Efecto del ultrasonido y de la hidrólisis enzimática sobre las propiedades estructurales y reológicas del residuo agroindustrial de piña (Ananas comosus)

Abstract

La generación de residuos agroindustriales actualmente es una problemática a nivel mundial, debido a que en la mayoría de los casos estos no son procesados o dispuestos adecuadamente, situación que contribuye a la contaminación ambiental. Los residuos agroindustriales derivados de la piña (Ananas comosus) tienen usos potenciales como materia prima para obtener productos de valor agregado, al presentar alto contenido de materia orgánica constituida principalmente por celulosa, lignina, hemicelulosa y pectina. La hidrólisis enzimática y el ultrasonido han sido las técnicas más empleadas en el aprovechamiento y la modificación de residuos agroindustriales, debido a los cambios fisicoquímicos, estructurales y organolépticos que producen. En este trabajo, se evaluó el efecto del ultrasonido y de la hidrólisis enzimática sobre las propiedades estructurales y reológicas del residuo agroindustrial de la piña variedad MD-2. Para ello, el residuo de piña se deshidrató, trituró y tamizó para la obtención de harina. La harina obtenida fue pretratada aplicando ultrasonido siguiendo un diseño Box Behnken 33: ciclo (0.2, 0.6 y 1 s), potencia (40, 70 y 100 W) y tiempo (2, 6 y 10 min). Posterior al pretratamiento, se realizó la hidrólisis enzimática empleando la enzima celulasa a una concentración de 1 U/g de fibra dietética por 30 min de hidrólisis. Finalmente, las soluciones resultantes fueron liofilizadas. La harina del residuo de piña presentó 52.40 % de fibra dietética total. Asimismo, la harina nativa exhibió un patrón de difracción de rayos X de celulosa tipo I. Los pretratamientos con ultrasonido mejoraron la eficiencia de hidrólisis enzimática al remover moléculas de hemicelulosa y lignina y eliminar zonas amorfas en la molécula de celulosa, evaluado por DRX y espectroscopía FTIR. Además, la hidrólisis enzimática y el ultrasonido influyeron en las propiedades reológicas de la harina del residuo agroindustrial de piña, generando geles con características viscoelásticas. Las muestras pretratadas con ultrasonido (US) presentaron una predominancia del módulo viscoso (G’’ > G’), relacionado con la formación de geles débiles; mientras que en las muestras modificadas enzimáticamente con pretratamiento ultrasónico (UE) predominó el módulo elástico (G’ > G’’), congruente con la formación de geles fuertes. El estudio realizado brinda un aporte al conocimiento para el posible desarrollo de un ingrediente funcional a partir de la fibra dietética del residuo agroindustrial de piña.