INFORME TÉCNICO FINAL FONDO MIXTO...

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FECHA: 07 de agosto de 2009 INFORME TÉCNICO FINAL FONDO MIXTO CONACYT-GOBIERNO DEL ESTADO DE SINALOA Clave de Registro: Sin-2007-C01-71092 Titulo del proyecto: Utilización de Agave Azul (Tequilana weber) como Fuente de Inulina: Una Alternativa de Aprovechamiento de los Cultivos en Sinaloa Número de Etapas: 2 Periodo: Del 07 de febrero de 2008 al 07 de agosto de 2009 Responsable del proyecto o Coordinador General: Jesús Aarón Salazar Leyva Sujeto de Apoyo (Institución o Empresa): Universidad Politécnica de Sinaloa Modalidad: Desarrollo tecnológico Anexos que acompañan este informe: Producto final Duración Inicio Término Monto total del Proyecto: (pesos) : Fondo Mixto : Aportaciones Complementarias: Aportaciones usuarios: Total del proyecto: Nota: este formato es solamente un resumen; y deberá venir acompañado de forma anexa con el trabajo completo que ampara la investigación de manera que el evaluador tenga sustento suficiente para emitir su dictamen. Aportación en especie $ 550,000.00 17 meses 07/02/08 07/08/09 $ 550,000.00 $ 370,000.00 $180,000.00

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FECHA: 07 de agosto de 2009

INFORME TÉCNICO FINAL

FONDO MIXTO CONACYT-GOBIERNO DEL ESTADO DE SINALOA

Clave de Registro: Sin-2007-C01-71092 Titulo del proyecto: Utilización de Agave Azul (Tequilana weber) como Fuente de Inulina: Una Alternativa de Aprovechamiento de los Cultivos en Sinaloa Número de Etapas: 2 Periodo: Del 07 de febrero de 2008 al 07 de agosto de 2009 Responsable del proyecto o Coordinador General: Jesús Aarón Salazar Leyva Sujeto de Apoyo (Institución o Empresa): Universidad Politécnica de Sinaloa Modalidad: Desarrollo tecnológico Anexos que acompañan este informe: Producto final Duración Inicio Término Monto total del Proyecto: (pesos) : Fondo Mixto : Aportaciones Complementarias: Aportaciones usuarios: Total del proyecto: Nota: este formato es solamente un resumen; y deberá venir acompañado de forma anexa con el trabajo completo que ampara la investigación de manera que el evaluador tenga sustento suficiente para emitir su dictamen.

Aportación en especie

$ 550,000.00

17 meses 07/02/08 07/08/09

$ 550,000.00

$ 370,000.00 $180,000.00

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1.- AVANCES DEL PROYECTO EN LA ETAPA Las etapas consideradas en este informe fueron las siguientes: Estandarización de técnica cromatográfica (HPLC) para el análisis de fructanos

Obtención de extractos deshidratados de fructanos

Caracterización de extractos deshidratados de fructanos

Análisis de resultados

Avances del proyecto en la etapa: Se logró estandarizar la técnica de cuantificación y cualificación de fructanos por medio de

cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Se obtuvieron y caracterizaron extractos

deshidratados de fructanos provenientes de agave azul (Tequilana weber). Los resultados

generados fueron analizados obteniéndose así la información correspondiente al presente

proyecto.

2.- METAS Y OBJETIVOS LOGRADOS Las metas (M) logradas fueron las siguientes: M1: Contar con técnica estandarizada de HPLC para la cuantificación y cualificación de fructanos

M2: Obtener los deshidratados de fructanos sometidos a los diferentes tratamientos de extracción

M3: Contar con los resultados de identificación y cuantificación de fructanos por medio de HPLC en

los extractos deshidratados

M4: Contar con el análisis de resultados e informe final concluido

Los objetivos (O) logrados fueron los siguientes: O1: Identificar y cuantificar el contenido de fructanos en los deshidratados provenientes de agave

azul (Tequilana weber) a través de métodos químicos y cromatografía líquida de alta resolución

(HPLC).

O2: Calcular el porcentaje de fructanos presentes en los extractos deshidratados provenientes de

agave azul (Tequilana weber).

O3: Calcular el porcentaje de extracción global del proceso de obtención de extractos

deshidratados de fructanos provenientes de agave azul (Tequilana weber).

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3.- GRUPO DE TRABAJO M.C. Jesús Aarón Salazar Leyva

M.C. Idalia Osuna Ruiz

M.C. Víctor Alfonso Rodríguez Tirado

M.C. Nidia Araiza Lizarde

M.C. Ana Elisa López Santillán

4.- DESVIACIONES Y/O MODIFICACIONES EN LA ETAPA En las etapas anteriores de este proyecto se llevaron a cabo ciertas modificaciones, las cuales

fueron debidamente justificadas en su momento. Lo anterior ocasiono que algunos objetivos y

metas planteadas no se cumplieran en los tiempos establecidos en la propuesta de investigación;

sin embargo a la fecha dichas metas y objetivos fueron cumplidos de manera satisfactoria.

Asimismo, es importante mencionar que el punto 4.3 (Determinación del punto óptimo de

extracción de fructanos) del documento “Producto final” se corrió por segunda vez en laboratorio

debido a que se detectaron algunos errores de origen metodológico, por lo que los resultados del

punto óptimo de extracción presentados en el informe final, varían con respecto a los presentados

en el informe de avance técnico.

5.- ACCIONES DERIVADAS DE LAS DESVIACIONES Y/O MODIFICACIONES Se llevo a cabo un ajuste en el cronograma de actividades del proyecto (por observación del

evaluador), con la finalidad de cumplir las metas y objetivos de la propuesta de investigación.

Se solicito una prorroga de 6 meses (07 de febrero del 2009 al 07 de agosto del 2009) al Secretario

Técnico de FOMIX, debido a las modificaciones realizadas en etapas previas del proyecto y a un

problema de instalación de equipo necesario para el avance del proyecto.

6.- ACCIONES REALIZADAS CON LOS SECTORES USUARIOS Se ha trabajado en estrecha colaboración con la Asociación de Productores de Agave del Estado

de Sinaloa A.C. (APASAC). Recientemente se llevo a cabo una reunión con el director general y

asesor técnico de la APASAC, el Dr. José Antonio Garzón Tiznado, donde se comentaron los

avances del proyecto y se sentaron las bases para iniciar un convenio de colaboración con el

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sector industrial de la región con la finalidad de asesorarlos para iniciar la extracción de fructanos

de agave azul (Tequilana weber) a nivel planta piloto.

7.- OBSERVACIONES RELEVANTES AL EJERCICIO DE PRESUPUESTO AUTORIZADO POR EL FIDEICOMISO No hubo ninguna observación relevante al respecto. 8.- ESTADO DE LAS APORTACIONES COMPLEMENTARIAS

La Asociación de Productores de Agave del Estado de Sinaloa A.C. (APASAC) aporto la materia

prima (piñas de agave) necesarias para la realización del proyecto (aportación en especie).

9.- PRODUCTOS OBTENIDOS EN LA ETAPA

Los productos (P) obtenidos en esta etapa del proyecto son los siguientes: P1: Técnica estandarizada de HPLC para la cuantificación y cualificación de fructanos

P2: Proceso de obtención de extractos deshidratados a partir de agave azul (Tequilana weber) P3: Extractos deshidratados de fructanos

P4: Informe final del proyecto

10.- COMPROMISOS PARA LA ETAPA SIGUIENTE

No aplicable.

11.- DOCUMENTOS QUE SOPORTAN LA INFORMACION DESCRITA

Documento “Producto final”

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13. Asistentes De Proyecto Resumen de datos por asistente: 1. Nombre: Héctor Daniel Brito Rojas 2. Institución académica: Universidad Politécnica de Sinaloa 3. Periodo: inicio termino 4. Grado a obtenido / a obtener: Licenciatura (Realización de estadía práctica) 5. INFORME DE ACTIVIDADES ESPECIFICAS REALIZADAS EN EL PROYECTO:

El alumno colaboro realizando la estandarización de técnicas de cromatografía de capa fina, cromatografía líquida de alta resolución para el análisis de fructanos provenientes de agave azul (Tequilana weber).

(ANEXAR) Nota: se deberá llenar una hoja y un informe por cada asistente.

6 de mayo del 2008 29 de agosto del 2008

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13. Asistentes De Proyecto Resumen de datos por asistente: 1. Nombre: Ávalos Magallón José Roberto 2. Institución académica: Universidad Politécnica de Sinaloa 3. Periodo: inicio termino 4. Grado a obtenido / a obtener: Licenciatura (Realización de estadía práctica) 5. INFORME DE ACTIVIDADES ESPECIFICAS REALIZADAS EN EL PROYECTO: Estandarización de técnicas espectrofotométricas de análisis Preeliminares de extracción de fructanos a partir de Piñas de Agave Azul (Tequilana weber). Determinación de las condiciones optimas de extracción de fructanos a partir de piñas de agave azul (Tequilana weber).

(ANEXAR) Nota: se deberá llenar una hoja y un informe por cada asistente.

6 de mayo del 2008 29 de agosto del 2008

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13. Asistentes De Proyecto Resumen de datos por asistente: 1. Nombre: Regalado Rivera Ramón 2. Institución académica: Universidad Politécnica de Sinaloa 3. Periodo: inicio termino 4. Grado a obtenido / a obtener: Licenciatura (Realización de estancia práctica) 5. INFORME DE ACTIVIDADES ESPECIFICAS REALIZADAS EN EL PROYECTO: Estandarización del proceso para la obtención de extractos deshidratados de fructanos provenientes de agave azul (Tequilana weber) Identificación de fructanos por medio de cromatografía de capa fina

(ANEXAR) Nota: se deberá llenar una hoja y un informe por cada asistente.

8 de septiembre del 2008 01 de abril del 2009

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13. Asistentes De Proyecto Resumen de datos por asistente: 1. Nombre: Zazueta Patrón Iris Eréndira 2. Institución académica: Universidad Politécnica de Sinaloa 3. Periodo: inicio termino 4. Grado a obtenido / a obtener: Licenciatura (Realización de estancia práctica) 5. INFORME DE ACTIVIDADES ESPECIFICAS REALIZADAS EN EL PROYECTO: Obtención de extractos deshidratados de fructanos provenientes de agave azul (Tequilana weber) Cuantificación de carbohidratos totales en extractos de fructanos provenientes de agave azul (Tequilana weber) Identificación y cuantificación de fructanos por medio de cromatografía líquida de alta resolución

(ANEXAR) Nota: se deberá llenar una hoja y un informe por cada asistente.

8 de septiembre del 2008 01 de abril del 2009

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SEGUNDA SECCION:

I.- ALCANCE DEL PROYECTO 1.- Objeto derivado del proyecto. El proyecto surgió en atención a la problemática de que en el Estado de Sinaloa, actualmente existe una superficie de más de 8000 hectáreas de agave azul (Tequilana weber), las cuales no tienen aun definido un uso o aprovechamiento; lo anterior es debido a que en lo referente a procesos industriales relacionados con la utilización del agave azul (Tequilana weber), el estado de Sinaloa se centra principalmente en la elaboración de bebidas destiladas. Debido a lo anterior el presente proyecto tuvo como objeto el generar opciones de diversificación del uso industrial del agave azul (Tequilana weber) en el Estado de Sinaloa.

2.- Contribución Técnica 3.- Productos Resultantes de la Investigación Los productos (P) obtenidos en esta investigación son los siguientes:

P1: Técnicas espectrofotométricas estandarizadas para la cuantificación de fructanos.

P2: Técnica de cromatografía de capa fina estandarizada para la cualificación de fructanos en los

extractos de fructanos.

La realización de este proyecto de investigación, permitió generar información relevante

acerca de la extracción de fructanos a partir de agave azul (Tequilana weber) por métodos físicos, la cual no ha sido reportada en esta especie vegetal en bibliografía especializada. Por otro lado, la obtención de un extracto deshidratado de fructanos a partir de agave azul (Tequilana weber) a nivel laboratorio podría significar la posibilidad de escalar este proceso a nivel industrial, lo que permitiría crear nuevos procesos tecnológicos para la utilización del agave azul (Tequilana weber) cultivado en el Estado de Sinaloa.

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P3: Punto óptimo para la extracción de fructanos en agua caliente.

P4: Técnica estandarizada de HPLC para la cuantificación y cualificación de fructanos

P5: Proceso de obtención de extractos deshidratados a partir de agave azul (Tequilana weber)

P6: Extractos deshidratados de fructanos

P7: Informe final del proyecto 4.- Mecanismos de Transferencia Considerados o Utilizados Una vez concluido el proyecto, se recomienda lo siguiente en cuanto a transferencia, asimilación y adopción de resultados: 1. Optimizar el proceso de obtención de extractos deshidratados de fructanos a nivel laboratorio 2. Escalar el proceso de extracción de inulina a nivel planta piloto 3. Realizar un análisis de costo beneficio del proceso de extracción de inulina a nivel industrial 4. Gestionar los requerimientos necesarios para escalar el proceso de extracción de inulina a nivel industrial 5.- Impacto Socio – Económico del Proyecto (Beneficio Potencial). Al proporcionar alternativas de utilización de las plantaciones de agave azul (Tequilana weber) los productores pueden verse beneficiados con la colocación en el mercado de sus cultivos, así como también se puede provocar la generación de nuevos empleos a los pobladores de la región. Por otro lado, la utilización de los fructanos como ingrediente alimentario, puede acarrear efectos positivos a la salud de los consumidores. Además, debido a la caída en los precios del cultivo de agave, la obtención de fructanos a partir de esta especie vegetal proporcionara un valor agregado a dicho cultivo, lo que repercutirá directamente en la economía de los productores de agave así como también favorecerá a los trabajadores del campo empleados en este cultivo 6.- Impacto Ecológico/ambiental (si aplica) En caso de que la extracción de fructanos de agave azul (Tequilana weber) se realizara a nivel industrial, las características de riego de este vegetal (no requiere de agua) permitirían que se generara un proceso industrial sostenible y sustentable.

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II.- GRUPO DE TRABAJO Director del Proyecto: Jesús Aarón Salazar Leyva SNI : Grado: Maestro en ciencias Especialidad: Tecnología en alimentos Institución: No. de Investigadores que participaron: 5 Doctores: Maestros: Licenciaturas: Total: Nombre Grado Académico Nivel SIN INSTITUCION

M.C. Jesús Aarón Salazar Leyva

M.C. Idalia Osuna Ruiz

M.C. Víctor Alfonso Rodríguez Tirado

M.C. Nidia Araiza Lizarde

M.C. Ana Elisa López Santillan

Maestros en ciencias (todos)

Universidad Politécnica de Sinaloa (todos)

5

5

111.-PRODUCTOS ACADEMICOS

A) FORMACION DE RECURSOS HUMANOS

No. de estudiantes Dres. 1 1 Mtros. 1'-_------' Lic. 14__ 1 Total []

Nombre del Estudiante Grado Tiempo de participación Institución que

Regalado Rivera Ramón

Licenciatura4 meses

7 meses

Universidad Politécnica deSinaloa (todos)

Héctor Daniel Brito Rojas

Ávalos Magallón José Roberto

4 meses

Zazueta Patrón Iris Eréndira7 meses

B) LIBROS

Título: ---'-_Editorial: Fecha de Publicación _Título: Editorial: Fecha de Publicación _

C) ARTíCULOS CIENTIFICOS, REPORTES TECNICOS, PATENTES

Actualmente se encuentran en etapa de redacción dos artículos científicos, los cuales sepretenden sean publicados en revistas internacionales indexadas.

D) CONGRESOS

En el mes de octubre del 2009 se presentara el cartel Optimización del proceso deextracción sólido-líquido de fructanos a partir de piñas de agave azul (Tequilana weber)por medio de un diseño de superficie de respuesta en la 6 Reunión Nacional deInvestigación en Productos Naturales, que será celebrada en Irapuato, Guanajuato del 21 al23de octubre del 2009.

E) OTROS

Nota: todos los puntos deben de ser suficientemente contestados.

Nombre del investigador:

Firma:

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CONACYT

INFORME TÉCNICO FINAL

FONDO MIXTO CONACYT-GOBIERNO DEL ESTADO DE SINALOA

Documento:

Producto final

Titulo del proyecto: Utilización de Agave Azul (Tequilana weber) como Fuente

de Inulina: Una Alternativa de Aprovechamiento de los Cultivos en Sinaloa

Clave de Registro: Sin-2007-C01-71092

Convocatoria: M0029-2007-1

Responsable Administrativo:

Lic. Beatriz Guadalupe. Zúñiga Vizcarra

Responsable técnico:

M. C. Jesús Aarón Salazar Leyva

Dirección del responsable técnico

Universidad Politécnica de Sinaloa. Ingeniería en Biotecnología. Niños Héroes1413 esquina Constitución. Centro Histórico. C.P. 82000. Mazatlán Sinaloa,México.

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Correo electrónico

[email protected]

1. Introducción La inulina es un polisacárido que pertenece al grupo de los fructanos o

fructosanos. Desde el punto de vista químico la inulina es una mezcla de

moléculas con una estructura general designada como GFn, donde G = glucosa,

F= fructosa y n = al número de unidades de fructosa unidas en una cadena a

través de enlaces β (2-1) (Coussement, 1999). Silva (1996) indica que la inulina

también puede ser clasificada como un fructoligosacárido, ya que este tipo de

compuestos se definen como polímeros de D-fructosa que poseen moléculas de

glucosa en su extremo.

La inulina es un constituyente natural de varios vegetales y cereales; está

presente en más de 30,000 tipos de vegetales tales como cebolla, ajo, trigo, entre

otros. De las especies que poseen una cantidad significativa de inulina, destacan

la alcachofa de Jerusalén (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Chicorium

intybus), las cuales contienen de 15 a 20 % de inulina.

Debido a que la inulina es un polisacárido que posee enlaces β (2-1) es

resistente a la hidrólisis enzimática del estomago, por lo que presenta efectos de

“fibra dietaria” y provoca además efectos benéficos a la flora intestinal ya que al

pasar la inulina de manera intacta al colon, es fermentada en ese sitio por

bífidobacterias, las cuales son muy importantes para el buen funcionamiento de

este órgano (Robinson, 1995). Otros efectos positivos que están asociados con el

consumo de inulina, son la disminución de glucosa en sangre en pacientes

diabéticos, homeostasis de lípidos y mejora en la biodisponibilidad de minerales.

Con base en lo anterior se puede afirmar que la inulina presenta características

prebióticas y puede ser utilizada para desarrollar alimentos funcionales y

nutraceúticos. Además la inulina posee ciertas propiedades tecnológicas que la

convierten en un interesante ingrediente alimentario; algunos estudios indican que

la inulina puede utilizarse como un sustituto de grasa, ya que este compuesto

tiene la capacidad de formar una sustancia cremosa, mejorando así la textura y

propiedades reológicas de ciertos alimentos, tales como los productos lácteos

(Candido y Campos, 1995).

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Varios estudios indican que las piñas o cabezas de los agaves son ricos en

carbohidratos, entre los que se encuentra la inulina (Arrazola, 1969). Este mismo

autor indica que el agave azul (Tequilana weber) es la variedad que contiene la

mayor cantidad de inulina (20-24%) comparándola con otras variedades, como

carpintero, Bermejo, pata de mula, zopilochino y chato que contienen 15-20% de

inulina.

Estudios más recientes en los que se utilizaron diversas técnicas para

elucidar la estructura química de los fructanos presentes en el agave azul

(Tequilana weber) han demostrado que esta especie vegetal contiene fructanos

que están compuestos principalmente por una mezcla de fructooligosacáridos que

están unidos principalmente por enlaces β (2-1) y además se observaron algunas

ramificaciones unidas a través de enlaces β (2-6); lo anterior indica que estos

fructanos presentan diferencias estructurales con la inulina, la cual es una

estructura lineal. Los autores de estas investigaciones proponen nombrar a los

fructanos presentes en el agave azul (Tequilana weber) con el termino agavinas.

(López et al; 2003. Mancilla y López, 2006). Tomando en cuenta lo anterior, en

este informe se utilizara el termino fructano en lugar del termino inulina para el

caso de extractos procedentes de agave azul (Tequilana weber). Cabe mencionar

que a pesar de las diferencias estructurales de los fructanos de agave, con

respecto a la inulina, López y Urías (2007) realizaron estudios con ratas de

laboratorio, encontrando que los fructanos provenientes de agave azul poseen un

efecto prebiótico positivo.

Actualmente la inulina extraída de diversas fuentes vegetales es

comercializada principalmente en forma deshidratada, ya que esto facilita el

transporte, almacenamiento y consumo del producto. La fuente más común para

obtener este compuesto es la raíz de achicoria y a nivel industrial se utiliza un

método que implica una extracción con agua caliente, y una vez obtenido el

extracto líquido éste es secado por aspersión (Coussement, 1999. Leite et al;

2007).

México es un país rico en recursos naturales, donde actividades como la

pesca, ganadería y agricultura son la columna vertebral de la economía. El estado

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de Sinaloa no es la excepción, ya que la agricultura es la principal fuente de

desarrollo de la economía estatal.

México ha sido considerado como el centro del origen y biodiversidad del

genero Agave. De las 310 especies de agave que existen, 272 pueden ser

encontradas en este país; Este tipo de planta es fácil de adaptar a regiones áridas

y semiáridas (García-Mendoza y Galván, 1995). Actualmente, el cultivo de agave

en el estado de Sinaloa ocupa una superficie importante.

La situación actual de los cultivos de agave en Sinaloa, se encuentran en

una etapa de adecuado desarrollo, debido a que existe cierto grado de experiencia

en el cultivo de esta planta, ya que a mediados del siglo XX llegaron a existir en el

estado 25,000 hectáreas plantadas de agave. Información del consejo de la

Asociación de Productores de Agave del Estado de Sinaloa, indica que

actualmente existe una superficie de más de 8000 hectáreas de agave azul

(Tequilana weber), siendo la mayoría de terrenos de temporal (Osuna, 2006).

En lo referente a procesos industriales relacionados con la utilización del

agave azul (Tequilana weber), el estado de Sinaloa se centra principalmente en la

elaboración de bebidas destiladas. Actualmente existe ubicada una planta en el

sur del estado con capacidad para procesar aproximadamente 2,000 litros de

destilado diariamente. Sin embargo se prevé que en un mediano plazo la

producción de agave del estado será tal que superara la capacidad de producción

de bebidas destiladas, debido a que esta industria se encuentra poco desarrollada

en la región, y esta situación podría generar perdidas en los cultivos y derivar en

un detrimento económico para los productores.

En relación a lo anterior, se considera de vital importancia el diversificar los

usos industriales del agave azul (Tequilana weber). Una opción de diversificación

es la obtención de fructanos a partir de estos cultivos, ya que es sabido que esta

especie vegetal contiene cantidades importantes de este tipo de biomoléculas.

Por otro lado es importante mencionar que para el caso de una especie

vegetal como lo es el agave azul (Tequilana weber) no existen estudios publicados

acerca del efecto de las condiciones de extracción de fructanos sobre el

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rendimiento en el proceso, por lo que es importante generar este tipo de

información.

2. Objetivos Los objetivos aquí presentados poseen ligeras modificaciones con relación

a los objetivos planteados en la propuesta original del proyecto, debido a

modificaciones que se llevaron a cabo en las primeras etapas del proyecto y

principalmente al cambio de terminología de la palabra inulina por la palabra

fructanos al referirse a extractos procedentes de agave azul (Tequilana weber).

Objetivo general Obtener un extracto deshidratado de fructanos a partir de agave azul

(Tequilana weber) que pueda ser utilizado como ingrediente alimentario.

Objetivos específicos

• Determinar las condiciones óptimas para realizar la extracción de

fructanos en agua caliente a partir de agave azul (Tequilana weber) a

nivel laboratorio.

• Identificar la presencia de fructanos en los deshidratados

provenientes de agave azul (Tequilana weber) por medio de

cromatografía de capa fina.

• Identificar y cuantificar el contenido de fructanos en los

deshidratados provenientes de agave azul (Tequilana weber) a

través de métodos químicos y cromatografía líquida de alta

resolución (HPLC).

• Calcular el porcentaje de fructanos presentes en los extractos

deshidratados provenientes de agave azul (Tequilana weber).

• Calcular el porcentaje de extracción global del proceso de obtención

de extractos deshidratados de fructanos provenientes de agave azul

(Tequilana weber).

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3. Materiales y Métodos

Con la finalidad de facilitar la evaluación final del proyecto, este se dividirá

por etapas, de acuerdo a las modificaciones de orden metodológico que se

realizaron y se plasmaron en el informe de avance técnico. Cabe mencionar que

en total, el proyecto se divide en 6 diferentes etapas.

3.1. Estandarización de Técnicas de Análisis Cuantitativo de Fructanos en

Extracto Líquido (Etapa 1).

Para poder determinar el porcentaje de extracción de fructanos, se llevo a

cabo la estandarización de dos técnicas espectrofotométricas de análisis. Para

lograr lo anterior se realizaron curvas estándar para cada técnica. Esto se describe

a continuación.

3.1.1. Elaboración de la curva estándar de carbohidratos reductores totales

Se utilizo una solución patrón de D-fructosa 1 g/L (0.1 g/100 mL). De dicha

solución se tomaron alícuotas de 20, 40, 60, 80 y 100 μL y se aforo a 100 μL con

agua destilada. Posteriormente se agregaron 300 μL de solución de ácido

dinitrosalicílico (DNS por sus siglas en ingles) a cada tubo de ensaye y se agitaron

en vortex. Los tubos se colocaron en baño Maria durante 5 minutos y

posteriormente se enfriaron a temperatura ambiente. Se agregaron 1600 μL de

agua destilada con posterior agitación para posteriormente leer la absorbancia a

535 nm (García, 2006). 3.1.2. Elaboración de la curva estándar de carbohidratos totales

Se preparo una solución patrón de D-fructosa a una concentración de 200

μg/mL. Posteriormente se tomaron alícuotas de 30, 60, 120, 180 y 240 μL de la

solución patrón y se aforo a 300 μL con agua destilada. Se adicionaron 300 μL de

fenol al 5% (p/v) y se agito en vortex a baja velocidad. Posteriormente se coloco la

gradilla en un baño de hielo y se adicionaron 1500 μL de H2SO4 concentrado. Se

agito nuevamente en vortex a baja velocidad y se incubaron los tubos en un baño

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de agua a 80ºC por 30 minutos. Una vez enfriados los tubos estos se leyeron a

492 nm. (Fox y Robit, 1991).

3.2. Estandarización de Técnicas Cromatográficas de Análisis (HPLC y TLC)

de Fructanos (Etapa 2).

Se llevo a cabo la estandarización de una técnica de cromatografía de capa

fina con la finalidad de detectar a los fructanos presentes en los extractos líquidos

y deshidratados provenientes de piñas de agave azul (Tequilana weber). Además

se estandarizo una técnica de cromatografía líquida de alta resolución con la

finalidad de cualificar y cuantificar a los fructanos presentes en las muestras

analizadas.

3.2.1. Cromatografía de capa fina (TLC)

Basándose en una revisión bibliográfica relacionada con la detección de

fructanos por medio de cromatografía de capa fina (TLC por sus siglas en ingles)

se decidió probar diferentes metodologías, las cuales se observan en tabla 1.

Tomando en cuenta la información presentada en dicha tabla, se llevaron a cabo

corridas de TLC a pequeña escala, con la finalidad de encontrar las condiciones

óptimas para la identificación de los fructanos en los extractos. Las corridas se

realizaron utilizando soluciones patrón de glucosa, fructosa e inulina de achicoria

(Sigma Chemical Co.).

Las corridas a tamaño normal de TLC se llevaron a cabo utilizando un

tanque recto de vidrio y placas flexibles de silica gel # 60 (Fisher Scientific).

3.2.2. Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC)

Se utilizo un equipo cromatográfico Varian Polaris acoplado con un detector

de dispersión de luz (ELS por sus siglas en ingles: Evaporative Light Scattering).

(ELS-2100, Polymer laboratories). La columna utilizada fue una Metacarb 87 C,

calentada en horno a 85ºC.

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Tabla 1. Condiciones de corrida de cromatografía de capa fina para la

identificación de fructanos. Características de la corrida

Opción 1 Lingyun et al. (2007)

Opción 2 Kanaya et al. (1978)

Opción 3 Sims et al. (2003)

Opción 4 López et al. (1992)

Opción 5 Mancilla-Margal y López (2006)

Fase móvil Butanol-

isopropanol-

agua-ácido

acético

(7:5:4:2)

Butanol-

2-propanol-

agua

(3:12:4, v/v)

Butanol-

2-propanol-

agua

(5:3:2, v/v)

Propanol-

etanol-agua

(40:40:20, v/v)

Butanol-propanol-

agua

(3:12:4, v/v/v)

Revelador Anilina-

difenilamina-

ácido

fosfórico-

acetona

(1:1:5:50)

Colorante

específico

urea-ácido

fosfórico

Colorante

específico

urea-ácido

fosfórico

Difenilamina-

anilina-ácido

fosfórico

Difenilamina-

anilina-ácido

fosfórico en

acetona

Condiciones

de revelado

Calentamiento

85ºC/10

minutos

No especifica No

especifica

Calentamiento

120ºC/25

minutos

Calentamiento

120ºC/25 minutos

3.2.2.1. Estandarización de las condiciones del detector ELS-2100

Con la finalidad de obtener señales con una adecuada resolución de las

muestras estudiadas, se variaron las condiciones de trabajo del detector ELS-2100

de acuerdo a la tabla 2. El principio de dicho detector se basa en tres procesos

fundamentales: nebulización del flujo del eluyente, evaporación del solvente y

finalmente la detección del analito a través de la luz dispersada. Con base a lo

anterior, las condiciones a variar en el detector fueron: Temperatura de

evaporación y nebulización (ºC) y flujo de gas nitrógeno (Standard Liters per

Minute; slm).

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Tabla 2. Condiciones de trabajo variadas en el detector ELS-2100

Condiciones del detector Experimento Temperatura de

evaporación (ºC)

Temperatura de

nebulización (ºC)

Flujo de gas (slm)

1 40 40 1.6

2 50 50 1.5

3 60 60 1.4

4 70 70 1.3

5 80 80 1.2

6 90 90 1.1

7 100 90 1.0

8 110 90 0.9

9 120 90 0.9

10 90 80 0.9

3.2.2.2. Elaboración de curva estándar para la cuantificación de fructanos

Una vez que se establecieron las condiciones óptimas de trabajo del

detector ELS-2100, se elaboró una curva estándar utilizando una solución patrón

de inulina de achicoria (Sigma Chemical Co.). Se elaboraron soluciones patrón de

inulina a diferentes concentraciones (0.05 - 0.1 - 0.15 - 0.20 - 0.25 - 0.30 - 0.35 -

0.40 - 0.45 mg/mL). Cada dilución fue inyectada por quintuplicado en el sistema

HPLC.

3.3. Determinación del punto óptimo de extracción de fructanos (Etapa 3)

3.3.1. Obtención y procesamiento de la materia prima

Se trabajó con piñas de agave azul (Tequilana weber) de aproximadamente

6 años de edad, cultivadas en el sur de Sinaloa. Una vez en el laboratorio las

piñas se fragmentaron y lavaron con agua corriente para remover la tierra e

impurezas y se almacenaron a -18°C hasta su análisis en bolsas de polipropileno

selladas.

Página 9 de 43

3.3.2. Extracción de fructanos de agave azul (Tequilana weber) Para realizar el proceso de extracción las piñas fueron descongeladas a

temperatura ambiente, para posteriormente ser homogeneizadas con el agua de

extracción en un procesador de alimentos. Basándose en estudios anteriores

(Lingyun et al., 2007) se llevó a cabo el proceso de extracción tomando en cuenta

los factores (variables independientes) que influyen en el porcentaje de extracción

(variable dependiente) de este tipo de polisacáridos; dichos factores fueron la

temperatura del medio de extracción, la relación agua-sólido y el tiempo de

extracción.

El extracto líquido de fructanos obtenido al final de cada proceso de

extracción se enfrió a temperatura ambiente, para después separar por filtración

los pedazos de piña y el extracto líquido fue centrifugado a 559 revoluciones por

minuto (rpm) durante 10 minutos para separar las partículas suspendidas. El

precipitado fue descartado y se realizaron los análisis correspondientes al

sobrenadante. Las extracciones para cada tratamiento se realizaron por duplicado.

3.3.3. Determinación del contenido y porcentaje de extracción de fructanos

Con el propósito de determinar el contenido y porcentaje de extracción de

fructanos en los extractos líquidos estos fueron diluidos. Posteriormente fue

cuantificado el contenido de carbohidratos totales por medio del método fenol-

ácido sulfúrico de acuerdo a lo establecido por Fox y Robyt, (1991). Se utilizo D-

fructosa como estándar midiéndose la absorbancia a 492 nm.

La cantidad de azucares reductores fue determinada con el método del

ácido dinitrosalicílico utilizando D-fructosa como estándar y se midió la

absorbancia a 535 nm. (García 2006). Todas las determinaciones se realizaron

por triplicado.

La cuantificación estimada de fructanos en el extracto líquido se obtuvo

mediante la diferencia entre el contenido de carbohidratos totales y reductores. El

porcentaje de extracción de fructanos se determino de acuerdo a la siguiente

operación:

100x piña la de masa

)extracción de líquido (volumen fructanos) de (contenido fructanos de extracción % =

Página 10 de 43

3.3.4. Diseño Experimental

stablecer los niveles de los factores estudiados, se

siderar en el diseño Box-Behnken, fueron la temperatura

abla 3. Factores estudiados en el diseño factorial Box-Behnken

Se llevó a cabo un análisis de regresión basado en los datos obtenidos

experimentalmente en cada corrida, tomando en cuenta la matriz del diseño

factorial Box-Behnken (Tabla 4) con la finalidad de obtener los coeficientes del

modelo polinomial de segundo orden. La calidad de ajuste del modelo polinomial a

los datos experimentales de extracción de fructanos se determinó con el

coeficiente de determinación R2 y con la prueba lack of fit (falta de ajuste) a un

nivel de confianza del 95%.

Con la finalidad de e

realizaron experimentos de movimiento o variación de un solo factor. Una vez que

los niveles fueron establecidos se aplico un diseño de superficie de respuesta

(Box-Behnken) para determinar la mejor combinación de factores para la

extracción de fructanos.

Los factores a con

del medio de extracción, la relación agua-sólido y el tiempo de extracción. En la

tabla 3 se muestran los factores utilizados para llevar a cabo los procesos de

extracción de fructanos con sus respectivos niveles.

T

Factor Niveles

Temperatura (°C) 60 75 90

Tiempo (horas) 1.0 1.5 2.0

Relación agua-sólido (mL/g) 3 6 9

Página 11 de 43

3.4. eshidratados de fructanos (Etapa 4)

.4.1. btención del extracto líquido de fructanos

Se llevó a cabo una extracción sólido líquido de los fructanos, tomando en

uenta que la solubilidad en agua de estas biomoléculas aumenta con la

mperatura. Las condiciones de extracción utilizadas fueron las obtenidas en el

aso 3.3. (Figura 1). Antes de iniciar el proceso, se midió y ajusto el pH a 5.5. La

olución líquida obtenida se filtró con una tela para remover los pedazos de piña, y

osteriormente se utilizó papel filtro con la finalidad de remover partículas

equeñas. La solución resultante se concentro en un equipo de evaporación al

ació (RapidVap, Labconco). La temperatura de evaporación se mantuvo a 70ºC.

l proceso de concentración se detuvo cuando la mezcla alcanzo una

las muestras a las diferentes Tp se mantuvo constante, con la finalidad de evitar

eron dos fases, de las cuales se

desca

Obtención de extractos d

3 O

c

te

p

s

p

p

v

E

concentración de sólidos solubles de 22º Brix.

3.4.2. Proceso de precipitación y obtención del extracto deshidratado de fructanos

Con el propósito de precipitar a los fructanos se llevó a cabo un

enfriamiento de la solución concentrada. El extracto concentrado, se dividió en tres

partes iguales, colocándose en recipientes de plástico y se almacenaron a tres

diferentes temperaturas de precipitación (Tp1, Tp2 y Tp3). El tiempo de reposo de

variaciones entre los extractos.

Una vez precipitados los fructanos se obtuvi

rto el sobrenadante. La fase inferior fue colocada en tubos de centrifuga y se

aplicaron las diferentes velocidades de centrifugación (Vc1, Vc2 y Vc3). El

proceso de centrifugación se realizó a 5ºC por un tiempo de 30 minutos. De nuevo

el sobrenadante fue descartado y los precipitados obtenidos de los diferentes

tratamientos fueron liofilizados, obteniendo así el extracto deshidratado de

fructanos. La figura 1, muestra el proceso de obtención de los extractos.

Página 12 de 43

Figura 1. Proceso de obtención de los extractos deshidratados de fructanos

Extracción sólido líquido: Temperatura: 78ºC

Tiempo: 1.379 h Relación agua-sólido: 5.479

Extracto líquido de fructanos

Evaporación al vacío: Temperatura: 70ºC

Presión: 250 mbares Concentración final: 22ºBrix

Extracto concentrado de

fructanos

Precipitación de fructanos

-18ºC 3ºC 25ºC

Fructanos precipitados

Centrifugación Vc1 = 2000 rpm Vc2 = 5000 rpm Vc3 = 8000 rpm

Extracto precipitado

Extracto deshidratado Liofilización

Página 13 de 43

3.5. Caracterización de Extractos Deshidratados de Fructanos (Etapa 5)

Con la finalidad de caracterizar los extractos deshidratados de fructanos se

realizaron las determinaciones que a continuación se señalan. Cabe mencionar

que dichas determinaciones también se llevaron a cabo durante todas las etapas

de extracción de fructanos (figura 1) con la finalidad de monitorear el contenido y

presencia de fructanos en las distintas etapas.

3.5.1. Identificación de fructanos en los extractos por medio de cromatografía de

capa fina (TLC)

Los experimentos de TLC se llevaron a cabo utilizando un tanque recto de

vidrio y placas flexibles de silica gel # 60 (Fisher Scientific). La fase móvil

ascendente se compuso de propanol-etanol-agua en una proporción 40:40:20 v/v

respectivamente. Los carbohidratos se visualizaron utilizando como solución

reveladora anilina-difenilamina-ácido fosfórico-acetona (1:1:5:50), calentándose a

120ºC durante 25 minutos. Se utilizó un estándar de inulina de achicoria (Sigma

Chemical Co.) para compararlo con los patrones cromatográficos de los fructanos

extraídos de agave azul (Tequilana weber).

3.5.2. Determinación del contenido de carbohidratos totales en los extractos

Esta determinación se realizó para estimar el contenido de carbohidratos

totales y fructanos en los extractos. Los carbohidratos totales se determinaron con

el método del fenol-ácido sulfúrico de acuerdo a lo establecido por Fox y Robyt,

(1991) utilizando D-fructosa como estándar.

3.5.3. Identificación y cuantificación de fructanos por cromatografía líquida de alta

solución (HPLC). Se empleó un equipo cromatográfico Varian Polaris acoplado con un

iones

80ºC

respectivamente y un flujo de gas N

re

detector de dispersión de luz (ELS-2100, Polymer laboratories). Las condic

del detector ELS, fueron: temperatura de evaporación y nebulización 90 y

2 de 0.9 slm.

Página 14 de 43

La columna utilizada fue una Metacarb 87 C, calentada en horno a 85ºC. La

fase móvil fue agua grado HPLC a un flujo de 0.6 mL/min. Se inyectó un volumen

de muestra de 20 µL.

mpararlo con los patrones cromatográficos de los extractos

proven

Se utilizó un estándar de inulina de achicoria (Sigma Chemical Co.) con la

finalidad de co

ientes de piñas de agave azul (Tequilana weber). Todas las muestras

fueron filtradas en línea antes de ser inyectadas.

3.5.4. Calculo del porcentaje de fructanos en los extractos

Este calculo se realizó con el objetivo de determinar el porcentaje de

fructanos presentes en los extractos con relación a su contenido de carbohidratos

totales. El porcentaje de fructanos se obtuvo de la siguiente manera:

100 x dodeshidrata de g 100 en fructanos de gramos

dodeshidrata de g 100 en totales toscarbohidra de gramos fructanos % =

extracción de fructanos.

l calculo del rendimiento de extracción global se determino tomando en

se utilizó la siguiente formula:

3.6 Análisis de resultados y co

seño factorial completo, con 2 factores:

3.5.5. Calculo del rendimiento global de extracción de fructanos

Con la finalidad de determinar la eficiencia de los diferentes procesos de

extracción, se calculó el rendimiento global de

E

cuenta los resultados cuantitativos obtenidos por cromatografía líquida de alta

resolución. Para esto

100x proceso del inicial etapa en fructanos de gramos

proceso del adeterminad etapa en fructanos de gramosglobal extracción de oRendimient =

nclusión del proyecto (Etapa 6) Con el propósito de determinar los factores que influyen en el proceso de

extracción de fructanos, se realizó un di

Temperatura de precipitación (Tp) y velocidad de centrifugación (Vc) con tres

niveles cada uno.

Página 15 de 43

Los niveles de Tp (ºC) fueron 25, 3 y -18 (-1, 0 y 1 respectivamente),

mientras que los niveles de Vc (rpm) fueron 2000, 5000 y 8000 (-1, 0 y 1

spectivamente).

rcentaje de fructanos

.1. Estandarización de Técnicas de Análisis Cuantitativo de Fructanos en

Extracto Líquido (Etapa 1)

En la figura 2 se observan las curvas de calibración correspondientes a la

cnica de carbohidratos reductores totales y carbohidratos totales.

étodo del ácido dinitrosalicílico. (b) Curva estándar de

determ

re

Las variables respuesta evaluadas fueron el po

contenido en los extractos y el rendimiento de extracción global.

4. Resultados y discusión 4

Figura 2. (a) Curva estándar de determinación de carbohidratos reductores totales

por medio del m

inación de carbohidratos totales por medio del método del fenol-ácido

sulfúrico

R2 = 0.99820.600

0.0000 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Concentración (mg/mL)

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

Abso

rban

cia

R2 = 0.9945

00.050.1

0.150.2

0.250.3

Abso

rbnc

ia

0.350.4

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035

Concentración mg/mL

a

b

Página 16 de 43

De acuerdo a los valores de los coeficientes de determinación (R2) de

na

pecto a los valores de concentración, por lo que

dichas

.2. Estandarización de Técnicas Cromatográficas de Análisis (HPLC y TLC)

e Fructanos (Etapa 2).

.2.1 Cromatografía de capa fina (TLC)

Después de realizar las diferentes técnicas de TLC a micro escala

ropuestas en la tabla 1, se llego a la conclusión de que las condiciones

decuadas para detectar a los fructanos son las siguientes:

• Fase móvil: propanol-etanol-agua (40:40:20 v/v)

• Solución reveladora: anilina-difenilamina-.acido fosforico-acetona (1:1:5:50)

• Condiciones de revelado: temperatura de120ºC por 25 minutos.

Para corroborar lo anterior, se realizo una corrida en placas flexibles

recubiertas con silica gel # 60 (Fisher) de una medida de 20 x 20 cm. En la figura

Se observa la placa cromatográfica con las condiciones de corrida mencionadas

nteriormente.

Como se puede apreciar en la cromatoplaca se obtuvo una adecuada

es en los extractos podrían tener

cas estructurales similares a la inulina.

ambas curvas, se observa que los resultados de absorbancia presentan u

linealidad adecuada con res

curvas fueron utilizadas para obtener el contenido de carbohidratos

reductores y totales presente en los extractos.

4

d

4

p

a

p

3

a

resolución de los estándares y extractos inyectados. Es importante mencionar que

los extractos líquidos provenientes de agave azul (Tequilana weber) presentan un

patrón muy similar al estándar de inulina de achicoria, lo que indica que los

polisacáridos solubles en agua present

característi

Página 17 de 43

Estándar de glucosa. Carril 2:

stándar de fructosa. Carril 3: Estándar de inulina de achicoria. Carril 4:

Extracto líquido de fructanos provenientes de agave azul (Tequilana weber)

filtrado. Carril 5: Extracto líquido de fructanos provenientes de agave azul

(Tequilana weber) sin filtrar. La concentración de los estándares fue al 10%

(p/v). Se llevó a cabo una doble corrida con propanol-etanol-agua (40:40:20

v/v).

Figura 3. Cromatoplaca de capa fina. Carril 1:

E

Página 18 de 43

4.2.2. Estandarización de las condiciones del detector ELS-2100

uando se desea optimizar un método de análisis utilizando un detector

LS, es necesario variar las condiciones de dicho detector, por lo que se

alizaron los experimentos propuestos en la tabla 2.

De acuerdo al manual del operador del detector (Polymer Laboratories,

007) el parámetro que más influye en la sensibilidad del detector es el flujo de

as. Por lo general se recomiendan flujos de gas bajos, ya que con estos aumenta

sensibilidad del detector y además existe un ahorro en su consumo. Sin

mbargo, los flujos de gas muy bajos pueden causar un incremento en el ruido de

línea base, debido a la evaporación ineficiente de la fase móvil.

Los efectos causados por la variación en la temperatura de evaporación en

sensibilidad del detector tienden a ser menos dramáticos que los efectos

ausados por las variaciones en el flujo de gas. La condicionante en este

arámetro es que la temperatura de evaporación debe de ser lo suficientemente

lta como para evaporar el solvente y permitir que el analito pueda ser detectado

in que este sufra alguna modificación causada por la temperatura.

La temperatura de nebulización es el parámetro que menos se ajusta al

ptimizar un método de análisis con un detector ELS. En la mayoría de los casos

temperatura de nebulización es programada de acuerdo a la temperatura del

sist

per

tem

bas

4.2.3. Elaboración de curva estándar para la cuantificación de fructanos

En la mayoría de las aplicaciones, la respuesta de un detector ELS no es

lineal. Sin embargo se ha observado que el área del pico cromatográfico (A) tiene

na buena correlación con la masa del analito (m) de acuerdo a la siguiente

lación exponencial: bmaA ×=

C

E

re

2

g

la

e

la

la

c

p

a

s

o

la

ema cromatográfico.

En este estudio, se observo que al trabajar con el flujo de gas más bajo

mitido por el detector (0.9 slm), una temperatura de evaporación de 90ºC y una

peratura de nebulización de 80ºC, se obtienen cromatogramas con una línea

e estable y con una sensibilidad aceptable (Figura 3).

u

re

Página 19 de 43

Donde a y b son coeficientes que dependen de la instrumentación del

ión, etc.).

iles con alto contenido de agua) puede

er construida una curva de calibra

detector ELS y del proceso de nebulización y evaporación (velocidades de flujo de

Figura 3. Extracto líquido de fructanos provenientes de agave azul (Tequilana

weber). Condiciones del detector: Temperatura de evaporación: 90ºC.

Temperatura de nebulización: 80ºC. Flujo de gas: 0.9 slm

gas y fase móvil, composición de la fase móvil, temperatura de evaporac

(Megoulas y Koupparis, 2005).

El coeficiente b generalmente varía entre 0.9 y 2 (Mourey y Oppenheimer,

1985; Dreux et al., 1996). En caso de que b sea cercano a la unidad (b≈1)

(principalmente observado en fases móv

s ción lineal.

Página 20 de 43

Con relación a lo anterior, como se observa en la figura 4 el valor de b

obtenido en el presente estudio es cercano a 1 (b≈1) lo cual es razonable, ya que

la fase móvil utilizada en el sistema cromatográfico es agua grado HPLC. Dicho

valor de b también permitió que la curva de calibración obtenida tuviera una

respuesta lineal (figura 4)

Figura 4. Curva de calibración y ecuación obtenidas utilizando soluciones patrón

de inulina a diferentes concentraciones en el detector ELS-2100.

4.3. Determinación del punto óptimo de extracción de fructanos (Etapa 3) 4.3.1. Efecto de la temperatura en el porcentaje de extracción de fructanos

Varios autores han reportado a la temperatura del líquido de extracción

Se realizaron extracciones a temperaturas de 60, 70, 80 y 90ºC. La

et al., (2008) los cuales

14015.156.120 mA ×=

9904.02 =r

como uno de los parámetros más importantes en la extracción de polisacáridos de

diversas fuentes vegetales (Lingyun et al., Xulie y Wei, 2007; Cai et al., Ying y

Dang, 2008).

relación agua-sólido se mantuvo en una proporción 4:1 (mL/g) y el tiempo de

extracción fue de una hora.

Como se puede observar en la figura 5(a), la temperatura a la cual se

obtuvo el mayor porcentaje de extracción de fructanos fue a los 70ºC, mientras

que a los 90ºC el porcentaje de extracción disminuyo drásticamente. Lo anterior

concuerda con los resultados obtenidos por Cai

Página 21 de 43

observ

4.3.2. Efecto del tiempo en el porcentaje de extracción de fructanos

e realizaron extracciones a tiempos de 1, 2, 3,4 y 5 horas. La temperatura

de extracción se mantuvo a 80ºC y la relación agua sólido en una proporción 4:1

(mL/g).

n la figura 5(b), se observa que durante las tres primeras horas el

orcentaje de extracción de fructanos aumento de manera discreta.

osteriormente dicho porcentaje disminuyó notablemente. Cai et al., (2008)

portan que durante las primeras horas de extracción se da un aumento

xponencial en el tiempo de extracción, y posteriormente se observa una

isminución del mismo. Dichos autores proponen que un tiempo excesivo de

extracción.

os

(mL/g)

de 1, 3

o significativo en el porcentaje de extracción. Sin embargo conforme

aumen

aumento en la relación agua-sólido puede ser debida

a que

aron que en un extracto crudo de polisacáridos de nopal (Opuntia milpa

alta), el máximo rendimiento de extracción se obtuvo a los 80ºC, y a los 90ºC el

rendimiento de extracción disminuyo considerablemente; tal disminución fue

atribuida a la hidrólisis de los polisacáridos por efecto de la temperatura.

S

E

p

P

re

e

d

extracción puede provocar cambios estructurales en las moléculas de los

polisacáridos, ocasionando así el decremento en el porcentaje de

4.3.3. Efecto de la relación agua-sólido en el porcentaje de extracción de fructan

En este estudio se realizaron extracciones a relaciones agua-sólido

, 6, 9 y 12. La temperatura de extracción se mantuvo a 80ºC y el tiempo de

extracción fue de 60 minutos.

La figura 5(c) muestra que en el rango de 1 a 6 de relación agua-sólido se

da un aument

ta dicha relación, el porcentaje de extracción disminuye. Ray, (2004) y

Volpi, (2005) explican que el incremento en el porcentaje de extracción de

polisacáridos con respecto al

se favorece la difusión del solvente hacia las células vegetales, provocando

así una mayor desorción de los polisacáridos del sólido.

Página 22 de 43

Figura 5. Efecto de los diferentes parámetros de extracción en el porcentaje de xtracción de fructanos. (a) Temperatura. (b) Tiempo. (c) Relación agua-sólido

e

060 70 80 90

5r

10

Temperatura (ºC)

Ext

a

1520

cció

n (%

) a

0

10

20

30

Extra

cció

n (%

)

b

1 2 3 4 5

Tiempo (h)

0

10

20

1 3 6 9 12

Relación agua-sólido (mL/g)

Ext

racc

i

30

ón (%

)

c

Página 23 de 43

on ba

).

.3.4. Diseño Box-Behnken de superficie de respuesta

Tomando en cuenta los factores y los niveles mostrados en la tabla 3, el

oftware estadístico STATGRAPHICS Plus versión 5.1 propuso 15 experimentos

donde se combinaron los factores estudiados a diferentes niveles. En la tabla 4 se

bservan las 15 combinaciones de experimentos con los resultados de porcentaje

de extracción de fructanos; se puede observar que los valores de extracción

fueron desde 5.58% hasta 26.12%. El valor máximo de extracción se encontró en

l experim

e 1.5 horas y relación agua- sólido de 6.

Al aplicarse el análisis de regresión lineal sobre los datos experimentales, la

ariable respuesta y los factores estudiados se obtuvo la siguiente ecuación:

Y = -272.939 + 6.27368*A + 48.4315*B + 7.98812*C – 0.0377392*AA -

0.074725*AB + 0.00274709* AC – 17.6833*BB – 0.0108416*BC –

0.1986646*CC

Donde Y es la variable respuesta (Extracción de fructanos %), A es

mperatura de e

NDEVA)

plicado sobre el modelo estadístico. El coeficiente de determinación R2 fue de

0.66 lo que indica que el modelo ajustado explica el 90.66% del comportamiento

e la variable respuesta. El coeficiente de determinación ajustado (R2 adj), que es

ás recomendable utilizar para este tipo de estudios fue de 83.66%, lo cual indica

n buen grado de correlación entre los valores observados experimentalmente y

s calculados por el software.

Se utilizo además la prueba de lack of fit (falta de ajuste) para determinar si

l modelo estadístico era adecuado para describir los datos experimentales. En la

es

C se a los experimentos descritos anteriormente, se establecieron los

niveles a manejar para cada factor en el diseño de superficie de respuesta (Tabla

3

4

s

o

e ento 13 a una temperatura de extracción de 75ºC, tiempo de extracción

d

v

te xtracción, B relación agua-sólido y C tiempo de extracción.

En la tabla 4 se aprecia un resumen del análisis de varianza (A

a

9

d

m

u

lo

e

tabla 4 se observa que el Valor-P con respecto a la prueba de falta de ajuste

Página 24 de 43

mayor a 0.05, lo que indica que el modelo es adecuado para describir los datos

experi

la 4. Matriz de diseño Box-Behnken y respuesta experimental de la variable

mentales a un nivel de confianza del 95%.

Tabdependiente (Extracción de fructanos %)

Experimento Temperatura

(ºC) Tiempo

(h) Relación

agua-sólido (mL/g)

Extracción de fructanos

(%) 1 75 2.0 9 14.81 2 60 1.5 9 18.54 3 75 2.0 3 20.15 4 90 1.5 3 18.25 5 75 1.0 9 19.93 6 60 1.5 3 9.98 7 75 1.5 6 25.11

1.0 6 19.90 1.5 9 13.35

8 60 2.0 6 5.58 9 60 1.0 6 10.89 10 75 1.5 6 24.70 11 90 12 90 13 75 1.5 6 26.12 14 90 2.0 6 13.22 15 75 1.0 3 21.51

ente

signific

io de un análisis de superficie de respuesta,

encon

De acuerdo al ANDEVA, los factores A y B fueron estadísticam

ativos (P < 0.05) con respecto al porcentaje de extracción de fructanos y se

observo una interacción significativa entre el factor A, B y AC (Tabla 5). Lo anterior

indica que los factores que afectan de manera significativa el porcentaje de

extracción de fructanos son la temperatura y el tiempo de extracción.

En relación a lo anterior Lingyun et al., (2007) realizaron un estudio para

encontrar el punto óptimo de extracción de inulina en alcachofas de Jerusalén

(Heliantus tuberosus) por med

trando que los factores que influyeron significativamente en el porcentaje de

extracción de inulina fueron la temperatura del agua de extracción y la relación

agua-sólido.

Página 25 de 43

Tabla 5. Análisis de varianza del modelo polinomial para la variable dependiente

(Extracción de fructanos %)

Factor Valor-P

A: Temperatura 0.0266 BA

: Tiempo 0.0327

AC 0.0298 BB 0.0140 CC 0.1668 Prueba Lack of fit (falta de ajuste) 838

A 0.0013

0.2

Por otro lado W. C t al., (2008) ntraron qu a temperatu gua

de extracción, relación agua sólido y el tiempo de extracción afectaron el

porcentaje de extracción de polisacáridos de nopal (O tia milpa alt lie y

Wei (2007) encontraron que la temperatura del agua de extracción, la relación

agua sólido, el tiempo de extracción y el año de par ula tienen in a en

el porcentaje de extracción de polisacáridos a partir de un hongo comestible

(BaCh shroom).

rtir de la ecua mostrada anteriormente, generaron las graficas

de superficie de respuesta relacionando rcentaje d extracción d nos

n función de la temperatura de extracción, tiempo de extracción y relación agua-

ólido (Figura 6).

po sobre el

porcen

ai e enco e l ra del a

pun a). Xu

tam tíc fluenci

u mu

A pa ción se

al po e e fructa

e

s

En la figura 3 (a) se observa el efecto de la temperatura y la relación agua-

sólido sobre el porcentaje de extracción de fructanos a un tiempo fijo. En este caso

se aprecia que el porcentaje de extracción máximo es cercano al punto central del

gráfico con respecto a la temperatura. Este mismo comportamiento se observa en

la figura 3 (c), que relaciona el efecto de la temperatura y el tiem

taje de extracción. Lo anterior refleja que a temperaturas cercanas a los

90ºC la extracción de fructanos se ve afectada, esto debido posiblemente a la

hidrólisis de los fructanos provenientes del agave azul (Tequilana weber).

Página 26 de 43

a

Temperatura (ºC)Relación agua-sólido (mL/g)90 3

69

91317

29

igura 6: Gráficas de superficie de respuesta resultantes del modelo polinomial

orrespondiente a la variable dependiente (a) Temperatura vs. Relación agua-

ólido; (b) Relación agua-sólido vs. Tiempo; (c) Tiempo vs. Temperatura.

Ext

racc

ión

(%)

21

60 75

25

b

Tiempo (h)Relación agua-sólido (mL/g

1 1.5 2 36

91618E

xtra

cció

n (%

)

20222426

Fc

c

Temperatura (ºC)Tiempo (h)

Ext

racc

ión

(%)

60 75 90 11.5

27

1115192327

s

Página 27 de 43

Página 28 de 43

La figura 3 (b) muestra el efecto de la relación agua-sólido y el tiempo sobre

a

.

La forma general de los tres gráficos indica que los tres factores estudiados

tienen un efecto en el porcentaje de extracción de fructanos, siendo los más

influyentes la temperatura, el tiempo de extracción y la relación agua sólido

respectivamente.

De acuerdo al software estadístico, los valores óptimos de los diferentes

ctores que influyen en el porcentaje de extracción de fructanos fueron los

ig

n

de superficie de respuesta, se llevo a

cabo la obtención del extracto líquido de fructanos con las condiciones óptimas

antes mencionadas y el porcentaje de extracción de inulina fue de 26.08% ± 1.99

(n = 3). El valor obtenido fue cercano al valor teórico predicho, lo que indica que el

modelo utilizado fue adecuado para explicar los datos experimentales con

respecto a los valores teóricos.

esulta difícil comparar los porcentajes de extracción de polisacáridos

n respecto a lo encontrado por otros

et al.,

Yin Dang, 2008), el material utilizado para realizar la extracción de

polisacáridos es un extracto semipuricado, mientras que en esta investigación la

extracción se llevo a cabo directamente sobre la materia prima sin que esta

sufriera modificación alguna, esto con la finalidad de obtener información que

pudiera ser aplicada directamente al ámbito industrial, donde por lo regular el

proceso de extracción de polisacáridos inicia con una extracción sólido-líquido a

partir de la fuente vegetal, obteniéndose un extracto líquido, sobre el cual se

el porcentaje de extracción a una temperatura fija. En este caso se observ

claramente el efecto del tiempo sobre el porcentaje de extracción, apreciándose

que a tiempos mayores a 1.5 horas el porcentaje de extracción disminuye

fa

s uientes: temperatura de extracción: 77.67°C, relación agua-sólido: 5.49 y

tiempo de extracción: 1.36 horas. Bajo estas condiciones, el modelo predijo u

valor de porcentaje de extracción de fructanos de 25.83%.

Con la finalidad de validar el análisis

R

(fructanos) obtenidos en este estudio co

autores, esto debido a que en distintas publicaciones (Xulie y Wei, 2007; Cai

g y

realizan operaciones subsecuentes hasta llegar al producto final. Tomando en

cuenta lo anterior, a continuación se realizan comparaciones de los porcentajes de

extrac

áximo

porcen

un hongo comestible (BaChu mushroom), obteniendo un

porcen

ua-sólido de 31.2 y un

tiempo

ratura de extracción, que es uno de los factores

más

ción de polisacáridos obtenidos en este estudio con respecto a lo publicado

por los autores antes mencionados.

Cai et al., (2008) extrajeron polisacáridos de nopal (Opuntia milpa alta),

encontrando a través de un diseño de superficie de respuesta que el m

taje de extracción de polisacáridos fue del 0.694% a una temperatura de

86.1ºC, relación agua-sólido de 3.72 y tiempo de extracción de 3.61 horas.

Xulie y Wei (2007) determinaron las condiciones óptimas de extracción de

polisacáridos de

taje de extracción de polisacáridos del 8.73%, a una temperatura de 94ºC,

relación agua-sólido de 6 y un tiempo de extracción de 10 horas.

Ying y Dang, (2008) utilizaron un diseño de superficie de respuesta para

optimizar el proceso de extracción de polisacáridos de Lycium barbarum, y

determinaron que a una temperatura de 100ºC, relación ag

de extracción de 5.5 h, el porcentaje de extracción obtenido fue del

22.56%. Al comparar los porcentajes de extracción de las tres publicaciones

citadas anteriormente con los resultados de este estudio, se observa que al utilizar

agave azul (Tequilana weber) como fuente de polisacáridos se obtienen

porcentajes de extracción más elevados de dichas biomoléculas.

Con respecto a la tempe

importantes en la extracción de polisacáridos Lingyun et al., (2007)

encontraron por medio de un estudio de superficie de respuesta que la

temperatura óptima para extraer inulina en alcachofa de Jerusalén (Heliantus

tuberosus) fue a de 76.65°C. Los resultados de temperatura de extracción

concuerdan con los obtenidos en el presente estudio, lo cual se puede deber

principalmente a la similitud estructural de la inulina de la alcachofa con los

fructanos presentes en el agave azul (Tequilana weber).

Página 29 de 43

4.4. Caracterización de Extractos Deshidratados de Fructanos 4.4.1. Identificación de fructanos en los extractos por medio de cromatografía de

capa f

inulina

de ac

Figura 7. Cromatoplaca de capa fina. Carril 1: Estándar de inulina de achicoria. 2:

Extracto crudo de fructanos provenientes de agave azul. 3: Extracto deshidratado

de fructanos provenientes de agave azul. 4: Muestra comercial de fructanos de

agave.

ina (TLC)

En la figura 7 se observa una cromatoplaca de los fructanos extraídos de

agave azul (Tequilana weber). Se aprecia que en todos los casos, el patrón

cromatográfico de estas muestras (carriles 2 y 3) es similar al estándar de

hicoria (carril 1) y a una muestra comercial de fructanos de agave. Lo

anterior índica la presencia de fructanos en las muestras analizadas. No se

observo la presencia de otros carbohidratos en los extractos obtenidos en este

estudio ni en la muestra comercial de fructanos de agave.

1 2 3 4

Página 30 de 43

4.4.2. Identificación de fructanos en los extractos por medio de cromatografía

a de fructanos en los extractos deshidratados provenientes de

abla 6. Tiempos de retención de extractos deshidratados provenientes de agave

zul (Tequilana weber) y estándar de inulina de achicoria.

líquida de alta resolución (HPLC)

La presenci

agave azul (Tequilana weber) fue determinada utilizando un estándar de inulina de

achicoria.

Las condiciones cromatográficas utilizadas en este estudio no permiten

obtener información molecular detallada de las muestras analizadas, sin embargo

observando los datos de la tabla 6 se puede afirmar que los extractos estudiados

contienen fructanos.

Ta

Muestra** Tiempo de retención (minutos)*

Estándar de inulina de achicoria 6.31 ± 0.001

E1 (-18ºC - 8000 rpm) 6.33 ± 0.001

E2 (-18ºC - 5000 rpm) 6.34 ± 0.000

E3 (-18ºC - 2000 rpm) 6.34 ± 0.005

E4 (3ºC - 8000 rpm) 6.33 ± 0.011

E5 (3ºC - 5000 rpm) 6.34 ± 0.000

E6 (3ºC - 2000 rpm) 6.34 ± 0.005

E7 (25ºC - 8000 rpm) 6.34 ± 0.005

E8 (25ºC - 5000 rpm) 6.34 ± 0.001

E9 (25ºC - 2000 rpm) 6.34 ± 0.011

*El valor obtenido es la media de tres determinaciones ± l esviación estánd

E = Extracto. En cada extracto (1, 2, etc.) se específica la temperatura de precipitación y velocidad de centrifugación

ilizada

P por sus siglas en ingles). Para el

a d ar

**

ut

Con relación lo anterior, es sabido que la inulina es una mezcla heterogénea

compuesta de olígomeros y polímeros unidos por enlaces β (2-1), que poseen

distintos tamaños o grados de polimerización (D

Página 31 de 43

caso de la achicoria, el DP varía desde 2 hasta 60 o 65 unidades, y posee un DP

promedio de 12 (Roberfroid, 2005; Kays y Nottingham, 2008). Con respecto al

agav

pecies vegetales; sus resultados mostraron que en el agave azul

(Teq

iferencias estructurales mencionadas anteriormente entre la

inulina de achicoria utilizada como estándar y los fructanos de agave azul

provenientes de agave

zul (Tequilana weber) fue muy similar, indicando así la presencia de fructanos en

las muestras e

icados donde se utilizaron condiciones

cromatográficas similares a las de este estudio, en las cuales se reportaron

resultado a identificación y cuantificación de inulina. Por

ejemplo, Zuleta y Sambucceti, (2001) determinaron inulina en varios alimentos

utilizando, vil, columna de intercam minex-HPX-

87C) cale tector de índice de refr estándar se

utilizaron Dalia (Sigma Chemical Co.), y como materiales de

referencia aftiline HP y Raftiline ST (Orafti, Bélgica). Los

materiale investigadores poseen estructurales

marcadas, por ejemplo la inulina proveniente de Dalia posee un DP promedio de

7 a 29 unidades, la inulina comercial Raftiline HP y Raftiline ST poseen un DP

te. Los tiempos de retención

os entre estas diferentes muestras fueron los mismos, a pesar de las

iferencias estructurales antes mencionadas. Leite, (2001) y Cabezas et al.,

(200

e azul (Tequilana weber) López et al., (2003) encontraron que los fructanos

que componen a esta especie vegetal difieren en estructura y DP en comparación

a otras es

uilana weber) los fructanos son estructuras ramificadas unidas por enlaces β

(2-1) en su parte lineal y por enlaces β (2-6) en la parte ramificada. El DP de estas

biomoléculas varía de 3 a 29 unidades.

A pesar de las d

(Tequilana weber), en este estudio se observó que los tiempos de retención del

estándar con respecto al de los extractos deshidratados

a

studiadas.

Existen varios trabajos publ

s positivos en cuanto

agua como fase mó bio iónico (A

ntada a 85ºC y un de acción. Como

inulina proveniente de

inulina comercial R

s utilizados por estos diferencias

2

promedio de 25 y de 10 a 12 unidades respectivamen

obtenid

d

2) determinaron adecuadamente el contenido de inulina en achicoria

(Cichorium intybus) y en papa de Jerusálen (Helianthus tuberosus), utilizando

agua como fase móvil, columna de intercambio iónico calentada a 85ºC y un

Página 32 de 43

detector de índice de refracción. Bernal et al., (2005) cuantificaron inulina en

tubérculos de Dahlia imperialis utilizando condiciones cromatográficas similares a

las descritas anteriormente.

En la figura 8 se pueden observar los cromatogramas de los estándares

utilizados y de uno de los extractos deshidratados. Para el caso de estas

muestras, se observó la presencia de un solo pico bien definido, el cual como se

menciono anteriormente posee un tiempo de retención muy similar a la inulina de

achicoria. No se observo la presencia de glucosa ni fructosa en los extractos

estu

Versión 5.1, se realizaron los correspondientes análisis

de v

diados.

4.4.3. Porcentaje de fructanos en los extractos y rendimiento de extracción global

En esta sección del estudio, las dos variables respuesta evaluadas fueron el

porcentaje de fructanos y el rendimiento de extracción global. Por medio del

software STATGRAPHICS

arianza (ANDEVA) para cada una de las variables respuesta analizadas.

En lo que respecta al porcentaje de fructanos presentes en los extractos

(Tabla 7) se observa que este vario con respecto a las condiciones de extracción

utilizadas. La muestra E3 presento el mayor porcentaje de fructanos (70.9%),

mientras que el menor porcentaje (31.6%) se presento en la muestra E7.

A partir de los datos experimentales, se realizó una regresión lineal, que dio

como resultado la ecuación del modelo estadístico:

Y = 47.62 – 16.91*A – 0.28*B + 3.11*AA – 0.25*AB – 0.58 BB

Donde Y es la variable respuesta (porcentaje de fructanos), A es

temperatura de precipitación y B es velocidad de centrifugación.

El R2 obtenido en el ANDEVA (Tabla 8) para esta variable respuesta indica

que el modelo estadístico ajustado explica adecuadamente los datos

experimentales. El factor que tuvo un efecto estadísticamente significativo (P <

0.05) sobre el porcentaje de fructanos fue la temperatura de precipitación mientras

Página 33 de 43

que la velocidad de centrifugación no tuvo un efecto significativo sobre esta

variable respuesta.

Figura 8. Cromatogramas obtenidos por medio de HPLC. (a) Estándares de

a 1

2

3

b

carbohidratos: (1) inulina, (2) glucosa y (3) fructosa. (b) Extracto deshidratado de

fructanos provenientes de agave azul (Tequilana weber)

Página 34 de 43

Tabla 7. Porcentaje y rendimiento de extracción global de fructanos en extractos

eshidratados provenientes de agave azul (Tequilana weber).

Muestra** Fructanos* Rendimiento global de

d

(%) extracción (%)

E1 (-18ºC - 8000 rpm) 66.6 3.3

E2 (-18ºC - 5000 rpm) 64.3 4.4

E3 (-18ºC - 2000 rpm) 70.9 5.6

E4 (3ºC - 8000 rpm) 48.3 1.5

E5 (3ºC - 5000 rpm) 53.0 2.0

E6 (3ºC - 2000 rpm) 40.4 3.1

E7 (25ºC - 8000 rpm) 31.6 1.5

E8 (25ºC - 5000 rpm) 31.8 2.4

E9 (25ºC - 2000 rpm) 36.9 4.0 *E**

l valor obtenido es la media de tres determinaciones Las abreviaciones utilizadas para los extractos son las mismas que las presentadas en la tabla 6.

al

tybus) y observaron que conforme la temperatura de precipitación disminuía la

concentración de sólidos solubles (ºBrix) en los precipitados era mayor, así como

también aumentaba la cantidad de precipitado obtenida. Tomando en cuenta que

No se observaron interacciones significativas de los factores en el

porcentaje de extracción de fructanos.

A partir de la ecuación del modelo estadístico, se generó una gráfica de

superficie de respuesta (Figura 9a), la cual indica el comportamiento de la variable

respuesta con respecto a los factores estudiados. En esta figura, se observa

claramente que a menor temperatura de precipitación, el porcentaje de fructanos

en los extractos es mayor. Tomando en cuenta lo anterior, en este estudio se vio

favorecida la precipitación de fructanos a baja temperatura, lo cual concuerda con

lo publicado por varios autores, que mencionan que fructanos tales como la inulina

son insolubles a bajas temperaturas (Silva, 1996 y Faqui y Wang, 2001). Leite et

., (2006) realizaron un estudio donde precipitaron inulina de achicoria (Cichorium

in

Página 35 de 43

los fructanos contenidos en el agave azul (Tequilana weber) son una mezcla

dispersa de oligosacáridos y polisacáridos de distintos grados de polimerización

(DP), se podría pensar que en los extractos deshidratados se encuentran en

ayor proporción los fructanos de mayor DP que lograron precipitar a bajas

Tabla 8. Resumen del Análisis de Varianza (ANDEVA) realizado sobre las

v fructanos y iento global de extracc

% fructan 2 = 0.93 Rendimie lobal de

extracción (%), R2 = 0.98

m

temperaturas, mientras que los de menor DP permanecieron más solubles en el

proceso de precipitación.

ariables respuestas % de rendim ión.

os, R nto gFactor

Valor P Valor P

A: Temperatura de

precipitación

0.0072 0.0046

B: Velocidad de

centrifugación

0.9190 0.0028

AA 0.5360 0.0072

.7500

B 0.9040 0.3340

AB 0.9420 0

B

to de extracción global, el cual fue la otra

variab

En lo que respecta al rendimien

le respuesta estudiada, las muestras E4 y E7 presentaron el menor

rendimiento (1.5%), mientras que la muestra E3 registro el mayor (5.6%).

Para este caso, también fue generada la ecuación del modelo estadístico:

Y = 2.04 – 0.9*A – 1.06*B + 1.33*AA – 0.05*AB + 0.23 BB

Donde Y es la variable respuesta, A es temperatura de precipitación y B es

velocidad de centrifugación.

Página 36 de 43

Figuracorrespondiente a las variables respuesta analizadas. (a) Porcentaje de fructanos.

(b) RePara Tp, y 1 equivalen a -18ºC, 3ºC y 25ºC respectivamente.

Para Vc -1, 0 y 1 equivalen a 2000, 5000 y 8000 rpm respectivamente.

a

9. Gráficos de superficie de respuesta resultantes del modelo estadístico

ndimiento global de extracción. -1, 0

Ts (ºC)Vc (rpm)0 1 -1

0% fr

ucta

nos

-1

132

42

52

62

72

Tp (ºC)Tp (ºC)

Ts (ºC)Vc (rpm)

R

1endi

)

-1 0 -100

123

b

mie

nto

glob

al

456

(%

1

Tp (ºC)Tp (ºC)

Página 37 de 43

estra un resumen del ANDEVA realizado para el

rendimiento de extracción global. El R2 obtenido indica que el modelo estadístico

justado explica correctamente los datos experimentales. Los dos factores

resentaron un efecto estadísticamente significativo (P < 0.05) sobre el

ndimiento de extracción global. Se observo una interacción significativa en el

ctor A.

Se genero una gráfica de superficie de respuesta (Figura 9b) para el

ndimiento de extracción global, observándose que a temperaturas bajas de

recipitación, el rendimiento de extracción global es mayor. En lo referente a la

elocidad de centrifugación conforme esta disminuye se aprecia que el

ndimiento de extracción global es mayor.

Bajo las condiciones de este estudio, los rendimientos de extracción global

btenidos son bajos, por ía pensar que el proceso de separación

tilizado no es viable desde un punto de vista comercial. Este comportamiento se

udo deber a que en la etapa de precipitación y de centrifugación del proceso de

eparación utilizado (Figura 1), los sobrenadantes descartados poseían una

rovocando entonces rendimientos globales de extracción bajos.

Hearn y Anspach, (1990) explican que el rendimiento global de un proceso

e purificación esta en función del número de pasos de separación o purificación;

mayor número de pasos, el rendimiento global de extracción disminuye. En

lación a lo anterior, los rendimientos de extracción globales obtenidos en este

studio probablemente podrían ser mejorados al modificar el proceso de

eparación utilizado.

En la tabla 8 se mu

a

estudiados (Temperatura de precipitación y velocidad de centrifugación)

p

re

fa

re

p

v

re

o lo que se podr

u

p

s

cantidad importante de fructanos de bajo DP que no alcanzaron a precipitar,

p

d

a

re

e

s

Página 38 de 43

5. Conclusiones y Recomendaciones Bajo las condiciones de este estudio se concluye lo siguiente:

• Los factores que afectaron significativamente (P < 0.05) el % de

caliente fueron la temperatura de

extracción y la relación agua-sólido

• Se determinaron las condiciones óptimas de extracción de fructanos de

Los extractos deshidratados fueron adecuadamente identificados por

influyo significativamente en el

ayor porcentaje

e obtención de fructanos, con la finalidad de observar si el

rendimiento de extracción global aumenta.

extracción de fructanos en agua

agave azul (Tequilana weber) en agua caliente, las cuales fueron:

temperatura de extracción: 77.67°C, relación agua-sólido: 5.49 (mL/g) y

tiempo de extracción: 1.36 horas. Bajo estas condiciones, el porcentaje

de extracción de fructanos fue del 26.08%

• Se logró obtener un deshidratado de fructanos utilizando como materia

prima al agave azul (Tequilana weber)

medio de cromatografía de capa fina y cromatografía líquida de alta

resolución, observando que el patrón cromatografico de los extractos

es muy similar a un estándar de inulina de achicoria.

• Se determino que el factor que

porcentaje de fructanos presentes en los extractos deshidratados fue la

temperatura de precipitación, observándose que mientras esta es

menor, el porcentaje de fructanos presente en los extractos es mayor.

• La temperatura de precipitación y la velocidad de centrifugación

tuvieron un efecto significativo sobre el rendimiento global de

extracción de fructanos.

• El tratamiento de extracción en el que se obtuvo un m

de fructanos y un mayor rendimiento global de extracción fue utilizando

una temperatura de precipitación de -18ºC y velocidad de

centrifugación de 2000 rpm.

• Los rendimientos de extracción global obtenidos en este estudio fueron

bajos, por lo que se recomienda disminuir los pasos de separación del

proceso d

Página 39 de 43

• Se recomienda implementar una técnica de separación cromatografica

que permita separar a los fructanos del agave en sus distintos grados

de polimerización (DP) con la finalidad de determinar la presencia de

estos compuestos durante las distintas etapas del proceso de

ado como una

6. Agrad

Al Con

Estad

proyec

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o de Sinaloa por el apoyo financiero brindado para la realización de este

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