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Universidad César Vallejo

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Agroindustrial

EFECTO DE LA VELOCIDAD DE AGITACIÓN DE LECHO MÓVIL, EN EL

RENDIMIENTO DE EXTRACCIÓN DE ESPORAS DE Paecilomyceslilacinus.

TESIS PARA OBTENER EL TITULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO AGROINDUSTRIAL

Autor:

Zapata Cerna, BarbaraJanet

Asesor

Dr. Lezama Asencio, Pedro

Trujillo, Perú

2013

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Efecto de la velocidad de agitación de lecho móvil, en el

rendimiento de extracción de esporas de Paecilomyceslilacinus.

Zapata Cerna Barbara Janet

Presentada a la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad César

Vallejo para su aprobación.

Dr. José Gonzales Cabeza

Presidente

Trujillo – Perú

2013

Ing. Gabriela Barraza Jauregui

Secretario

Dr. Pedro Lezama Asencio

Vocal

ii

3

DEDICATORIA

iii

A mi Papá Lionel Zapata, que

juntos a pesar de las desdichas,

desánimos y trabas a lo largo de la

carrera, supimos superarlas con

paciencia y amor.

A mi Madre Teresa Moreno, que

con todo su cariño supo acogerme

en su regazo maternal, para darme

fortaleza y nunca sentirme sola.

A mi hermanito Juan Carlos Zapata,

que es el motor de mi lucha

constante en esta vida, a quien le

debo este triunfo profesional por

considerarlo el propósito principal de

mí día a día.

“Lo importante en la vida no es el triunfo sino la lucha. Lo esencial no es haber

vencido, sino haber luchado bien.”

(Barón Pierre de Coubertin)

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AGRADECIMIENTO

A Dios, por guiarme por el camino de la lucha, perseverancia y esfuerzo para

poder realizarme como profesional.

A mi hermanito Juan Carlos, por ser mi fuente de fortaleza y motivación para

sobresalir cada vez más y así poder brindarle un mejor futuro.

A mi Papá Lionel Zapata, por ser quien me enseñó a ser independiente,

responsable y me brindó la oportunidad de madurar junto con él a lo largo de

estos años.

A mi Mamá Tere, que ha sido como una madre para mí en todo este camino de

estudios, porque fueron sus muestras de sensibilidad y cariño las que me

mostraron que no estaba sola.

A todos mis tíos, primos y sobrinos, que de algún modo siempre estuvieron

presentes a lo largo de esta meta ya realizada.

A mis amigos, Edinson, Wagner, Alexis, Pedro y Karel que indirectamente aunque

no lo hayan notado fueron de mucho apoyo para mí.

A mis mejores amigas Kriss y Carmensita, que son mis confidentes, me

brindaron su ayuda y me dieron fortaleza ante las trabas que en el camino se

presentaron.

A mi enamorado y mejor amigo Elías, por la paciencia, las palabras de aliento y el

cariño.

A mi Padrino Pablo Guevara, que con mucho esfuerzo en esta última etapa me

ayudo sin interés alguno más que el de culminar mi camino universitario.

A Isabel Accinelli y a su mamá la Sra. Juana Cruzado, que en estos cinco años

fueron como una segunda familia para mí.

A la Empresa SOLAGRO S.A.C. por brindarme la oportunidad y confianza de

realizar este proyecto de investigación a favor de ambas y al personal que labora

en esta, como son la Sra. Janet, Sr. Jorge, Sr. Elio, Merly e Ivan, muchas gracias.

A la Universidad César Vallejo y en especial a los Ingenieros Jesús Sánchez,

Gabriela Barraza y María Elena León, así mismo a los Doctores Pedro Lezama y

José Gonzales que me empaparon de conocimiento y me hicieron capaz de

superar esta meta.

iv

5

PRESENTACIÓN

Señores Miembros del Jurado:

En cumplimiento con las disposiciones vigentes del reglamento

de Grados y Títulos de la Facultad de Ingeniería de la

Universidad Cesar Vallejo de Trujillo, someto a su consideración

y elevado criterio el presente informe de Tesis intitulado:

EFECTO DE LA VELOCIDAD DE AGITACION DE LECHO

MOVIL, EN EL RENDIMIENTO DE EXTRACCIÓN DE

ESPORAS DE Paecilomyceslilacinus.

Es propicia esta oportunidad para manifestar nuestro sincero

reconocimiento a nuestra alma Mater y toda su plana docente,

que con su capacidad y buena voluntad contribuyeron a nuestra

formación profesional.

Trujillo, Julio del 2012

ZAPATA CERNA, BARBARA ZAPATA

v

6

INDICE GENERAL DEDICATORIA ....................................................................................................... 3

AGRADECIMIENTO ............................................................................................... 4

PRESENTACIÓN ................................................................................................... 5

INDICE GENERAL ................................................................................................. 6

INDICE DE TABLAS .............................................................................................. 7

INDICE DE FIGURA ............................................................................................... 8

RESUMEN ............................................................................................................. 9

ABSTRACT .......................................................................................................... 10

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 11

1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ................................................................ 12

1.1.1. Realidad problemática ............................................................................... 12

1.1.2. Formulación del problema ......................................................................... 12

1.1.3. Justificación ................................................................................................. 13

1.1.4. Antecedentes ............................................................................................... 14

1.1.5. Objetivos ...................................................................................................... 16

1.2. MARCO REFERENCIAL .................................................................................. 16

1.2.1. Marco Teórico .............................................................................................. 16

1.2.2 Marco Conceptual ....................................................................................... 23

2. MARCO METODOLÓGICO ........................................................................... 25

2.1. Hipótesis .............................................................................................................. 25

2.2. Variables .............................................................................................................. 25

2.2.1. Definición conceptual ................................................................................. 25

2.3. Metodología ........................................................................................................ 25

2.3.1. Tipos de estudio .......................................................................................... 25

2.3.2. Diseño ........................................................................................................... 25

2.4. Población y muestra .......................................................................................... 26

2.5. Método de investigación ................................................................................... 27

2.5.1. Método de extracción por inyección de aire mediante compresión.... 27

2.5.2. Método de evaluación de % de viabilidad de esporas después de la

extracción .................................................................................................................... 27

3. RESULTADOS .............................................................................................. 29

iii

iv

v

vi

vii

vii

viii

ix

vi

7

4. DISCUSIÓN ................................................................................................... 34

5. CONCLUSIONES .......................................................................................... 36

6. SUGERENCIAS ............................................................................................ 37

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ............................................................ 38

ANEXOS .............................................................................................................. 41

vii

8

INDICE DE TABLAS

Tabla1. Porcentaje de rendimiento de extracción, utilizando dos velocidades

(840 RPM y 1080 RPM) con tres repeticiones cada una. ...................... 28

Tabla 2.Descripción del % de rendimiento en cada velocidad de extracción ....... 29

Tabla 3. ANVA para rendimiento de esporas ...................................................... 29

Tabla 4. ANVA para porcentaje de viabilidad de esporas. ................................... 31

INDICE DE FIGURA

Figura 1. Diseño Experimental .............................. ¡Error! Marcador no definido.5

Figura 2. Variación del porcentaje de rendimientode extracción en función a

las velocidades de agitación en lecho móvil ........................................................ 30

Figura 3.Variación del porcentaje de viabilidad de la espora pura utilizando las

velocidades 840 y 1080 RPM.. ............................................................................. 32

viii

9

RESUMEN

El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar elporcentaje

de rendimiento en la extracción de esporas del hongo Paecilomyces. lilacinus

empleando el método de extracción por agitación de lecho móvil, y a partir de

ello analizar el porcentaje de viabilidad estimando la cantidad de esporas vivas

después del tratamiento. Se obtuvo un peso promedio de 22,05 g y 36,79 g

con velocidades de 840 RPM y 1080 RPMrespectivamente, y un rendimiento

en peso de 1.5 % para el primero y 2.5 % para el segundo; y una viabilidad del

98% y 99% respectivamente.El análisis de los resultados nos indica que este

proceso permite reducir los costos de producción pero mejorandosu

comercialización como producto formulado, disminuyendo el alto índice de

perecibilidad de producto fresco, eliminando de esta manerasu alto riesgo de

susceptibilidad en campo frentea las condiciones ambientales desfavorables

Palabras claves: Paecilomyceslilacinus, extracción, porcentaje de

rendimiento, porcentaje de viabilidad,

ix

10

ABSTRACT

In order to evaluate the yielding percentage of Paecilomyceslilacinus spores

extraction, by shaking moving bedmethod, and after that to analyze the viability

percentage by alive remained spore´s amount. The average weight obtained were

22.05 g and 36.79 g with 840 rpm and 1080 respectively, and a yielding

performance of 1.5% and 2.5%each in weight; and a viability of 98% and 99%

each. The analyzes of result point out that this extraction method will reduce

production cost but increasing the trading of formulate product, reducing the high

rate of susceptibility of fresh product in field against unfavorable environmental

conditions.

Keywords: Paecilomyceslilacinus , extraction,yieldingpercentage, viability

percentage

x

11

I. INTRODUCCIÓN

Debido a los ya comprobados efectos adversos derivados del uso indiscriminado

de plaguicidas los investigadores se han abocado a la búsqueda de alternativas

para el manejo de plagas agrícolas, siendo el control biológico una de las más

promisorias.

Actualmente, la producción de hongos entomopatógenos para el control biológico

de nematodos radiculares en las plantas es una de las soluciones más buscadas,

por lo cual se considera importante emplear sustratos viables ideales para la

comercialización de dichos hongos, entre ellos de manera semi- industrial las

esporas de Paecilomyceslilacinus, debido a su efectividad como controladora en

nematodos de los géneros Meloidogyne, Pratylenchus y Radophulus y en algunos

insectos como mosca blanca y chinches; actuando también como un buen

colonizador de raíz y competidor de rizósfera (Mont, 2002).

Frente a este problema, se ha visto la necesidad de emplear un equipo

especializado en el filtrado del hongo para una mayor obtención de producto

formulado, teniendo en cuenta que este equipo no cuenta aún con una

certificación y que no ha sido evaluado detalladamente, es por ello que en el

presente trabajo de investigación se busca obtener un adecuado rendimiento de

extracción empleando dicho equipo.

12

1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

1.1.1. Realidad problemática

El control biológico constituye una estrategia utilizada dentro del programa de

Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades (MIPE) para el mejoramiento de

la producción agrícola y la búsqueda de producción natural de alimentos

inocuos y sanos (Herrera de la Hoz ,2012).

Actualmente existe una limitada tecnología para la extracción de esporas de

hongos benéficos utilizados para el control de plagas agrícolas, debido a la

escaza oferta de empresas proveedoras de equipos adecuados para la

extracción y formulación de esporas de hongos controladores de plagas y

enfermedades agrícolas, sumado también al personal poco capacitado en

estas actividades, además las limitadas investigaciones nacionales, incluyendo

un desarrollo incompleto del proceso de producción de hongos benéficos,

Paecilomyceslilacinus, el cual se define como hongo saprófito, que parasita

larvas de insectos de suelo y nematodos, por lo que se está utilizando como

controlador biológico, aunque para su aislamiento, su multiplicación y

aplicación, el operador puede desencadenar alteraciones en las vías

respiratoria (Roncal, 1993).

El problema en el Perú se acentúa por la falta de difusión y promoción de los

beneficios de los productos biológicos formulados, acentuándose con las

limitadas ofertas biológicas como alternativas frente a los pesticidas químicos

usados en la agricultura convencional (Riva, 2006).

1.1.2. Formulación del problema

¿Cuál será el rendimiento de extracción de esporas del hongo

Paecilomyceslilacinus, aplicando el método de extracción por inyección de

aire mediante compresión a diferentes velocidades?

13

1.1.3. Justificación

Actualmente en el Perú es nula la oferta de productos biológicos formulados

para el control de plagas y enfermedades. A pesar de ello, se ha ido

incrementando cada año las áreas de cultivo aplicadas con controladores

biológicos que para el Departamento de La Libertad equivale el 25,5% del total

del área agrícola. Por lo tanto el mercado requiere de alternativas económicas,

efectivas y sostenibles con el fin de reducir el uso de agroquímicos y disminuir

los residuos tóxicos presentes en alimentos, proteger la salud del agricultor y

reducir la contaminación del medio ambiente (Riva, 2006).

En nuestro país no se producen controladores biológicos formulados a partir

de las esporas del hongoPaecilomyceslilacinus, refiriéndonos con ello a un

producto basado casi en su totalidad a unidades infectivas del hongo

(Esporas), por lo que solo se comercializa producto elaborado en fresco, lo

que conlleva a tener elevados costos que son inaccesibles a la economía de

los medianos y pequeños agricultores.

Las empresa nacional SOLAGRO S.A.C. vienen comercializando producto

fresco, es decir el crecimiento del hongo (incluyendo unidades efectivas) sobre

granos de cereal que representa el 99 % del peso total, los cuales son

elaborados de una manera artesanal, ocasionando una demora en atención a

la solicitud de los pedidos por los clientes y el riesgo de pérdida de peso

durante almacenamiento y de contaminación biológica hasta un 10 % , además

de un uso excesivo de espacio en el almacenamiento, dependencia a las

fluctuaciones de precio de la materia prima a lo largo del año e incluso de

condiciones ambientales desfavorables para la producción en algunos meses

del año cuando la temperatura es elevada y él % HR baja ( Riva, 2006).

Frente a este problema, se ha visto la necesidad de emplear un equipo

especializado en el filtrado del hongo para una mayor obtención de producto

formulado, teniendo en cuenta que este equipo no cuenta aún con una

certificación y que no ha sido evaluado detalladamente, analizaremos el

rendimiento de este aplicación dos diferentes frecuencias de movimiento de

las paletas extractoras, para verificar cuál de estas es la que proporciona

mayor rendimiento en la extracción de esporas del hongo

14

Paecilomyceslilacinus. De la evaluación de resultados, se elegirá la mejor

frecuencia de extracción de esporas, lo cual permitirá reducir costos de

producción e incrementar la comercialización así como disminuir el alto índice

de perecibilidad de producto fresco y eliminar el alto riesgo de susceptibilidad

del producto fresco en campo a las condiciones ambientales desfavorables

(Riva, 2006).

1.1.4. Antecedentes

En Cuba se usa ampliamente TrichodermaharzianumRifai cepa A 34 como

hongo antagonista contra diferentes fitopatógenos fúngicos, desarrollando

formulaciones para lograr una vida en estante más prolongada, para lo cual las

esporas fueron separadas y concentradas y durante estos procesos el grado

de pureza del polvo extraído puede ser muy variable, pero siempre debe

cumplir con las exigencias del formulado. La colecta de esporas se hizo sobre

arroz y en mezcla con cáscara del mismo, empleando los métodos de

separación por lecho fluidizado y ciclón dual, y de separación por tamizaje

vibratorio. Con el primer método en 20 min se colectó el 2,2% de las esporas y

un concentrado final de 3,6 x esporas . Con el tamizaje vibratorio se

obtuvo el 29,7% de las esporas colectadas con un solo tamiz de 209 μm a una

concentración de 4,5 x esporas · g-1. Con los dos métodos la viabilidad de

las esporas y el nivel de contaminación estuvieron dentro del rango de calidad

permisible, así como el tamaño de partícula que se requiere para la aplicación

de bioproductos fúngicos para la agricultura (Elosegui y col. ,2009).

En la última década, en el mercado encontramos equipos recomendados para

la separación de esporas de hongos entomopatógenos y antagonistas a partir

de sustratos como arroz, trigo, u otros que con determinadas modificaciones

ingenieriles se pueden adaptar para estos fines. Estos cosechadores de

esporas permiten la eliminación de partículas grandes mayores que 100 μm

las que pueden bloquear los orificios de los aspersores y filtros en los equipos

de aplicación, una alta calidad de la separación de esporas, lo cual mejora la

estabilidad física de las formulaciones y una operación segura ya que la

generación de aerosoles es mínima. Por ejemplo, CABI- BioScience de Reino

Unido comercializa el cosechador de esporas Mycoharvester (MH) con el

15

modelo industrial MH-3 logrando un procesamiento de media tonelada diaria

de sustrato lo que optimiza también espacio para el almacenamiento por el

nivel alto de concentración de esporas que se logra. Entre las desventajas de

equipos muy especializados en el mercado figuran el alto precio y la poca

eficiencia en la separación de las esporas para algunos aislados y especies

fúngicos. Habitualmente los conidios concentrados son secados con sílica gel

hasta valores menores de un 5% de humedad relativa (Elosegui, 2006).

En Nicaragua las esporas de hongos se obtienen manualmente utilizando

tamices y frotación, pero solo es práctico para la producción a pequeña escala.

La cosecha del hongo como parte del proceso de producción semi-industrial,

consiste en separar del sustrato (arroz) de las estructuras del hongo (conidias

y/o esporas) para su posterior formulación, obteniéndose un polvo que

contiene esporas y/o conidias y micelio más las partículas del sustrato de

arroz. En condiciones ambientales, las conidias cosechadas pueden ser

afectadas por la luz, humedad y altas temperaturas; por lo debe mantenerse

en refrigeración para preservar su viabilidad por más tiempo. Durante todo el

proceso de producción, el control de calidad constituye un factor clave porque

permite garantizar el proceso de producción (rendimiento), además que el

producto obtenido es de calidad y se evita la pérdida de materiales y reactivos

(Monzón, 2001).

Ensayos a nivel de invernadero, realizados con el objeto de probar la

efectividad del hongo Paecilomyceslilacinus revelaron que el hongo posee un

alto grado de eficacia sobre la reproducción de las especies del nemátodo del

nudo (Meloidogynejavanica. Meloidogyne arenaria y Meloidogyneincognita),

infestando principalmente a los huevos y ocasionalmente a las hembras

(Jimenez y Gallo, 1986).

16

1.1.5. Objetivos

1.1.5.1. General

Evaluar el efecto dela velocidad de agitación en lecho móvil, para el

rendimiento de extracción de esporas de Paecilomyceslilacinus.

1.1.5.2. Especifico

• Determinar la cantidad de esporas de Paecilomyceslilacinus

obtenidas mediante el métodos de extracción por agitación en lecho

móvil utilizando diferentes velocidades de extracción.

• Comparar el rendimiento en la obtención de esporas por el método

de extracción por agitación en lecho móvil en 840 y 1080 rpm.

1.2. MARCO REFERENCIAL

1.2.1. Marco Teórico

1.2.1.1. Control Biológico

Control biológico es la reducción de la densidad de inoculo o más

organismos antagónicos, en forma natural o por manejo de

ambiente, hospedante o de los propios microorganismos. Los

principios que se debe tener en cuanta en el control biológico son:

Intercambio de patógenos, es el fenómeno en el cual un patógeno

dominante es controlado por tratamiento de suelos y un patógeno

secundario no controlado se vuelve el nuevo patógeno dominante y

efecto “boomerang” (Mont, 2002).

Benites y col (2004) definen a control biológico como la reducción

de la actividadinfecciosa de un patógeno manipulando el ambiente, o

introduciendo unantagonista del agente que se quiere controlar; y

surge en los últimos añoscomo una alternativa al uso de los

pesticidas, utilizando como agentes decontrol a microorganismos del

suelo, mediante una interacción directa entre elpatógeno y el agente

de biocontrol (BCA).

17

1.2.1.2. Hongos Entomopatógenos

Allendes (2007) define a los hongos entomopatógenos como

parásitos de insectos con una alta capacidad de esporulación y

supervivencia, siendo sus mayores ventajas su fácil manipulación y

adaptación a diversos ambientes, especificidad y capacidad de

penetración directa a través del tegumento.

Ciertos hongos entomopatogenosposeen características muy

especiales que les permiten sobrevivir como parásitos sobre los

insectos y en forma saprofita sobre material vegetal en

descomposición. El crecimiento saprofito puede dar como resultado

la producción de conidióforos, conidias y desarrollo miceliano. Esta

característica permite que el hongo pueda ser cultivado en el

laboratorio utilizando técnicas de producción en masa de bajo costo.

Los hongos tienen un gran potencial para ser empleados como

biocontroladores. Entre los principales hongos que presentan estas

características están: Beauveria, Metarhizium y Paecilomyces.

Las principales ventajas de estos hongos son:

1. Presentan grados variables de especificidad, pueden ser

específicos a nivel de familia o especies muy relacionadas. En el

caso de las cepas, pueden ser específicas a nivel de especie, sin

afectar a los enemigos naturales.

2. Si el entomopatógeno encuentra las condiciones adecuadas para

introducirse y colonizar un ecosistema, se reproduce y renueva en

forma continua, es decir, se vuelve persistente, haciendo

innecesarias nuevas aplicaciones.

3. Se pueden aplicar mezclas de hongos entomopatógenos con

dosis sub letales de insecticidas para lograr efectos sinérgicos

superiores a los logrados con aplicaciones de cada producto por

separado.

4. No contaminan el medio ambiente ni afectan al hombre u otros

animales superiores.

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5. Cuando el hongo no llega a causar la muerte directamente, se

presentan efectos secundarios que alteran el normal desarrollo del

ciclo de vida del insecto.

Así mismo es posible encontrar algunas desventaja, tales como:

1. Sensibilidad a la variación de las condiciones climáticas como

temperaturas extremas, desecación y luz ultravioleta. Estas

limitantes están siendo contrarrestadas mediante el uso de aditivos

(protectores solares, aceites, antidesecantes).

2. Requieren de condiciones de almacenamiento más exigentes que

las moléculas inorgánicas, para evitar que pierdan su patogenicidad.

3. En general, los insecticidas biológicos no matan

instantáneamente.

Alcanzan buenos niveles de control entre una y tres semanas

después de la aplicación, dependiendo de la plaga y del ambiente.

Sin embargo, el insecto deja de ser plaga al ser parasitado por el

hongo, deja de alimentarse mucho antes de morir, disminuyendo el

daño (Cañedo y Ames, 2004).

1.2.1.3. Hongo Paecilomyceslilacinus

Según Samson (1975), la taxonomía y características generales del

género Paecilomyces es la siguiente:

Clase: Deuteromycetes

División: Eumycota

Orden: Moniliales

Familia: Moniliaceae

Subfamilia: Hyalosporae

Género: Paecilomyces

Paecilomyces presenta talo unicelular, micelio bien desarrollado (hifas

sifonadas o no sifonadas, septadas o no). Cuerpos polares presentes.

Flagelos y centríolos ausentes. Reproducción asexual por gemación,

19

fragmentación (artrosporas), esporangiosporas o conidios.

Reproducción sexual, cuando se conoce, por zigosporas, ascosporas o

basidiosporas.

Los conidióforos del género Paecilomycesson ramificados, agrupados o

irregulares. Las conidias se encuentran agrupadas en forma de

cadena. Paecilomyces s lilacinus presenta un rápido crecimiento de

sus hifas. El Conidióforo presenta grupos de ramificaciones laterales,

cada una de las cuales presenta de 2 a 4 divisiones ovaladas antes de

las conidias. Estas últimas, tienen una longitud de 2,5-3,0 µm y de 2,0-

2,2 µm de ancho; presentan coloración lila (López, 1995).

En caso de vibración o movimientos de aire, estas conidias se liberan

en grandes cantidades, por esto el hongo se propaga efectivamente.

La facultad que posee para parasitar huevos de nematodos, también se

ve algunas veces o se expresa sobre nematodos en estados libres o

móviles, o sobre hembras sedentarias, pero es más agresivo sobre los

huevos. (Cabanillas y col. 1989).

1.2.1.4. Hongo Paecilomyceslilacinus como una alternativa de control Biológico

Entre los agentes biológicos existen algunos hongos que pueden limitar

el incremento poblacional de los nematodos. Se encuentran

comúnmente en el suelo y se clasifican como endoparásitos

depredadores y oportunistas, entre los oportunistas se encuentran los

que parasitan huevos de nematodos que son los más efectivos en

reducir las poblaciones de nematodos. Los hongos se dispersan

rápidamente por el suelo, son ubicuos y abundan en la rizosfera cerca

de las estructuras reproductivas de los fitonemátodos. Están bien

adaptados al ambiente, son excelentes competidores y pueden

sobrevivir periodos fuera del hospedero; además poseen cierto grado

de especialización y características que los capacitan para predominar

en su nicho ecológico único. Algunos hongos oportunistas con

capacidad de degradar quitina (quitinolisis) están asociados con el

parasitismo de huevos de nematodos, sin embargo la quitinolisis no es

20

el único proceso utilizado por los hongos al parasitar los huevos de

nemátodos. (Lara y col., 1996).

Según Plabi (2003), el hongo Paecilomyceslilacinus da inicio a su

función de biocontrolador al parasitar los huevos del nematodos,

juveniles y adultos, durante ésta etapa inicial no hay producción de

toxinas. Cuando las esporas del hongo entran en contacto con los

nemátodos se inicia la infección porque encuentran las condiciones

ideales para iniciar el proceso de germinación, estas esporas producen

enzimas que diluyen la cutícula y penetran al interior del nematodo.

Cuando ingresa al hospedero, el hongoPaecilomyceslilacinus se

reproduce muy rápidamente emitiendo metabolitos tóxicos, tales como

enzimas líticas que ocasiona destrucción de ovarios y reducción de la

eclosión, producción de toxinas que afectan el sistema nervioso y

causan deformación en el estilete de los nematodos que sobreviven, lo

que permite reducir el daño y sus poblaciones, a valores de pH

ligeramente ácidos, se producen toxinas que afectan el sistema

nervioso de los nematodos, dicho metabolitos envenenan el nemátodo

(causándole deformaciones, vacuolizaciones y pérdida de movimiento)

hasta causarle la muerte, disminuyendo de esta manera su número en

los cultivos. Si se regulan los nemátodos con formulaciones a base

dePaecilomyceslilacinus, se necesitan menos aplicaciones, pues se

conservan y restablecen el balance natural del ecosistema, con la

ventaja que no afecta parásitos ni depredadores.

Pueden usarse en conjunto con algunos fertilizantes químicos y

técnicas de repoblamiento de flora microbiana del suelo sin afectar su

virulencia y patogenicidad. Lo anterior si sus esporas aun se

encuentran en latencia. Generalmente estos formulados a base de

esporas en latencia de Paecilomyceslilacinus han sido recuperadas del

campo, donde afectan a diferentes nemátodos, estos se llevan al

laboratorio, se aíslan y se reproducen técnicas para conservar su

viabilidad, patogenicidad y virulencia (Plabi, 2003)

21

1.2.1.5. Métodos de Extracción de Esporas

- Maquinaria de extracción de esporas Semi-industrial (El

MycoHarvester)

Es un aparato diseñado para la recolección segura y eficiente de

esporas de hongos de un substrato sólido (ej. hongos esporulados

sobre granos como el arroz). Es apropiado para producción a pequeña

escala, preparaciones no continuas de muestras de micopesticidas o

productos similares, concentrando las conidias de una manera fácil de

desecar y embalar. El MycoHarvester no sólo es fácil de usar, sino que

los extractos del interior del ciclón también tienen una buena calidad en

cuanto las especificaciones en tamaño de partículas, sin contener

partículas grandes que podrían bloquear los orificios del aspersor o

sedimentarse en las formulaciones. Las principales ventajas del MH1

son: La eliminación de partículas grandes m(<100 μm), las cuales son

causantes del bloqueo de los orificios de los aspersores y filtros, alta

calidad de la separación de esporas, lo cual mejora la estabilidad física

de las formulaciones, Operación segura: el polvo de esporas es

absorbido dentro de la máquina, Rápido, procesamiento económico de

cantidades experimentales de micopesticidas: Normalmente 1 kg de

substrato procesado en <5 minutos, Facilita el mejor almacenamiento

por la concentración de esporas subsecuentemente a través del

secado(Bateman, 2002).

- Método de extracción de esporas por inyección de aire mediante

compresión

El método está basado en la creación de una maquina a utilizar para la

extracción de esporas, teniendo como base el modelo de un Tamizador

centrífugo Turbowest que es un equipo para tamizar en continuo

materiales secos o húmedos, incluso aquellos que se aglomeran

fácilmente, ya que dentro de la cámara hay unas paletas rotativas

helicoidales que propulsan continuamente el material contra la malla, y

la fuerza centrífuga resultante acelera las partículas y las hace pasar a

22

través de la malla. Las paletas, que no están en contacto con la malla,

rompen los grumos que se hayan podido formar en el producto. Para

nuestro tamizador se tuvo que modificar o añadir un compresor que

ayudara a que las esporas no se fijen a las paredes de la criba y con

ayuda del aire inyectado puedan llegar a la salida inferior que se

encargara de recibirlas.

- Método de evaluación de la viabilidad de esporas después de la

extracción( Porcentaje viabilidad de esporas):

La viabilidad de los conidias se mantiene mayor tiempo en la

formulación líquida que en la sólida. Sin embargo, cuando en la

formulación líquida se utilizan aceites minerales o derivados de

petróleo, esta no es aceptada en producción orgánica debido al tipo de

aceite que contiene. Las conidias pierden su viabilidad a partir de los

10 - 15 días cuando se mantienen a temperatura ambiente, en cambio

la viabilidad se mantiene por más de 60 días en las mismas

condiciones, cuando las conidias son formuladas (Monzón, 2001).

• Germinación de esporas

La germinación de esporas de la gran mayoría de hongos

requiere al menos de alta humedad relativa, casi siempre por

encima del 90% (Lecuona, 1996).

• Factores que afectan la germinación:

- Efecto de la temperatura

Los requerimientos de temperatura para germinar varían

con las especies de hongos que se trate ya que los

Deuteromicetos germinan a temperaturas de 25°C. De

modo general, la temperatura óptima para los diferentes

hongos entomopatógenos varía de 10 a 30°C; la

temperatura favorable para P. lilacinus oscila entre 20-25°C

(Mata, 2008).

- Efecto de la Luz.

Todos los insecticidas microbianos son inactivados por

exposición a rayos solares. El efecto directo puede causar

23

la reducción de la estabilidad de los microorganismos y un

tiempo limitado para su actividad. Las conidias de los

hongos entomopatógenos expuestas a dosis sub letales de

radiación UV experimentan cambios genéticos y/o

fisiológicos que puede afectar el índice de germinación y

crecimiento (Mata, 2008).

- Requerimiento de humedad.

Aunque las esporas pueden sobrevivir por largos períodos

en un medio extremadamente seco, una humedad relativa

de cerca del 90% es necesaria para su germinación y

rápido crecimiento (Nava, 2006).

1.2.2 Marco Conceptual

- Control biológico de plagas: Reducción de la densidad de inoculo o más

organismos antagónicos, en forma natural o por manejo de ambiente,

hospedante o de los propios microorganismos.

- Hongos: Son organismos unicelulares y pluricelulares heterótrofos, que no

forman auténticos tejidos. Las rígidas paredes de sus células están formadas

por fibras de quitina y su reserva energética es el glucógeno. Carecen de

cilios y flagelos en cualquier fase de su ciclo vital.

- Hongos Entomopatógenos: Hongos que actúan principalmente por contacto,

cuando el hongo es capaz de penetrar el insecto e invadirlo, provocándole la

muerte por micosis.

-Esporas o Conidias: Son estructuras del hongo que se encargan de realizar

el efecto sobre los nemátodos. Estas conidias o esporas al hacer contacto con

el cuerpo de los nemátodos, se fijan en la pared externa del cuerpo del

nematodo, luego germinan y producen unas estructuras especializadas, a

través de las cuales penetran en el cuerpo del nemátodos.

-Paecilomyceslilacinus: Hongo que controla fitonematodos, principalmente

especies del nemátodoagalladorMeloidogynespp. Este hongo parasita

huevos, adultos y quistes denemátodos. También puede afectar nemátodos

móviles que están fuera de las raíces.

24

-Nemátodos: Son organismos microscópicos cilíndricos, lisos, no

segmentados y que tienen apariencia de gusanos. Son animales muy

pequeños que no se pueden ver a simple vista. La mayoría de ellos viven en

el suelo y se alimentan de las plantas a través de las raíces, causando graves

pérdidas en los cultivos, ya que el daño en las raíces no permite que las

plantas absorban el agua y los nutrientes del suelo.

- Extracción de Esporas: Consiste en separar del sustrato (arroz) de las

estructuras del hongo (conidias y/o esporas) para su posterior formulación.

- Extracción de esporas por inyección de aire mediante compresión: Consiste

en tamizar en continuo el sustrato de maíz fresco mas hongo, aplicando la

fuerza centrífuga que romperá los grumos durante el funcionamiento y se

inyectara aire mediante un compresor, para ayudar a que las esporas circulen

a la salida de la máquina.

- Extracción por MycoHarvester: Es un aparato diseñado para la recolección

segura y eficiente de esporas de hongos de un substrato sólido (ej. hongos

esporulados sobre granos como el arroz). Es apropiado para producción a

pequeña escala, preparaciones no continuas de muestras de micopesticidas o

productos similares, concentrando las conidias de una manera fácil de

desecar y embalar

- Evaluación del rendimiento: Se refiere a la cantidad de gramos de polvo

cosechado y él % de Viabilidad/ g de polvo cosechado. A partir de este

rendimiento se procede a estimar el rendimiento neto, para lo cual es

necesario conocer la viabilidad del hongo cosechado.

- Determinación del peso del polvo cosechado: Se pesa la cantidad de polvo

cosechado por bandeja o por kilo de maíz. Este rendimiento depende de la

especie de hongo, de la cepa y del método de producción.

-Viabilidad: La viabilidad de la espora (tiempo en que permanecen viables,

esto es, que son capaces de llevar a cabo una germinación exitosa), es un

factor básico para el establecimiento de los helechos en su hábitat natural

(Pérez y Reyes, 1993).

25

II. MARCO METODOLÓGICO

2.1. Hipótesis

Con la velocidad 1080 RPM utilizada en el método por inyección de aire

mediante compresión, se obtendrá un mayor rendimiento en la extracción de

las esporas del hongo Paecilomyceslilacinus.

2.2. Variables

2.2.1. Definición conceptual

Variable dependiente: Porcentajeen rendimiento de extracción de

esporas

Variable Independiente: Velocidadde movimiento de las paletas

extractoras

2.3. Metodología

2.3.1. Tipos de estudio

De acuerdo al fin que se persigue: Investigación Aplicada

De acuerdo a la técnica de contrastación: Investigación Experimental

De acuerdo al régimen de investigación: Orientada.

2.3.2. Diseño Diseño experimental: Se realizó la extracción de esporas del hongo

Paecilomyceslilacinus del sustrato de maíz partido por el método de

inyección de aire mediante compresión, utilizando 2 velocidades (840 y 1080

RPM).

Se trabajará un diseño experimental factorial, con un total de 2 tratamientos

y 3 repeticiones, haciendo un total de 6 unidades experimentales analizadas

durante el periodo de estudio (1 día), como variable dependiente se

considera el porcentaje de rendimiento de extracción de esporas y como

variable independiente las velocidades de extracción.

26

2.4. Población y muestra

- Población: 900 Kg de sustrato de maíz entero+ Espora de P.

lilacinus

- Muestra: 22.5 Kg de sustrato de maíz entero + Espora de P.

lilacinus

Extracción 840 RPM

Extracción 1080 RPM

Espora Pura

Tº Ambiente

25 ºC Aprox.

Porcentaje de

Rendimiento

Figura 1. Diseño Experimental

Maíz entero + espora

27

2.5. Método de investigación

2.5.1. Método de extracción por agitación en lecho móvil:

– Materiales:

• Sustrato (Maíz + Espora del hongo Paecilomyceslilacinus)

• Extractor de esporas por lecho móvil

• Bolsas de Polipropileno 10x15x2.

• Alcohol

• Papel toalla

– Procedimiento:

El sustrato se vertió por la parte superior del Extractor (Ver ANEXO 3)

dirigiéndose a la cámara de tamizaje por medio de un tornillo sinfín.

Dentro de la cámara hubo unas paletas rotativas helicoidales que

propulsaron continuamente el material contra la malla, y la fuerza

centrífuga resultante aceleró las partículas y los hisos pasar a través de

la malla. Las paletas, que no estaban en contacto con la malla,

rompieron los grumos que se pudieron haber podido formar en el

sustrato. Los granos de mayor tamaño que los huequitos de la malla se

evacuaron por la salida y las esporas tamizadas se evacuaron por la

parte inferior, siendo totalmente empujadas por el aire a alta presión

adicionado (Ver ANEXO1).

2.5.2. Método de evaluación de Porcentaje de viabilidad de esporas después de

la extracción:

A partir de la dilución 10-4 con una pipeta estéril se procedió a tomar

aproximadamente 1 mL, el cual se depositó alrededor de una placa petri

que contenía Agar SabouraudSacarosado (SDA).

Las placas se incubaron a temperatura ambiente y se expusieron a luz

constante durante 18-24 horas. Una vez transcurrido este tiempo se

llevó al microscopio. La observación se hizo con el objetivo 40X y se

contó un mínimo de 100 esporas (entre germinadas y no germinadas).

Con los datos obtenidos se calculó porcentaje de germinación

(viabilidad), para lo cual se utilizó la ecuación 1.

28

% G: Porcentaje de Germinación

Ng: Número de esporas germinadas

Nng: Número de esporas no germinadas

2.6. Métodos de análisis de datos

Para el procesamiento de los datos se utilizará el programa Statistica 7.0, se

efectuará el ANVA utilizando el diseño con medias repetidas en 2 momentos: Se

evaluará el rendimiento de extracción de esporas en relación a la interacción de

frecuencias.

(Ecuación1)

29

III. RESULTADOS

Se realizaron tres repeticiones para evaluar los porcentajes de

rendimiento,utilizando las diferentes velocidades (840 RPM y 1080 RPM) de

extracción deesporas de P. lilacinus,cuyos datos se pueden evidenciar en la Tabla

1.

Tabla 1. Porcentaje de rendimiento de extracción, utilizando dos velocidades (840

RPM y 1080 RPM) con tres repeticiones cada una.

FECHA MUESTRA

SUSTRATO + ESPORA

ESPORA PURA

PESO (Kg)

% VIABILIDAD

PESO (g)

PROMEDIO (g)

% VIABILIDAD

% RDTO

16/11/2012

840 RPM R1

1.5

99

21.62

22.05 98

1.44%

840 RPM R2

1.5 21.87 1.46%

840 RPM R3

1.5 22.67 1.51%

1080 RPM R1

1.5

99

36.47

36.79 99

2.43%

1080 RPM R2

1.5 36.82 2.45%

1080 RPM R3

1.5 37.08 2.47%

30

En la Tabla 2, se muestra la Media, Desviación Estándar y el Coeficiente de

variación, del porcentaje de rendimiento de extracción de esporas de

Paecilomycelilacinus, utilizando 840 RPM y 1080 RPM.

Tabla2. Descripción del % de rendimiento en cada velocidad de extracción.

% Rendimiento

840 RPM 1080 RPM

Media 1.47% 2.45%

DesviaciónEstándar 0.04% 0.02%

Coeficiente de Variación (%) 2.49% 0.83%

En la Tabla 3, se muestran los resultadosdel ANVA, utilizada para verificar si hubo

influencia significativa de variación entre los porcentajes de rendimientos en la

extracción utilizando dos velocidades 840 RPM y 1080 RPM.

Tabla 3. ANVA para rendimiento de esporas.

FV GL SC CM F p

VELOCIDAD 1 1.44780 1.44780 1651.34 0.000002

Error 4 0.00351 0.00088

Total 5 1.45130

Dónde:

FV: Fuente de Varianza

GL: Grados de Libertad

SC: Suma de Cuadrados

CM: Cuadrados Medios

F y p: Intervalos de confianza

31

En la Figura 2, se observan los promedios del porcentaje de rendimiento de

extracción en función a las velocidades de agitación en lecho móvil, se obtuvo

como resultado en 840 RPM un porcentaje de 1.5 y con 1080 RPM un

porcentaje de 2.5, mostrando una variación de este después de realizado el

tratamiento de extracción.

Figura 2.Variación del porcentaje de rendimientode extracción en función

a las velocidades de agitación en lecho móvil.

VELOCIDAD (PRM) 840 1080

VELOCIDAD; Weighted Means

32

En la Tabla 4, semuestra los resultados del ANVA utilizada en este caso para

determinar si hubo influencia significativa de variación en el porcentaje de

viabilidad de la espora pura del hongo P. lilacinus.

Tabla 4. ANVA para porcentaje de viabilidad de esporas.

FV GL SC CM F p

VELOCIDAD 1 1.50 1.50 2365.23 0.123

Error 4 0.00 0.00

Total 5 1.50

Dónde:

FV: Fuente de Varianza

GL: Grados de Libertad

SC: Suma de Cuadrados

CM: Cuadrados Medios

F y p: Intervalos de confianza

33

En el Figura 3, no se observó variación estadística significativa en el porcentaje

de viabilidad de la espora pura del hongo P. lilacinus, después de haber sido

sometido a extracción, utilizando 840 RPM que obtuvo como viabilidad un 98% y

1080 RPM un 99 %, cabe mencionar que en ambas frecuencias el sustrato más la

espora ingreso con 99 % de Viabilidad.

Figura 3. Variación del porcentaje de viabilidad de la espora pura

utilizando las velocidades 840 y 1080 RPM.

VELOCIDAD (PRM) 840 1080

VELOCIDAD; Weighted Means

34

IV. DISCUSIÓN

Para efectuar la extracción de esporas del hongo P. lilacinus se utilizaron las

velocidades 840 RPM y 1080 RPM, encargadas de generar el movimiento de

las paletas extractoras; al evaluar el rendimiento,con 840 RPM se obtuvo un

1.5% y con 1080 RPM fue 2.5%. Riva (2007) a través de .extracción manual

obtuvo un 2.5% en rendimiento, utilizando como peso inicial 1.5 Kg de sustrato

fresco (maíz partido estéril) más espora pura del hongo estudiado, pero para la

culminación de dicha extracción empleo 10 horas.

SegúnMonzón(2007), el rendimiento de extracción de esporas depende de la

especie del hongo, de la cepa y del método de producción. En el proceso semi-

industrial este rendimiento puede variar entre 200 y 300 g de polvo/kg de arroz,

aproximadamente utilizando el método de extracción manual. Por ejemplo, B.

bassianacepa Bb-64 produjo 270 - 280 g de polvo/kg arroz; la cepa Bb-114

aproximadamente 220 g/kg arroz y la cepa NB aproximadamente 310 g/kg

arroz, obteniendo unrendimiento promedio de 26 % deacuerdo a la cepa de

hongo empleada. Analizando estos rendimientos con los del actual tratamiento

empleado con el equipo extractor, observamos una significativa diferencia de

estos como se muestra en la Tabla 1. Cabe resaltar que el sustrato en fresco

empleado en este antecedente fue arroz estéril y en esta investigación maíz

partido estéril.

Según Elósegui (2009), la eficiencia de la separación por lecho fluidizado

yciclón dual fue muy baja, con solo el 2,2% del total de esporas del

biopreparado original recuperadas y con un 97% de Viabilidad.Su análisis se

basa en dos sistemas de extracción, que al compararse con los porcentajes de

rendimiento obtenidos con el extractor de lecho móvil, son muy similares

cuando se utilizó1080 RPM ya que con esta se obtuvo 2.5 % en rendimiento, a

su vez se observa una diferencia mínima en el porcentaje de viabilidad pues

este en su estudio obtiene 97% mientras que el resultado de la

experimentación actual fue de 99%.

35

Elósegui(2009),también utilizó el tamizaje eléctrico, obteniendo una eficiencia

del 0.1%cuandose emplearon los dos tamices en el equipo(209 mm y 35 mm)

ycon una viabilidad del 91%.Si realizamos una comparación con sus

porcentajes de rendimiento se observa fácilmente una significativa variación,

pues el rendimientoobtenido con 840 PRM fue de 1.5% y con 1080 RPM fue

2.5%, mucho menor a los porcentajes referidos por el autor. A su vez se

evidencia una notable variación en el porcentaje de viabilidades, ya que el

autor obtuvo 92% como máximo en este método de extracción y por el método

de extracción por agitación de lecho móvil se obtuvo un 99%.

Según Riva (2007), además de mencionar el rendimiento en peso de la

extracción realizada manualmente por el autor, también describe un análisis del

porcentaje de viabilidad del sustrato en fresco más la espora del hongo P.

lilacinusy un mismo análisis al término de este tratamiento para la espora pura,

mostrando como resultados un 99% de viabilidad del sustrato antes de pasar

por extracción y el mismo porcentaje de viabilidad (99%) para la espora pura

obtenida. De este tema también hace referencia Elósegui (2009) la viabilidad

de la espora pura obtenida fue baja,que podría deberse en parte a daño

mecánico de las esporas. Al comparar estos datos con los porcentajes de

viabilidad con los que la espora pura es obtenida luego del tratamiento, la

velocidad 840 RPM, genera más daño mecánico en las esporas que la

velocidad 1080 RPM, aunque por ser tan solo un 1% de diferencia entre

ambas, no existe diferencia estadística significativa.

36

V. CONCLUSIONES

La velocidad de agitación presentó influencia significativa en el rendimiento de

extracción por lecho móvil de Paecilomyces lilacinus, obeteniendose mayor

rendieminto utilizando la velocidad de 1080 RPM (2.5 %) que con la velocidad de

840 RPM (1.5 %).

37

VI. SUGERENCIAS

Instalar un sensor de Tiempo, para determinar con más exactitud cuánto es el

trascurso de tiempo que toma cada frecuencia en concluir con la extracción.

Se sugiere que en las partes de cierre del extractor se utilice un material que

genere más hermeticidad en sus partes, para evitar la pérdida de esporas por las

hendiduras no cubiertas.

Se requiere que se incluya un sistema de aire por compresión fijo en el extractor,

para evitar pérdidas de tiempo al colocar y retirar el sistema de aire por

compresión movible que actualmente se aplica.

38

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

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50

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41

ANEXOS

42

ANEXO 1. Flujograma de Proceso de extracción de espora pura a partir de

un sustrato

Fuente: Elaboración propia

Sustrato

Extracción de

esporas

Maíz fresco +

residuos de

esporas

Espora pura

Maíz fresco

+ Hongo

Tamizador

industrial con

inyección de aire

por compresión

43

ANEXO 2. Paecilomyceslilacinus

Fuente: Taxonomía de hongos fitopatógenos comunes, 1999

44

ANEXO 3. Fotografías del tratamiento de extracción de esporas de

Paecilomyceslilacinus

Figura 4. Descripción del equipo.

45

Figura 5. Realización de la extracción del hongo a partir del sustrato en fresco

46

Figura 6. Análisis del % Viabilidad de la espora pura de Paecilomyces lilacinus