Recuperación de variedades infrautilizadas de frutales y de plantas comestibles silvestres para su uso en la alimentación moderna

Abstract

[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. En la actualidad, el sector agroalimentario está sufriendo cambios a muchos niveles, tanto en el ámbito de su rentabilidad, como de naturaleza sociológica y ecológica. Es necesario reforzar el paradigma de la diversidad en todos sus componentes, biodiversidad, agrodiversidad o diversidad cultural y alimentaria. Ante esta realidad, con la presente tesis se pretende apoyar la recuperación de antiguas especies y variedades vegetales hoy infrautilizadas u olvidadas. Muchas de estas especies presentan altos valores nutricionales, dietéticos o incluso medicinales y podrían utilizarse para el desarrollo de productos innovadores en la gastronomía actual. En primer lugar, se desarrolló un producto de cuarta gama a partir de variedades infrautilizadas de cítricos. Para ello, se seleccionó una variedad tradicional de naranja, Citrus sinensis (L.) Osbeck cv. Cadenera, y se optimizaron las condiciones de pelado enzimático y de conservación más adecuadas para obtener un producto de calidad. Los resultados mostraron que las mejores condiciones para obtener gajos de esta variedad mediante pelado enzimático fueron 1 ml/L de Peelzym 11 aplicado a 53 kPa durante tres pulsos de dos minutos y un periodo de incubación de 30 minutos con la disolución enzimática a presión atmosférica. Los gajos fueron envasados en dos films de diferente permeabilidad y almacenados durante 10 días a 4ºC. El color (a/b) se potenció con el proceso de pelado y se mantuvo en ambos films sin variaciones importantes durante todo el periodo de conservación. Algunos parámetros como la pérdida de peso y la capacidad antioxidante disminuyeron ligeramente después de 10 días de conservación. La flora microbiana se redujo después del pelado enzimático. Tanto la calidad sensorial, como la microbiológica (microflora mesófila, mohos y levaduras y microflora láctica), se mantuvieron en niveles adecuados para el consumo durante 7 días. Se obtuvo por tanto un producto de alta gama a partir de una variedad infrautilizada de naranja. En segundo lugar, se seleccionaron trece especies de plantas comestibles silvestres (PCS) pertenecientes a once familias botánicas utilizadas tradicionalmente como alimento, y se analizaron diversos parámetros como la actividad antioxidante, el contenido en ácidos orgánicos, la composición mineral y características sensoriales, lo que nos permitió seleccionar aquellas especies de mayor interés nutricional o funcional. Sanguisorba minor Scop., Quercus ballota Desf. y Sedum sediforme Pau. mostraron la mayor actividad antioxidante total (TAA) así como el mayor contenido en fenoles totales. Asparagus acutifolius L., Allium ampeloprasum L., Foeniculum vulgare Mill. y Malva sylvestris L. presentaron altos niveles de potasio. Malva y Asparagus resultaron interesantes debido a su contenido en zinc y Urtica urens L. por sus altos niveles de calcio. El análisis sensorial indicó que los frutos de Q. ballota podrían considerarse muy dulces y las plantas de Crithmum maritimum L. y Oxalis pes-caprae L., muy ácidas. Además, los catadores destacaron el sabor salado de C. maritimum nodiflorum L. y Mesembryanthemum cristalinum L.; el sabor picante de A. ampeloprasum y el aroma de F. vulgare. Nuestros resultados indican que un aumento del consumo de las especies estudiadas implicaría beneficios para la salud. Además, debido a sus propiedades sensoriales, podrían utilizarse como nuevos ingredientes para aumentar la variedad en la dieta moderna y en la alta cocina creativa. Las PCS más adecuadas (frutos de Rosa canina L., frutos de Q. ballota y hojas y tallos jóvenes de S. minor) se adicionaron a matrices de frutas y a aceites vegetales comestibles para diseñar nuevas bebidas enriquecidas con ingredientes bioactivos y/o protegerlas frente a la oxidación. La adición de PCS a zumo de naranja y cremogenado de kiwi no afectó, e incluso mejoró, algunos parámetros de aceptación por parte de los consumidores. La adición de R. canina y S. minor aumentó el contenido de compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante en ambas matrices (zumo de naranja y cremogenado de kiwi) en más de 30 %. Las tres PCS aumentaron la estabilidad oxidativa del aceite de girasol mientras que, en el aceite de oliva, el efecto de estas PCS frente a la disminución de la peroxidación lipídica sólo fue evidente para la concentración más alta. Por lo tanto, estas plantas comestibles silvestres podrían utilizarse para el diseño de nuevas bebidas, combinadas con zumos o cremas vegetales; así como para el enriquecimiento de aceites vegetales comestibles con bajo contenido de antioxidantes naturales, tales como aceite de girasol y evitar o disminuir así el uso de antioxidantes sintéticos. Los resultados obtenidos en este trabajo a partir de especies vegetales infrautilizadas, se podrán tener en cuenta a la hora de diseñar nuevos productos para la alimentación actual. Asimismo, los resultados de este estudio se podrán utilizar para potenciar la conservación de los recursos genéticos locales, lo que ayudará al mantenimiento de la biodiversidad.

[ENG] This doctoral dissertation has been presented in the form of thesis by publication. At present, the agrifood industry is suffering changes both regarding profitability and at sociological and ecologic levels. The reinforcement of the paradigm of diversity in all its components, biodiversity, agrodiversity or cultural and food diversity, is needed. Considering this reality, this thesis tries to support the recovery of old species and varieties that are now underutilized or forgotten. Many of these species show high nutritional, dietary and even medicinal values, and they could be employed for the development of innovative products in current gastronomy. Firstly, a fresh-cut product was developed from underutilized varieties of citrus fruits. A traditional variety of orange (Citrus sinensis L. cv. Cadenera) was selected and the most adequate conditions of enzymatic peeling and storage were optimised in order to obtain a quality product. The results showed that the best condition to obtain Cadenera segments by enzymatic peeling was 1 ml/L of Peelzym II applied at 53 kPa with three vacuum pulses of two minutes and a subsequent period of 30 minutes in the enzymatic solution at atmospheric pressure. The segments were packaged in two films with different permeability and stored during 10 days at 4 ºC. Colour (a/b) increased with the peeling process and it remained without significant changes during the whole storage period for both films. Some parameters, like the weight loss and the antioxidant capacity, slightly decreased after 10 days of storage. The microbial flora decreased after the enzymatic peeling. Both the sensory and the microbiological quality (mesophilic microflora, moulds and yeasts and lactic microflora) were kept in adequate levels for consumption during 7 days. Therefore, a fresh-cut product was developed from an underutilized variety of orange. Secondly, thirteen species of wild edible plants (WEP) from eleven botanical families that have traditionally employed as food were selected, and different parameters like the antioxidant activity, the content in organic acids, the mineral composition and the sensory characteristics, were analysed. This allows the selection of the species with a higher nutritional or functional interest. Sanguisorba minor, Quercus ballota and Sedum sediforme showed the highest total antioxidant activity (TAA) and the highest content in total phenols. Asparagus acutifolius, Allium ampeloprasum, Foeniculum vulgare and Malva sylvestris showed high levels of potassium. Malva and Asparagus were interesting due to their high content in zinc and, Urtica urens presented high levels of calcium. The sensory analysis indicated that fruits from Q. ballota could be considered very sweet and plants of Crithmum maritimum and Oxalis pes-caprae were very acidic. Moreover, testers highlighted the salty taste of C. maritimum, Mesembryanthemum nodiflorum and Mesembryanthemum cristalinum, the spicy taste of A. ampeloprasum, and the aroma of F. vulgare. Our results indicate that an increased consumption of the investigated plant species could provide health benefits. Moreover, due to their sensorial properties, they could be used as new ingredients to improve the diversity in modern diet and highly creative cuisine. The most adequate WEP (fruits from R. canina, fruits from Q. ballota and leaves and young stems of S. minor) were added to matrices of fruits and to edible plant oils in order to design new drinks enriched with bioactive ingredients and/or to protect against oxidation. The addition of WEP to orange juice and kiwifruit cremogenate did not affect, and even improved, some parameters of acceptance by consumers. The addition of R. canina and S. minor increased the content of phenolic compounds and the antioxidant capacity in both matrices (orange juice and kiwi cremogenate) in more than 30 %. The three WEP increased the oxidative stability of sunflower oil while the effect of these WEP against the decrease of the lipid peroxidation in olive oil was evident just for the highest concentration. Therefore, these wild edible plants could be employed for designing new drinks combined with juices or plant creams, as well as for enriching edible plant oils with low content in natural antioxidants, like sunflower oil, and for avoiding or reducing the use of synthetic antioxidants. The results obtained in this work from underutilized plant species could be considered when designing new products for current diets. Likewise, they could be also used for promoting the conservation of local genetic resources that can keep biodiversity.