Por Rocío Alejandra Chávez Santoscoy
En México, la tuna (Opuntia ficus-indica) es una fruta ampliamente consumida, aunque sus cáscaras, que son la parte más voluminosa, suelen ser desechadas [1]. Sin embargo, estos residuos agrícolas contienen compuestos bioactivos de alto valor, como los fenólicos y las betalaínas, conocidos por sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y potencialmente anticancerígenas.
El principal desafío ha sido que estas sustancias se encuentran en concentraciones muy bajas, lo que dificulta su extracción a escala comercial.
No obstante, la investigación [2] ha demostrado que el uso de nanopartículas de plata con características de tamaño y polaridad específicas puede inducir un aumento significativo en la producción de estos compuestos, ofreciendo una estrategia innovadora para valorizar los residuos agroindustriales.
Nanopartículas de plata: un catalizador del metabolismo vegetal
Las nanopartículas de plata, estructuras diminutas de entre 1 y 100 nanómetros, pueden generar un estado de estrés en las plantas al interactuar con sus tejidos. Este estrés controlado activa rutas metabólicas que incrementan la síntesis de compuestos bioactivos.
En estudios realizados en el Tecnológico de Monterrey se comprobó que, la inmersión de cáscaras de tuna roja y verde en soluciones con nanopartículas de plata resultó en un aumento significativo en la concentración de compuestos fenólicos, superando en algunos casos el 400% en comparación con muestras no tratadas.
Uno de los compuestos más beneficiados fue la catequina, un flavonoide con propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, ampliamente utilizado en las industrias alimentaria y farmacéutica.
Asimismo, en las tunas rojas, la concentración de betalaínas, como la betanina, se duplicó. Este pigmento natural no solo posee una alta capacidad antioxidante, sino que también es utilizado como colorante en alimentos y cosméticos, lo que lo convierte en un ingrediente de gran demanda comercial.
Una estrategia sostenible y segura para la industria
Un aspecto clave de esta tecnología, a diferencia de otras, es que el uso de nanopartículas de plata no deja residuos tóxicos en las cáscaras tratadas, asegurando que los compuestos extraídos sean seguros para su aplicación en productos alimentarios y farmacéuticos.
Más allá de su impacto en la valorización de desechos agrícolas, esta estrategia también podría beneficiar la salud humana. Se ha demostrado que los compuestos fenólicos, como la catequina y los ácidos cafeico y p-cumárico, están asociados con la prevención de enfermedades crónicas, incluidas el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y los trastornos neurodegenerativos.
Por su parte, las betalaínas continúan ganando reconocimiento por su capacidad antioxidante y antiinflamatoria, lo que impulsa su incorporación como ingredientes naturales y saludables en productos nutracéuticos y cosméticos.
Hacia una economía circular en la agroindustria
El uso de nanopartículas de plata, con características controladas de tamaño y polaridad, para inducir estrés poscosecha en residuos agrícolas representa un avance prometedor para la industria agroalimentaria. A diferencia de otros métodos que requieren equipos costosos o tratamientos prolongados, esta técnica es eficiente y económicamente viable, lo que facilita su implementación a gran escala.
En un mundo donde el desperdicio de alimentos es un problema creciente, y la sostenibilidad y el aprovechamiento de recursos son cada vez más prioritarios, esta investigación ofrece una oportunidad para transformar los residuos de tuna en ingredientes funcionales de alto valor, promoviendo una economía circular que maximiza el uso de los desechos agrícolas y contribuye al desarrollo de productos más saludables y sostenibles.
Referencias
- Amaya-Cruz, D. M., Pérez-Ramírez, I. F., Delgado-García, J., Mondragón-Jacobo, C., Dector-Espinoza, A., & Reynoso-Camacho, R. (2018). An integral profile of bioactive compounds and functional properties of prickly pear (Opuntia ficus indica L.) peel with different tonalities. Food Chemistry, 278, 568–578.
- Cabrera-Ramírez, A., Manríquez-Medina, M., Pestryakov, A., Bogdanchikova, N., & Chavez-Santoscoy, R. (2024). ArgovitTM silver nanoparticles transform agro-waste into phenolic biofactories: Postharvest stress for high-value compound production in prickly pear peels. LWT, 206, 116559.
Autora
Rocío Alejandra Chávez Santoscoy. Es profesora e investigadora de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, del Tec de Monterrey, en donde también dirige el Core Lab Genomics. Ha trabajado en el efecto funcional de compuestos fenólicos y otros modelos nutracéuticos in vitro e in vivo y en ensayos clínicos. Actualmente, su investigación se ha centrado en la comprensión de sistemas biológicos complejos, y el diseño y evaluación de ingredientes activos para alimentos funcionales, utilizando principalmente nanotecnología y datos multi-omics, y con una perspectiva de economía circular. Es miembro de la Red Internacional de Bionanotecnología y forma parte del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).
