ALIMENTARIA INTEGRAL MARZO 2018
Alimentaria Integral es una revista mensual electrónica educativa sin fines de lucro y de difusión de información tecnológica, comercial y de mercados para la industria alimentaria mexicana que se distribuye gratuitamente a los líderes de las compañías y entidades del sector.
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R E V I S T A M E N S U A L D I G I T A L<br />
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Marzo <strong>2018</strong><br />
INFORMACIÓN DE ACTUALIDAD<br />
Reportajes y noticias relevantes<br />
para la Industria Alimentaria<br />
Mexicana<br />
NÚMEROS DEL MERCADO<br />
Indicadores actuales del entorno<br />
económico nacional e industrial<br />
TECNOLOGÍA <strong>ALIMENTARIA</strong><br />
Perspectivas de la producción de<br />
inulina a partir de la tuna (Opuntia<br />
ficus-indica)
INFORMACIÓN<br />
DE ACTUALIDAD<br />
NÚMEROS DEL<br />
MERCADO<br />
TECNOLOGÍA<br />
<strong>ALIMENTARIA</strong><br />
PÁG. 6<br />
IR A LA SECCIÓN<br />
Bixina, el color de los alimentos<br />
Comercio agroalimentario con<br />
Canadá en su mejor momento:<br />
SAGARPA<br />
PÁG. 14<br />
IR A LA SECCIÓN<br />
Información Oportuna sobre la<br />
Actividad Industrial en México -<br />
Enero <strong>2018</strong><br />
Índice Nacional de Precios al<br />
Consumidor - Febrero <strong>2018</strong><br />
PÁG. 19<br />
IR A LA SECCIÓN<br />
Perspectivas de la producción de<br />
inulina a partir de la tuna (Opuntia<br />
ficus-indica)<br />
Alimentaria Integral es una revista mensual electrónica educativa sin<br />
fines de lucro y de difusión de información tecnológica, comercial y de<br />
mercados para la industria alimentaria mexicana que se distribuye<br />
gratuitamente a los líderes de las compañías y entidades del sector.<br />
Año 6, número 11. Marzo <strong>2018</strong>.<br />
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INFORMACIÓN<br />
DE ACTUALIDAD<br />
Pág. 7<br />
Pág. 9<br />
Bixina, el color de los alimentos<br />
Comercio agroalimentario con Canadá en su mejor momento: SAGARPA
7<br />
INFORMACIÓN<br />
DE ACTUALIDAD<br />
Bixina, el color de los alimentos<br />
Fuente: CONACyT Agencia Informativa - Boletín de<br />
prensa 6483/2017<br />
En el Sureste de México, el achiote (Bixa orellana L.) se<br />
emplea como condimento en platillos tradicionales<br />
como la cochinita pibil, los mucbipollos y el cerdo adobado,<br />
entre otros. Sin embargo, esta planta arbustiva tiene<br />
una importancia comercial a nivel global debido a que<br />
contiene una molécula llamada bixina, empleada como<br />
colorante en mantequillas, quesos, helados, yogurt, bebidas,<br />
postres, aceite comestible, harinas, galletas y productos<br />
de pastelería, entre muchos otros.<br />
Gregorio Godoy Hernández, adscrito a la Unidad de<br />
Bioquímica y biología molecular de plantas del Centro de<br />
Investigación Científica de Yucatán (CICY), realiza estudios<br />
de micropropagación in vitro de plántulas de Bixa<br />
orellana a partir de morfotipos con altos contenido de<br />
bixina.<br />
labor es establecer dos hectáreas con plantas élite de<br />
achiote a partir de la micropropagación in vitro, para lo<br />
que parte de cuatro morfotipos con los contenidos más<br />
altos de bixina conservadas en el Sistema Nacional de<br />
Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la<br />
Agricultura (SINAREFI). “Determinando la influencia de la<br />
nutrición mineral, riego y estrés abiótico en el contenido<br />
de bixina”, indicó en entrevista para la Agencia<br />
Informativa Conacyt.<br />
¿Qué es la bixina?<br />
Godoy Hernández, doctor en Biotecnología de plantas,<br />
describió que la bixina se puede extraer directamente de<br />
las semillas de Bixa orellana, ya sea al lavarlas con aceites<br />
o disolventes como cloroformo y acetona, o al agregarles<br />
una solución acuosa de hidróxido de potasio para formar<br />
la norbixina, una sustancia hidrosoluble.<br />
La bixina es una sustancia cristalina de color rojo-naranjaamarillo<br />
soluble en alcohol, aceites y grasas e insoluble en<br />
agua. El contenido de bixina en la semilla puede variar<br />
entre los diversos morfotipos de un 0.5 a un 2.5 por ciento.<br />
De acuerdo con el investigador, el objetivo principal de su
INFORMACIÓN<br />
DE ACTUALIDAD<br />
8<br />
La Organización Mundial de la Salud (OMS) reconoce la<br />
nula toxicidad de la bixina tanto para el consumo humano<br />
como para su aplicación en la piel. “Es una sustancia<br />
que resulta muy apropiada para colorear todo tipo de<br />
alimentos y bebidas”, apuntó el investigador.<br />
La bixina tiene varias formas de presentación comercial,<br />
cada una con diferentes concentraciones, como colorante<br />
soluble en aceite, colorante en solución acuosa o<br />
colorante en pasta.<br />
Usos de la bixina alrededor del mundo<br />
De acuerdo con el Investigador Nacional con nivel I (SNI),<br />
a nivel internacional existe una gran demanda de achiote<br />
en la industria alimenticia debido a su alto valor tintorial.<br />
Esta molécula es utilizada también en la industria de la<br />
cerámica para la elaboración de barnices, pinturas y<br />
lacas. Además, se usa en la tinción de telas de seda y<br />
algodón<br />
“Debido a sus propiedades antioxidantes, la tendencia<br />
actual es su utilización en la manufactura de cosméticos y<br />
de productos dedicados al cuidado del cuerpo (cremas,<br />
lociones, champús)”, comentó.<br />
El aceite del achiote es emoliente (que ablanda o relaja<br />
una dureza) y por su alto contenido de carotenoides y su<br />
actividad de pro-vitamina A, provee a dichos productos<br />
propiedades medicinales.<br />
“La planta de achiote posee un gran potencial en la<br />
industria farmacéutica por presentar en sus tejidos una<br />
gran diversidad de propiedades biológicas como antifúngico,<br />
antibacteriano, antiprotozoario, antiinflamatorio,<br />
antidiabético, anticancerígeno, entre otras”, señaló.<br />
Micropropagación in vitro exitosa<br />
De acuerdo con el investigador, en la literatura se han<br />
reportado varios métodos para regenerar la especie a<br />
partir de diferentes explantes. E<br />
n este proyecto, la metodología para el cultivo in vitro de<br />
achiote se basa en los trabajos realizados en el laboratorio<br />
del investigador en el medio conocido como PC-L2. En<br />
este, se realiza el establecimiento de callos a partir de<br />
explantes de hojas, hipocótilos y raíces obtenidos a partir<br />
de semillas de achiote germinadas in vitro en condiciones<br />
asépticas.
9<br />
INFORMACIÓN<br />
DE ACTUALIDAD<br />
También se establecen suspensiones celulares y cultivo de<br />
raíces normales de achiote, así como protocolos de regeneración<br />
a partir de explantes de hipocótilo y raíces que<br />
se han aplicado con éxito en la micropropagación de los<br />
morfotipos más sobresalientes en frascos gerber y en biorreactores<br />
de inmersión temporal.<br />
“Hasta el momento se han micropropagado in vitro plántulas<br />
élite de achiote de cuatro morfotipos, con 200 plántulas<br />
cada una, con los más altos contenidos de bixina de<br />
las accesiones de SINAREFI de los morfotipos de B. orellana<br />
PV, PR, NE y YUC”, finalizó.<br />
Bixa orellana L<br />
Es una planta arbustiva de la familia Bixaceae. En el continente<br />
americano se le conoce como achiote. La planta<br />
mide entre 3 y 10 metros de altura.<br />
El fruto puede contener de 15-45 semillas y del pericarpio<br />
de sus semillas se extrae el pigmento conocido como<br />
bixina (el cual representa más del 80 por ciento de los<br />
pigmentos presentes). Fuente: Comisión Nacional para el<br />
Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO).<br />
Comercio agroalimentario con Canadá en su<br />
mejor momento: SAGARPA<br />
Fuente: SIAP Boletín 065<br />
El comercio agroalimentario con Canadá se encuentra<br />
en su mejor momento, luego de que las exportaciones<br />
mexicanas agroalimentarias llegaron a dos mil 51 millones<br />
de dólares americanos, lo que significa un incremento del<br />
11 por ciento con respecto al 2016, generando un superávit<br />
comercial en la materia de 334 millones de dólares.<br />
Así lo aseguró el coordinador general de Asuntos internacionales<br />
de la Secretaría de Agricultura, Ganadería,<br />
Desarrollo Rural Pesca y Alimentación (SAGARPA), Raúl<br />
Urteaga Trani, en el marco de la feria “Restaurants<br />
Canada Show <strong>2018</strong>” que se realizó en la ciudad de<br />
Toronto, Canadá.<br />
En este caso, la SAGARPA, a través de la Consejería<br />
Agropecuaria de México en Canadá, apoyó a 15 productores<br />
y agroempresas alimentarias de los estados de<br />
Guerrero, Puebla, Zacatecas, Oaxaca, Sinaloa, Jalisco,
INFORMACIÓN<br />
DE ACTUALIDAD<br />
10<br />
Baja California, Tabasco y la Ciudad de México para que<br />
presentaran sus productos en este importante foro.<br />
Urteaga Trani comentó que la oferta de este año incluyó<br />
bebidas como tequila y mezcal, mole, carne de bovino,<br />
quesos de varias regiones del país, y los tradicionales saborizantes<br />
mexicanos como vainilla y chocolate.<br />
Este evento, reúne cada año a más de 12 mil representantes<br />
y posibles compradores de la industria restaurantera<br />
canadiense, por lo que ofreció un foro ideal para promocionar<br />
nuevos productos dirigidos a restaurantes, hoteles<br />
y tiendas de autoservicio, entre otros.<br />
Fomenta misión comercial la carne de res mexicana en<br />
Canadá<br />
En el marco de esta feria internacional la SAGARPA, a<br />
través de la Coordinación General de Asuntos<br />
Internacionales, encabezó una misión comercial con el<br />
objetivo de promover los productos cárnicos mexicanos<br />
en Canadá.<br />
En esta misión, participaron cinco compañías de la<br />
Asociación Exportadora de Carne de Bovino Mexicana,<br />
que tuvieron presencia en la feria para promover sus productos<br />
cárnicos y, de manera paralela, sostener reuniones<br />
de negocios con posibles compradores canadienses.<br />
Además, la asociación exportadora Mexican Beef ofreció<br />
un seminario y una degustación de carne mexicana en<br />
colaboración con la Embajada de México en Canadá,<br />
ProMéxico, y el Consulado de México en Toronto.<br />
Mexican Beef resaltó que las exportaciones de carne y<br />
menudencias de res mexicanas aumentaron más del 500<br />
por ciento entre 2007 y 2017 a nivel mundial, superando las<br />
200 mil toneladas métricas al año.<br />
Este crecimiento, se informó, colocó a México como sexto<br />
productor de carne de res a nivel mundial, mientras<br />
Canadá ocupa la décima posición.<br />
Asimismo, se destacó que el comercio de carne mexicana<br />
tanto fresca como congelada pasó de cero a casi 17.5<br />
millones de dólares estadounidenses en tan sólo cuatro<br />
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NÚMEROS DEL<br />
MERCADO<br />
Pág. 16<br />
Pág. 17<br />
Información Oportuna sobre la Actividad Industrial en México - Enero 2017<br />
Índice Nacional de Precios al Consumidor - Febrero 2017
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NÚMEROS DEL<br />
MERCADO<br />
16<br />
INFORMACIÓN OPORTUNA SOBRE LA<br />
ACTIVIDAD INDUSTRIAL EN MÉXICO<br />
DATOS DE ENERO <strong>2018</strong> -<br />
PUBLICADO EL 13 DE <strong>MARZO</strong> DE <strong>2018</strong><br />
FUENTE: INEGI<br />
El INEGI informa que la Producción Industrial del país permaneció sin<br />
variación en términos reales durante enero de este año respecto a la<br />
del mes previo, con base en cifras desestacionalizadas.<br />
Por componentes, la Generación, transmisión y distribución de energía<br />
eléctrica, suministro de agua y de gas por ductos al consumidor<br />
final creció 2%, la Minería 1.6% y la Construcción 0.5%; mientras que<br />
las Industrias manufactureras cayeron<br />
(-)0.5% en el primer mes de <strong>2018</strong> frente<br />
al mes inmediato anterior.<br />
En su comparación anual, la<br />
Producción Industrial presentó una<br />
reducción de (-)0.3% en el mes de<br />
referencia. Por sectores de actividad<br />
económica, la Minería descendió (-<br />
)5.1% y las Industrias manufactureras (-<br />
)0.1%; en tanto que la Construcción se<br />
elevó 2.6% y la Generación, transmisión<br />
y distribución de energía eléctrica,<br />
suministro de agua y de gas por<br />
ductos al consumidor final aumentó<br />
1.6% durante enero pasado con relación<br />
a igual mes de 2017.
17<br />
ÍNDICE NACIONAL DE<br />
PRECIOS AL CONSUMIDOR<br />
DATOS DE FEBRERO <strong>2018</strong> -<br />
PUBLICADO EL 8 DE <strong>MARZO</strong> DE <strong>2018</strong><br />
FUENTE: INEGI<br />
El Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) informa que en febrero<br />
de <strong>2018</strong> el Índice Nacional de Precios al Consumidor (INPC) registró un<br />
incremento mensual de 0.38 por ciento, así como una tasa de inflación<br />
anual de 5.34 por ciento. En el mismo mes de 2017 los datos fueron de 0.58<br />
por ciento mensual y de 4.86 por ciento anual.<br />
El índice de precios subyacente presentó un aumento de 0.49 por ciento<br />
mensual y una variación anual de 4.27<br />
por ciento; por su parte, el índice de<br />
precios no subyacente creció 0.08 por<br />
ciento, alcanzando un alza anual de<br />
8.49 por ciento.<br />
Al interior del índice de precios subyacente,<br />
los precios de las mercancías<br />
subieron 0.54 por ciento y los de los<br />
servicios 0.45 por ciento mensual.<br />
Dentro del índice de precios no subyacente,<br />
los precios de los productos<br />
agropecuarios retrocedieron (-)1.90<br />
por ciento, en tanto que los de los<br />
energéticos y tarifas autorizadas por<br />
el gobierno se elevaron 1.26 por ciento<br />
a tasa mensual.
19<br />
TECNOLOGÍA<br />
<strong>ALIMENTARIA</strong><br />
PERSPECTIVAS DE LA<br />
PRODUCCIÓN DE INULINA<br />
A PARTIR DE LA TUNA<br />
(OPUNTIA FICUS-INDICA)
TECNOLOGÍA<br />
CÁRNICA<br />
20<br />
Perspectivas de la producción de inulina<br />
a partir de la tuna (Opuntia ficus-indica)<br />
Resumen<br />
El presente trabajo muestra las potencialidades de producir inulina en Cuba, como suplemento<br />
alimenticio por sus excepcionales características nutricionales, a partir de la Tuna (Opuntia ficus-indica).<br />
Se realiza un estudio de selección de la materia prima teniendo en cuenta contenido de inulina,<br />
disponibilidad, entre otros aspectos. Se lleva a cabo un estudio experimental para obtener el modelo<br />
de rendimiento de extracción teniendo en cuenta la temperatura y tiempo de extracción, así como la<br />
relación solvente/materia y se determina la presencia de inulina utilizando la cromatografía de capa<br />
fina. Se define un esquema tecnológico de producción y se determinan los indicadores dinámicos de la<br />
inversión que demuestran su factibilidad técnica y económica.<br />
Documento Original:<br />
BENITEZ-CORTES, Isnel et al. Perspectivas de la producción de inulina a partir de la tuna (Opuntia ficusindica).<br />
RTQ [online]. 2015, vol.35, n.2 [citado <strong>2018</strong>-01-02], pp. 181-192 . Disponible en:<br />
. ISSN<br />
2224-6185<br />
Artículo publicado para fines educativos y de difusión según la licencia Open Access Iniciative del<br />
documento original. Tablas y gráficos adaptados del archivo original.
22<br />
INTRODUCCIÓN<br />
Los alimentos funcionales [1] han sido diseñado<br />
para cubrir ciertos aspectos alimentarios, como<br />
pueden ser: el mejoramiento de las funciones<br />
gastrointestinales, actuar sobre el sistema redox y<br />
antioxidante, contribuir al metabolismo de<br />
macronutrientes (principalmente glúcidos, proteínas<br />
y lípidos), favorecer el metabolismo de<br />
micronutrientes (vitaminas y minerales) y fortalecer<br />
el metabolismo xenobiótico, entre otros. En<br />
los últimos años se ha manifestado un creciente<br />
interés y consumo por los alimentos funcionales,<br />
principalmente de aquellos que poseen un<br />
carácter prebiótico. Solo en Estados Unidos, por<br />
ejemplo, se estima que unos 160 millones de personas<br />
consumieron alimentos funcionales en<br />
2010 y los gastos de la industria alimentaria en el<br />
área de alimentos funcionales superó los treinta<br />
mil millones de dólares [2].<br />
La inulina es un carbohidrato de reserva energética<br />
presente en muchas especies de plantas; es<br />
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(polisacáridos), cuya estructura está formada por una<br />
molécula de glucosa ligada a múltiples unidades de fructosa.<br />
Es un ingrediente natural de los alimentos y se<br />
encuentra en más de 36000 especies de plantas que almacenan<br />
carbohidratos que contienen inulina [3, 4]. Entre las<br />
familias de plantas que producen fructanos se identifican<br />
las Liliaceae (ajo, cebolla, espárrago, ajo porro, sábila,<br />
etcétera), Compositae (achicoria, pataca o tupinambo,<br />
yacón, etcétera.), Agavaceae (agave o maguey, henequén,<br />
etcétera.) y Cactaceae (tuna, chumbera o nopal),<br />
entre otras.<br />
La inulina tipo fructano, es uno de los mejores oligosacáridos<br />
utilizados por su efecto sobre las bifidobacterias intestinales<br />
y es considerado un sustrato prebiótico importante.<br />
[5, 6] Es un oligosacárido no digerible que estimula el crecimiento<br />
de un número limitado de bacterias en el colon así<br />
como contribuye con la atenuación de la glucosa en<br />
sangre, homeostasis de lípidos así como mejorar las<br />
características reológicas de los alimentos [7].<br />
Como prebiótico, tienen un gran aporte de fibra dietética,<br />
bajo valor calórico, hipoglucemiante, mejorador de la<br />
biodisponibilidad de calcio y magnesio. Se presentan<br />
evidencias promisorias de su actuación en la regulación<br />
de parámetros lipídicos, reducción del riesgo de cáncer,<br />
refuerzo de la respuesta inmune y protección contra<br />
desórdenes intestinales. En una amplia variedad de productos<br />
alimenticios se usa la inulina y sus derivados como:<br />
espesante, agente emulsificador, gelificante, sustituto de<br />
azúcares y de grasas, humectante, depresor del punto de<br />
congelación. También se emplean en la industria química-farmacéutica<br />
y de procesamiento como excipiente,<br />
aditivo, agente tecnológico o coadyuvante; en la industria<br />
de la alimentación animal, y se está considerando su<br />
uso como constituyente de los empaques por su carácter<br />
de material bioactivo [8].<br />
Varios reportes se han realizado de la utilización de inulina<br />
en la producción de pasteles, yogurt, galletas [9,10] y<br />
harinas [11]. También es usada en la obtención de altas<br />
concentraciones de bioetanol por sacarificación y fermentación<br />
simultáneas (83-84%), obtención de biodiesel,<br />
como hipoglucemiante para diabéticos, coadyuvante<br />
en la absorción de calcio y otros minerales para combatir<br />
la osteoporosis y otras enfermedades óseas., sustitución<br />
parcial o total de la leche materna, fortalecimiento del<br />
sistema inmunitario en neonatos y estabilización del sistema<br />
gastro-intestinal de vacunos y cerdos para combatir la<br />
diarrea entre otras aplicaciones.
MÉTODOS DE EXTRACCIÓN<br />
La producción industrial de la inulina y sus<br />
derivados se obtiene, exclusivamente,<br />
de la raíz de la achicoria. [8] No existen<br />
reportes de su producción a escala<br />
industrial a partir de otras fuentes naturales.<br />
Dentro de los métodos de extracción<br />
se destacan la hidrólisis [12, 13, 14] y la<br />
lixiviación. [5]. Tanto en uno como en<br />
otros, existen una serie de parámetros<br />
que hay que tener en cuenta durante el<br />
proceso de extracción como la relación<br />
solvente/soluto, temperatura, tamaño<br />
de partículas, velocidad de agitación<br />
entre otros.<br />
Por tanto, no existen reportadas tecnologías<br />
a escala industrial o piloto para la<br />
extracción de inulina a partir de la TUNA<br />
(Opuntia ficus-indica) por lo que este<br />
trabajo tiene como objetivo proponer un<br />
esquema tecnológico preliminar para la<br />
obtención de inulina a partir de la Tuna.
MATERIALES Y MÉTODOS<br />
Selección de la fuente natural de inulina<br />
Existe una serie de plantas reportadas por la literatura que<br />
tienen un contenido de inulina variable, las cuales van<br />
desde la Bardana o Lampazo (Arctium lappa) con un 27-<br />
45%, continuando con el Agave (Agave spp) entre 16-25%<br />
hasta el Espárrago (Asparagus officinalis) con contenido<br />
de inulina entre 2-3%.<br />
Existen otras especies de plantas que su alto valor alimenticio<br />
compite comercialmente para utilizarlas como fuente<br />
de extracción de inulina. Dentro de estas se destacan<br />
al ajo, la cebolla, la yuca y el ñame.<br />
En este trabajo se decide realizar el estudio a partir de la<br />
Tuna (Opuntia ficus-indica) teniendo en cuenta el alto<br />
contenido de inulina, alta disponibilidad en Cuba así<br />
como condiciones de cultivo y crecimiento de la plantas,<br />
al no requerir grandes recursos, específicamente hídricos<br />
y su gran adaptación a los climas cálidos, formando de<br />
esta forma, parte de la economía agrícola en muchas<br />
zonas áridas y semiáridas del mundo.
Extracción a partir de la Tuna (Opuntia ficus-indica)<br />
Se diseña un experimento con el objetivo de estudiar la<br />
influencia de varias variables en el rendimiento de inulina<br />
en base seca durante el proceso de extracción, utilizando<br />
el software Statgraphics Centurion XV 15.1.02.<br />
Se obtienen un diseño compuesto central, más puntos<br />
estrella y puntos centrales para obtener el modelo empírico<br />
del proceso de extracción, a partir de un diseño 23. Las<br />
variables independientes son: la temperatura de extracción<br />
entre 70-90ºC, el tiempo de extracción fijado en 30-45<br />
minutos y la relación solvente/materia prima entre 5-10<br />
ml/100g. [15] El cálculo de la variable dependiente rendimiento<br />
se calcula como se muestra en la ecuación 1.<br />
Procedimiento experimental<br />
Molienda<br />
Se toman las pencas de Tuna frescas (cortadas el mismo<br />
día) y se lavan, pelan (eliminación de la corteza) y se muelen<br />
finamente hasta obtener una solución gelatinosa de<br />
color verde. El producto de la molienda se designa como<br />
material crudo.<br />
Extracción<br />
Para la extracción de las sustancias solubles se toman en<br />
todos los casos 100g de material crudo, se tratan con<br />
agua destilada según el diseño experimental y se colocan<br />
en Baño de María a una temperatura de 90ºC, acompañado<br />
de una ligera agitación para favorecer la transferencia<br />
de masa, según el diseño experimental.<br />
Decantación. Los cristales son separados cuidadosamente<br />
por decantación del resto del material.<br />
Secado<br />
Los cristales húmedos son sometidos a un proceso de secado<br />
en una estufa, a 80ºC durante un tiempo de 25 min.
Identificación cualitativa de la sustancia obtenida<br />
Para la identificación cualitativa de la sustancia se realizan<br />
tres etapas: examen físico, videncias organolépticas e<br />
identificación final.<br />
Dentro del examen físico se tienen en cuenta dos aspectos<br />
fundamentales, el punto de fusión, el cual se determina<br />
en una Microplatina WRS-2A y la forma física de la sustancia,<br />
la que se observa a través de un Microscopio<br />
Trinocular, marca Novel. Luego, se pasa a analizar la evidencia<br />
organoléptica donde se describen su color, su<br />
sabor y su olor. Por último, se procede a la identificación<br />
final de la sustancia mediante la realización de pruebas<br />
cualitativas de identificación como la reacción de Molish,<br />
reacción con yodo o lugol y reacción con el reactivo de<br />
Benedict.<br />
Para establecer la identidad final de las muestras se utiliza<br />
la cromatografía de capa fina utilizando un solvente compuesto<br />
por butanol, isopropanol, agua y ácido acético<br />
(7:5:4:2), la solución reveladora contiene anilina, difenilamina,<br />
ácido fosfórico y acetona (1:1:5:50). La placa se<br />
calienta a 85°C durante 10 min. Como muestras patrones<br />
se utilizaron soluciones de glucosa y fructosa ya que,<br />
según la bibliografía consultada, la inulina contiene estos<br />
azúcares libres. Al no contar con un patrón de inulina, se<br />
calcula el factor de retención (Rf) de la muestra y se compara<br />
con la de la Inulina. Se conoce que el factor de<br />
retención de esta es de 0. 873.<br />
Propuesta de flujo tecnológico<br />
A partir de los estudios realizados así como de la revisión<br />
bibliográfica, se propone un esquema tecnológico de<br />
extracción de inulina a partir de la Tuna, se realizan los<br />
balances de masa de cada una de las etapas, los cuales<br />
son utilizados para el dimensionamiento de los equipos de<br />
una planta a escala piloto.<br />
Con estos resultados, se realiza un análisis económico de<br />
la propuesta tecnológica, donde se determina el costo<br />
de adquisición de los equipos, de inversión y de producción<br />
según criterios de Peter y Timmerhaus [16] así como<br />
los indicadores dinámicos de la inversión. Se determina el<br />
precio de venta de la inulina que permita la factibilidad<br />
del proceso a partir de la determinación de los indicadores<br />
dinámicos de la inversión.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN<br />
Obtención del modelo experimental de extracción<br />
Obtención del modelo experimental de extracción<br />
Los análisis estadísticos de los resultados experimentales<br />
del proceso de extracción, muestran que el efecto del<br />
tiempo y la relación solvente- materia prima, al igual que<br />
el resultado de la interacción temperatura-tiempo, temperatura-relación<br />
solvente-materia prima y la relación<br />
tiempo-relación solvente-materia prima son significativas<br />
sobre el rendimiento, pues sus valores de probabilidad son<br />
inferiores a 0.01.<br />
Por su parte el coeficiente de R-cuadrado evidencia un<br />
buen ajuste indicando que el modelo diseñado explica el<br />
98.1655 % de la variabilidad en el rendimiento de inulina<br />
como variable de respuesta.<br />
Esta afirmación es respaldada por el valor de P inferior a 0,<br />
01, indicando que el modelo es adecuado para describir<br />
los datos observados con un nivel de confianza del 99 %.<br />
El Diagrama de Pareto que aparece en la figura 1 muestra
con claridad los efectos de las variables sobre el rendimiento de inulina tras la etapa de extracción. Se observa que el<br />
mejor rendimiento dentro de los rangos establecidos se obtiene al trabajar con la temperatura de 90 ºC durante un<br />
tiempo comprendido de 45 minutos con una relación solvente-materia prima estimada en 10.<br />
El modelo matemático que describe la extracción de inulina se muestra en la siguiente ecuación:
Figura 1. Diagrama de Pareto para el estudio de los factores de extracción sobre<br />
el rendimiento de inulina
Figura 2. Estructura de la muestra<br />
Figura 3. Resultado de la cromatografía<br />
de capa fina
Identificación de la inulina<br />
Después de haber sometido los cristales obtenidos a las<br />
diferentes pruebas para su identificación se obtiene que<br />
el sólido posee las mismas características que las reportadas<br />
en la bibliografía para la inulina, es decir, en cuanto a<br />
las organolépticas: color blanco, insípido e inodoro. En<br />
cuanto a las evidencias físicas se obtiene que su punto de<br />
fusión es de 423,5 K, (muy similar al de la Inulina que es 423<br />
K), lo cual se debe a la presencia de impurezas. Con respecto<br />
a su forma en la figura 2 se aprecia que es esférica<br />
descartando de esta manera que el polisacárido sea<br />
almidón, ya que este presenta una estructura amorfa.<br />
Según las pruebas cualitativas de Molich, Yodo o Lugol y<br />
Benedict se comprueba que la sustancia obtenida es un<br />
polisacárido. La cromatografía de capa fina (figura 3) da<br />
como resultado que el compuesto obtenido, en su com-<br />
posición, posee fructosa, glucosa y aparece un tercer<br />
componente, al cual se le determina el factor de retención.<br />
El valor obtenido es de 0,87. Una comparación con<br />
el valor de Rf obtenido, permite inferir que la sustancia<br />
obtenida es inulina, una vez que se conoce que el factor<br />
Rf es constante e igual para cada tipo de sustancia.<br />
Esquema del flujo tecnológico propuesto<br />
La figura 4 muestra la propuesta del proceso tecnológico<br />
para la extracción de inulina a partir de la Tuna. El diseño<br />
preliminar de la planta para la obtención de inulina, parte<br />
de la utilización de 105 kg de materia prima en dos lotes<br />
por día. Esto implicaría el uso de 55 440 kg/a de materia<br />
prima basado en la idea de producir cinco días a la semana<br />
por 11 meses al año. Con esta carga de materia prima<br />
se espera obtener 3 896.64 kg de inulina lo que representa<br />
el 7.38 % de la materia prima.
Figura 4. Esquema tecnológico de la planta de producción de inulina a partir de la tuna<br />
Planta<br />
torceada<br />
Agua<br />
Molino<br />
Planta<br />
molida<br />
Mezcla lote 1<br />
4 / Decantador 1<br />
Lodo<br />
Residual 1 Lodo<br />
1 / Secador<br />
Inulina<br />
2<br />
Mezclador<br />
Mezcla<br />
2 / Separador<br />
Mezcla lote 2<br />
Mezclador 1<br />
Residual<br />
Lodo<br />
Residual 2 5 / Mezclador 2<br />
Tanque residual<br />
5 / Decantador 2
El proceso comienza con la recepción de la materia<br />
prima en un tanque receptor, la cual debe estar previamente<br />
lavada, desinfectada y pesada, y está constituida<br />
por la parte aérea de la planta (hojas).<br />
Al salir de este tanque de almacenamiento, la materia<br />
prima es troceada manualmente y luego es introducida<br />
en un molino triturador desintegrador con el objetivo de<br />
disminuir el tamaño de partículas para aumentar la superficie<br />
de contacto. Posteriormente, pasa a un tanque mezclador<br />
donde se le adiciona agua para extraer la inulina<br />
presente en la planta mediante un proceso de lixiviación.<br />
El resultado del proceso de extracción consiste en la formación<br />
de tres fases, una capa sobrenadante formado<br />
por las sustancias insolubles, una solución acuosa y una<br />
cierta cantidad de cristales que precipitaron en el fondo<br />
del recipiente. En este tanque debe mantenerse la temperatura<br />
de 90ºC para lograr una mejor disolución de la<br />
inulina en el agua.<br />
Una vez disuelto el contenido de inulina en agua, se procede<br />
a una etapa de reposo y decantación el que se<br />
lleva a cabo en un tanque, con el fin de que dicha mezcla<br />
alcance la temperatura ambiente, ya que según literatura<br />
la inulina presente en esta precipitará a esta temperatura<br />
y de esta forma separarla del medio acuoso.<br />
Luego de la decantación, el lodo obtenido pasa a un<br />
secador de tambor rotatorio donde se pierde la humedad<br />
residual formándose los cristales de inulina con un<br />
bajo contenido de humedad. El residual puede utilizarse<br />
como abono para la agricultura aunque se puede estudiar<br />
la posibilidad de su utilización como alimento animal.<br />
Análisis económico<br />
Partiendo de la metodología propuesta, se realiza la<br />
selección de los equipos involucrados y se detremina su<br />
capacidad, partiendo de los resultados de los balances<br />
de masa. La tabla 1 muestra los resultados de los balances<br />
de masa.<br />
Con estos resultados se diseñan los equipos a la capacidad<br />
deseada y se obtienen los costos de adquisición<br />
según Peter [16]. Estos son actualizados a partir de los índices<br />
de costo. Los resultados actualizados aparecen reportados<br />
en la tabla 2.
Tabla 1. Resultados de los balances de masa
Tabla 2. Costo de adquisición del equipamiento
La figura 5 muestra los resultados de las partidas del costo de inversión. Los resultados<br />
muestran un costo de inversión de la tecnología de 157 406 USD. No es posible realizar<br />
una comparación con costos de inversión de tecnologías ya establecidas en el mundo,<br />
ya que no existen reportes de plantas químicas de extracción de inulina a partir de<br />
la Tuna.<br />
Para el cálculo de los costos de producción, se parte de la metodología establecida<br />
por Peter [16] donde se establecen los porcentajes de cada una de las partidas en el<br />
costo total de producción, a partir de la determinación de los costos fijos, variables y<br />
los gastos. La figura 6 muestra los resultados.<br />
En cuanto a los ingresos, según bibliografías consultadas, el precio de la inulina es muy<br />
variable, reportándose valores entre 25-300 CUC/kg en dependencia de su pureza.<br />
Para realizar los cálculos de los indicadores dinámicos de la inversión se parte de un<br />
precio de venta de la Inulina variable que oscila entre 5-300 USD/kg. Los cálculos se<br />
realizan tomando en cuenta la producción de dos lotes diarios con un consumo de<br />
materia prima de 105 kg/lote. Esto representa, al año, un consumo total de 55 440<br />
kg/año. Según el índice de consumo 0.0738 kg de inulina/kg de materia prima, este<br />
consumo produciría un total de 3 897 kg de Inulina/año. Con este resultado, se trabaja<br />
en una hoja de cálculo de Microsoft Excel, variando los precios de venta hasta lograr<br />
que el proyecto sea factible económicamente, definido por el valor de la Tasa Interna<br />
de Retorno mayor del 30 %, el cual se logra para un precio de venta de 145 CUC/kg de<br />
inulina. En este punto, se obtienen los valores de Valor Actual Neto mostrados en la<br />
figura 7, recuperándose la inversión en un tiempo aproximado de 3,7 años.
Figura 5. Partidas del costo de inversión (USD)<br />
Equipamiento<br />
Instalación<br />
Línea y control<br />
Tuberías<br />
Electricidad<br />
Edificaciones<br />
Preparación terreno<br />
Facilitación auxiliares<br />
Terreno<br />
Equipamiento<br />
Subtotal costos directos<br />
Ing. y supervisión<br />
Equipamiento<br />
Gastos construcción<br />
Subtotal costos indirectos<br />
Total CI y CD<br />
Ganancia contratista<br />
Capital fijo<br />
Costo de inversión total
Figura 6. Resultados de los costos de producción (USD)<br />
Materias primas<br />
Mano de obra<br />
Supervisión<br />
Requerimientos<br />
Mantenimiento<br />
Suministos<br />
Consumo de análisis<br />
Costos directos<br />
Depreciación<br />
Seguros<br />
Impuestos<br />
Costos fijos<br />
Costos de fabricación<br />
Administración<br />
Distribución y ventas<br />
Interés del banco<br />
Imprevistos<br />
Gastos generales<br />
Costo total
Figura 7. Resultados del VAN y PRI
CONCLUSIONES<br />
1. Los resultados experimentales demuestran la presencia<br />
de inulina en la Tuna y el desarrollo de un modelo que<br />
permite establecer el rendimiento del proceso de extracción<br />
ante la influencia de diferentes variables de operación.<br />
2. La propuesta tecnológica para la extracción de inulina<br />
de la Tuna resulta factible desde el punto de vista técnico<br />
y económico.<br />
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