Evaluación de los extractos obtenidos de subproductos citrícolas

EVALUACIÓN
DE
EXTRACTOS
OBTENIDOS
DE
SUBPRODUCTOS
CITRÍCOLAS PARA SU POSIBLE APLICACIÓN EN LA DESINFECCIÓN
PREVIA A LA INDUSTRIALIZACIÓN DE FRUTAS DEL GÉNERO CITRUS
Resumen ejecutivo
Los trabajos desarrollados en este proyecto tuvieron como fin: a) obtener
extractos etanólicos y aceites esenciales de naranja, mandarina y toronja y
evaluar su actividad antimicrobiana; b) caracterizar el contenido de metabolitos
de interés como antimicrobianos; c) formular un producto desinfectante, el cual
sea caracterizado fisicoquímica, toxicológica y genotoxicológicamente; y d)
realizar une estudio de prefactibilidad técnico-económica.
La metodología empleada constó de: evaluación fisicoquímica de la materia
prima, que fue analizada según los análisis sugeridos por las normas
internacionales; obtención de extractos con compuestos bioactivos, para los
cuales se utilizaron los métodos de extracción etanólica, extracción por
molienda mecánica y extracción con arrastre de vapor; determinación de la
actividad
antimicrobiana
in
vitro,
para
lo
cual
se
utilizaron
como
microorganismos indicadores Escherichia coli, ATCC 11775 Staphylococcus
aureus ATCC 25923, Salmonella enteritidis ATCC 13076 y Candida albicans
ATCC 14053. Las bacterias fueron crecidas en caldo nutritivo a 35 °C y la
levadura en caldo micológico a 30 °C.; determinación de la mínima
concentración inhibitoria (MCI); identificación de los compuestos volátiles
presentes en los aceites esenciales; identificación de los compuestos
flavonoides presentes en los extractos etanólicos.
Con los datos obtenidos del rendimiento de extracción y la evaluación de la
actividad antimicrobiana, se formuló el producto desinfectante. Los extractos
seleccionados con base en los criterios anteriores fueron: extracto etanólico de
toronja y aceite esencial de toronja obtenido por arrastre de vapor.
La actividad antimicrobiana de los prototipos formulados se evaluó contra los
siguientes microorganismos: Pediococcus acidilactici, Lactococcus lactis,
Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Salmonella enteritidis, Staphylococcus
aureus, Pseudomonas aeruginosa, Listeria innocua, Candida albicans y
Sachharomyces cerevisiae. La prueba consistió en inocular a 1 ml del
desinfectante 100 ul de un cultivo de 24 hr del microorganismo indicador.
Homogeneizar e incubar durante 15 h. Se tomaron muestras al tiempo inicial de
inoculación y al concluir la incubación. Éstas se estriaron sobre agar MuellerHinton
y se incubaron 24 hr a las temperaturas adecuadas para cada
microorganismo. Después se examinaron las placas para detectar la presencia
o ausencia de crecimiento.
La eficiencia de los productos desarrollados se evaluó utilizando limón, naranja
y toronja. Para ello se determinó el número inicial de mesófilos y coliformes
totales y fecales presentes en las cáscaras de un lote de cinco frutos. Éstos
fueron sumergidos en las soluciones de los desinfectantes durante cinco
minutos, con agitación a temperatura ambiente. Después de ese tiempo se
determinó el número de microorganismos sobrevivientes utilizando placas
Ridacount.
Se evaluó la irritabilidad del prototipo desinfectante dérmica en flancos
depilados de conejos albinos y ocular en conejos albinos. La evaluación
toxicológica se realizó mediante la prueba de toxicidad agua por vía oral en
roedores, de acuerdo a la metodología establecida por la Comunidad Europea
en la Directiva 2004/73/EC. Los ratones (cepas Balb/c) se mantuvieron en un
bioterio bajo condiciones de temperatura y humedad controladas, la
alimentación e ingestión de agua se administró ad libitum (excepto ayuno de 12
horas antes de la administración de las muestras). Después se procedió a la
evaluación de la genotoxicidad, de acuerdo a la metodología establecida por la
Environmental Protection Agency. Se utilizaron cepas de Salmonella con el fin
de detectar sustancias genotóxicas que ocasionen corrimiento del marco de
lectura del ADN o sustitución de pares de bases, respectivamente.
La investigadora realiza y explica la obtención de extractos con compuestos
bioactivos (etanólica, prensado en frío y arrastre de vapor) y mediante el
análisis de varianza indica la diferencia entre los rendimientos obtenidos. En
general, obtuvo mayor rendimiento de aceite por el método de arrastre con
vapor que con el método de prensado, el cual proporciona menor rendimiento
de extracción de aceite de semilla de limón que los otros métodos empleados.
Los aceites esenciales evaluados presentan actividad antimicrobiana, la cual es
mayor en los aceites de toronja y mandarina.
Demanda o problemática que atiende
Evaluar los extractos que resultan de los subproductos citrícolas, con el fin de
estudiar si éstos pueden ser aplicados en la desinfección previa a la
industrialización de frutas del género Citrus.
Resultados obtenidos y/o descripción. Características de la tecnología
generada
Formulación del desinfectante, a partir de los extractos seleccionados (toronja
etanólico y toronja arrastre de vapor).
Caracterización fisicoquímica de los productos formulados.
Determinación del espectro de acción, en el que después de 15 horas de
incubación del microorganismo con el desinfectante se observó ausencia de
crecimiento, excepto para L. innocua y S. aureus.
Impactos
Los desinfectantes prototipo elaborados con aceite esencial de toronja y
extracto etanólico de toronja disminuyen el número de mesófilos y coliformes
presentes en la epidermis de la naranja, limón y toronja. Aun cuando su
eficiencia fue menor a la del desinfectante comercial (que tiene compuestos
sintéticos como cloruro de benzetonio o cloruro de benzalconio), la eficiencia
de los prototipos podría incrementarse al emplear mayores tiempos de
inmersión de la fruta, así como aumentando la concentración del desinfectante
en el agua de lavado.
En cuanto a la ingesta de ambos prototipos, los animales de experimentación
no mostraron signos de afectación por la sustancia de prueba ni se presentó
mortandad en las dosis aplicadas. El examen post mortem tampoco evidenció
lesiones internas y los pesos de los principales órganos fueron normales y
uniformes para el lote de animales utilizados.
Costos estimados de la aplicación de los resultados y/o tecnología generada
El monto de la inversión total del proyecto sin considerar el capital de trabajo
es de 1.39 millones de pesos. Se consideró la renta de una pequeña nave o
cobertizo para el acomodo de los equipos (aproximadamente 80 m2, a razón
de $63,000.00 anuales), con espacio para el manejo del subproducto cítrico,
que sería para 1.3 toneladas por día (dos turnos). El activo diferido está
conformado principalmente por la asistencia técnica para la ingeniería del
proyecto. En los conceptos de inversión y costos de insumos no se incluyeron
impuestos.
La materia prima para el proyecto. Para el costo de la matera prima sólo se
consideró el flete del subproducto: $0.6/kg. Las percepciones salariales fueron
de $46.00/día. Más 4.5% de gastos de ventas, y costos totales de producción
por $246 a $268 por kilogramo de producto. Al estimar el punto de equilibrio
durante el periodo proyectado de 10 años, resultó del 44%, lo que indica que
tiene buena holgura de operación con números favorables. El costo del capital
es de 11.7% (tasa de rentabilidad mínima de aceptación), y la relación
beneficio/costo fue de $2.00, lo que indica que por cada peso invertido hay un
beneficio de $1.00. La inversión se recupera en siete años.
Ámbito de aplicación
Nacional.
Información adicional o comentario
De acuerdo con esta investigación, los subproductos del procesamiento de
cítricos, principalmente toronja y naranja, pueden ser considerados una fuente
viable y económica de compuestos con actividad antimicrobiana y antifúngica.
Clave del proyecto: SAGARPA 2004-C01-65
Sistema Producto y/o línea estratégica de atención: Cítricos.
Investigador: M. C. TANIA GONZÁLEZ FLORES
Institución: Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del
Estado de Jalisco, A. C.