Obtención de fracciones ricas en carbohidratos no digeribles de la hez de malta (HM) de la industria cervecera. Caracterización desde el punto de vista de su composición y estudio de sus propiedades tecno y bio-funcionales

Abstract

La pérdida de alimentos en la cadena productiva impacta la seguridad alimentaria, economía y medio ambiente. Una opción para mitigar esto es la implementación de biorrefinerías, que permiten aprovechar subproductos y desechos, como la hez de malta (HM) en la industria cervecera. Este subproducto contiene hemicelulosa, lignina, celulosa y proteínas, y se puede utilizar para obtener arabinoxilanos (AX), compuestos de gran interés biofuncional. Los AX presentan propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y prebióticas, y se pueden extraer de la HM. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un proceso de biorefinería de HM para obtener compuestos de alto valor, como AX, lignina y celulosa microcristalina. Se optimizó la extracción de AX y ácidos fenólicos, obteniendo un concentrado con propiedades antioxidantes. Además, se evaluó el uso de AX como material encapsulante de péptidos bioactivos, calcio y hierro. En cuanto a los péptidos, AX protegió sus propiedades bioactivas tras la digestión gastrointestinal. También se desarrollaron microcápsulas de AX con calcio, mejorando su bioaccesibilidad, y de AX con hierro, protegiendo el mineral de la oxidación y mejorando su bioaccesibilidad en productos extrudidos. Finalmente, se estudió la modificación de los AX para obtener productos con diferentes propiedades bioactivas. Este trabajo demuestra el potencial de la biorefinería de HM para recuperar biomoléculas valiosas y promover procesos industriales sostenibles en la industria cervecera.

Food loss along the production chain significantly impacts food security, the economy, and the environment. One way to mitigate this is through the implementation of biorefineries, which allow for the utilization of by-products and waste, such as brewers spent grain (BSG) in the brewing industry. This by-product contains hemicellulose, lignin, cellulose, and proteins, and can be used to obtain arabinoxylans (AX), compounds of great biofunctional interest. AXs have antioxidant, anti-inflammatory, and prebiotic properties, and can be extracted from BSG. The aim of this study was to develop a biorefinery process for BSG to obtain high-value compounds such as AX, lignin, and microcrystalline cellulose. The extraction of AX and phenolic acids was optimized, resulting in a concentrate with antioxidant properties. Additionally, the use of AX as an encapsulating material for bioactive peptides, calcium, and iron was evaluated. Regarding peptides, AX protected their bioactive properties after gastrointestinal digestion. Microcapsules of AX with calcium were developed, improving its bioaccessibility, and AX with iron was used to protect the mineral from oxidation while enhancing its bioaccessibility in extruded products. Finally, the modification of AX was studied to obtain products with different bioactive properties. This work demonstrates the potential of BSG biorefinery to recover valuable biomolecules and promote sustainable industrial processes in the brewing industry.