Sequential Biorefining of Bioactive Compounds of High Functional Value from Calafate Pomace (<i>Berberis microphylla</i>) Using Supercritical CO<sub>2</sub> and Pressurized Liquids
Jaime Ortiz-Viedma,
José M. Bastias-Montes,
Cielo Char,
Camila Vega,
Alejandra Quintriqueo,
Manuela Gallón-Bedoya,
Marcos Flores,
José M. Aguilera,
José M. Miranda,
Jorge Barros-Velázquez
Affiliations
Jaime Ortiz-Viedma
Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, Dr. Carlos Lorca 964, Santiago 8320000, Chile
José M. Bastias-Montes
Departamento de Ingeniería en Alimentos, Universidad del Bio-Bio, Avda Andrés Bello 720, Chillan 3800708, Chile
Cielo Char
Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, Dr. Carlos Lorca 964, Santiago 8320000, Chile
Camila Vega
Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, Dr. Carlos Lorca 964, Santiago 8320000, Chile
Alejandra Quintriqueo
Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, Dr. Carlos Lorca 964, Santiago 8320000, Chile
Manuela Gallón-Bedoya
Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, Medellín 050034, Colombia
Marcos Flores
Departamento de Ciencias Básicas, Facultad de Ciencias, Universidad Santo Tomás, Talca 3460000, Chile
José M. Aguilera
Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos, Universidad Católica de Chile, V. Mackenna 3860, Santiago 8940000, Chile
José M. Miranda
Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología, Facultad de Veterinaria, Universidad de Santiago de Compostela, 27002 Lugo, Spain
Jorge Barros-Velázquez
Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología, Facultad de Veterinaria, Universidad de Santiago de Compostela, 27002 Lugo, Spain
A biorefinery process was developed for a freeze-dried pomace of calafate berries (Berberis microphylla). The process consisted of extraction of lipophilic components with supercritical CO2 (scCO2) and subsequent extraction of the residue with a pressurized mixture of ethanol/water (1:1 v/v). scCO2 extracted oil from the pomace, while pressurized liquid extraction generated a crude extract rich in phenols and a residue rich in fiber, proteins and minerals. Response surface analysis of scCO2 extraction suggested optimal conditions of 60 °C, 358.5 bar and 144.6 min to obtain a lipid extract yield of 11.15% (d.w.). The dark yellow oil extract contained a good ratio of ω6/ω3 fatty acids (1:1.2), provitamin E tocopherols (406.6 mg/kg), and a peroxide index of 8.6 meq O2/kg. Pressurized liquid extraction generated a polar extract with good phenolic content (33 mg gallic acid equivalents /g d.w.), anthocyanins (8 mg/g) and antioxidant capacity (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl test = 25 µg/mL and antioxidant activity = 63 µM Te/g). The extraction kinetics of oil by scCO2 and phenolic compounds were optimally adjusted to the spline model (R2 = 0.989 and R2 = 0.999, respectively). The solid extracted residue presented a fiber content close to cereals (56.4% d.w.) and acceptable values of proteins (29.6% d.w.) and minerals (14.1% d.w.). These eco-friendly processes valorize calafate pomace as a source of ingredients for formulation of healthy foods, nutraceuticals and nutritional supplements.