Modelación en el proceso de obtención de vitaminas

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Modelación en el proceso de obtención de vitaminas

Johanna Aguachela-Mejia1, Geoconda Agualongo-Caiza1, Andrea Aldaz-Vargas1, Diego Allo-Guevara1, Antony Andrango-Barragán1, Mónica Asacata-Pucha1, Grace Garcia-Mesias1, Jefferson Guerra-Meléndez1, Angel Rochina-Rochina1, Luis Talahua-Quingaguano1, Raúl Vargas-Llagua1, Daniel Vega-Duran1.

1 Escuela de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Estatal de Bolívar. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente. Código Postal: 020150.  Av. San Simón Km. 2.5. Guaranda- Ecuador

Autor correspondiente:

Nombre: Antony Andrango-Barragán

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5377-1867

Contribución de los autores: El presente trabajo tubo una amplia colaboración de 12 integrantes, quienes realizaron una profunda investigación para solventar dudas sobre la obtención de vitaminas en el campo agroindustrial. La investigación fue realizada a partir del análisis de artículos científicos de alto, medio, y bajo impacto  

Antecedentes y objetivo: Quien indicó el camino correcto fue el neerlandés Christian Eijkman (1858-1930), premio Nobel en Medicina y Fisiología en 1929 por sus trascendentes estudios y descubrimientos sobre la etiología del beriberi y la teoría de las vitaminas. Hacia 1897 este médico holandés reparó en el detalle siguiente: que el beriberi se encontraba entre los consumidores de arroz perlado. Dedujo que la parte descascarillada del arroz debía contener alguna sustancia que ejercía una acción preventiva sobre el beriberi. En función de esa observación provocó la polineuritis aviar en las gallinas (idéntica al beriberi humano) y abrió un campo de estudio que condujo al descubrimiento de las vitaminas.

Se pesan 200 g del producto y 100 g de solución acuosa de ácido oxálica al 1% . Submuestra « C» para la determinación de ácido ascórbico. Se pesan 200 g de la solución de ácido oxálico al 1% y 50 g del producto. Una vez pesadas muestra y solución se traslada la muestra para su debida homogenización, en forma cuidadosa y cuantitativa al vaso de una mezcladora eléctrica .

Palabras claves: Vitaminas, Modelos vitamínicos, Síntesis de vitaminas

Introducción

En la actualidad, en el sector empresarial existe la necesidad de ser cada día más competitivos, lo que obliga a las organizaciones a analizar sus procesos para obtener una mejor calidad que le permita cumplir con las necesidades y expectativas de los clientes. La competitividad y empresarial, en el contexto de la globalización, exige a las organizaciones para ser sostenibles en mercados nacionales e internacionales tener una administración de los procesos productivos más eficiente y eficaz de sus recursos financieros, humanos, tecnológicos, entre otros1.

Las vitaminas son sustancias orgánicas que están presentes en los alimentos y nos resultan absolutamente imprescindibles para la vida. Con las vitaminas se puede y debe usar el término 'esencial', que quiere decir que son necesarias para nuestro organismo, y es que, cada una de las vitaminas tienen una función específica en el correcto funcionamiento del cuerpo. En la industria de las vitaminas estas deben ser aportadas a través de la alimentación, puesto que el cuerpo humano no puede sintetizarlas, muchas veces se requiere concentrar las vitaminas para contrarrestar enfermedades2. La industria vitamínica avanza con gran rapidez debido a los descubrimientos médicos sobre la importancia de las vitaminas, incluso algunos se atreven a decir que serán los suplementos vitamínicos el arma principal de la medicina para mantener una salud óptima y prevenir enfermedades crónicas.

La modelación y simulación de procesos en la producción de vitaminas permitirá obtener modelos virtuales y experimentar en forma dinámica en la producción de vitaminas a escala industrial. Lo que facilita identificar y cuantificar oportunidades de mejora, así como analizar el comportamiento del proceso bajo estudio en diferentes condiciones de operación y adelantarse proactivamente a cambios futuros. El objetivo del estudio se centró en la modelación en el proceso de obtención de vitaminas. El aporte principal consiste en mostrar al sector, de forma específica representada en un caso de aplicación real, las bondades de la incorporación de herramientas tecnológicas que le permiten mejorar sus procesos.

Métodos de obtención de vitaminas.

En la actualidad las vitaminas en general se producen por cuatro métodos diferenciados:

• Aislamiento a partir de fuentes naturales
• Síntesis química
• Síntesis bioquímica
• Síntesis microbiana.

1. El aislamiento no es viable económicamente, por no conocerse fuentes naturales en las cuales la vitamina B12 se encuentre en cantidades lo suficientemente elevadas como para que se rentabilice su extracción, que resulta cara y compleja.
2. La síntesis química resulta muy tediosa, comprendiendo hasta 70 etapas de reacción debido a la elevada complejidad estructural de la molécula de coba lámina, por lo que se considera inviable tecnológicamente.
3. La síntesis bioquímica implementa procesos de reacción enzimática, simplificando la síntesis química y reduciendo el número de etapas de reacción. No obstante, la simplificación resulta insuficiente, pues en la actualidad sigue sin ser viable desde el punto de vista tecnológico, aunque se postula como una posible opción de futuro.
4. La síntesis microbiana es actualmente la única opción viable de producción industrial de coba lámina. Este proceso consiste en obtener el producto de interés a través del metabolismo de un microorganismo, empleándose en el caso de la vitamina B12, bacterias3.

Los microorganismos, cuyo empleo en la producción de vitamina B12, ha sido más ampliamente estudiado son: Acetobacterium sp., Propionibact m freudenreichii, Propionibacterium shermanii y Pseudomonas denitrificans.eriu.

HPLC: cromatografía líquida de alta resolución. 
MiBi: Método microbiológico.
EN: Norma Europea CEN (Comité Europeo de Normalización).
USP: United States Pharmacopeia.
FDA: US Food and Drug Administration.
AOAC: Método AOAC (Association of Official Analytical Chemists).

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