Aplicación de ultrasonidos y extracción subcrítica para la obtención de extractos acuosos activos de la paja de arroz

Abstract

[ES] La paja de arroz es un residuo agroalimentario muy abundante y su gestión resulta muy problemática. Sin embargo, este subproducto contiene compuestos de gran interés que pueden obtenerse para su revalorización en el marco de un modelo de economía circular. En el presente trabajo se han obtenido extractos acuosos de la paja de arroz seca y molida (tamaño de partícula inferior a 0,5 mm) mediante tres procesos: a) tratamiento combinado con aplicación de ultrasonidos y calentamiento a reflujo, b) extracción a presión a 160 ºC y c) extracción a presión a 180 ºC. Cada extracto fue liofilizado y caracterizado en su contenido en fenoles mediante el método Folin-Ciocalteu, contenido en lignina, proteínas y minerales. Asimismo, se analizó la actividad antioxidante de los extractos a través de la capacidad de inhibición de los radicales ABTS y DPPH. Se determinó también la actividad antibacteriana de los extractos frente a Escherichia coli y Listeria innocua mediante el análisis de la concentración mínima inhibitoria (MIC). La extracción con agua subcrítica fue la más efectiva para la obtención de compuestos fenólicos y proporcionó extractos con mayor bioactividad. La extracción a 180 ºC dio lugar a la mayor capacidad antioxidante, próxima a la de los antioxidantes típicos, como tocoferol o ácido ascórbico, y a una mayor capacidad antibacteriana. La formación de compuestos de Maillard o caramelización durante el proceso de extracción podría haber contribuido a su mayor bioactividad.

[EN] Rice straw is a highly available agri-food waste and its management is problematic. However, this subproduct contains compounds of considerable interest that can be obtained for its revalorization in order to achieve a circular economy model. In the present study, aqueous extracts were obtained from dried and milled rice straw (particle size less than 0.5 mm) by three treatments: a) combined treatment with ultrasound application and reflux heating, b) pressure extraction at 160 ºC and c) pressure extraction at 180 ºC. Each extract was lyophilized and characterized as to phenolic content, by the Folin-Ciocalteu method, lignin, protein and mineral content. The antioxidant activities of the extracts were also analyzed through the capacity to inhibit ABTS and DPPH radicals. The antibacterial activity of the extracts against Escherichia coli and Listeria innocua was also determined through the analysis of the minimum inhibitory concentration (MIC). Subcritical water extraction was the most effective for obtaining phenolic compounds and provided extracts with the highest bioactivity. Extraction at 180 ºC resulted in the highest antioxidant capacity, close to that of typical antioxidants such as tocopherol or ascorbic acid, and higher antibacterial capacity. The formation of Maillard or caramelisation compounds during the extraction process may have contributed to its higher bioactivity.