Espacios. Vol. 36 (N 13) Ao 2015. Pg. 13Estudio preliminar de vigilancia tecnolgica de emulsificantes usados en chocolateraPreliminary study of technological surveillance emulsifiers used in ChocolateJimena RIOS Rivera 1, Carlos Eduardo ORREGO Alzate 2, Johnny Alexander TAMAYO Arias 3Recibido: 21/03/15 Aprobado: 25/05/2015

Contenido1. Introduccin2. Metodologa3. Resultados4. Discusin5. ConclusionesReferencias

RESUMEN:Mediante informacin bibliomtrica derivada de artculos y patentes publicadas entre 2001-2013 se realiz un estudio de vigilancia tecnolgica sobre emulsificantes para chocolatera con nfasis en mono-diglicridos y el poliricinoleato de glicerol (PGPR). Se encontraron investigadores, inventores, empresas y pases lderes as como tendencias en investigacin y patentamiento sobre uso y fabricacin. La lecitina fue el emulsificante dominante, seguida por los mono-digliceridos y el PGPR. Los procesos de fabricacin estn migrando hacia los basados en catlisis enzimtica, que fueron analizados someramente. Con base en esta informacin se hicieron algunas recomendaciones sobre la posibilidad de establecer produccin de emulsificantes en Colombia. Palabras claves: Vigilancia Tecnolgica, Emulsificantes, Chocolatera. ABSTRACT:It was made a study of technological surveillance in emulsifiers for chocolate confectionery by using bibliographic information from published articles and patents during 2001-2013, with emphasis in mono-diglycerides and polyglycerol polyricinoleate (PGPR). There were noticed leading researchers, inventors, companies and countries together with research and patenting trends on manufacture and use of emulsifiers. Lecithin was the dominant emulsifier followed by mono-dyglycerides and PGPR. Manufacture processes are migrating to enzyme catalysis based and some of them were analyzed briefly. Based on this information, there were made some recommendations about a potential emulsifier manufacture installation. Keywords: Technological surveillance, Emulsifiers, Chocolate confectionery.

1. IntroduccinEn los alimentos transformados los emulsionantes o emulsificantes se utilizan para mantener o mejorar la calidad nutricional, preservar la calidad del producto y su frescura, ayudar en el tratamiento o la preparacin de alimentos, hacer los productos ms apetecibles, aumentar el volumen en la aireacin, para reducir la pegajosidad, mejorar la consistencia, mejorar la textura y al mismo tiempo dar estabilidad, adems de mejoran la palatabilidad (Suman et. al. 2009).Los emulsionantes hacen parte de un segmento creciente en el mercado de ingredientes, en parte debido que pueden sustituir los lpidos en formulaciones alimenticias, con un menor aporte calrico (Parker, 2008). Buena parte de los emulsificantes alimentarios se fabrican a partir de materias primas o derivados de oleaginosas tales como aceites vegetales, fosfolpidos, glicerol y lecitinas. En la industria chocolatera se emplean como modificadores de la viscosidad para mejorar las propiedades de moldeo del chocolate fundido, controlar el bloom de la grasa, mejorar la textura, el color de la superficie y las cualidades sensoriales de chocolates (Raoufi et. al. 2012; Soukoulis et. al. 2010). En los productos derivados del chocolate, los principales emulsificantes son la lecitina (E-322), los mono y di-glicridos y sus derivados (E-471), los lactilatos de estearoilo - AMP (E-422), el triestestearato de sorbitan (E-492), el polirricinoleato de poliglicerol - PGPR (E-476) y otros steres de poliglicerol (PGE) (Hasenhuettl, 2008; Whitehurst, 2004). Los clasificados como E471 y E476 son producidos a partir de materias primas que se pueden obtener como subproductos de la cadena de oleaginosas como el aceite de palma y la glicerina. La lecitina comercial es una mezcla compleja que contiene principalmente fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina y fosfatidilinositol acompaados con cidos grasos libres (ms del 30%). En chocolates se usa para manipular su reologa y para controlar el bloom de las grasas. El poliricinoleato de poliglicerol (PGPR) es un emulsificante hidrofbico y tambin es un controlador de reologa. El triestearato de sorbitan se considera un modificador de la estructura cristalina de las grasas y se usa principalmente como aditivo para coberturas de chocolate con el fin de controlar el bloom (Bastida, 2013)El gobierno de Colombia ha puesto en marcha un conjunto de instrumentos y polticas que han estimulado el cultivo de la palma aceitera para usos alimenticios y como materia prima de biocombustibles. En 2013 este pas fue el cuarto productor mundial de aceite de palma (AP) despus Indonesia, Malasia, Tailandia y Nigeria (IndexMundi, 2014). Con una superficie cultivada de 452.435 Ha, en Colombia se produjeron un poco mas de 900.000 toneladas de aceite crudo de palma, con una generacin aproximada de 150.000 empleos directos (Fedepalma, 2013). Un poco ms de la mitad del AP se usa como materia prima en la produccin de biodiesel lo que ha incrementado de manera importante la oferta de glicerina- subproducto de su fabricacin- en el pas. El resto de la oferta de AP se usa en el sector de alimentos luego de procesos simples de refinacin. El exceso de glicerina y las expectativas de una mayor produccin futura hacen urgente la bsqueda de productos que den valor agregado a estas materias primas, con el fin de incrementar la sostenibilidad de la cadena de oleaginosas colombiana. En este contexto los emulsificantes derivados del AP, resultan ser una opcin atractiva para se propsito. La vigilancia tecnolgica es una herramienta que permite direccionar los esfuerzos de investigacin, con el fin de aprovechar los recursos en el desarrollo de nuevas tecnologas que contribuyan a las necesidades del mercado asertivamente, ya que permite conocer tendencias de investigacin e invencin en diferentes reas (Bastida, 2013; Vargas et. al. 2006; Jukes, 2013).Se han realizado estudios de vigilancia tecnolgica para la cadena productiva del cacao (Fonseca R. et. al. 2011) y para la de oleaginosas, grasas y aceites en Colombia con nfasis en olena roja (Montoya et. al. 2009). A diferencia de los trabajos mencionados el presente estudio se focaliza en las tendencias tecnolgicas de produccin y uso de emulsificantes en la industria chocolatera que puedan ser elaborados a partir de productos y subproductos de la cadena de AP Colombiana. Inicialmente se identific la dinmica de la produccin de artculos cientficos y de patentes en el mbito de los emulsificantes derivados de grasa naturales y/o glicerol, con aplicacin en la industria chocolatera, empleando bases de datos y software de acceso gratuitos. Con el anlisis de esta informacin se aportaron elementos de juicio para establecer las tendencias de investigacin en cuanto a evolucin de publicaciones, investigadores e instituciones lideres, pases principales, entre otros aspectos para finalmente identificar, en una primera aproximacin, algunas condiciones para la viabilidad de producir emulsificantes a partir de AP y/o glicerina como materias primas principales.2. MetodologaPara esta investigacin se hizo una bsqueda sistemtica de la informacin de artculoy patentes seleccionados de acuerdo a una cuidadosa seleccin de palabras claves con ecuaciones de bsqueda conformada por operadores Booleanos (Rivas R. et. al. 2012).2.1. Bsqueda sistemtica de artculos y patentesPara la recopilacin de documentos relevantes en cuanto a publicaciones y patentes, se seleccionaron las bases de datos ScienceDirect, SpringerLink, Wiley, Scopus, ISI Web of Knowledge y Patentscope WIPO. Para la identificacin de las tendencias en investigacin se utilizaron como palabras clave los nombres de los emulsificantes ms usados en chocolatera (lneas 1 al 6 de la Tabla 1), complementados con tres palabras adicionales que restringieran su aplicacin a chocolatera (segunda columna, Tabla 1). La combinacin de estas palabras clave constituyen el conjunto de ecuaciones de bsqueda utilizadas para la evaluacin de las tendencias de investigacin e invencin.Bsqueda (B)Palabra clave relacionada con emulsificantePalabra clave relacionada con chocolate

1lecithin* OR phospholipid* OR ammonium phosphateschocolate OR cocoa OR "theobroma cacao"

2monoolein* OR monoglyceride*

3diglyceri*

4"sorbitan tri*"

5"polyglycerol polyricinoleate" OR "pgpr"

6emulsi* OR "emulsifying agent"

Tabla 1. Palabras claves utilizadas en la bsqueda de artculos en las bases de datos ScienceDirect y Patentscope WIPO.La bsqueda fue restringida para un periodo de tiempo comprendido entre Enero 1 de 2001 a Diciembre 31 de 2013 y cada ecuacin se aplic en todo el texto de las publicaciones. Para las patentes en Patentscope -WIPO se delimit la bsqueda especficamente a 6 grupos de la Clasificacin Internacional de Patentes (CIP), dentro de la seccin A "Necesidades Humanas" y la clase 23 "alimentos o productos alimenticios", es decir, a las subcategoras CIP A23G "Cacao; Productos de cacao", A23L "Alimentos y productos alimenticios" y A23V "Composicin de alimentos".A manera de ejemplo, la ecuacin de bsqueda correspondiente a la lnea 1 de la Tabla 1 fue: (lecithin* OR phospholipid* OR ammonium phosphates) AND (chocolate OR cocoa OR "theobroma cacao") El conjunto de informacin obtenida aplicando los criterios presentados en la Tabla 1 respecto de las publicaciones requiri de la eliminacin de los registros que, o bien estaban duplicados (ya que se usaron varias bases de datos de publicaciones) o correspondian a artculos cortos, de revisin, captulos de libro y ponencias, material que se quera excluir pues se consider que no representaba resultados completos de investigacin. Hecha esta primera depuracin se hizo un segunda seleccin para garantizar que los artculos efectivamente estuvieran relacionados con formas de uso o metodologas de fabricacin de aquellos emulsificantes que pueden ser fabricados a partir de AP y glicerina (renglones o bsquedas 2, 3 y 5 de la Tabla 1). Para el caso de los resultados relativos a las patentes solamente se aplic el ltimo criterio de depuracin descrito para las publicaciones (renglones o bsquedas 2, 3 y 5 de la Tabla 1) ya que fue usada solo una base de datos.2.2. Vigilancia tecnolgica La informacin depurada correspondiente a las bsquedas B2, B3 y B5 se utiliz para identificar revistas, investigadores lderes y pases de mayor relevancia para el caso de los artculos e inventores, empresas lderes, pases y subcategoras para las patentes. Del anlisis detallado de artculos y patentes, complementado con otras fuentes de informacin tcnica, se hizo una aproximacin especializada a las tecnologas de manufactura de los emulsificantes de inters.2.3. Vigilancia del entornoEl entorno competitivo se analiz con base en dos estudios de mercado sobre emulsificantes (MarketsandMarkets, 2014; Newswire, 2014). De las empresas reportadas all se individualizaron las que comercializan, fabrican, formulan o estabilizan emulsificantes basados en mono, diglicridos y PGPR a nivel mundial. Seguidamente, se visitaron las pginas web de este grupo de empresas para, con base en la informacin que all se ofreca, establecer su tipologa entre fabricante, formulador o comercializador (o mixta), verificar si eran detentoras de patentes de emulsificantes y, cuando fue posible, identificar la tecnologa de manufactura que utilizan.Tambin mediante una bsqueda en la web se encontraron los fabricantes ms grandes de productos de chocolatera de acuerdo con al valor de sus ventas anuales. Finalmente, utilizando como criterio los emulsificantes reportados en las etiquetas de algunos productos representativos de estas firmas, se hizo un estimativo del consumo de estos ingredientes.2.4. Aproximacin a la viabilidad del montaje planta de produccin en ColombiaPara aportar algunos elementos que permitan, en una primera aproximacin, hacer una recomendacin respecto del montaje de una planta de produccin que produzca emulsificantes a partir de AP y/o glicerina como materias primas principales en Colombia, se realizaron unas recomendaciones de acuerdo con la informacin recopilada3. Resultados 3.1. Bsqueda sistemtica de artculos y patentesEn total la informacin obtenida de la aplicacin de los criterios de bsqueda de la Tabla 1 alcanz 12,034 registros. De se total, los que trataban con emulsificantes que pueden ser fabricados a partir de aceite de palma y glicerina (criterios de bsqueda B2, B3 y B5) fueron 459 productos acadmicos y 581 patentes. De los primeros slo el 68% (311) correspondieron a artculos completos (ver Figura 1a).

Figura 1. (a) Resumen de la informacin encontrada respecto de publicaciones acadmicas y patentes obtenidas en las bases de datos de acuerdo con los seis criterios de bqueda (B1 a B6) sealados en la Tabla 1. (b) Evolucin de la publicacin de artculos y patentes (Criterios de bsqueda B2, B3 y B5, perodo 2001-2013) La Figura 1b muestra la tendencia creciente de la produccin cientfica en revistas indexadas a travs de los aos, as como la evolucin de invencin en cuanto a patentes. La figura 2a presenta los artculos publicados por ao en las bases de datos ScienceDirect, Springer Link, Wily, Scopus, ISI Web of Knowledge, mientras que en la Figura 2b se presenta la evolucin de la publicacin de patentes detectadas en la base de datos WIPO, en el perodo de observacin.

Figura 2. Evolucin de publicacin de artculos (a) y patentes (b) de acuerdo con los criterios de bsqueda mostrados en la Tabla 1. 1:Lecitina y similares. 2: Monoolena/monoglicridos. 3: Diglicridos. 4: Triestearato de sorbitano. 5: Poliricinoleato de poliglicerol/PGPR.3.2. Vigilancia tecnolgicaLuego de aplicar la depuracin ya mencionada para las bsquedas B2 B3 y B5, se obtuvieron 311 artculos y 581 patentes (ver Figura 1b). El ao en el que se publicaron ms artculos fue 2013, correspondientes a un 16% del total, mientras que 2001 y 2006 fueron los de menor actividad, con un aporte de solo el 3% del total del perodo de observacin. En la Tabla 2 se presentan los nombres de las principales revistas o publicaciones peridicas en las que fueron divulgados estos trabajos de investigacin.Revista Nro.ArtculosFactor de Impacto**

European Journal of Lipid Science and Technology362.266

Journal of Food Science271.775

Food Research International203.005

Food Chemistry183.334

Food Hydrocolloids153.494

Journal of the American Oil Chemists' Society151.990

Journal of Food Engineering142.276

International Journal Of Food Science & Technology111.240

Tabla 2.Revistas con mayor publicacin de artculos sobre emulsificantes para chocolatera (Criterios de bsqueda B2, B3 y B5, perodo 2001-2013).En la Tablas 3 a 6 se presenta un anlisis cienciomtrico de la informacin filtrada segn los criterios de bsqueda B2, B3 y B5, tanto para artculos y patentes en el cual se identifican los pases (Tabla 3), las instituciones(Tabla 4), los investigadores lderes (Tabla 5) y las principales reas de investigacin (Tabla 6).ArtculosPatentes

PasCantidadPasCantidad

Blgica31Estados Unidos297

Pases Bajos22Japn 65

Inglaterra 18Pases Bajos63

Espaa15Suiza50

Suiza11Reino Unido47

Estados Unidos9Dinamarca28

Brasil8Alemania26

Italia7India24

Irn6Francia18

Canad6Canad14

Tabla 3. Principales pases con publicaciones de artculos y patentes (Criterios de bsqueda B2, B3 y B5, perodo 2001-2013).----ArtculosPatentes

InstitucionesCantidadEmpresasCantidad

Universidad de Gante37Nestec S.A.33

Universidad de Birmingham20Unilever NV28

INRA Montpellier 17Wrigley W M Jun Co24

Universidad Montpellier 215Cadbury Adams USA Llc16

Universidad de Calabria14Procter & Gamble13

Universidad Catlica de Lovaina12Lever Hindustan Ltd13

Unilever11Ktaft Food Global Brands Llc13

Tabla 4. Instituciones principales en la publicacin de artculos y de patentes (Criterios de bsqueda B2, B3 y B5, perodo 2001-2013).----ArtculosPatentes

InvestigadorCantidadUniversidadInventorCantidadEmpresa

Dewettinck, K24U. de GanteSher Alexander A12Nestec S.A.

Foubert, I14U. de GanteKoike Shin9Kao Corp

Norton, I. T14U. de BirminghamBoghani Navroz9Kraft Foods G.B. LLC

Gontard, N12Centro deInvestigacin NestlGebreselassie Petros9Kraft Foods G.B. LLC

Guilbert, S12INRA MontpellierOctavia Winnie8Nestec S.A.

Guillard, V12U. de Montpellier IIWittorff Helle7Gunlink S.A.

Gabriele, D10U. de CalabriaSchmid Ulrike7Lipid Nutrition Bv

Tabla 5. Investigadores e inventores principales en la produccin de artculos cientficos y patentes (Criterios de bsqueda B2, B3 y B5, perodo 2001-2013). ----ArtculosCantidadPatentesCantidad

Ciencia y tecnologa de alimentos133Composicin de alimentos545

Qumica85Alimentos y productos alimenticios497

Ingeniera38Bebidas no alcohlicas125

Diettica y Nutricin19Confitera110

Microbiologa y Biotecnologa aplicada9Preparaciones medicinales103

Bioqumica y biologa molecular9Preparacin de lcteos83

Cristalografa9Gomas de mascas82

Ciencia de los polmeros9Productos de cacao78

Tabla 6. Principales reas de investigacin en artculos y patentes. (Criterios de bsqueda B2, B3 y B5, perodo 2001-2013).Ya que un emulsificante de uso en chocolatera puede usualmente ser formulado en otros alimentos, la ltima columna en las reas temticas de las patentes mostrada en la Tabla 6 indica el nmero de usos reportado segn tipologa de alimentos o productos en los que los inventores recomiendan aplicar el proceso o producto respectivo. De esta manera se explica porqu la suma de las cifras en la columna cantidad de las patentes es superior al total de patentes analizadas (581). Tecnologas de manufactura de los emulsificantes E-471 y E-476Para una decisin de inversin en una unidad de produccin de los emulsificantes de inters es muy relevante conocer las tecnologas comerciales actualmente disponibles y las emergentes para su fabricacin. Para las primeras se hizo una bsqueda bibliogrfica complementaria que eso diferentes productos acadmicos. Las tendencias en investigacin dan una buena seal respecto de las tecnologas emergentes. Se hizo un anlisis de este aspecto en el conjunto de artculos que cumplieron los criterios de bsqueda B2, B3 y B5, en el perodo 2001-2013.El proceso de produccin convencional para obtener mono di glicridos (E-471) se realiza generalmente por medio de la interesterificacin de triglicridos con glicerina o glicerolisis, con catlisis alcalina entre 200C y 250C, por lotes o en continuo (Abigor et. al. 2003; Wassell et. al. 2012). Tambin pueden obtenerse por la va de esterificacin directa de glicerina con un acido graso (Davies et. al. 2001). Menos comn es la esterificacin o interesterificacin enzimtica por lotes (Kowalski et. al. 2004) o continuo. Para la purificacin de los productos de la reaccin se utiliza usualmente destilacin molecular entre 140C y 170C, para obtener monoglicridos con una pureza del 95 (Whitehurst, 2004). En la Figura 3 se muestran las distintas etapas del proceso continuo que usa catlisis alcalina para la produccin de mono y diglicridos.

Figura 3. Proceso de produccin de monoglicridos (adaptado de (Whitehurst, 2004; Fischer, 1998)Los procesos comerciales de fabricacin de poliricinoleato de glicerol (PGPR E-476) se basan en la polimerizacin de glicerina por catlisis bsica, de glicidol o de la epiclorhidrina para obtener la poliglicerina lineal. De estas tres rutas, la ltima es la que produce poligliceroles de composicin mas homognea (Bastida, 2013). Sin embargo, ya que la epiclorhidrina es un material peligroso y difcil de manejar, se dificulta la purificacin debido a la toxicidad de este qumico. Tambin se ha explorado la posible produccin por medio de catlisis con lipasas de M. javanicus,R. arrhizusyR. oryzae. (Bdalo et. al. 2009).La produccin de PGPR a partir de glicidol se realiza por la esterificacin parcial de los cidos grasos de aceite de ricino condensados con poliglicerol en cuatro etapas. Los cidos grasos de aceite de higuerilla o ricino se preparan previamente por hidrlisis de aceite de ricino con vapor de agua a 400 psi sin ningn catalizador aadido despus de lo cual los cidos grasos resultantes se liberan del glicerol por lavado con agua (Wilson et. al. 1998). En las Tablas 7 y 8 se relacionan algunos de los resultados de esta tarea de vigilancia tecnolgica de detalle en donde se incluye la informacin ms relevante respecto de los parmetros de reaccin y tipo de enzima empleada. Materia primaReaccinLipasa deT (C)TiempoReactorProductoRef.

Aceite de palmaInteresterificacinRhizomucor miehei70C4 hrLotesManteca de cacao(Abigor et al., 2003)

Acido ricinoleicoPolimerizacin enzimtica de acido ricinoleicoM. javanicus,R. arrhizusR. oryzae40C7 dasLotes de 250 mlPGPR(Bdalo et al., 2009)

Acido PoliricinoleicoHidrlisisRhizopus arrhizus40C7 dasLotes de 250 mlPGPR(Gmez et. al. 2011)

Acido PoliricinoleicoPolimerizacin enzimtica de acido ricinoleicoC. antarctica40C-80C250 hrCSTRPGPR(Ortega R. et. al. 2014)

Olena de palma y glicerolGlicerlisisPseudomonassp. 45C24 hrPBRMonoglicridos(H-Kittikun et. al. 2008)(H-Kittikun, et.al. 2008)

Aceite de canolaInteresterificacinThermomises lanoginosus60C2 hrReactor por lotes supercrtico 10mPaMonoglicridos y diglicridos(Jenab et. al. 2013)

Olena de palma y glicerolGlicerlisisPseudomonassp.45C24 hrLotes/reactor de lecho empacado PBR/CSTRMonoglicridos(Kaewthong et. al. 2005)

Aceite de colzaInteresterificacinRhizomucor miehei Y Candida rugosa60C8hrLotesMono y diglicridos(Kowalski et al. 2004)

Tabla 7. Condiciones de reaccin publicadas en artculos cientficos para la produccin de mono, diglicridos y PGPR.----No. PatenteMateria PrimaReaccinLipasa deT(C)Tiempo (hr)ReactorProductoInventores

US 20010044140 A1Acido oleicoGlicerinaProtena de papaEsterificacin enzimticaAcil-hidrolasa 405072 LotesMonoglicridos y diglicridos(Davies and Macrae, 2001)

EP 1612260 B1cido grasoGlicerinaEsterificacin enzimticaPseudomonas, Burkholderia, Alcaligenes, Bacillus, Candida, Geotrichum, Penicillium, Rhizopus, Rhizomucor, Mucor, Aspergillus, Y Thermomyces, Y una enzima derivada de pncreas porcino Aspergillus preferiblemente0-7072 LotesMonoglicridos y diglicridos(Yamauchi et. al. 2011)

CN103361387A Aceite de soyaTransesterificacinlipasa Novozym435, lipasa Lipozyme50 6024 Lotes al vacioMonoglicridos(Xiang et. al. 2013)

WO 2013122599 A1Aceite de soyaTransesterificacinThermomyces lanuginosa0-4518 LotesMonoglicridos(Chou, 2013)

WO2012168722 A1Aceite de moringaInteresterificacin (glicerolisis)N.A.200-250212 minLotesMonoglicridos(Wassell et al., 2012)

US 8101707 B2Aceite de castorAdicin y polimerizacinN.A.2004-5 LotesPGPR(Tenore, 2012)

Tabla 8. Condiciones de reaccin patentadas para la produccin de mono, diglicridos y PGPR.3.3. Vigilancia del entornoLa cadena mundial de suministro del cacao y chocolate est dominada por 9 empresas, de estas 3 son molineras (Cargill, Barry Callebaut y ADM) y 6 empresas chocolateras y/o productoras de repostera de chocolate (Mars Incorporated, Nestl, Hershey, Kraft Foods, Cadbury Schweppes y Ferrero), de estas Cargill y ADM solo producen productos semielaborados, pero rara vez chocolate industrial para consumo. Las molineras de cacao, Cargill, ADM y Barry Callebaut, tenan en conjunto una capacidad de molienda de 1.440.000 toneladas de granos de cacao por ao, alrededor del 40 por ciento del cacao molido en el mercado mundial para el ao 2007. Muy cerca de este grupo se encuentran dos empresas que han crecido recientemente en el mercado (Petra Foods y Blommer). Por otro lado, Barry Callebaut es el principal productor de chocolate industrial que es su especialidad (Unctad, 2012).Segn las ventas netas en el ao 2013 para chocolate de consumo, y de acuerdo con una publicacin anual de la Industria mundial de confitera, las diez principales empresas de confitera globales que fabrican algn tipo de chocolate se muestran en la Tabla 9. El mercado mundial est dominado por 6 compaas que en conjunto controlan ms del 60% de las ventas. Para disponer de una aproximacin al entorno mundial de fabricantes se acopi informacin acerca de las principales empresas productoras y comercializadoras de tecnologa de los emulsificantes de inters, las productoras de chocolate y los emulsificantes que ellas usan. En la Tabla 10 se presenta un resumen de los resultados de esta tarea, mientras que en la Tabla 11 se muestra algunas de las empresas comercializadoras de tecnologa de produccin de emulsificantes. PasEmpresaVentas Netas 2013(Millones de US$)Emulsificantes usados

Estados UnidosMars Inc17,640Diglicridos y monoglicridos (E471), Lecitina de soya

Estados UnidosMondelz International Inc14,862Lecitina de soya

SuizaNestl SA11,760E-471, Lecitina de soya

JapnMeiji Holdings Co Ltd11,742(2)Lecitina de soya

ItaliaFerrero Group10,900Lecitina de soya

Estados UnidosHershey Foods Corp7,043Lecitina de soya, PGPR,

ArgentinaArcor3,700Lecitina de soya

SuizaChocoladenfabriken Lindt & Sprngli AG3,149Lecitina de soya

JapnEzaki Glico Co Ltd3,018Diglicridos y monoglicridos (E471)

Tabla 9. Principales empresas productoras de chocolate de consumo (Icco, 2013).----EmpresaEmulsificanteNombre comercialTecnologaPatente no.Ao

Archer Daniels Midland CoMonoglicridos, lecitinaAceite de palmaNovalipidProduccin qumica, modificacin enzimtica de lecitina y estabilizacinWO2007008557 A12007

BeldemMonoleina, mono y diglicridos, pgprMultec [mono, data, act, lac, cit]Estabilizacin de mono y diglicridosWO2009024605A1 2009

Cargill IncLecitina, mono-di-glicridos, poliglicerolAceite de palma Lygomme, flanogen, gelogen, emulzym, protex, daritech, and tex design.Produccin enzimatica de lecitina, mono-diglycerides, polyglycerolEstabilizacin de emulsificantes ES2459217T3WO2014066632A120142014

Danisco A/S(Dupont )MonoglicridosPGPRDimodanGrindsted pgprProduccin qumica por interesterificacin (glicerlisis)WO2012168722 A1 2012

Kerry Group Emulsificantes de aceite de palma, mono y diglicridos, PGPR / PGE / PGMEsteres de triestearato de sorbitn(citrem)Emulsion satay Produccin enzimtica y estabilizacinUS 201100143332011

Stepan Companysteres de poliglicerolMono y diglicridosDrewpolInteresterificacin de acido poliricinolico, con o sin catalizador enzimtico o qumicoReaccin cataltica qumica de adicinUS 8101707 B2WO 2007038025 A220122007

Palsgaard A/SPGPRMonoglicrido y diglicridosPalsgaard [6111, 6118, DMG (0291, 0295, 0298), PGPR (4110, 4175, 4120, 4125, 4150), AMP 4448, OILBINDER 01]EstabilizacinUS 20120052180 A12012

Basf SeDiglicridosEmulanProduccin qumica por medio de resina epxicaW02014072216A12014

Riken Vitamin Co LtdMonoglicridos destiladosMono y diglicridos, PGPRRilemal (L-71-DT, A-3720T, S-71-D, XO-71T, O-71-DE, DSV-100), Poem (DL-100, DM-100, DO-100V, PR-100, PR-300)EstabilizacinJP1048815B 1984

Tabla 10. Empresas productoras de los emulsificantes de inters.Es importante hacer notar que la innovacin en el rea de emulsificantes incluye novedades en su formulacin (estabilizacin) y nuevas vas qumicas de produccin, siendo ms frecuente la primera de estas actividades. Dicha tendencia se ratifica en la informacin de la Tabla 11 que se muestra algunas de las empresas comercializadoras de tecnologa de produccin de emulsificantes.PasEmpresaTecnologa

RusiaEurosnabDestilacin molecular

Reino UnidoArmfield LtdaInteresterificacin

JapnEureka Lab Ltd.Estabilizacin de emulsificantes

Estados UnidosIka Works Inc.Estabilizacin de emulsifificantes

Republica ChecaInotecEstabilizacin de emulsifificantes

Estados UnidosPfaudler Process Solutions GroupDestilacin al vaco

Tabla 11. Empresas comercializadoras de tecnologa.4. Discusin En el perodo estudiado , entre los emulsificantes que se fabrican o que se usan en chocolatera la lecitina es el que concentra la atencin de los investigadores y sobre el que se han otorgado el mayor nmero de patentes. Le siguen en importancia los monoglicridos y los diglicridos que, aunque en conjunto no llegan a alcanzar la produccin de artculos que se hallaron para la lecitina, presentan un nmero cercano pero inferior- de patentes. El PGPR y el triestearato de sorbitan son estudiados y reportados en patentes en una cantidad comparativamente baja. La publicacin anual de artculos sobre lecitina entre 2001 y 2013 se ha incrementado constantemente hasta el punto que se ha triplicado durante se perodo. No sucede lo mismo con sus patentes, que se han mantenido entre 40 y 60 anuales, con un mximo observado en el ao 2007 y una tendencia decreciente despus del 2011. Esta ltima situacin tambin se observa para los mono y di glicridos pero en forma menos acentuada. En contraste, el patentamiento asociado al PGPR indica un inters creciente por este producto. De las 581 patentes filtradas los aos de mayor y menor otorgamiento fueron 2008 (76) y 2001 (17) respectivamente. De estas patentes un 389 son internacionales, 99 estadounidenses, 87 europeas, mientras que el 3 restante corresponden a patentes canadienses y japonesas.El pas con mayor participacin en la publicacin de artculos es Blgica con un 31, seguido de los Pases Bajos ( 22) e Inglaterra (18). En el caso de las patentes el orden de importancia segn pas es Estados Unidos (297), Japn (65), Pases Bajos (63), Suiza y Reino Unido (50). La revista European Journal of Lipid Science and Technology, con factor de impacto de 2,266, es la ms empleada para realizar publicaciones en investigacin sobre emulsificantes. Las instituciones con una produccin cientfica importante y evolucin positiva a travs de los aos son la Universidad de Gante y la Universidad de Birmingham con 31 y 20 artculos respectivamente. En la Tabla 4, se puede observar el comportamiento de las publicaciones en el perodo de estudio para las instituciones y empresas que tuvieron ms de cuatro registros. All se observa que las empresas con mayor nmero de invenciones han sido de Nestec S.A., consultora de investigacin para el grupo Nestl, y Unilever N.V. con una participacin de 33 y 28 del total de patentes respectivamente.En cuanto a investigadores o inventores lderes en la Tabla 5, sobresale K. Dewettinck de la Universidad de Gante (24 del total de artculos). Los dos primeros investigadores reseados en la Tabla 5, que pertenecen a la Universidad de Gante, fueron coautores de nueve artculos. Para el caso de patentes, y en la misma Tabla 5, se destaca el inventor Alexander A. Sher de Nestec S.A., con una participacin del 12 en las patentes publicadas entre 2009 y 2012, diez de las cuales han sido patentes internaciones y dos estadounidenses. Este inventor entre 2001 y 2013 ha publicado 33 patentes en total, 29 con Nestec S.A. De un anlisis detallado de las reas cubiertas por los resultados de investigacin publicados en los artculos, 106 corresponde a procesos de elaboracin de emulsificantes, 62 a su caracterizacin y 50 a formulacin de productos de chocolatera. Tambin se identific que 257 de estos artculos estn relacionadas con monoglicridos, 23 con diglicridos y 31 con PGPR. De los 106 artculos en los que se investiga la elaboracin de emulsificantes, 56 se focalizaron en la su estabilizacin por medio de variaciones de formulacin y 32 en la produccin de emulsificantes por medio de catlisis enzimtica.De manera similar a lo detectado como tendencias en los artculos de investigacin, y tal como se puede apreciar en la Tabla 10, a partir del ao 2011 se observa un inters creciente en el patentamiento de mtodos no convencionales de produccin, como son los procesos enzimticos. Un ejemplo de esta tendencia se evidencia con la empresas Stepan Company y Cargill Inc quienes obtuvieron patentes en 2012 sobre interesterificacin de cido poliricinoleico y en 2014 sobre produccin enzimtica de lecitina, mono-digliceridos y poliglicerol, respectivamente. Para el caso de las invenciones 262 corresponde a la composicin y/o formulacin de productos de la industria chocolatera, 145 a la elaboracin de productos de chocolatera y 70 a la produccin de emulsificantes. Respecto de las tecnologas emergentes para la produccin de estos emulsificantes, y segn el anlisis respectivo de artculos y patentes se hizo evidente que el uso de enzimas atrae ltimamente la atencin de investigadores e inventores. El tipo de reacciones catalizadas por enzimas incluye hidrlisis, esterificacin, interesterificacin y acidlisis, y las enzimas que han sido probadas son principalmente las de Rhizomucor miehei, M. javanicus, R. arrhizus , R. oryzae, Ricinodendron heudelotii y Pseudomonas sp, comnmente inmovilizadas en resinas de intercambio aninico. En las reacciones se utilizaron reactores por lotes a presin atmosfrica y a altas presiones, PBR, de lecho fluidizado y CSTR. Es necesario enmarcar esta actividad investigativa y de invencin en el contexto mundial de produccin y mercado de chocolatera. En 2011 se estim en 51000 miles de toneladas mtricas el volumen de produccin de estos productos en los 23 pases de mayor consumo. Teniendo en cuenta que la adicin de emulsificantes en el chocolate oscila entre 0,2% y 3%, dependiendo el tipo de chocolate (Palsgaard, 2013) se estima que el consumo probable de emulsificantes en ese sector fue de 80.000 toneladas mtricas en 2011. Segn informacin obtenida de las paginas web de las empresas Palsgaard y Kerry Group la dinmica del mercado de emulsificantes ha presionado el incremento de su produccin en los ltimos 4 aos hasta 2013 y 2012 respectivamente (Latam, 2013; Republic, 2012). Similar situacin reporta el productor Lasenor Emul Sl, que a partir de 2004, ao de su fundacin, ha duplicado su produccin hasta 16000 toneladas anuales en 2014 (Lasenor Emul, 2012). Segn los datos publicados por la asociacin de industrias de chocolate, y dulcera de los Estados Unidos (CAOBISCO) en julio de 2012 el consumo de chocolate en estas industrias en los 19 pases en los que haba informacin disponible entre 2002 y 2010 se incremento en un 10%. En valor el mercado detallista mundial de productos de chocolatera se elevo en ese periodo desde US$ 52.000 millones en 2012 hasta US$ 102.000 millones en 2011, segn Euro monitor (8% por ao) (Icco, 2013Icco, 2013). 5. Conclusiones Con base en la informacin acopiada en este trabajo se puede hacer las siguientes sugerencias respecto de la posibilidad de montar en Colombia una empresa productora de emulsificantes basada en aceite de palma, glicerina y aceite de higuerilla o ricino.- Existe abundancia de dos las materias primas requeridas, en el momento actual y en el futuro mediato, dada la existencia de polticas gubernamentales de produccin de biodiesel para mezcla con el diesel petroqumico. - Respecto de la oferta de aceite de higuerilla, debe asegurarse el impulso de la siembra de esta oleaginosa, si se considera la disponibilidad en el mediano plazo de este aceite para la produccin de PGPR. - La produccin de PGPR por polimerizacin de glicerina con un catalizador bsico seria una alternativa, pero es un proceso qumico cuyo consumo energtico seria mayor al enzimtico. La tecnologa de este proceso enzimtico es relativamente nueva y debe verificarse con cuidado la garanta comercial que ofrezca un posible ofertante de esta opcin pues an es objeto de investigacin intensiva. - La tecnologa de produccin de emulsificantes que dominar el mercado en el futuro ser la que utiliza catlisis enzimtica. Teniendo en cuenta que la oferta de esta tecnologa est apenas emergiendo se considera importante establecer alianzas estratgicas con los licenciatarios de estas patentes, universidades o investigadores con experiencia en el rea, o con actores importantes del grupo de empresas que fabrican productos de chocolatera o de emulsificantes con experiencia y visibilidad en el mercado.En conclusin, con este trabajo se log identificar entre 2001 y 2013 la dinmica de la produccin de artculos cientficos y de patentes en el mbito de los emulsificantes derivados de grasa naturales y/o glicerol, con aplicacin en la industria chocolatera, para lo cual se emplearon bases de datos y software de acceso gratuitos. Mediante el anlisis de esta informacin se establecieron las tendencias de investigacin en cuanto a evolucin de publicaciones, investigadores instituciones y pases lderes en el rea. Adems se hizo una primera aproximacin para identificar algunas condiciones que favorezcan la viabilidad de invertir en una empresa que produzca emulsificantes a partir de AP y/o glicerina como materias primas principales, dentro de las que sobresale la sugerencia de utilizar en ella la tecnologa de produccin que posiblemente dominar la produccin de emulsificantes en el futuro: la catlisis enzimtica.Esta primera aproximacin demanda de complementos importantes en otros aspectos de vigilancia estratgica de los cuales se resaltan el estudio de las regulaciones y estndares mundiales/locales sobre calidad y uso de emulsificantes en chocolatera y, en general, en el campo alimentario, adems del potencial de aplicacin de los emulsificantes de inters en otros tipos de alimentos y dems sectores de la produccin de bienes que los requieran. Agradecimientos: Los autores agradecen a Colciencias (programa Jvenes investigadores-2013-617) y a la Universidad Nacional de Colombia sede Manizales (programa Hermes cdigo 21164) por la financiacin de las actividades descritas en este artculo.ReferenciasABIGOR, R. D.; Marmer, W. N.; Foglia, T. A.; Jones, K. C.; DiCiccio, R. J.; Ashby, R.; Uadia, P. O. (2003); "Production of cocoa butter-like fats by the lipase-catalyzed interesterification of palm oil and hydrogenated soybean oil", Journal of the American Oil Chemists' Society, 80(12), 1193-1196. BASTIDA, J. (2013); "Review Article. The Food Additive Polyglycerol Polyricinoleate (E-476): Structure, Applications, and Production Methods", Hindawi Publishing Corporation. BDALO, A.; Bastida, J.; Mximo, M. F.; Montiel, M. C.; Gmez, M.; Ortega, S. (2009); "Screening and selection of lipases for the enzymatic production of polyglycerol polyricinoleate", Biochemical Engineering Journal, 46(2), 217-222. CHOU, C. C. 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1. Facultad de Ingenieria y Arquitectura. Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. Campus La Nubia, Km 7 va al Magdalena, Manizales, Caldas Colombia, 170001. Tel: +57 (6) 8879400 ext. 55880. e-mail: jriosr@unal.edu.co2. Facultad de Ciencias Exactas, Instituto de Biotecnologa y Agroindustria. Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. Campus La Nubia, Km 7 va al Magdalena, Manizales, Caldas Colombia, 170001. Tel: +57 (6) 8879400 ext. 55831. e-mail: ceorregoa@unal.edu.co3. Facultad de Ingenieria y Arquitectura. Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. Campus Palograde, Bloque I, Cra 27 #64-60, Manizales, Caldas Colombia, 170001. Tel: +57 (6) 8879400 ext. 50617. jatamayoa@unal.edu.co4. Segn etiquetas de sus productos.5. Incluye la produccin de artculos de sectores diferentes a la confitera.

Vol. 36 (N 13) Ao 2015[ndice]