Optimización del proceso de extracción de aceite de nuez virgen y aprovechamiento agrícola de las harinas generadas en el mismo

Resumen

En España existen amplias zonas geográficas con condiciones ambientales muy favorables para el cultivo de árboles frutales productores de frutos secos; su cultivo permite, por regla general, un alto grado de mecanización y debido a la similitud de la maquinaria e instalaciones requeridas en los procesos de recolección y postcosecha, pueden ser cultivos complementarios en explotaciones agrícolas. El nogal (Juglans regia L.) es una especie frutal típicamente mediterránea. Los frutos secos, en general, se caracterizan, con respecto a su composición lipídica, por su bajo contenido en ácidos grasos saturados y por el predominio de los mono y poliinsaturados. En el caso de la nuez, el contenido en ácidos grasos alcanza el 68%, destacando el ácido linoleico. Debido a este alto contenido graso, se plantea como una alternativa interesante, aunque en la actualidad poco desarrollada, la extracción del aceite contenido en su interior, con vistas a su uso en gastronomía y en cosmética. Tras la extracción del aceite queda una harina que se utiliza en la alimentación animal y como base de productos químicos en la fabricación de pinturas y esmaltes. Dicha harina también podría ser utilizada en la agricultura, como suplemento nutritivo en cultivos agrícolas, caso del sustrato de cultivo del champiñón y de otros hongos comestibles cultivados. El conocimiento y optimización de los factores a aplicar en la extracción mediante prensas resultará decisivo en las características del producto final. De ahí, que hace unos años, nos planteáramos la presente Tesis Doctoral, con el objetivo principal de optimizar el proceso de extracción de aceite de nuez virgen y utilizar en agricultura las harinas generadas en el mismo. En definitiva, la investigación que proponemos supera en aplicación industrial a todos los estudios anteriores conocidos, plantea un aprovechamiento integral de la nuez (aceite, harinas), y aborda también estudios de rentabilidad del proceso de obtención de los aceites, lo que la hace más completa y atractiva. Como objetivos específicos de la misma destacamos los siguientes: - Evaluar la influencia del sistema de extracción en el rendimiento y la calidad del aceite de nuez virgen. - Caracterizar las muestras de aceite de nuez virgen obtenidas desde los puntos de vista físico-químico, sensorial y nutricional. - Caracterizar las harinas resultantes del proceso de elaboración desde los puntos de vista físico-químico y nutricional. - Evaluar las harinas obtenidas como suplemento nutritivo de los sustratos utilizados en la producción de los hongos cultivados Agaricus bisporus y Pleurotus ostreatus. - Realizar el análisis económico del proceso de extracción del aceite de nuez virgen. Como resultados más importantes de esta Tesis Doctoral hemos de destacar los siguientes: 1. Con respecto a la influencia del sistema de extracción en el rendimiento y la calidad del aceite de nuez virgen: - El aceite de nuez fresca, extraído por prensado presenta unas características especiales que permite su consumo directo, sin tener que ser refinado, lo que le convierte en un producto 100% virgen. - El mayor rendimiento en aceite se obtiene con la prensa de tornillo cuando opera a la temperatura de 150ºC, y una velocidad de extracción de 17 rpm. - Respecto a la calidad físico-química, se puede decir que los aceites extraídos con la prensa de tornillo se caracterizan por un mayor contenido en polifenoles totales y por peores resultados con respecto a dos índices de calidad (grado de acidez, K270), mientras que los aceites obtenidos con prensa hidráulica presentan un mayor contenido en Δ-7-Estigmasterol. - Las condiciones operacionales ensayadas no afectan en gran medida al rendimiento ni a la calidad físico-química de los aceites obtenidos, siendo la prueba sensorial basada en la opinión de los consumidores la que ha arrojado las conclusiones más claras, resultando como productos nítidamente diferenciados, el aceite obtenido mediante prensa hidráulica y el obtenido por prensa de tornillo. - Con respecto a las pruebas de preferencia, no se han encontrado diferencias significativas con respecto al color entre las muestras extraídas con distinto tipo de prensa (tornillo e hidráulica). En cambio, sí se han encontrado diferencias significativas con respecto a los parámetros sensoriales de olor y sabor, siempres a favor de las muestras extraídas con la prensa hidráulica, posiblemente debido a que el consumo habitual de las nueces es en fresco y no en tostado. - Los aceites extraídos mediante la prensa de tornillo han presentado un color amarillo intenso, con olor a nuez tostada y sabor dulzón, siempre que la temperatura de extracción haya sido alta (a partir de 100ºC). Por el contrario, los aceites extraídos mediante la prensa hidráulica han presentado un color amarillo con tonos más pálidos, y un olor y un sabor que nos ha recordado a la nuez fresca, combinándose con claros toques dulzones. 2. Con respecto a la evaluación de las harinas obtenidas como suplemento nutritivo de los sustratos utilizados en la producción de los hongos cultivados Agaricus bisporus y Pleurotus ostreatus: - La suplementación del compost para cultivo de Agaricus bisporus con harina de nuez desengrasada no ha tenido influencia significativa en el tamaño de los champiñones (peso unitario y diámetro) ni tampoco en la textura. Sin embargo, se han obtenido valores de materia seca y proteína significativamente mayores. Con respecto al rendimiento, no se han observado incrementos significativos a las dosis ensayadas. - En el caso de Pleurotus ostreatus, la productividad se mejoró significativamente, con incrementos de hasta el 39,3%, mejorando el comportamiento del suplemento comercial utilizado como referencia. También se mejoró la productividad, el contenido en proteína y fibra de los carpóforos. - Dosis de harina de 15 g kg-1 de sustrato fresco se pueden establecer como referencia para la suplementación de sustratos en el cultivo comercial de Pleurotus ostreatus. - Teniendo en cuenta el coste del sustrato, el del suplemento y el incremento de la producción, se puede conseguir un importante aumento del beneficio económico de la actividad. 3. Con respecto al análisis económico del proceso de extracción del aceite de nuez virgen: - Los costes de producción anuales mostraron pequeñas diferencias, siendo necesarios 119.813,94 €, para implementar el proceso de extracción mediante prensa de tornillo, y 113.635,39 € en el caso de prensa hidráulica. - Teniendo en cuenta la inversión inicial, los costes anuales y la cantidad de aceite producido, el coste de producción, que hace que los procesos de extracción sean sostenibles es de 48,04 €/l para el aceite obtenido con la prensa de tornillo y de 51,23 €/l para el aceite obtenido con la prensa hidráulica. - Los costes de producción están fuertemente influenciados por el precio de las nueces, que representan el 68,5% del coste total de la línea de extracción mediante prensa de tornillo y el 61,9% en el proceso de extracción hidráulica.