Transformación en la Producción Agrícola: Sus Perspectivas y Aplicaciones

Cristhian Carrasco Villanueva, Ph.D.

Instituto de Investigación y Desarrollo de Procesos Químicos (IIDEPROQ)Facultad de Ingeniería

29 - Septiembre - 2015

“Buscar tecnologías mas amigables con la Madre Tierra en base a la utilización de

materias primas renovables”

Agenda Patriótica - 2025Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (2013)

El Calentamiento Global

Cambio en la longitud y superficie de 10 glaciares de los Andes (América del Sur)

Fuente: Vuille et al., Earth-Science Reviews (2008)

Ecuador

Peru

Bolivia

En La Paz, el suministro de agua esta entre el 15 y 27% (dependiendo de la estación), proveniente de los glaciares.

Science Journal, 2007

Cambio Climático

¿Cómo afectaría el cambio climático a la transformación agrícola en el Altiplano Boliviano?

La Chuñificación: estudios de la producción de chuño a gran escala

Bolivia se caracteriza por una amplia variedad de rizomas y tubérculos andinos siendo que estos pueden ser considerados una buena fuente de alimentos activos en particular con alto contenido de fibra resistente y dietética. Uno de los productos más importante de los cultivos andinos de Bolivia es la papa, tubérculo que se produce en siete departamentos del país con más de 3 mil variedades 1, siendo La Paz el departamento de mayor producción.

1 Zeballos H., Aspectos Económicos de la Producción de Papa en Bolivia. s.l. : COSUDE

Crecimiento libre de cristales de hielo en agua, sub-enfriamiento creciente de izquierda a derecha

Dentro de este contexto es importante abordar y desarrollar la investigación identificándose la transformación del almidón y sus efectos asociados al desarrollo de modelos matemáticos en la producción de chuño (tradicional y sintético).

Metabolismo Enzimas

Chuño tradicional

Almidón Resistente

Efecto del UV-A o UV-

BPapa Genómica

Escalamiento Chuño sintéticoModelo Matemático

Resultados Preliminares - Chuñificación

Paredes et al., (2013), Revista Boliviana de Química 30, 1, 1-4TS (Total almidón); RDS (almidón de rápida digestión); SDS (almidón de lenta digestión); RS (almidón resistente)

Proceso de Fusión. Aquino et al., (2013), Proyecto IDH 2012-2013

o

fd

sold

owdf C

CC

k

HCDTT

fusión

Lo

LD

Ld XXx t

S

XK Lo

LcL

ALMIDON

GLUCOSA

COCCION

Amiloglucosidasa

ALMIDON

GLUCOSA

COCCION

Amiloglucosidasa

Bolivia se detectan a diario más de 160 casos nuevos de diabetes en la población de 20 a 65 años esto debido principalmente a malos hábitos alimenticios, obesidad y sobrepeso (Ministerio de Salud).

Resultados Preliminares - Chuñificación

Paredes et al., (2013), Revista Boliviana de Química 30, 1, 1-4TS (Total almidón); RDS (almidón de rápida digestión); SDS (almidón de lenta digestión); RS (almidón resistente)

Proceso de Fusión. Aquino et al., (2013), Proyecto IDH 2012-2013

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Resultados Preliminares - Chuñificación

Paredes et al., (2013), Revista Boliviana de Química 30, 1, 1-4TS (Total almidón); RDS (almidón de rápida digestión); SDS (almidón de lenta digestión); RS (almidón resistente)

Proceso de Fusión. Aquino et al., (2013), Proyecto IDH 2012-2013

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Proceso de Fusión. Aquino et al., (2013), Proyecto IDH 2012-2013

Estrategias de mutación radio-inducida en la quinuaResiduos de Quinua (quinoa stover)

Tallos y hojas Mojuelohojas

tallos

granos

Componentes de la Quinua

60%

30%

8% 2%

grains

stalks

leaves

saponins The principales productores de quinua en el mundo son Bolivia y Perú (79 425 ton en el 2011)

Fuente: Carrasco C, Ph.D. thesis (2013)

17

QUINUAPRODUCCION DE QUINUA EN BOLIVIA

Actualidad 61 182 ton/año60% Quinua Real

30% Tallos de Quinua (18 354 Ton)

Existen 62 Plantas Beneficiadoras

16% Artesanales

27% Semi-industriales

57% Industriales

35% de las plantasse encuentran en Oruro

- Higher yielding- Disease-resistance- Well-adapted- Better nutrition

Mutant cultivars

Crop improvement by mutation techniques

no mutation

negative mutation

Optimización de bioprocesos – plataformas – PHBs, PHAs y otros biopolímeros

IIDEPROQIIFBIIF(UMSA)CBT(UMSS)

Sub-productos metabólicos

Precursormetabolitos

BuildingblocksSubstratos

Transporte

Substratos

Macromoléculas

Reacciones Fueling

Reacciones Biosintéticas

ReaccionesPolimerización

Proteínas

Secreción

Transporte

Reacciones Formación

Biomasa(more células)

1. MutagénesisCGM

3. Optimización y Escalamiento - Bioprocesos

4. Plataforma - Bioprocesos PHBs

Copyright: Alvarez MT, Carrasco C, Quillaguamán J, (2012)

2. Ingenierías Genética y Metabólica

5. Downstream PHBs

Soporte Científico y Económico

Lund University, SueciaDpto. Biotecnología, LUDpto. Ingeniería Química, LU

Pernambuco University, Brasil

Ingeniería Química, Ambiental y Alimentos y el Instituto de Investigación y Desarrollo de Procesos Químicos, UMSA

Instituto de Investigaciones Fármaco Bioquímicas, UMSA

Centro de Biotecnología, UMSS

Instituto de Investigaciones Físicas, UMSA

Beijing Forestry University, China

Instituto de Investigaciones en Productos Naturales, UMSA Proyectos IDH, 2012, 2014

Proyectos ASDI, 2008-2015

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Instituto Boliviano de Ciencia y Tecnología Nuclear, IBTEN

Gracias por su atención