Tecnologías de extracción de algarrobos
Lo que productos como el mosto de algarrobo, la melaza, el jarabe y el extracto tienen en común es que los componentes solubles de la fruta se transfieren a un disolvente, normalmente agua. Esta etapa se llama extracción y el método utilizado; Afecta directamente al rendimiento de azúcar, la cantidad de compuestos fenólicos, el sabor, el color y el tiempo de producción.
En este artículo, analizamos comparativamente las tecnologías de extracción utilizadas en algarrobo, desde la extracción acuosa tradicional hasta métodos asistidos por ultrasonido y microondas, y a partir de ahí hasta técnicas de purificación y enriquecimiento, a la luz de estudios científicos.
¿Qué es la extracción y por qué es importante en el algarrobo?
La extracción consiste en la transferencia de los componentes deseados en una materia prima desde la estructura sólida hasta la fase líquida con la ayuda de un disolvente adecuado. La pulpa del fruto de la algarroba contiene altos niveles de azúcar, fibra y compuestos fenólicos. Según Antoniou et al. (2020) del Instituto de Investigación Agrícola de Chipre, las grietas de algarrobo contienen aproximadamente entre un 48 y un 56 por ciento de azúcar, un 40 por ciento de fibra bruta, un 2–7 por ciento de proteína y entre 1,4 y 2,0 por ciento de polifenoles totales por encima del peso seco.
El mismo estudio define la extracción acuosa de migas de algarrobo como el "paso básico" en la producción de mosto de algarrobo y melaza. Porque la melaza o jarabe es en realidad la forma condensada de este mosto. Por lo tanto, cuanto más azúcar pase a la disolución durante la extracción, más eficiente podrá lograr la producción en la siguiente etapa de espesamiento.
La dificultad de extracción se debe a la estructura fibrosa del algarrobo. En una tesis doctoral realizada en la Universidad de Munzur (Eroğlu, 2020), se afirma que el tiempo de extracción puede extenderse de 12 horas a 3 días para obtener mosto en la producción tradicional de melaza de algarrobo, lo que se debe a la difícil disolución del azúcar debido a la estructura fibrosa del fruto. La mayoría de las nuevas tecnologías de extracción se han desarrollado para acortar este periodo o aumentar el rendimiento.
Extracción acuosa tradicional
El método más común y antiguo es remojar la algarroba triturada en agua o calentarla y ponerla en contacto con ella. La ventaja de este método es su simplicidad y el hecho de que no requiere disolventes orgánicos; por lo tanto, es natural preferir el agua como productos alimentarios.
Antoniou et al. examinaron cuatro variables clave que influyen en el rendimiento en la extracción acuosa: la fuente de la materia prima, el tamaño de la fractura, la temperatura y la duración. Los hallazgos más destacados del estudio incluyen:
- El factor que determinó más la cantidad de compuestos fenólicos fue la fuente de la materia prima.
- La fuente de la materia prima también afectaba la proporción de sacarosa, glucosa y fructosa entre sí; esto podía alterar la dulzura percibida del mosto.
- Aumentar la temperatura de 25 °C a 75 °C en la extracción asistida por calor permitió que los fenólicos se disolvieran más que los azúcares.
- Extender el periodo a 25 °C mejoró el rendimiento de azúcar sin provocar un aumento excesivo de fenólicos.
Esta conclusión es importante en la práctica: el concepto de "agua más caliente, mejor extracción" no siempre es correcto. Altas temperaturas pueden introducir más compuestos fenólicos en el mosto, desplazando el sabor del producto hacia la astringencia. Los investigadores señalan que depender del soporte térmico para aumentar el rendimiento de azúcar sigue siendo limitado, mientras que una extracción más larga en condiciones cercanas a la temperatura ambiente puede aumentar el rendimiento de azúcar al mantener bajos los fenólicos.
Impacto del tamaño de la pieza
La transferencia de masa generalmente se acelera a medida que aumenta la superficie de contacto con el disolvente durante la extracción. Antoniou et al. compararon dos tamaños de fractura: una fractura media de 9–13 mm y una fractura del tamaño de polvo de 1–4 mm. Se encontró que el efecto del tamaño de la fractura era más pronunciado en la extracción asistida por ultrasonidos que en el método asistido por calor, pero este efecto disminuyó a medida que se prolongaba el tiempo de ultrasonido.
También merece la pena destacar una observación práctica de los investigadores: en ensayos con mezcla ligera, troceados del tamaño de un polvo se depositaron en el fondo e impidieron la circulación del disolvente, mientras que este problema se solucionó con la aplicación continua de ultrasonidos. El estudio afirma que las troceados del tamaño de un polvo son un subproducto inevitable y de bajo coste de la trituración industrial de algarrobos, a menudo utilizadas como alimento o en la producción de mosto y melaza.
En una tesis doctoral realizada en la Universidad de Mersin (Yalım Kaya, 2010), se optimizaron conjuntamente el tamaño de las partículas, la proporción agua/fruta, la temperatura y el tiempo de extracción para la producción de jarabe de azúcar de alta pureza a partir de algarrobo. Este enfoque muestra que la extracción no es un único ajuste, sino un equilibrio de variables que se afectan entre sí.
Extracción asistida por ultrasonidos
En la extracción asistida por ultrasonidos, las ondas sonoras de alta frecuencia aplicadas al medio líquido conducen a la formación y colapso de pequeñas burbujas (cavitación). Este efecto puede relajar las estructuras celulares, acelerando el paso de componentes solubles al líquido. El aspecto atractivo del método para la algarroba es que puede producir resultados en poco tiempo a temperaturas relativamente bajas.
En la tesis de Eroğlu (2020), las condiciones de extracción asistida por ultrasonidos se optimizaron por tiempo, temperatura, proporción fruta/disolvente y variables de potencia ultrasónica; las condiciones óptimas se determinaron como 40 °C, 21 minutos, relación 1:9 y 84 por ciento de potencia ultrasónica. Cuando se comparó la melaza producida a partir de mosto ultrasónico con la melaza producida a partir de mosto convencional, no se encontraron diferencias significativas en términos de composición química, color, capacidad antioxidante y sustancias fenólicas totales. Se informó que los valores de HMF eran ligeramente superiores en la aplicación de ultrasonidos, pero permanecieron por debajo de los límites aceptables. El autor concluyó que el método podía reducir la extracción tradicional de horas a unos 21 minutos.
Antoniou et al. también afirman que la ecografía es una herramienta eficaz en la extracción de azúcar, especialmente en troceados del tamaño de un polvo. En otro estudio (Ben Hamouda et al., 2025), la maceración y la extracción asistida por ultrasonido se optimizaron comparativamente en función de variables como la concentración de etanol, la temperatura, la duración y la potencia del ultrasonido para aumentar el rendimiento antioxidante.
Extracción por microondas y fluidos supercríticos
En la extracción asistida por microondas, la energía se transfiere directamente al agua en el disolvente y la materia prima; de este modo, el calentamiento ocurre rápidamente y el aumento de la presión intracelular puede facilitar la salida de los componentes. En la extracción de fluidos supercríticos, el dióxido de carbono se utiliza generalmente como disolvente en condiciones superiores a la temperatura y presión críticas.
Un estudio con la participación de investigadores de Marruecos, Italia y España (Mansouri et al., 2022) comparó cuatro métodos para obtener compuestos fenólicos a partir de la fruta de algarrobo. Los resultados se resumen en la tabla siguiente:
| Método (Mansouri et al., 2022) | Fenólicos totales (mg de GAE/g de materia seca) |
|---|---|
| Extracción asistida por microondas | 34,35 |
| Extracción por fluido supercrítico (CO₂) | 28,38 |
| Extracción asistida por ultrasonidos | 20,38 |
| Extracción de Soxhlet | 11,55 |
En este estudio, la aplicación por microondas se realizó en un recipiente cerrado a 100 °C, con una potencia de 400 W y con una mezcla de acetona y agua. También se encontraron valores totales de flavonoides y taninos condensados en el extracto de microondas más alto. Debe señalarse aquí una distinción importante: estos estudios se realizan a escala de laboratorio y a menudo con disolventes orgánicos para análisis o extracción de compuestos bioactivos. En la producción de mosto o melaza, que es un producto alimentario, el disolvente es agua y el objetivo es principalmente el rendimiento de azúcar. Por lo tanto, el hecho de que un método sea "el mejor" para obtener fenólicos no significa que sea el método más adecuado para la producción de alimentos.
Purificación y enriquecimiento: ¿Qué ocurre después de la extracción?
El líquido obtenido por extracción; Además de azúcares, contiene fenólicos, minerales, proteínas y partículas sólidas en suspensión. Dependiendo del propósito del producto, este líquido está sometido a diferentes procesos:
- Filtración y aclaración: Eliminación de sólidos en suspensión y sustancias turbidas
- Aplicación de adsorbientos: reducción del color y de algunos compuestos fenólicos
- Filtración por membrana: Separación de moléculas según su tamaño
- Espesamiento: Aumento de materia seca eliminando agua
En la tesis de Yalım Kaya (2010), se informó que un jarabe que contenía un 73,62 por ciento de sacarosa, 14,58 por ciento de glucosa y 9,06 por ciento de fructosa, con un total de azúcar de aproximadamente el 97,26 por ciento, se obtuvo mediante pasos de clarificación y purificación. Este ejemplo muestra que un producto muy diferente de la melaza tradicional puede obtenerse a partir de la misma materia prima dependiendo de los procesos posteriores a la extracción.
Un ejemplo de enriquecimiento son los estudios con D-pinitol. Hacıoğlu et al. (2020) enriquecieron D-pinitol a partir de extracto de algarrobo mediante extracción, clarificación, aplicación de adsorbentes y pasos de nanofiltración; alcanzaron la concentración más alta de D-pinitol con una membrana de 5 kDa, a una presión de alimentación de 3 bar y a 25 °C, obteniendo 10,48 g/L de D-pinitol en filtrado. Para información detallada sobre el D-pinitol ¿Qué es el D-Pinitol en el algarrobo? Puedes echar un vistazo a nuestro artículo.
Extracción en frío y productos de "extracto de algarrobo"
Algunos productos vendidos en el mercado bajo el nombre de "extracto de algarrobo" afirman que se producen condensando el mosto obtenido por extracción en frío a baja temperatura. Yavuz Küçük y Duraklı Velioğlu (2022) compararon estos productos con la melaza tradicional de algarroba. La sustancia fenólica total fue aproximadamente de 5,80–18,00 mg de GAE/g en muestras de melaza y de 0,10–18,40 mg de GAE/g en muestras de extracto; Se encontró que el HMF era aproximadamente de 0,79–50,25 mg/kg en melaza y 1,25–68,77 mg/kg en extractos. Los investigadores no detectaron una diferencia estadísticamente significativa entre ambos grupos en cuanto a propiedades medidas y afirmaron que los hallazgos podrían arrojar luz sobre futuros ajustes para este grupo de productos.
Este resultado nos recuerda que la expresión "frío" o "baja temperatura" por sí sola no garantiza la calidad del producto; el principal determinante es la materia prima, el control de procesos y el análisis del producto final. Sobre los conceptos de extraer y extraer ¿Qué es el extracto de algarrobo? Puedes encontrar más información en nuestro artículo.
Qué buscar al elegir un método
No existe un único "mejor método" para extraer algarrobos. La elección se basa en el cultivo objetivo:
| Objetivo | Enfoque destacado | Punto a destacar |
|---|---|---|
| Moto y melaza | Extracción acuosa, soporte por ultrasonidos si es necesario | Equilibrio azúcar/fenólico, sabor, HMF |
| Jarabe de azúcar puro | Extracción acuosa + clarificación y purificación | Color, claridad, pureza del azúcar |
| Extracto fenólico/antioxidante | Microondas, supercrítico, ecografía (principalmente con mezclas de disolventes) | Seguridad del solucionador, escalabilidad |
| Ingrediente específico (por ejemplo, D-pinitol) | Extracción + separación de membranas | Pureza, rendimiento, coste |
Las revisiones que evalúan una combinación de técnicas avanzadas de extracción utilizadas para extraer componentes bioactivos de fuentes naturales (por ejemplo, Bhadange et al., 2024) muestran que estos métodos se están investigando cada vez más en diferentes materias primas. Sin embargo, cuestiones como la inversión en equipos, el consumo energético y la transferencia a gran escala deben calcularse por separado para cada empresa; no siempre es fácil replicar buenos resultados obtenidos en laboratorio de la misma manera en instalaciones industriales.
Preguntas frecuentes
¿Por qué usar agua en la extracción de algarrobos?
En productos alimentarios como el mostó, la melaza y el jarabe, el objetivo son principalmente los azúcares solubles en agua. El agua es un disolvente seguro, barato y de grado alimentario.
¿Aumentar la temperatura siempre mejora la extracción?
Un estudio informó que un aumento de temperatura transmite los fenólicos a más disolución que los azúcares, lo que puede cambiar el sabor a astringencia.
¿La ecografía arruina la calidad de la melaza?
En un estudio de tesis examinado, no se encontró una diferencia significativa entre la melaza producida a partir del mosto asistido por ultrasonidos y la melaza tradicional en cuanto a composición, color y capacidad antioxidante; Aunque la HMF era ligeramente alta, se mantuvo por debajo de los límites.
¿Se puede usar el método del microondas en la producción de alimentos?
En estudios con algarrobos, se ha probado el microondas principalmente para obtener compuestos fenólicos y a menudo con disolventes orgánicos. Su uso en una báscula alimentaria debe evaluarse por separado.
Materia prima de algarroba con Carob Türkiye
Sea cual sea el método de extracción elegido, el primer factor que determina el resultado es la materia prima. Como han demostrado los estudios, la fuente de la materia prima y el tamaño de la fractura afectan directamente al rendimiento de azúcares y fenólicos.
En Carob Türkiye, suministramos fruta de algarrobo, migas, harina/polvo, granos y extractos. Algarroba troceada (granular), Extracto de Algarrobo y Extracto de D-pinitol Puedes revisar nuestras páginas, donde explicamos la producción de melaza. ¿Qué es la algarroba melaza y cómo se produce? Puedes leer nuestro artículo. Para tus solicitudes mayoristas y de exportación Contacta ahora Puedes contactarnos en nuestra página.
Recursos nacionales
Eroğlu, Z., "Investigación de algunas propiedades de calidad de la melaza obtenida de la alfarroba mediante la determinación de parámetros de extracción asistida por ultrasonidos", Tesis doctoral, Instituto de Educación de Posgrado de la Universidad de Munzur, 2020 (Tesis YÖK nº: 628859). Tezara.
org/ tesis/ 628859 Yalım Kaya, S., "Producción de jarabe de azúcar de alta pureza a partir de algarrobo", tesis doctoral, Instituto de Ciencias Naturales y Aplicadas de la Universidad de Mersin, 2010 (Tesis YÖK nº: 283071). Tezara.
org/ tesis/ 283071 Yavuz Küçük, A., Duraklı Velioğlu, S., "Determinación de algunas propiedades químicas del producto ofrecido a la venta bajo el nombre de 'extracto de algarrobo' y comparación con melaza de algarrobo", Gıda, 47(5), 889–903, 2022. doi.
org/ 10. 15237/ comida. GD22033 Hacıoğlu, A., Assoumou, U. T. Z., Yıldız, M., Arslan Kulcan, A., Yavuz, İ., Karhan, M., "Optimización del enriquecimiento de D-pinitol a partir del extracto de algarrobo (Keçiboynuzu) mediante nanofiltración usando metodología de superficies de respuesta" (título del artículo en inglés), Turkish Journal of Agriculture – Food Science and Technology, 8(9), 1846–1853, 2020. doi.
org/ 10. 24925/ Turjaf. v8i9. 1846- 1853. 3429 Fuentes extranjeras
Antoniou, C., Kyratzis, A., Rouphael, Y., Stylianou, S., Kyriacou, M. C., "Extracción acuosa asistida por calor y ultrasonidos de carbohidratos solubles y fenólicos a partir de croquetas de algarrobo de tamaño y material fuente variables", Foods, 9(10), 1364, 2020. doi.
org/ 10. 3390/ foods9101364 Mansouri, F. E., et al., "Evaluación de diferentes métodos de extracción sobre el perfil fenólico y el potencial antioxidante de extractos de Ceratonia siliqua L. Pods", Molecules, 27(19), 6163, 2022. doi.
org/ 10. 3390/ moléculas27196163 Ben Hamouda, G., Bettaieb Rebey, I., Zar Kalai, F., Hammami, M., Ksouri, R., "Mejora del rendimiento antioxidante del algarrobo (Ceratonia siliqua L.): evaluación de la eficacia de la maceración y los métodos asistidos por ultrasonidos", International Journal of Environmental Health Research, 35(7), 1793–1805, 2025. doi.
org/ 10. 1080/ 09603123. 2024. 2407456 Bhadange, Y. A., Carpenter, J., Saharan, V. K., "Una revisión integral sobre técnicas avanzadas de extracción para la recuperación de componentes bioactivos de fuentes naturales", ACS Omega, 9(29), 31274–31297, 2024. doi.
Recursos científicosorg/ 10. 1021/ acsomega. 4c02718
