Obtención de licopeno
Alfred VillaseñorDocumentos de Investigación10 de Noviembre de 2017
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Metepec, Estado de México, a 06 de Abril de 2015
Índice
1. Antecedentes .………………………………………………………………..…..…1
1.1 Tabla de antecedentes………………………………………………...…..3
2. Planteamiento ……………………………………………………………...……….4
3. Objetivos…………………………………………………………………………….5
- Generales ……………………………………………………………….…5
- Específicos ………………………………………………………………...5
4. Hipótesis …………………………………………………………………..………..5
5. Justificación ...……………………………….………………………......…..……..5
6. Marco teórico……………………………………………………………………….6
6.1 Carcaterísticas del tomate………………………………….……..…….6
- Producción y procesamiento………………………..….….…………...6
- Licopeno en el tomate …………….……………………….…..…….....7
- Observaciones en la metodolgía a usar…………………………….…9
7. Metodología…………………………………………………….…………….…....9
7.1 Preparación de la muestra……………...…………………….…..…….9
7.2 Determinación de carotenoides …..…………………..….……..……10
7.3 Extracción…………………………..……………………….……..……10
7.4 Evaluación de carotenoides extraídos.………………………………10
8. Cronograma……………………………………..…………………….…………11
Referencias…………………………………………..……………….………….....12
- Antecedentes
El tomate (Solanum lycorpersicum) es considerado un cultivo de interés a nivel mundial, debido a sus cualidades nutricionales (FAOSTAT, 2006). En México, el tomate es una de las principales hortalizas de exportación que se cultiva principalmente en grandes extensiones del Noroeste y Occidente del país (SIAP, 2010). Anualmente se siembran cerca de 100 mil hectáreas y se producen tres millones cuatrocientos mil toneladas de tomate (FAOSTAT, 2012), siendo ampliamente utilizado por la industria alimenticia como materia prima en la producción de jugos, purés y salsas, entre otros productos (Hernández et al., 2007)
Existen investigaciones epidemiológicas que recomiendan el consumo del tomate debido a los numerosos beneficios a la salud; entre ellos: la mejora en los mecanismos de defensa, la prevención o recuperación de alguna complicación y en particular el retardo en el proceso de envejecimiento (Liu, 2003). Estos beneficios se atribuyen principalmente al elevado contenido de antioxidantes (AA).
Actualmente, el consumo de tomate y productos derivados del tomate ha sido consistentemente asociados con un bajo riesgo de desarrollar cáncer de próstata, pulmón, estómago, vejiga, cérvix y piel, asimismo reduce la susceptibilidad de daños oxidativos en ADN de linfocitos. (Hwang y Bowen, 2005; Palozza et al., 2011). Típicamente esta acción protectora es atribuida a los componentes antioxidantes como los carotenoides (en particular licopeno y beta caroteno) y nutrimentos ya mencionados (Martinez-Valverde et al., 2000).
En 2008 Rodriguez-Amaya et al dijeron: los carotenoides son conocidos por promover funciones importantes en la salud tales como actividad antioxidante y actividad provitamina A y fortalecimiento del sistema inmune, causado por especies reactivas al oxígeno y radicales libres, los cuales pueden dar lugar a enfermedades crónico degenerativas.
A la par de sus propiedades biológicas los carotenoides son utilizados como antioxidantes naturales para la formulación de alimentos enriquecidos o como aditivos de sistemas alimentarios cumpliendo el papel de conservadores. El mercado global de los carotenoides fue estimado en 1.07 billones de dólares en 2011 y está proyectado para llegar a 1.2 billones de dólares en 2015 (Cadoni et al., 2009; Global Industry Analysts, 2011).
El licopeno representa el 80% de los carotenoides presentes en el tomate y es responsable del color rojo (Lenucci et al., 2006); previene la oxidación del colesterol de baja densidad, y reduce el riesgo de desarrollar arterosclerosis y enfermedades coronarias; según estudios realizados, se demostró que el consumo de al menos 40 mg de licopeno al día son suficientes (Argawi y Rao, 1998; Shi y Maguer, 2000). Principalmente, se obtiene fundamentalmente a partir de fuentes naturales, hongos y muy especialmente del tomate Solanum Lycopersicum; es altamente lipofílico, y como otros carotenoides, es degradable mediante factores físicos y químicos como exposición a la luz, exposición al oxígeno, condiciones extremas de pH, temperaturas elevadas y contacto con superficies activas (Torres et al., 2003; Nguyen y Schwartz, 1999).
Las fracciones de piel y semilla de tomate han resultado ser una fuente rica en compuestos antioxidantes (Anderson y Latshaw, 2005; Toor y Savage, 2005). Por lo tanto, la remoción de la piel y semillas durante el proceso resulta en una pérdida significante de estos antioxidantes y su potencial beneficio a la salud (Toor y Savage, 2005). De igual manera, las condiciones ambientales durante el cultivo como: la intensidad de la luz, pH del suelo, frecuencia de riego, tipo de fertilización y condiciones naturales como la maduración del tomate pueden afectar la composición química del fruto. También se ha demostrado que ciertas operaciones de manejo post cosecha y procesamiento del tomate pueden alterar la concentración de micronutrientes y compuestos AA (Luna y Delgado, 2014).
Los residuos del tomate, como lo son el epicarpio y las semillas principalmente, han sido estudiados y se ha encontrado un alto contenido de compuestos, como pigmentos (licopeno, flavonoides, flavonas) y nutrientes (lisina y vitaminas A, C y E) (Luna y Delgado. 2014; Brodowski y Geisman, 1980). Para la extracción de este tipo de sustancias se utilizan diversas técnicas; la más común es la extracción con solventes por etapas, aunque actualmente se ha utilizado la extracción con fluidos supercríticos, con grandes ventajas sobre los demás métodos (Fernández y Fernández, 1997; Guash, 2002).
Hoy en día, el aprovechamiento de los residuos agroindustriales (fracciones de piel y semilla) en el mundo se realiza con un enfoque de reciclaje más que con el objeto de generar nuevos productos. En el caso de la industria de la pasta de tomate, la pomasa o residuo se usa directamente como mejorador de suelos, alimento para animales y ensilaje o simplemente se envía a rellenos sanitarios. Sin embargo, estos residuos son ricos en compuestos bioactivos y éstos tienen diversas aplicaciones en la industria alimentaria (como colorantes, suplementos alimentarios, alimentos funcionales), en la industria cosmética y farmacéutica (Carmona, 2013).
Dentro de las investigaciones sobre el aprovechamiento de los residuos de tomate se encuentran las plasmadas en la tabla 1, donde se visualiza que a la fecha se encuentra poca información sobre el tema, entre los que se encuentran investigaciones sobre composición nutrimental, extracción de sustancias activas antioxidantes y su estabilización.
En México no se conocen trabajos relacionados al tema, por lo que se considera importante, incursionar en el mismo, ya que México genera este tipo de residuos que pudieran aprovecharse para obtener sustancias activas como el Licopeno, con gran aplicación industrial.
Tabla1. Investigaciones realizadas sobre el Tomate
Investigación | Año | Autores | Observaciones |
Supercritical CO2 extraction of β-carotene and lycopene from tomato paste waste | 2000 | Baysal, T., Ersus, S., & Starmans, D. A. J. | Este trabajo aborda la extracción de Licopeno y β-caroteno a partir de residuos de pasta de tomate usando dióxido de carbono en condiciones supercríticas (SC-CO2). Los factores evaluados fueron la temperatura, la presión del fluido, la adición de codisolvente, tiempo de extracción y la tasa de CO2 de flujo. |
Supercritical Fluid Extraction of Lycopene from Tomato Processing Byproducts | 2002 | Rozzi, N. L., Singh, R. K., Vierling, R. A., and Warkings, B. A. | El objetivo de esta investigación fue determinar los efectos de la temperatura, la presión, el caudal y el volumen de CO2 en la extracción de licopeno con SFC de un subproducto del procesamiento de tomate. |
Lycopene and β-Carotene Extraction from Tomato Processing Waste Using Supercritical CO2 | 2003 | Sabio E., Lozano M., Montero de Espinoza, et al. | En la presente revisión se evaluaron los rendimientos de licopeno obtenido por extracción con fluidos supercríticos y se compararon con los obtenidos mediante extracción con disolventes orgánicos convencionales. |
Estabilidad de los pigmentos carotenoides en los alimentos | 2004 | Meléndez-Martínez, M. Vicario, J. Heredia | Numerosos estudios publicados recientemente han demostrado el efecto beneficioso de los carotenoides en la salud humana, por lo que, desde un punto de vista nutricional, resulta de gran importancia conocer qué factores intervienen en la degradación de los carotenoides, ya que su pérdida, además de producir cambios de color en el alimento, conlleva una disminución de su valor nutritivo. |
Analyses of tomato peel and seed byproducts and their use as a source of carotenoids | 2005 | Knoblich, M., Anderson, B., & Latshaw, D. | La producción de tomate enlatado genera dos subproductos diferentes: la piel y las semillas del tomate. Una vez analizados estos desechos de tomate, se encontró que contienen una cantidad significativa de Licopeno, luteína y β-caroteno, por lo que pueden ser aprovechadas como una fuente abundante en carotenoides. |
Lycopene | 2006 | Rao AV, Raym MR, Rao LG. | Los antioxidantes juegan un papel importante en la mitigación de los efectos dañinos del estrés oxidativo en las células. El licopeno, un antioxidante carotenoide, ha recibido considerable interés científico en los últimos años. Ahora se están realizando estudios de intervención humana para validar las observaciones epidemiológicas y para entender los mecanismos de acción de licopeno en la prevención de enfermedades. |
Supercritical CO2 extraction of lycopene and β-carotene from ripe tomatoes. | 2009 | Cadoni, E., De Giorgi, R., Medda, E., & Poma, G. | Este trabajo describe la influencia de algunos parámetros operativos de extracción con dióxido de carbono supercrítico, empleado para el aislamiento de licopeno y β-caroteno a partir de la pulpa y piel de los tomates maduros. |
Effect of extraction parameters on the carotenoid recovery from tomato waste | 2011 | Strati, I. F., & Oreopoulou, V. | Los residuos de tomate son una fuente importante de carotenoides naturales. Este estudio se realizó para evaluar la extractibilidad de los residuos de tomate en diferentes disolventes orgánicos y optimizar los parámetros de extracción (tipo de disolvente, tiempo de extracción, temperatura y etapas de extracción) para obtener un rendimiento máximo. |
Importancia, contribución y estabilidad de antioxidantes en frutos y productos de tomate | 2014 | Luna-Guevara, M. L. y Delgado-Alvarado | En la presente revisión se aborda la importancia de los factores pre y post cosecha que afectan el contenido de AA en el tomate; asimismo, se destaca la estabilidad de los compuestos fitoquímicos contenidos en frutos sometidos a diferentes condiciones de procesamiento. Esta información resulta útil para la industria de los alimentos, además de fomentar el consumo de compuestos funcionales. |
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