplementos saludables, antioxidantes, luteína, así como exfoliantes faciales y champús para el cabello con extractos de kale. Sin embargo, los procesos actuales para extraer estos fitoquímicos del kale son intensivos en energía y emisiones de CO2, ya que requieren altas presiones y temperaturas.

En busca de un método más sostenible y eficiente para convertir los desechos de vegetales en productos valiosos, los investigadores de NTU se centraron en los llamados solventes naturales de eutécticos profundos derivados naturalmente (NADES), que son líquidos no tóxicos compuestos por carbohidratos como aminoácidos, azúcar y subproductos de aceite vegetal. Aunque los NADES se han estudiado durante mucho tiempo en la tecnología de separación para las industrias alimentarias y farmacéuticas, se sabe poco sobre su capacidad para extraer diferentes clases de compuestos bioactivos de los desechos de verduras.

En su investigación sobre el kale, el equipo de NTU exploró una variedad de NADES, mezclándolos con desechos de kale procesados para observar cómo reaccionaban las moléculas entre sí. Tras numerosas pruebas, los investigadores identificaron el mejor solvente NADES para la extracción óptima de compuestos bioactivos. Descubrieron que, cuando la mezcla de desechos de kale y NADES se revolvía y se dejaba reposar, se separaba naturalmente en capas, facilitando la extracción de los fitoquímicos del kale (polifenoles, carotenoides y clorofilas) sin necesidad de temperatura.

Este proceso más sencillo de extracción mantiene los costos bajos, ya que no requiere calefacción ni tratamiento previo de los desechos de kale, como el secado por congelación. Los investigadores de NTU confían en que su método recientemente desarrollado es escalable y atractivo desde el punto de vista económico para la industria.

El autor principal del estudio, el Profesor Hu Xiao de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de NTU y Director del Programa de Química y Materiales Sostenibles del Instituto de Investigación sobre Medio Ambiente y Agua de Nanyang (NEWRI), afirmó: «El uso de solventes no tóxicos y de origen natural en nuestro método lo hace seguro para su uso en alimentos. Al mismo tiempo, nuestro método conserva la potencia de los ingredientes activos extraídos, lo que lo hace muy atractivo para su adopción en la industria. Los nutrientes extraídos pueden utilizarse en productos de cuidado personal, cosméticos, suplementos alimenticios y extractos herbales».

El equipo de investigación de NTU afirma que su enfoque de convertir desechos en recursos aborda tanto el desperdicio de alimentos como la reducción de emisiones, apoyando el desarrollo de una economía circular con cero desperdicio, como se describe en el Acuerdo de París de las Naciones Unidas.

Este estudio, publicado en la revista científica Separation and Purification Technology en julio, se alinea con la estrategia de investigación de NTU 2025, el plan estratégico quinquenal de la universidad que tiene como objetivo aprovechar la investigación innovadora para mitigar el impacto humano en el medio ambiente.

A diferencia de los métodos industriales establecidos que utilizan productos químicos dañinos como el metanol, el enfoque del equipo de investigación de NTU utiliza NADES derivados naturalmente, que son no tóxicos. El proceso recién desarrollado implica mezclar los desechos de kale en una pasta (o secarlos por congelación y molerlos en forma de polvo). Luego, los investigadores mezclan la pasta (o el polvo) de kale con su solvente NADES especialmente formulado y lo agitan mecánicamente a temperatura ambiente antes de filtrar la mezcla para extraer los compuestos beneficiosos. Todo el proceso de baja energía, a diferencia de los métodos industriales actuales que requieren altas temperaturas, es rápido y se puede completar en 30 minutos. Este método ayuda a evitar la degradación de los compuestos nutricionales bioactivos, ya que son sensibles a la temperatura y se degradan con el calor.

En experimentos de laboratorio, el equipo descubrió que su enfoque producía con éxito un extracto que era un 2,2 veces más rico en polifenoles en comparación con los métodos convencionales que utilizan metanol. Además, los fitoquímicos bioactivos se mantuvieron ‘activos’ después de 30 días de almacenamiento a cuatro grados Celsius, lo que demuestra una excelente vida útil.

El equipo ha presentado una patente en Singapur para esta innovación. Para sus próximos pasos, los investigadores están explorando la posibilidad de aplicar su método recién desarrollado para extraer compuestos beneficiosos de otros tipos de frutas y verduras, así como de plantas medicinales como la pitahaya, la espinaca y la lechuga.

Los desechos de kale utilizados en el estudio fueron proporcionados por Sustenir Agriculture, una empresa de agricultura urbana de alta tecnología con sede en Singapur. Las hojas de kale utilizadas en la investigación no cumplían con los estándares de calidad comercial y estaban destinadas a ser desechadas como residuos. Esta investigación promete tener un impacto significativo en la promoción de la sostenibilidad y la reducción del desperdicio de alimentos en la industria de la bioeconomía.

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