Conozca los principales procesos de fabricación de extractos vegetales para la industria alimenticia

Vea 10 diferentes métodos y tecnologías aplicados para extraer los componentes activos de plantas y producir los extractos naturales, ingredientes que están en alta en el mercado global de alimentos y bebidas, alineados a la tendencia creciente de los consumidores por naturalidad, bienestar y salud

Los firmes movimientos de los consumidores en busca de naturalidad, salud y beneficios funcionales en la alimentación han promovido un creciente interés de las industrias globales de alimentos y bebidas por ingredientes que ayuden a suplir esta demanda del mercado. Esta tendencia da un lugar de destaque a los extractos vegetales concentrados en activos, que ofrecen estos beneficios adicionales y se presentan como excelentes alternativas para agregar valor a los productos de las más diferentes categorías, así como traer nuevas oportunidades de negocios. 

Hoy se pueden encontrar, con frecuencia, extractos en los más diversos productos posibles: bebidas carbonatadas formuladas con especias y jugos de frutas, aguas minerales con vitamina C, chocolate con aceites esenciales de frutas, productos lácteos, barras energéticas, snacks, galletas, dulces, sopas, derivados de carne, entre otros.

En la industria alimenticia, los extractos son utilizados como saborizantes, colorantes y antioxidantes naturales y como enriquecedores del alimento con activos naturales de plantas, siguiendo aspectos legales y para agregar valor a los productos. 

Los compuestos activos son retirados de las más diferentes partes de una planta, como el tallo, las hojas, las semillas y los frutos. Hoy los extractos son clasificados como de tintas, extractos fluidos, extractos blandos o concentrados, y extractos secos o en polvo.

Qué es la extracción

Significa retirar, de la forma más selectiva y completa posible, las sustancias o fracción activa contenida en la planta, utilizando, para eso, un líquido o mezcla de líquidos tecnológicamente apropiados y toxicológicamente seguros.

Qué son los extractos

 “Los extractos son productos obtenidos por agotamiento, a frío o a caliente, a partir de productos de origen animal, vegetal o microbiano con solventes permitidos. Deben contener los principios sápidos aromáticos volátiles y fijos correspondientes al respectivo producto natural. Pueden presentarse como: extractos líquidos: obtenidos sin la eliminación del solvente o eliminándolo de forma parcial; y extractos secos: obtenidos con la eliminación del solvente.” (Resolución nº 02/07 – Reglamento técnico sobre aditivos y saborizantes).

Para promover esta extracción, la industria cuenta con diversidad de tecnologías y procesos extractivos. Seleccionamos, a seguir, los 10 principales métodos utilizados en el proceso de extracción y fabricación de extractos:

– Maceración: consiste en el simple contacto de la droga vegetal con el líquido extractor, por un período de tiempo determinado. Esta maceración puede ser estática (parada) o dinámica (con movimiento), con agitación (movimiento en reactor) de ambas. 

Es indicado para fabricación de extractos sensibles a degradación térmica, cuando se desea mantener intactas las características sensoriales de la planta y no agotar la extracción de los activos. Por ejemplo, un extracto de camomila. 

– Infusión: es adicionada a la planta agua hirviente u otro líquido extractor apropiado. Es el método de preparación del té casero, pero en grande escala. 

También es muy usado para plantas sensibles a la degradación térmica, buscando una mejor calidad sensorial del extracto obtenido. Por ejemplo yerba mate tostada, hibisco y té verde. 

– Decocción o reflujo: en este método, el líquido extractor entra en ebullición (hervor) en contacto con la planta. 

Indicado para extracción de activos no termosensibles y para extracción de partes más rígidas de las hierbas como tallos, raíces y semillas. Por ejemplo, extracto de catuaba.

– Digestión: el contacto planta-sustancia extractora es mantenido a una temperatura de 40°C a 60°C. 

Muy usado para obtención de extractos de frutas y vegetales. Muchas veces una etapa de enzimado hace parte de la digestión, para obtención de extractos con más impacto sensorial y clarificados (operación que consiste en clarear líquidos turbios). Por ejemplo, extracto de açai, ciruela, cacao.

– Percolación: este es el proceso que permite la extracción más eficiente de los activos por la dinámica y artificios posibles. El pasaje del líquido extractor a través de la planta molida, en aparatos conocidos como percoladores con control de flujo, tiempo y temperatura, optimiza el proceso. 

Generalmente es usado para extracción de activos no termosensibles. Por este método, en muchos casos, es posible extraer en torno de 95% de los activos contenidos en el material vegetal. Por ejemplo, extracto de guaraná, extracto de quassia, oleorresinas de pimienta. 

– Extracción con CO2 Supercrítico: en este tipo de extracción se utiliza fluido supercrítico CO2 para modular extracción, pueden también ser utilizados cosolventes como etanol. Esta tecnología aún no está muy difundida en la industria, debido a su alto costo y bajo rendimiento. Es usada para extracción de aceites esenciales. 

– Extracción Asistida por Microondas (ESAM): es una técnica de extracción emergente, muy utilizada en el universo académico y aún poco difundida en la industria. La utilización de energía de microondas posibilita la extracción con menos líquido extractor. Es utilizada para extracción de compuestos más polares, como aceites y grasas.

– Extracción Asistida por Ultrasonido: otra técnica emergente que viene recibiendo destaque por tratarse de una metodología de intensificación del proceso, posibilitando la obtención de elevadas tasas de extracción en tiempos menores. La cavitación (fenómeno de vaporización de un líquido por la reducción de la presión, durante su movimiento) generada por el ultrasonido es conocida por producir diversos efectos en la matriz vegetal, tales como: la circulación del líquido (agitación del líquido extractor) en el sistema y generación de turbulencia que puede auxiliar en el aumento de la transferencia de masa. Esto reduce el tiempo de extracción, posibilitando el consumo reducido del líquido, además de la extracción en temperaturas reducidas, evitando daños térmicos al extracto y minimizando pérdidas de activos.

Otras operaciones unitarias importantes para fabricación de extractos son:

– Destilación: consiste en la eliminación parcial o total del líquido extractor. Esta destilación puede ser simple o fraccionada (dividida).

– Secado: cuando el extracto líquido tiene su sustancia extractora removida por procesos de evaporación o es sometido a secados (para virar polvo, pedazos o flakes) en equipos como spray dryer, drum dryer, vaccum dryer o liofilización, que son los métodos más empleados. 

Cuidados en la estandarización de un compuesto específico

De un modo general, para los extractos usados en la industria alimenticia son necesarias la cuantificación y estandardización de un compuesto específico, el cual es designado de marcador químico, para el establecimiento del estándar de calidad del extracto concentrado obtenido.

Por eso, antes incluso de la etapa de procesamiento, hay una cuestión esencial que influencia directamente en la estandardización de los extractos en principios activos: es la calidad de las materias primas. Es fundamental que el fabricante haga un análisis previo de cada lote de materia prima comprado. Y se utilice de la práctica de sourcing, que trata de la elección de los mejores proveedores para la empresa, a través de extensa pesquisa de mercado, incluyendo solicitud de cotización en diferentes competidores. Esas acciones son importantes para garantizar estos niveles de calidad en las materias primas.

Para la estandardización de los extractos vegetales, en marcadores químicos o principios activos, son aplicados diferentes métodos analíticos. Uno de los más reconocidos y confiables es a través de análisis por Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia (CLAE/HPLC). Sin embargo, son usadas también la Espectrofotometría y la Titulometría.

Además de la cuantificación de activos, son necesarios otros análisis fisicoquímicos en extractos vegetales, como tenor de etanol, humedad, sólidos totales, pH, entre otros. Y, cuando se trata de aplicación de estos extractos en la industria alimenticia, los análisis sensoriales y microbiológicos son igualmente importantes.

Aplicación en alimentos y bebidas

Estudios ya identificaron millares de moléculas, en las cerca de 350 especies vegetales consumidas por el ser humano, que tendrían efecto protector sobre la salud. Esos metabolitos (sustancias producidas durante el metabolismo), cualificados de fitonutrientres, pueden tener papel importante en el mantenimiento de la salud e incluso en la prevención de enfermedades degenerativas. Entre los fitonutrientes que más despiertan interés actualmente están los polifenoles, los carotenoides, los fitoesteroles y los glucosinolatos, algunos con propiedad de actuar contra el estrés oxidativo (es como se denomina la situación de exceso de radicales libres en comparación con el sistema protector intrínseco de cada célula, provocando envejecimiento precoz, por ejemplo).

La lista de compuestos activos de interés de aplicación de las industrias en alimentos y bebidas es reforzada por antioxidantes, cafeína, antocianinas, flavonoides, aminoácidos, vitaminas (A, del complejo B, C), omega (6, 9), catequinas, entre otros. Estas moléculas favorecen diferentes atractivos, como energía, disposición y relajamiento a quien las consume. 

Los antioxidantes también están siendo ampliamente utilizados por las industrias como una interesante alternativa para sustituir los antioxidantes sintéticos (adquiriendo atractivo clean label), por la capacidad de mejorar la estabilidad oxidativa de los productos alimenticios y, en muchos casos, aumentar su vida útil.

En la botánica de América Latina, hay una gran diversidad de plantas ricas en estos compuestos, como el açai, la acerola, el guaraná, el camu camu, el maqui, el café, la yerba mate y la camomila, por ejemplo.

¿Su empresa está conectada a este movimiento, que destaca los extractos vegetales como ingredientes en alta para atender la tendencia de salud y bienestar? ¿Cuáles son los desafíos para innovar el portafolio dentro de este concepto? ¡Cuéntenos!