UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLil ANA lJI\II@P.@ IZT.4PALAPA
4 E N C I A S BIOLOGICAS Y DE
LA
SALUDPROYECTO : UTlUIACION DE DESPERDICIOS DE LA INDUSTRIA CAMARONERA
"fRABAJO " OBTENCION DE PIQMENTOS CAROTENOIDES DE CABEZA DE CAMARON FRESCO Y FERMENTADO
''
4 L u M NA: GRACIELA ESPINOSA CKUZ
J LICENCIATURA: INGENIERIA DE LOS ALIMENTi3S MATRICULA: 92330? 55
.TRIMESTRE: INVIERNO 1997 CLAVE: I A.020.96 TELEFONO: 6 91 13 58
Fecha de inicio:
Fecha de teminacibn: 31 de diciembre de ? 9 9 6 /
Lugar de realización: Planta Piloto de Carnes (PP2) y Laboratorio S-146 Horas a la semana:
1 de julio de 1996
20
horas
DRA. ISABEL GUERRERO
LEGARETA
PROFESORA TiTULAR C PROFESCRA lilUV\R A
*>p.,....
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INTRODUCClONEl criterio fundamental de awptaadn del salmón, por parte del público consumidor,
es
el impacto visual dado por lacoiomd6n
rosada o mja de su came.Por consiguiente el grado de pigmentaadn de la carne es
un
factor prepoderante en le deteminación del precio que alcanceesie
pmdudoen
el
mercado, en cualquier fomade
presentación.Esta
es la caracteristka distintiva deeste
especie ylo
que contribuye a darle el sello de exdusividad 8 su idgen, a diferencia de otros productos alimenticiosde
origen anMia1 que son juzgados bhicame nte por su sabor, tedura, frescura, etc.El
color de la carne de los saimbnidos anhdromos ae debe a la absorción y fijación de pigmento8 carotenoides oxigenadosen
su carne. Entre allos, el pigmento Usmado astaxantinaes
el que se encuentra en mayor abundancia en el sakn6n silvestre.Dada la fuerte expasidn de la salmonicuitura y
la necesidad de pigmentat
estos peces, se ha generado una gran demanda mundial por fuentes pigmentantes.Entre los productos utilizados
se
ha recurrido a fuentes naturales de carotenoides, como crustáceos o de desechos del procesamiento de cnistkeos,en
este caso se utilizaron las cabems decamarón.
Las
grandes cantidades de camardn producidasen
MBxico
en los últimosanos,
seprodujeron 59 483 TM en peso desembarcado y 13 138 TM en peso vivo por acuacultura (SEMARNAP, 1995) y en funa6n
de que4 solamente
se utilaaron para el consurnohumano,
el
desperdicio presenta un grave problema de contaminaúón debida a degradacidn lenta, ya que esel
50% del animal capturado.Los
desperdicios de mStSceos consistenen
el caparatdn y la, carne adherida aem,
las
vísceras y la c a b .Los carotenoides encontrados en salmónidos corresponden básicamente a astaxantifla (3-3-dihidroxi-4,4diceto. beta-caroteno) y Cantaxanüna (4,4- dicetc- beta-
carotsno) (Steven, 1948). También es posible encontrar, aunque en menores
concent-
tisulares, adenombina,zaexantina,
leuteina yotro8
compuestos.La
astaxantifla
en su fama libre, esterificedao
formando compkjos con proteínas, es el carotenoide máa abundante de los cmIcBCwra, siendo eat0la
fuente
natural de los ptgmentos para los sslmbnidoclen
estado saivaje.Se han propuestos varios procasos para la despcteinWn y sf IracUonamMnto de residuos de uustaceos (Shahidl y Synomed<i, 1991).
la
mayoríade
sotca
incluyenextaa%n alcalina y solubiiiión deida de los minerales, sin embargo, en todos los casos loa procesos resuitan muy agresivos y producen elluentes altamente contaminantes.
Para la &ra&n de b pigmento8 cadanoides de la cabeza de camarón en
frssco.
se uüllaron solventes dofanno-
etanol dando eflwentes contaminantes, sin embargo se ha obtenido una buena concentración de &os.Un pruceso alternativo, es somier los residuos a una fermentación
Iáctjca
previa a la axtreción, empleando cspas sdsccianadas de baaarias Wcas, el cual piantea un método eficiente y scalóglcamente lknpio para rsaiperer mateMas de alto vakr (Haw y Reid., 1994) y aumentado la estabilidad de loo carotanoldes presentes por promover un ambiente reductor (Guerrero ycd.,
1996 ; Tonisan y col., 1982 ; Chen y Meyers, 1983).Mackie, y
cd.
(1971) definieron la fennentaci6n comola
transfotmaabn de substancias orgánicas a simples compumtospoi
la acción de eMmas de microorganismos. Este fmentación depende del rápido crecimiento y del la producción de ácido por bacterias ácido lieticas, ademe8de
la supmshn deotros
microorganismos competidores.La mayor influencia
en
e1
credrniento.de bacterias IáCtieas en las cabezas de camarón son :Fuente de carbohidratos : Las cabezas de camar6n tienen una concentracíbn muy baja
en
carbohidratos libres. por lo que eanecesatio
la adición de algunos. en este caso de sacarosa, para lograr una buena producciónde
ácido.Condiciones Anaeróbw: La pronta exdusión del oxígeno
es
un factor importante en la reducción del crecimiento de bacterias eerobias Gram negativas, durante la fase miaal de la fermenta&n, despubs las condi-nes ácidas son esiabilizadas.Temperafura : La temperatura puede tener una considerable influencia en la composicibn de la poblaci6n microbiana , en este caso se trabajó con una temperatura de 30%
.
Concentración de ácidos orgánicos y valor del pH : El crecimiento de bacterias ácido W a s
es
necdsariamente acampatíado por la excmción de &do lacllco y, en algunas circunstancias, de ácido acético y una subsecuente disminución del valor del pH en el media.F a d o m
&nkos
de crecimiento : Las vitaminas, aminoácidas y otros factores orgánicos de ctecirnientos,
requerido por las bacterias tácticas deriva de los tejior del c a m a ~ n y son aparentemente disponiblesen
cantidadesadecuadas.
Con la fmnenteción se pretende diminuir el alto
contenido de humedad,
cenizas y quiüna, yesto
favorecea
laconcentraci6n
de pigmentos (O a 200 ppm de astaxanüna), se vean estabilkados, para su subcuente extraccibn desohrentes
clorofmo atanol- agua.La
extracción delos
pigmentos carotenoides apartir de los desperdicios de camarón tanto fresco como fermentado 50 lev6 acabo en @pas sucesivas con dorofomio-metano!-agua.El
extiacto se fib5 para separar impurezas, dicho extracto se concentró en un evaporador, y sa ley6 en el espeetrofotbmetm a una absorbancia de 426 nm.Se observd que los residuos fementados contienen pigmentcs m8s
estaMs
(Tomssen y
col.,
1982 ; Chen y Meyers, 1983).Esta fermentWn tiene el objeto de desproteinizar la quitina del desecho de las cabezas, dejando como un subproducto un licor.
Los
residuos (cabezas de camarón) se les adicionarán un 10% de glucosa y se inocular&con
un 5% de bacterias tácticas,la
fenneniacidn
en
este substrato semisólido se llevará a caboen
48 horas a 3OoC en proporciones de 100 gr. aproximadamente en frsscw de vidio, Hegando a un pH4.0.
OBJEilVOS GENERALES
Daterminar la produccián y extmccibn de compuestos camtenoKles
a
partir de residuos de camarón.Determinar
los
metodos m8o eficientes de extracción de compuestos carotenoides a pa& de residuosde
camanln.
OBJETNOS ESPECIFICOS
Llevar una fermentaah W c a en las cabezas de camarón y determinar la estabilidad de los pigrnentos obtenidos.
RealUar
una
extracción con solventespara
la obtención de pigmentos carotenoidea de caimza de camarón fnsco y fermentado.Cornpatar las concentraciones obtenidas de los pigmentos y determinar que tipo de modo ea eflaente para b producción y extracción de los compueaos carotenoides.
Anabr los niveles óptimo8 del uso de inWm0 pigmentantes de estas fuente de nwWuosdeaemarón.
METODOLOGIA
Se
utitizamn
rssKluos de camafún, pnncipaimente de cabeza , las cualesserán
adquiridas
en
la Central de A M O S ( " La Nueva Wga')en
la Ciudad deMéxico.
Se molieronen
un m d m para carnes. Se congelaron hasta su uükaci6n.A) PROPAGACION
DE
U S BACTERlAS LACTICAS1
.-
Se prepara 300 ml. del caldo MRS.2.- Estos 300 ml se distribuyeron en do8 matraces Etienmeyer de 200 ml
,
poniendo encada uno 150 ml del caldo.
3.- Estos m e d i i se estefiliuan
en
un autoclave a 121 OC durante 15 minutos4.- Se enfrían y se inocula diredamente
una
cepa de Lactobacillus spp.en
el caldo de cultivo. Lacepa
se aisló de residuos de camarón(HM
ycd.,
1994).5. El cu#ivo se dej6 en incubeción a 32 Dc
,
hasta obner una D.O.=Io
llegar un 5% volumenlpeso.B)
CABEZA DE CAMARON FERMENTADO1
.-
El camar6n se descongela, se p e dun
I kilo de camarón mdido.2.-
Se
le
agregó 10% de glucosa y 5% de in6wlo (bacterias IsCtíCas), se mezcló y se distnbuyero 100 gr. aproximadamenteen
frascos de vidrios tapados.3.- Se incubaron por 48 horas a 300
C.
4.- Cuando la fermentación
alcana5
un pH 4.0, sd realiró una f i W 6 n conuna
gasa dentro de los tubos de cantrífuga, tapados5.- Se chntrihigd a 8000 rpm durente 25 minutos a una tempereturn de 4%,
en
unacantrifuga üeckamn
(rotor
14).
6.- Con cuidado se saca la gasa dentro del tubo, eliminando el
ü m r ,
que esta dentro deltubo
5)
oCrñACCl6N
DE LOS PIGMENTOSEsta e x t r a d n se llev6 a cabo tanto en la cabeza de camarón fresco como fementado.
1.- Se pesaron 10 gr. de muestm y se adkioneron 0.1% de antio>ad%nte BHA (Hidroxitdueno butitado).
2.-A la muestra y el antioxidante
en agitación
continua so le agregaron los solvenies comose
indicaen el
siguientepaso.
T i p o de agitacjdn 2minutos.
3.-
Los
solventas para le extreccidnestarán
en
una relacibn (1:2:4) agua d6soleda. domfomo, metand.4.- Posteriormente se agregaron 20 mi.
m8e
dedorofomo y secontinut5
agitandopof
un minuto.5.- Se adicionaron 20 ml de agua destilada, y se continuó agitando por
un
minuto
más. 6.- Lamet&
se flbúcon
vacíocon
papel Wtm (Whstmanno.
l), realizando lavadoscon
doroforno (5mi).
7.- El fltrado SB colocó en un embudo de
s e p a d n .
Decantándose Ia capa, wrrespondiente a la fase del cotofomo, la cual se evaporó en
un
roto-vapor, a una temperatura del bailo de SS°C,con
una velocidad de rotación de 200 rpm. Se waporbhasta
sequedad.8.- A
los
pigmento8 extraídos se le agregaron 5 ml de dorofonnopara
ser leídos en el espedmfotometro m a w Beckman para la deteminaci6n de cardenoidts.9.- Se consideró al
dorofomo
como el blanco y 98 leeyó a una longitud de onda de 483 nm.10.-R resultado de la absorbancia se susütuyd
en
Ia sbuiente earaci6n para detennhiar las gramosde
d e n t e s en ml desoiventas
(Kelly y hamon, 1972)U
coeficiante
de absorbancia Al, &vado al 1% para al clomfom es a unalongitud de onda igual a 483
nm
es de : 1600Cantidad de carotenoides pmsentes
en
X gramos y en Y ml de solvente se determina como :X = A y / ( A i ~ ~ P l ~ % 1 0 0 ) - Donde : Ay es la absorQdn de nu- muestra probiema
Al,exp 1% definido como la absorbanaa de una solución de 1% (pk)
en
una celda de faa durante el periodo jubdidembre, dentro de
Le
Planta Piloto._
OWETNOS Y METAS ALCANZADAS
Dentro de los objetivas planteados el principio del trabajo
da
reeliter
técnii parala
exbaa36n delos
pigmentoo,los
cuales fueron Slcanzdoa, ya que al reelpat lecuMtincBQbn de loa pementos, se
obaswam
resultados daemntesen
cuanto a su conatntrecidn,
cuando ne miir6 didis extracción ai cam& fementado y fnwco, obaerv~ndosc una mayor concentraodn de pigmeatos end
camarbn feemientado.La BnaRdad del trabajo es de poder
irnpienwntar
una técnica adecuada pata las>dracción de pigmentoe naturales, aprovechando desperdicios del camardn y de esta manera svitar contaminaaón ai medio ambiente.
b
-
J .
..
1. ,.
una
aka
mmntracldn
de cemtenoides y de f k l l manejo, sincasto
delos
mismoa esm8s
&o.b!a s e d una slternativa de pigmentacjdn natural, mbs económica y
CENTRACIONES DE PIGMENTO EN CAMARON FERMENTADO
Y CONCLUSiONES
bservando los rasultados Obteflidos de la concentraa6n de io8 pigmentas, se
cual tiene
un
tiempo de almacsnamiento de 44 días, se tieneuna
mayoresto se
debe
pnbsblamente ala
estabaidad que tienen 10s pigrnentcsse puede obselver que ai
realizar
la
extrección de los pgmentos enel
$e obtuvo una a b concentracibn,esto
se le puedeatriiuir
a
que en d en ese momento el pigmento se encontraba en une proporaón nomial.e la astaxantina.
y el camaiibn frssco almacenedo 44 dfas, son
loa
que tianen 18 menor astaxantha, principalmenteel
fermentadoar antes de dicha extracción. debido
e
que los pigmentos, se estabitizan ytiene algunos inconvenientes. ya que el doroformo se pierde
en
grandes su manejo debeser
con mucho cuidado.La hnpaitencia que tiene
la
pigmentación delos
dmónidos tantopor
su costomr
un
factor dave de comercialiración determina la imperiosa ne&dad de La mncantración de los pigmentas presentes en ei camarón, ye que estosAS.. Kenneth,
L.S.
1988. Metabdimof
astanthinin
therainban
trout.m.
Physiol. 9lB: 563-568.sen, R., Knuthensen,
P.
1889. Oeterrninatbnof
carotenoidse in Palmonids.Unter. Forsch. 188: 413418
h b s r b e n , G. and Braekkan, O.R. 1972. Meihod
