Procedimiento de obtención de un concentrado natural rico en hidroxitirosol a partir de residuos y subproductos de olivo que usa tecnologías limpias.

Un procedimiento para la obtención de un concentrado natural rico en hidroxitirosol a partir de residuos y subproductos del olivo,

que consiste en la siguiente etapas: (a) procesar los residuos sólidos y semisólidos procedentes del olivo mediante una extracción con agua o con mezclas hidroalcohólicas, (b) bien suministrar el extracto que contiene el hidroxitirosol y otros compuestos bioactivos procedentes del olivo directamente a una unidad de nanofiltración con un peso molecular de corte menor de 300 Da, o bien mezclar el extracto obtenido en la etapa (a) con las aguas vegetales de las moliendas de la oliva y centrifugar con objeto de eliminar las partículas y otros sólidos suspendidos, y suministrar el sobrenadante obtenido de la centrífuga a dicha unidad de nanofiltración, en el que dicho hidroxitirosol y otros compuestos bioactivos de bajo peso molecular son recuperados en una corriente de permeado de dicha unidad de nanofiltración, y (c) suministrar la corriente de permeado de dicha unidad de nanofiltración al compartimento de suministro de una unidad de ósmosis inversa, en el que dicho hidroxitirosol y otros compuestos bioactivos son retenidos y concentrados en una corriente de retenido.

Procedimiento de obtención de un concentrado natural rico en hidroxitirosol a partir de residuos y subproductos de olivo que usa tecnologías limpias.

Objeto y ámbito de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para la obtención de un concentrado natural bioactivo a partir de residuos y subproductos de olivo que usa tecnologías limpias. Estas tecnologías comprenden la nanofiltración y la ósmosis inversa. Particularmente, la invención proporciona un procedimiento de obtención de un extracto de olivo que contiene hidroxitirosol.

El concentrado rico en hidroxitirosol tiene un importante valor añadido como antioxidante, antimicrobiano, antiinflamatorio y anticarcinógeno. Las aplicaciones industriales comprenden las industrias alimentaria, farmacéutica y cosmética.

Antecedentes de la invención

Durante los últimos años varios estudios epidemiológicos han correlacionado la dieta mediterránea con la baja frecuencia de enfermedades cardíacas, aterosclerosis y unos tipos definidos de cáncer. Una característica particular de la dieta mediterránea es el uso del aceite de oliva, consumido directamente o usado para cocinar (Visioli y col., 2002; Owen y col., 2000) .

Los estudios relacionados con los compuestos biofenólicos presentes en las olivas y en las hojas de olivo permitieron a los investigadores reconocen sus propiedades biológicas, que también estaban asociadas con las propiedades positivas para la salud del aceite de oliva. Por lo tanto, los compuestos bioactivos presentes en las olivas y en el aceite de oliva fueron reconocidos como importantes objetivos de la industria farmacéutica y alimentaria (Schieber y col., 2001) . Sin embargo, el 98 % de estos compuestos biofenólicos se pierden durante la producción del aceite de oliva y permanecen en el agua vegetal y/o en los residuos sólidos resultantes del procesado de la oliva (Rodis y col., 2002) .

Los compuestos presentes en mayores concentraciones en los residuos sólidos son secoiridoides glucosilados, mientras que en el agua vegetal, los compuestos con una mayor concentración son los derivados de secoiridoides, principalmente hidroxitirosol y oleoeuropeína (Mullinacci y col., 2001) .

Se han estudiado las propiedades de los residuos sólidos obtenidos durante la producción del aceite de oliva, así como los extractos obtenidos a partir de ellos (Visioli y col., 1999) ; en particular, se ha demostrado su actividad antibacteriana (Ramos-Cormenzana y col., 1996) asociada con la presencia de oleoeuropeína e hidroxitirosol; este último compuesto fue señalado como el compuesto con una mayor bioactividad (Bisignano y col., 1999) .

También se ha señalado el hidroxitirosol como un potente agente quimiopreventivo (Manna y col., 2000) , y se ha considerado como el componente presente en los residuos del aceite de oliva con la mayor potencia antioxidante. Las primeras propiedades reconocidas del hidroxitirosol fueron su capacidad para prevenir la oxidación de la lipoproteína de baja densidad (LDL) (Visioli y Galli, 1998) y la agregación de las plaquetas sanguíneas (Petroni y col., 1995) . Mana y col. (2000) probaron que este compuesto es capaz de proteger varios sistemas celulares humanos de la toxicidad inducida por especies de oxígeno reactivas. También se ha investigado la capacidad del hidroxitirosol de inducir modificaciones en el ADN (Aruoma y col., 1999 y Deima y col., 1999) .

Visioli y col. (2000) también han demostrado que, dependiendo de la dosis, el compuesto bifenólico es bien absorbido por los humanos, siendo secretado en la orina en forma de conjugados de glucuronato.

Actualmente el aceite de oliva se produce exclusivamente mediante el uso de procedimientos mecánicos y físicos, que consisten en prensar el fruto (pulpa y huesos) hasta la obtención de una suspensión homogénea, que a continuación es procesada para la separación de fases.

La etapa de separación de fases tradicional usa prensas hidráulicas, que han sido sustituidas por una centrifugación continua. El proceso continuo también se denomina proceso en tres fases, cuando se obtienen como productos finales el aceite de oliva, el agua vegetal y la torta de oliva, o un proceso en dos fases cuando las corrientes de producto final son aceite de oliva y torta de oliva.

En el sistema en tres fases se añade a agua a la suspensión de oliva, y esta mezcla se procesa después mediante una centrífuga horizontal, donde la fase sólida se separa del mosto oleoso. Este mosto es procesado a continuación mediante una centrífuga vertical, donde el aceite de oliva se separa del agua vegetal.

Actualmente el procedimiento más común es el procedimiento en dos fases porque implica un menor consumo de agua. Consecuentemente produce una menor cantidad de agua residual. Este proceso usa centrífugas en dos fases que separan el aceite de oliva y la torta de oliva. La torta de oliva es un residuo semisólido con un aspecto similar a una suspensión.

Se han publicado numerosas patentes que presentan procedimientos para la recuperación de compuestos fenólicos a partir de los residuos del olivo. La Patente de EE.UU. Nº 6.361.803 describe un procedimiento para la recuperación de compuestos antioxidantes a partir de residuos de oliva. Este procedimiento consiste en una extracción preliminar con un disolvente acuoso, siendo el extracto producido suministrado a una columna de adsorción con objeto de retener los compuestos de interés. Estos compuestos son recuperados subsiguientemente mediante la dilución con un disolvente orgánico a través de una columna de adsorción. La Patente de EE.UU. Nº 6.849.770 describe un procedimiento para la recuperación de hidroxitirosol mediante un procedimiento cromatográfico que usa metanol o mezclas de agua / etanol como disolventes de elución. El documento patente WO 0218310 describe un procedimiento para la obtención de una composición rica en hidroxitirosol a partir del agua vegetal mediante el uso de un procedimiento previamente patentado (Patente de EE.UU. Nº 5.490.884) , conocido como Porocrit. La extracción de los compuestos objetivo partir del agua vegetal se consigue mediante el uso de fluidos supercríticos tales como dióxido de carbono, y membranas porosas en lugar de columnas de contacto. En lugar de dispersar las fases, el líquido es suministrado de forma continua a través de membranas porosas de polipropileno configuradas como haces de fibras huecas o láminas espirales tejidas. El líquido pasa a través de las membranas porosas en un módulo presurizado, mientras que el dióxido de carbono supercrítico fluye a contracorriente en el otro lado de la membrana. Es importante apreciar, según los autores de esta patente, que la presión en el módulo es esencialmente la misma, de forma que la extracción es guiada por el gradiente de concentración entre el fluido y el dióxido de carbono supercríticos, y no por un gradiente de presión entre los dos lados de la membrana. El extracto puede ser recuperado mediante la vaporización del dióxido de carbono para su reciclado. Adicionalmente, la Patente de EE.UU. Nº 5.714.150 describe un procedimiento para la extracción de oleuropeína a partir de hojas de olivo mediante el uso de mezclas de agua / etanol.

El uso de procedimientos de filtración a través de membrana y su integración con otras técnicas, tales como la centrifugación, han sido notificados por grupos de investigación que aspiran a desarrollar procesos para el tratamiento de las aguas de desecho de la molienda de la oliva.

Drouiche y col. (2004) describen el uso de una ultrafiltración para eliminar las partículas y los compuestos orgánicos del agua vegetal. El trabajo publicado por Turano y col. (2002) describe un proceso que integra la centrifugación y la ultrafiltración para el tratamiento del agua vegetal. En este proceso integrado, la centrifugación permite eliminar la fracción de sólidos suspendida, protegiendo la membrana de ultrafiltración de importantes problemas de taponamiento causados por estos particulados.

DellaGreca y col. (2001 y 2004) notifican un procedimiento analítico desarrollado para la caracterización del agua vegetal. Este procedimiento implica el fraccionamiento del agua vegetal con objeto de obtener los componentes aislados individuales presentes en el agua. Para este propósito se usa una serie de técnicas de membrana. El documento EP 1 623 960 A1 describe un proceso para el tratamiento de las aguas de desecho de la molienda de la oliva que permite la recuperación de tirosol e hidroxitirosol altamente puros, que también usa técnicas de membrana. Este proceso aspira a la obtención de compuestos altamente puros en lugar de extractos complejos naturales procedentes de los subproductos del aceite... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la obtención de un concentrado natural rico en hidroxitirosol a partir de residuos y subproductos del olivo, que consiste en la siguiente etapas: (a) procesar los residuos sólidos y semisólidos procedentes del olivo mediante una extracción con agua o con mezclas hidroalcohólicas, (b) bien suministrar el extracto que contiene el hidroxitirosol y otros compuestos bioactivos procedentes del olivo directamente a una unidad de nanofiltración con un peso molecular de corte menor de 300 Da, o bien mezclar el extracto obtenido en la etapa (a) con las aguas vegetales de las moliendas de la oliva y centrifugar con objeto de eliminar las partículas y otros sólidos suspendidos, y suministrar el sobrenadante obtenido de la centrífuga a dicha unidad de nanofiltración, en el que dicho hidroxitirosol y otros compuestos bioactivos de bajo peso molecular son recuperados en una corriente de permeado de dicha unidad de nanofiltración, y (c) suministrar la corriente de permeado de dicha unidad de nanofiltración al compartimento de suministro de una unidad de ósmosis inversa, en el que dicho hidroxitirosol y otros compuestos bioactivos son retenidos y concentrados en una corriente de retenido.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de nanofiltración se opera a una diferencia de presión absoluta entre el compartimento del retenido suministrado y el compartimento del permeado en el intervalo de 0, 5 MPa a 3, 0 MPa, y en el que la unidad de ósmosis inversa se opera a una diferencia de presión absoluta en el intervalo de 3 MPa a 8 MPa.

3. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 2, en el que las membranas de nanofiltración y de ósmosis inversa son homogéneas o de composite, en el que las membranas son poliméricas o inorgánicas o comprenden materiales tanto poliméricos como inorgánicos.

4. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en el que las membranas de nanofiltración y de ósmosis inversa tienen una geometría plana o una geometría tubular, estando dispuestas en un módulo de placa y marco, en un módulo de espiral enrollada, en un módulo de fibra hueca, en un módulo capilar o en un módulo tubular.

5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en el que se usan uno o más módulos de membrana, dispuestos en serie o en paralelo.

6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, en el que el al menos un módulo de membrana está sumergido en uno o más en recipientes de suministro, o está ubicado externamente al recipiente de suministro.

7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, en el que la corriente de suministro es suministrada a la membrana de la unidad de nanofiltración y de ósmosis inversa de una forma continua, semicontinua o por lotes.