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Reunión Regional de las Redes Panamericanas de Inspección, Control de
Calidad, y Tecnología de Productos Pesqueros
FAO - INFOPESCA
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA LA UTILIZACIÓN DE SUBPRODUCTOS DE LA
INDUSTRIA PESQUERA: Generación de Productos de Valor Agregado
27 de Noviembre al 1 de Diciembre del 2006Punta del Este, URUGUAY
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Concentrado enzimático a partir de vísceras de sardina Monterey (Sardinopssagax caerulea) para el tratamiento del
agua de cola
Valdez-Hurtado, S., Castillo-Yañez, F.J., Pacheco-Aguilar, R.
Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.CHermosillo, Sonora. México.
3
Captura y destino de la sardina
CONAPESCA, 2004
Mile
s de
Ton
elad
as
2000 2001 2002 20030
100
200
300
400
Años
Congelado 7.5%
Enlatado 30%
Harina de pescado 62.5%
4
Producción de harina de pescado y AC
62.5% 30 %246,330 t 118,238 t
394,128 t sardina
Sólidos (9%) 13,302 tProteína (5.6%) 8,277 tGrasa (0.6%) 887 tCeniza (1.8 %) 2,660 t
60% AC
147,798 t Sub-Secretaría de Pesca de Sonora, 2003Almas, K. (1985). Destilation. 53:167-180
del Valle, J. (1991) J. Sci. Food Agric. 54:429-441
5
Descripción del Agua de Cola (AC)
Proviene de la centrifugación del licor de prensa decantado de los peces
Humedad 92%, Sólidos totales 8-10% (Proteína, Grasa y Cenizas)
Comportamiento no newtoniano (6 a 44 % de sólidos totales)
Fuente de vitamina hidrosolubles (B12, riboflavina, niacina y ácido pantoténico)
Emulsión aceite en agua
Color café, aspecto lechoso, pH aproximado 6.5Ziemba, J. (1958). Chem. Engr. 57: 133.
Bechtel, P. J. (2005). Journal of Agriculture and Food Product Technology. 14(2): 25-38.Irlanda-Francis, G. G. (2002). Dir. Gral. Medio informativo. Universidad de Sonora
Afonso, M. D. & Borquez, R. (2002). Desalination 151: 131-138.Afonso, M. D. & Borquez, R. (2002). Desalination 142: 29-45.
Castillo, P. et al (1987). J. Environ. Sci. Health., Part B22 4: 471-489.
6
Diagrama de flujo en la elaboración de HP
AC
7
Producción industrial de harina de pescado y generación de AC
*propuesta de adición de la operación unitaria para la generación de agua de cola centrifugada (ACC)
*
8
Concentrados Enzimáticos Comerciales
Novozym FM 2.0 L (14 USD/kg)
Protex 6L (25 USD/kg)
Dresenzyme (23 USD/kg)
Jacobsen, F. (1984). Meeting of the Scientific Committee of the Int. Ass. of Fish Meal Manufacturers, LondonAn, H. & Visessanguan, W. (2000). B. K. New York, NY, Marcel Dekker, Inc.
Simpson B. K. & Haard, N. F (1987). J. Agric. Food Chem. 35:652-656Gildberg, A. (1993). Process Biochem. 28: 1-15.
Castillo-Yañez, F. J. et al. (2004). Food Chemistry 85: 343–350.Castillo-Yáñez, F. J. et al (2005). Comp. Biochem. Physiol. B. 140(1): 91–98.
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Análisis de los Concentrados enzimáticos
vs.
Extracto crudo de vísceras de sardinasMartinez, A. & Serra, J. L. (1989). Com. Biochem. Phys. B: 93B(1): 61-66.
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Concentración de proteína y actividad proteasa de los concentrados comercial
(D) y extracto crudo (V)
D VConcentración de Proteína (mg/mL) 0.28 1.9Actividad Proteasa (UA/mg) 0.65 0.36
CV ≤ 5%
11
Actividad colagenasa de los concentrados enzimáticos
Concentrado Hyp/g/minD + Colágeno 0.022V + Colágeno 0.0102
CV ≤ 5%
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Tratamiento enzimático y su efecto en la viscosidad
Sardina Crinuda
AC vs ACC 29.1
AC vs ACD 73.4
AC vs ACV 59.8
ACC vs ACCD 19.4
ACC vs ACCV 73.5 31.8ACC vs ACCV
13.6ACC vs ACCD
8.0AC vs ACV
22.0AC vs ACD
62.4AC vs ACC
Sardina Monterey
p ≤ 0.05
n=3
13
Tratamiento enzimático y grado de hidrólisis
ACD
ACV
ACCD
ACCV
SMSC0
10203040506070
a
bc
d
AA
B
C
17.4%ACCV > ACCD
(1.3 %)ACD = ACV
Sardina Monterey
Gra
do d
e hi
dról
isis
(%
)
p ≤ 0.05
n=3Sardina Crinuda
ACD > ACV 16.1%
ACCV > ACCD 57.1%
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Correlación entre grado de hidrólisis y viscosidad
SC
SMACV
ACD
ACCDACCV
ACV
ACCDACD
ACCV
5
Visc
osid
ad a
pare
nte
(Pa·
s) x
103
4
3
2
1
00 10 20 30 40 50 60 70
Grado de hidrólisis (%)
15
Efecto de los tratamientos experimentales sobre la viscosidad del AC
S. crinuda AC 100.0%
ACC 70.8%
ACCD 57.2%
ACV 40.2%
ACD 26.6%
ACCV 18.8%
S. Monterey AC 100.0%
ACV 92.0%
ACD 78.2%
ACC 37.7%
ACCD 32.5%
ACCV 25.6%
16
SDS-PAGE 10% de AC de sardina crinuda con enzima comercial y extracto crudo de vísceras
de s. Monterey
kDa
200
116
97
66
45
31
MPM D5 D20 V5 V20 C D10 D40 V10 V40
17
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5ACACCACDACVACCDACCV
Den
sida
d óp
tica
(nm
)Efecto de los concentrados enzimáticos sobre el
perfil proteico en AC y ACC de sardina crinuda en 40 min de reacción
MPM
200 116 97 66 45 31 kDa
18
ACCD
ACACCACDACV
ACCV
en 40 min de reacción
Efecto de los concentrados enzimáticos sobre el perfil proteico en AC y ACC de sardina Monterey
1.0
Den
sida
d óp
tica
(nm
)
0.8
0.6MPM
0.4
0.2
0.0
200 116 97 66 45 31 kDa
19
Producción de harina de pescado y AC
394,128 t sardina
30% (118,238 t)
5-10 % en peso (vísceras)
5,912-11,824 t. de vísceras
286,615 – 566,154 USD
20
Remoción de contaminantes básicos y evaluación química-funcional de sólidos
recuperados de agua de cola de la industria harinera tratada por
centrifugación y cambios de pH
García-Sifuentes, C. O. & Pacheco-Aguilar, R.
Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.C
21
Balance de materia en una planta reductora de anchoveta. Asumiendo 100% de eficiencia
http://www.cepis.org.pe/muwww/fulltext/epa/pcsi/pcsfig14.html
22
Muestreo
Agua de Cola (AC)
Centrifugación
23
Agua de cola centrifugada (ACC)
TratamientoCentrifugación
24
Estudios Preliminares
ACCAC
pH alcalino
25
26
Estudios Preliminares
27
Composición del AC y ACC
0.91 ± 0.929.5 ± 6.760.3 ± 7.45.4 ± 0.7ACC14.3 ± 8.420.6 ± 4.654.2 ± 10.59.5 ± 2.75.8 ± 0.3AC
Grasa(%)
Ceniza(%)
Proteína(%)
Sólidos totales
(%)pHMuestra
28
Diagrama de Tratamiento con Incorporación de UF
∅
Adición de TCA 10 %Y HCl 5N
∅
ACC SED14300 g12.5 min a 20°C
FI FS14300 g12.5 min a 20°C
Adición de NaOH 5N
∅FI FS
14300 g12.5 min a 20°C
UF 1 kDa**
**ACC 6 ml/min 1.2 bar
AC
29
Remoción de Componentes
89.696.699-3.458TCA pH 1.5-NaOH pH 8.5 UF 5kDa
90.299994.278TCA pH 1.5-NaOH pH 8.5 UF 1kDa
628199-1443TCA pH 1.5-NaOH pH 8.5*
88.79999-13.155HCl pH 2.5-NaOH pH 8.5 UF 1kDa
86.596.699-15.448HCl pH 2.5-NaOH pH 8.5 UF 5kDa
668199-2138HCl pH 2.5-NaOH pH 8.5*
DQO(%)
DBO5(%)
Grasa(%)
Ceniza(%)
Proteína(%)Muestra
Mameri y col.1996. UF remoción DBO5 78%Miller y col. 2001. BAF-70-80%
*n=4
30
Niveles de DBO5, DQO y T en FS de AC tratada
97.664341676TCA pH 1.5-NaOH pH 8.5 UF 5kDa
98.110484456TCA pH 1.5-NaOH pH 8.5 UF 1kDa
93.3348375383TCA pH 1.5-NaOH pH 8.5*
98.512037471HCl pH 2.5-NaOH pH 8.5 UF 1kDa
97.8187111688HCl pH 2.5-NaOH pH 8.5 UF 5kDa
82.8392374934HCl pH 2.5-NaOH pH 8.5*
18579927000ACC*
0.114667243510AC*
T (%)
DQO(mg/LO2)
DBO5(mg/LO2)
Muestra
NTE- CCA- 028/90; DBO5: 200- 400; DQO: 200- 480*n=4
31
Presencia de N total y N-BVT
456
5021 ±3380
352 ±45
DBO5
(mg/LO2)
3.56
14.2 ±5.4
5 ±2
BVT (mgN/100g)
0.22TCA-NaOH UF 1kDa
0.57 ±0.1TCA-NaOH**
0.08 ±0.01
Nitrógeno (%)
Agua condensador**
Muestra
**Media de 4 muestreos
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Impacto económico en la recuperación de sólidos (toneladas)
$ 7/kilo ($ 7,000/t) calidad PREMIUM$ 6/kilo ($ 6,000/t) calidad estándar
Agua de cola
Sólidos totales
Harina de Pescado
Premium($ X 106)
Guaymas 120,000 10,800 +10,656 +74.6
Yavaros 26,000 2,340 +2,309 +16.2
146,000 13,140 +12,965 +90.8http://www.funcionpublica.gob.mx/index1.html
López-Ríos, O. & Miguel, L.-A. (2001). Salud Pública de México 43(4): 289-305 Irlanda-Francis, G. G. (2002). Dir. Gral. Medio informativo. Universidad de Sonora
33
34
ÍÍndice ndice hepatosomhepatosomááticotico de las especies muestreadasde las especies muestreadas
8.38
6.63
10.08
5.25
0 2 4 6 8 10 12
Arenera
Mariposa
Tecolote
Jaqueton
% (g de hígado/100g de peso total)
35
371 TM
176 TM = $15,840,000
36
ColoraciColoracióón del aceite de raya mariposa y areneran del aceite de raya mariposa y arenera
mariposa arenera
37
Contenido de triglicContenido de triglicééridos del aceite de ridos del aceite de elasmobranquioselasmobranquios
750
mg/
g de
ace
ite 500
250
0
Arenera
Maripo
sa
Tecolo
te
Jaqu
eton
38
Composición de ácidos grasos del aceiteComposición de ácidos grasos del aceite
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
C14:0
C16:0
C16:1
C18:0
C18:1
C18:2
C18:3
C18:4
C20:1
C20:4
C20:5
C22:6
ácidos grasos
g/10
0g
Mariposa Arenera Tecolote Jaqueton
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Clases de lClases de líípidos minoritarias del aceitepidos minoritarias del aceite
0.0
50.0
100.0
150.0
mg/
g de
ace
ite
EE EDAG EL LP
Arenera
Mariposa
Tecolote
Jaqueton
EE; ésteres de esterol, EDAG; éteres de diacil glicéridos, EL; esteroles libres, LP; lípidos polares
40
Incidencia en la resistencia a la oxidaciIncidencia en la resistencia a la oxidacióón del aceite, de los n del aceite, de los antioxidantes naturales y su grado de antioxidantes naturales y su grado de insaturaciinsaturacióónn
0
0.5
1
1.5
2
2.5
RS-1 RS-2 RS-3 RS-4 RS-5 RS-6 RS-7 RS-8
RANCIMAT
CAROT
TOCOFEROL
YODOcd bcdbc bc bda
eab acd e e de
bc
f
bd c
e f g
a
cd
e c ef de f d e a
Log
41
Resistencia a la oxidaciResistencia a la oxidacióón del aceiten del aceitede raya (de raya (RancimatRancimat))
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T-8
T-7
T-6
T-5
T-4
T-3
T-2
T-1
AA
AHM
AS
espe
cie
horas
Nota. AA, aceite de arenque; AHM, aceite de hígado de merluza; AS, aceite de sardina
(Méndez,E.; Sanhueza,J.; Speisky, H.; Valenzuela, A.1996. JAOCS (73), 1033- 37 ). T- 1.....T- 8, tecolote)
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Caracterización Funcional de la Quitina y Quitosano
Esquema: Producto Intermedio
MolinoComitrol (malla #180)
Cabeza de Camarón azulPenaeus stylirostris32.4% peso total
Centrifugado
Cabeza lavada(Cz ml) Líquido residual
(LR)
Cabeza molida
+