1

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

2

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.

9

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.

10

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%

12

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%

14

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

32

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

39

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)

42

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

+