Mejora nutricional y funcional de productos de panadería mediante la incorporación de harinas derivadas de subproductos agroalimentarios

La presente tesis doctoral, titulada «Mejora nutricional y funcional de productos de panadería mediante la incorporación de harinas derivadas de subproductos agroalimentarios», tiene como objetivo principal estudiar la viabilidad de incorporar subproductos procedentes de distintas industrias agroalimentarias en la elaboración de alimentos de panadería consistentes en productos a base de harina y agua, horneados, con el fin de mejorar su perfil nutricional y funcional al tiempo que se reduce el desperdicio alimentario. La investigación se enmarca dentro de los principios de la economía circular y contribuye a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (especialmente el ODS 12, Producción y Consumo Responsables), promoviendo la revalorización de los recursos y la sostenibilidad en la cadena alimentaria. Los residuos empleados en la investigación provienen de dos sectores representativos: la industria de ultracongelados de vegetales (brócoli, coliflor, guisante y calabaza), y la industria del champiñón (restos de tallos de Agaricus bisporus). Las materias primas empleadas en los diferentes estudios que componen este trabajo son subproductos que normalmente son descartados por motivos estéticos o de procesado. Estos subproductos se transformaron en harinas funcionales mediante dos sistemas de secado (deshidratación y liofilización), que fueron posteriormente evaluadas en cuanto a su composición físico-química, nutricional, tecnológica y sensorial, tanto de manera independiente como en su aplicación a la formulación de productos tradicionales como las tortas cenceñas, snacks de consumo habitual como las galletas saladas tipo cracker, y productos populares de amplio consumo como las bases de pizza. Esta Tesis Doctoral está compuesta por tres artículos científicos publicados en revistas de impacto. El primer artículo, titulado «Utilización de harinas derivadas del residuo de la industria de los congelados vegetales para la producción de productos de panadería», se centró en la valorización de descartes de brócoli, coliflor y guisante. Los resultados demostraron que las harinas obtenidas presentan un alto contenido en proteínas, fibra y compuestos antioxidantes. En los ensayos de panificación, la sustitución parcial de harina de trigo por estas harinas vegetales mejoró significativamente el valor nutricional de las tortas: se registró un aumento medio del 21 % en proteínas, un 8,6 % en fibra y un incremento notable en el contenido compuestos fenólicos. Las propiedades tecnológicas se vieron afectadas de manera moderada, con masas algo más duras y menos cohesivas debido a la reducción del gluten, aunque dentro de parámetros aceptables. En el análisis sensorial, los productos enriquecidos fueron bien valorados por los consumidores, destacando el color y sabor característicos aportados por las harinas de coliflor y brócoli. Se concluye que los residuos vegetales ultracongelados pueden reincorporarse con éxito a la cadena alimentaria como ingredientes funcionales sostenibles. El segundo artículo, «Mejora nutricional de galletas saladas mediante la incorporación de subproductos de la industria de la calabaza congelada», evaluó el aprovechamiento de descartes de pulpa de calabaza obtenidos en la última etapa de selección del proceso de congelado como fuente de compuestos bioactivos. Las harinas elaboradas mediante deshidratación y liofilización se incorporaron en proporciones del 10 y 20 % a la formulación de galletas tipo cracker. Los resultados mostraron un incremento notable en el contenido de fibra (hasta 3,6 g/100 g), minerales (Ca, K, Mg y P) y carotenoides, especialmente ß-caroteno, responsables del color anaranjado de las muestras. La capacidad antioxidante se incrementó significativamente según los ensayos DPPH, ORAC y ABTS. Desde el punto de vista físico, las galletas con harina liofilizada presentaron mejor textura y menor dureza que las elaboradas con harina deshidratada. En el análisis sensorial, la sustitución del 10 % mantuvo la aceptabilidad global, mientras que el 20 % aportó un color más atractivo y un sabor más intenso que, aunque fue bien valorado, mostró una menor preferencia por parte de los consumidores. Estos resultados evidencian que los subproductos de calabaza pueden utilizarse con éxito para elaborar galletas más nutritivas y visualmente atractivas, contribuyendo al aprovechamiento integral del recurso vegetal. El tercer artículo, «Impacto del residuo del tallo de champiñón como ingrediente funcional para mejorar las características nutricionales de la masa de pizza», abordó la utilización del tallo de champiñón, un subproducto que representa entre el 10 y el 13 % del total de la producción micológica y que tradicionalmente se desecha. Las harinas obtenidas a partir de este residuo mostraron un elevado contenido en proteínas (25-30 %) y fibra dietética. En las formulaciones de masa de pizza, la sustitución parcial de harina de trigo por harina de champiñón (en proporciones de 25 y 50 %) mejoró significativamente el perfil nutricional, aumentando el contenido de proteínas y fibra y potenciando la actividad antioxidante del producto final. La liofilización se mostró más eficaz que la deshidratación para conservar los compuestos bioactivos y el color natural del ingrediente. En el análisis sensorial, las masas con hasta un 25 % de sustitución mantuvieron una textura y un sabor similares a las masas tradicionales, con buena aceptación por parte de los consumidores. En proporciones superiores, se observaron modificaciones en la cohesión de la masa y en su sabor característico. Los resultados confirman que el tallo de champiñón puede convertirse en una harina funcional con potencial para mejorar las propiedades nutricionales de productos farináceos sin comprometer su calidad tecnológica. La discusión general de la tesis integra los hallazgos de los tres estudios y demuestra la coherencia entre ellos en términos de mejora nutricional, viabilidad tecnológica y sostenibilidad. En conjunto, se confirma que la inclusión de harinas obtenidas de residuos agroalimentarios mejora los perfiles de proteínas, fibra y antioxidantes de los productos sin alterar de forma significativa su aceptabilidad sensorial. La liofilización se consolida como el método más eficaz para preservar las propiedades funcionales de las harinas, aunque la deshidratación convencional presenta ventajas operativas y económicas para su aplicación industrial. Además, la sustitución parcial de harina de trigo por harinas alternativas en proporciones moderadas (10-25 %) garantiza una buena estabilidad estructural y una respuesta sensorial positiva en los consumidores. Desde el punto de vista ambiental, los resultados confirman que la valorización de subproductos agroalimentarios puede contribuir de forma directa a la reducción del desperdicio alimentario, la optimización del uso de recursos naturales y la disminución de la huella de carbono asociada al sistema alimentario. Los tres estudios demuestran que es posible cerrar el ciclo productivo mediante la reintroducción de subproductos en la cadena alimentaria, mediante su transformación en ingredientes de alto valor añadido, favoreciendo un modelo de producción más circular y sostenible. En conclusión, la tesis pone de manifiesto que estos subproductos agroalimentarios, lejos de ser un problema, pueden constituir una oportunidad para la innovación y la sostenibilidad en la industria alimentaria. La incorporación de harinas funcionales obtenidas de vegetales y hongos en productos de consumo cotidiano como el pan, la pizza o las galletas permite desarrollar alimentos más saludables, ricos en fibra, proteínas, minerales y compuestos bioactivos, manteniendo al mismo tiempo una buena aceptación por parte de los consumidores. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad técnica, nutricional y sensorial de esta estrategia, contribuyendo de forma efectiva a la reducción del desperdicio alimentario y al cumplimiento de los objetivos de sostenibilidad marcados por la Agenda 2030. En definitiva, este trabajo propone un cambio de paradigma en la formulación alimentaria, valorizando los subproductos y transformándolos en recursos valiosos y consolidando una vía real hacia la producción de alimentos funcionales y sostenibles.