PROYECTO FONDEF DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
INFORME FINAL
TITULO DEL PROYECTO: APROVECHAMIENTO INTEGRAL DEL CRUSTACEO SHANGAI
(ALLOPETROLISTHES PUNCTATUS GUERIN)
CÓDIGO DEL PROYECTO: D13R20011 FECHA DE EMISION: 03/10/2017
FIRMA DEL (DE LA) DIRECTOR(A) DEL PROYECTO RODRIGO MANUEL BORQUEZ YAÑEZ
I. Acta De Término Del Proyecto
1.1 Identificación del proyecto
TITULO DEL PROYECTO APROVECHAMIENTO INTEGRAL DEL CRUSTACEO SHANGAI (ALLOPETROLISTHES PUNCTATUS GUERIN)
CÓDIGO FONDEF D13R20011 DIRECTOR(A) DEL
PROYECTO RODRIGO MANUEL BORQUEZ YAÑEZ INSTITUCIÓN(ES)
BENEFICIARIA(S) UNIVERSIDAD DE CONCEPCION EMPRESA Y OTRAS
ENTIDADES ASOCIADAS
LOTA PROTEIN S. A. LACTEOS Y ENERGIA S. A
1.2 Ejecución del proyecto FECHA DE TOMA DE RAZON POR LA CONTRALORÍA GENERAL DE LA REPÚBLICA
21/10/2014
DURACIÓN CONTRACTUAL 24
FECHA EFECTIVA DE INICIO 01/11/2014 FECHA EFECTIVA DE
TÉRMINO 31/10/2016 DURACIÓN EFECTIVA 24
1.3 Plan de Continuidad
Nombre Institución Beneficiaria Nombre Representante Legal Firma
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION CARLOS LORENZO GONZALEZ
1.4 Tabla de Conformidad
Nombre Institución Empresa u Otra
Entidad Socia Nombre Representante Legal Documento conformidad LOTA PROTEIN S. A.
II. Informe Ejecutivo
2.1 Resumen Ejecutivo
Versión en Castellano
Los principales recursos pesqueros del país, de los cuales subsiste el sector pesquero artesanal, actualmente se encuentran deprimidos siendo la mayoría considerados en estado de “sobre explotación”. Esta situación es concordante con la tendencia de las pesquerías a nivel mundial. Por otro lado, el consenso internacional sugiere que las actividades acuícolas y su producción adquieren un papel fundamental tanto para suplir las necesidades alimentarias como para mejorar la calidad de vida de los sectores más vulnerables. En este contexto, la implementación de una actividad que aproveche en forma integral una especie no explotada como es el caso del “Shangai” (Allopetrolisthes punctatus), sigue siendo una alternativa “OPORTUNIDAD” de importancia; la cual es soportada por la alta demanda de quitina como materia prima de variados productos para las industrias farmacéutica, alimentaria, cosmética, agrícola, entre otras, y que es altamente factible de ser extraída de esta especie. Cabe destacar la presencia en este, como en todo crustáceo, de otros compuestos de alto valor agregado: proteínas, enzimas (principalmente proteasas), ácidos grasos insaturados, y pigmentos. El “Shangai” es un crustáceo decápodo presente en el área comprendida entre Ancón (Perú) a bahía de Arauco, en su zona norte (Tumbes, Cullinto, Chome). Esta especie, en la última década ha aumentado exponencialmente su densidad, logrando obtenerse hasta un ap 20 kg/m2, en los muestreos realizados, en el área mencionada, aproximadamente en 80 hectáreas. Su tamaño en los adultos alcanza unos 3 cm de caparazón, sus quelípodos (tenazas) son fuertes y muy calificadas, esto le ha permitido ser un invasor constante en los terrenos en los cuales vive, alimentándose de todos los organismos que intentan colonizar ambientes con sus larvas (picorocos, piures, mitílidos) o bien de ejemplares juveniles y adultos de otras especies con cuerpos blandos (gusanos). Desde que se detectó su presencia en bahía San Vicente el crecimiento de su población ha sido explosivo, al parecer por la cantidad de alimento que arrojaron las pesqueras en la bahía y la ausencia de organismos competidores. Además este organismo tiene sólo dos estadios larvales y luego aparece el ejemplar juvenil en el fondo de los sustratos que habita, característica que le asegura una mayor sobrevida porque pasan poco tiempo en la columna de agua en estado larval expuesto a los organismos filtradores y carnívoros ya sea invertebrados o vertebrados costeros (peces). Mencionamos esta característica por cuanto otros crustáceos tienen 7 u 8 estados larvales que en las especies estudiadas significa 3 o 4 meses en estado de larvas antes de bajar al fondo para seguir su vida de adultos. Desde el punto de vista social la extracción de esta especie involucra actividades que nos permitirán recomendar su manejo, desarrollar nuevas líneas de uso, para de esta manera convertirlo en un nuevo recurso, sustentable y con un manejo óptimo, ya que actualmente esta especie no tiene regulación en la Ley de Pesca, de manera tal que las conclusiones que se obtengan deberían ser la base científica - técnica para que la autoridad correspondiente regule esta extracción. Esta nueva actividad pesquero artesanal y sus logros económicos estará orientada, en primera instancia a los actores involucrados y asociados al proyecto y sus familias, posteriormente se llevará a cabo la transferencia tecnológica ampliando el conocimiento y experiencia adquirido a otras caletas que cuenten con este recurso en sus áreas de Manejo. El desarrollo de procesos de transformación y productos derivados como Quitina y suplementos alimenticios para uso acuícola con inclusión de probióticos y otros componentes nutritivos, pensando en el aprovechamiento integral de la especie Shangai, permitirán el escalamiento hacia una actividad acuícola de pequeña a mediana escala; desarrollos de procesos y productos que serán transferidos a Empresas elaboradoras de recursos marinos. En definitiva se generará una actividad productiva en uno de los sectores socio-económicos más deprimidos de la región del Bíobío, en procura de constituir esta actividad en una alternativa potencial de ingresos para los pescadores artesanales involucrados con la extracción del crustáceo Shangai. La determinación de las condiciones óptimas para biodeproteinización y biodemineralización el crustáceo (Shangai) por fermentación láctica, el uso de una
bacteria eficaz y con propiedades probióticas y una fuente de carbono de bajo costo como lactosuero, melaza azucarera o sacarosa son los principales factores que se tendrán en cuenta en esta investigación para optimizar la recuperación de quitina por fermentación láctica y lograr a partir de los residuos proteicos generados un suplemento alimenticio probiótico para su empleo en especies acuícolas de alta exigencia nutricional.
Versión en Ingles
The main fisheries resources of the country, which remains the artisanal fishing sector, are currently depressed to being considered most in a State of "on-farm". This situation is consistent with the trend of fisheries around the world. On the other hand, the international consensus suggests that aquaculture activities and their production acquire a fundamental role both to supplement the food needs and to improve the quality of life of the most vulnerable sectors. In this context, the implementation of activities that explore comprehensively one not exploited species as it is the case of the "Shanghai" (Allopetrolisthes punctatus), continues to be an important alternative 'OPPORTUNITY'; which is supported by the high demand of chitin as raw material of various products for the pharmaceutical, food, cosmetic, agricultural, industries among others, and is highly likely to be extracted from this species. It can highlight the presence on this, as in all crustacean, other compounds with high added value: proteins, enzymes (proteases mainly), unsaturated fatty acids, and pigments. The "Shanghai" is a decapod crustacean present in the area between Ancon (Peru) to Bahía de Arauco, in its northern part (Tumbes, Cullinto, Chome). This species, in the last decade has increased exponentially its density, obtaining up to an approx. 20 kg/m2, in surveys made in the above-mentioned area, approximately on 80 hectares. In adult size reaches about 3 cm of shell, its quelipodos (tongs) are strong and very qualified, this allowed it to be an invader constant on the grounds in which lives, feeding on all organisms trying to colonize environments (picorocos, piures, mussels) larvae or juveniles and adults of other species with soft bodies (worms). Since that was detected its presence in Bahía San Vicente its population growth has been explosive, apparently by the amount of food that threw the fishing in the Bay and the absence of competing organisms. In addition, this organism has only two larval stages and then appears the juvenile in the background of the substrates that inhabits, feature that ensures a greater survival because they spend little time in the water column in a larval State exposed to filtering and carnivorous organisms whether invertebrates or vertebrates coastal (fish). We mentioned this feature as other crustaceans have 7 or 8 larval States which means 3 or 4 months in State of larvae before going down to the bottom to follow his life as adults in the species studied. From the point of view social the extraction of this species involves activities that us will allow recommend its management, develop new lines of use, to convert it in a new resource, sustainable and with a management optimal, since currently this species not has regulation in the law of fishing, of way such that them conclusions that is obtain should be it scientific-technical basis so it authority corresponding adjust this extraction. This new artisanal fishing activity and its economic achievements will be aimed. In a first instance to the actors involved and associated with the project and their families, will be subsequently carried out the transfer of technology to expand the knowledge and experience acquired to other bays having this resource in their areas of operation. The development of manufacturing processes and products such as chitin and food supplements for aquaculture with inclusion of probiotics and other nutritious components, thinking of the comprehensive utilization of the Shanghai species, allow scaling to an aquaculture of small to medium scale; development of processes and products that will be transferred to companies processing of resources marine. In short a productive activity is generated in one of the most depressed socio-economic sectors in the region of bio bio, in order to constitute this activity in a potential alternative income for fishermen involved in the extraction of the crustacean Shanghai. The determination of the conditions optimal for biodeproteinizacion and biodemineralizacion the crustacean (Shanghai) by lactic acid fermentation, the use of an effective bacteria and probiotic properties and a carbon source of low cost such as whey, molasses, sugar or sucrose are the main factors will be taken into account in this research to optimize the recovery of chitin by lactic fermentation and achieve protein waste generated from a probiotic food supplement for use in aquaculture species high nutritional requirement.
2.2 Cuadro De Sintesis de Resultados y Objetivos
Objetivos Generales Objetivos Específicos
RESULTADO
Tipo Resultado de Producción
Nombre Plan de aprovechamiento integral y racional de la especie Shangai.
Descripción Desarrollar un plan de aprovechamiento integral y racional de la especie Shangai basado tanto en la tecnología de extracción de componentes de mayor valor agregado (Quitina/Quitosano, pigmentos, ácidos grasos omega 3) como en la elaboración de un alimento balanceado probiótico a partir de los residuos, para ser empleado en acuicultura de especies con alta exigencia nutricional.
Descripción del Logro
El plan de aprovechamiento integral de la biomasa de shangai se llevo a cabo estableciendo procesos biotecnológicos de bajo costo y amigables con el
ambiente. El proceso de fermentación láctica utilizado cepas aisladas de salmón coho permitió generar un ensilado biológico del cual es posible obtener como producto quitina y quitosano de alta calidad, pigmentos (astaxantina) y licor de fermentación rico en proteínas. A su vez, a partir del proceso de hidrólisis enzimática llevado a cabo en las dependencias de LotaProtein se obtuvo un aceite pigmentado rico en ácidos grasos omega y un hidrolizado proteico polvo con proteínas de pequeño tamaño, el cual fue utilizado como base para la elaboración de un alimento balanceado para la acuicultura.
Referencia Bibliográfica
RESULTADO
Tipo Resultado de Producción
Nombre Determinacion de la disponibilidad de la especie Shangai en areas de la region Descripción Se realizarán campañas de prospección en las áreas de influencia del proyecto,
mediante el buceo autónomo; en las cuales se registrará mediante grabaciones submarinas (ó censo visual) la presencia real del recurso. Presencia que será georeferenciada para luego ser presentada sobre mapas de la región. En las Áreas comprobadas de presencia del recurso, se evaluará la
biomasa/abundancia mediante varios procedimientos que incluyen: metodología estándar de conteos visuales y determinación de medidas de la captura por unidad de esfuerzo en diferentes aparejos de pesca. A partir de información de la posición geo-referenciada tanto de la presencia del recurso como de la
abundancia del mismo (resultados del segundo Hito); se elaboraran mapas de densidad del recurso información fundamental para el desarrollo de planes de aprovechamiento.
Descripción del Logro
Se han efectuado muestreos dirigidos a estimar zonas de presencia, abundancia, biomasa y Captura por unidad de esfuerzo (CPUE) de la especie Allopetrolisthes punctatus "SHANGAI" a fin de mantener sobre ella una extracción controlada. Los valores de biomasa en el área de estudio confirman los altos valores observados en la CPUE. Para el área de estudio se estima una superficie de cobertura en torno a 62.325 m2 y una biomasa total de 1.108 toneladas
Referencia Bibliográfica
RESULTADO
Tipo Resultado de Producción
Nombre Obtencion de productos derivados con Valor Agregado y evaluacion de calidad. Descripción Cuantificación de rendimientos para producir componentes de mayor valor
agregado como quitina, pigmentos y ácidos grasos a partir del crustáceo Shangai. Evaluación de calidad del o de los productos. Aprovechando los residuos proteicos generados después de la extracción de componentes
químicos como quitina, pigmentos y otros desde el crustáceo Shangai, elaborar un alimento balanceado probiótico para emplear como suplemento alimenticio en especies acuícolas de alta exigencia nutricional. Evaluación de calidad del producto. Se considera establecer las bases para el escalamiento productivo, y definir un equilibrio entre rentabilidad económica de la explotación y la
sustentabilidad de la especie Shangai como fuente de ingreso para pescadores artesanales en la zona de influencia del proyecto.
Descripción del Logro
Resumen de rendimientos de los productos obtenidos en relacion a la biomasa molidad de shangai son 3,0%, 5,08% y 7,8% para suplemento alimenticio, quitina y aceite pigmentado, respectivamente. La quitina posee una alta pureza (1,3 % minerales y 2% proteínas) y una alta calidad (alto peso molecular y bajo grado de desacetilación). El aceite pigmentado posee 263,3mg de astaxantina/kg de aceite. y el suplemento alimenticio en base a hidrolizado proteico presenta mas de un 60% de proteínas de peso molecular menor a 1000Da lo cual entrega una alta digestibilidad al alimento. El suplemento alimenticio obtenido en base al hidrolizado proteico de shangai se estima que tiene un valor de 3,5 USD/Kg, este precio es competitivo con otros hidrolizados proteicos de pescado que se
comecializan en Chile cuyos precios varian alrededor de 4 USD/Kg. La quitina obtenida desde la biomasa de shangai posee un alto peso molecular y un bajo grado de desacetilacion, por lo que tiene condiciones para venderse como un producto de gama media a alta, en el segmento de uso científico y farmacéutico, que lo sitúa en un rango de precios de entre USD 400 a USD 1000 el kilogramo. Para sustentar un negocio productivo para el aprovechamiento del shangai, necesita explotar un 30% de la especie , para esto se pagará $100/kG, permieitneod a los pescadores tener un ingreso mensual de $500.000. Referencia Bibliográfica
RESULTADO
Tipo Resultado de Protección
Nombre Solicitud de patente de un proceso de obtencion de Quitina/Quitosano Descripción Se protegerá el proceso de elaboración de Quitina/Quitosano de Shangai
mediante fermentación láctica para licenciar el proceso a industrias del área a nivel nacional.
Resultados de Producción Asociados
Plan de aprovechamiento integral y racional de la especie Shangai.Obtencion de productos derivados con Valor Agregado y evaluacion de calidad.
Descripción del Logro
Se ingresó una solicitud de patente a INAPI (Patente N 2081- 2016) sobre elaboración de un ensilado biológico a partir de Shangai empleando cepas probióticas nativas, como un método de conservación de la biomasa y de obtención de subproductos como quitina/quitosano, y pigmentos.
RESULTADO
Tipo Resultado de Protección
Nombre Solicitud de patente: proceso de elaboracion de suplemento proteico/probiotico Descripción Se protegerá el proceso de elaboración de un suplemento Proteico/Probiótico a partir de la fermentación láctica de Shangai para licenciar el proceso a industrias del rubro pesquero a nivel nacional.
Resultados de Producción Asociados
Plan de aprovechamiento integral y racional de la especie Shangai.Obtencion de productos derivados con Valor Agregado y evaluacion de calidad.
Descripción del Logro No se logró esta solicitud debido a que las metodologías de elaboración del suplemento probiótico se realizaron por técnicas no protegibles.
RESULTADO
Tipo Resultado de Producción Científica (Ex "Otros")
Nombre Publicacion cientifica sobre el ciclo de vida de Allopetrolisthes puntatus
Descripción El objetivo es difundir el conocimiento generado a la comunidad científica, como un antecedente para futuras investigaciones.
Descripción del Logro Publicacion cientifica sobre el ciclo de vida de Allopetrolisthes puntatus Enviado a revisión a la revista Zootaxa de New Zealand.http://www.mapress.com/j/zt/
RESULTADO DE PRODUCCIóN
Categoría Cantidad Comprometida Cantidad Lograda
Producto 3 3
RESULTADO DE PROTECCIóN
Categoría Cantidad Comprometida Cantidad Lograda
Patente 2 1
RESULTADO DE PRODUCCIóN CIENTíFICA (EX "OTROS")
Categoría Cantidad Comprometida Cantidad Lograda
2.3 Informe financiero a la fecha de término Montos Comprometidos según Convenio por fuente de financiamiento Monto Girado por Fondef Gastos financiados por fuente de financiamiento % FONDEF 150.000.000 120.000.000 79.817.246 100 % FONDEF 150.000.000 120.000.000 79.817.246 50 % Institución(es) Beneficiaria(s)
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION 36.400.000 No Aplica 0 % UNIVERSIDAD DE CONCEPCION 36.400.000 No Aplica 0 % Empresas y otras Entidades Asociadas 53.100.000 No Aplica 0 % Totales 239.500.000 120.000.000 79.817.246 50 %
Monto por Reintegrar 40.182.754
Monto Reintegrado a FONDEF (0)
2.4 Autoevaluación de la Ejecución del Proyecto
El(la) Representante Institucional de cada Institución Beneficiara UNIVERSIDAD DE CONCEPCION
La satisfacción de la UDEC valora, en primer lugar, el desarrollo de aplicaciones biotecnológicas a una especie no explotada a nivel País como es el crustáceo SHANGAI, que puede significar ingresos
importantes a pescadores artesanales en zonas costeras deprimidas económicamente. Desde el punto de vista de esta institución ejecutora, existe la satisfacción de haber cumplido con los objetivos propuestos en relación a los procesos y productos desarrollados a partir de la especie SHANGAI, haber contado con un grupo multidisciplinario de profesionales que poseen una formación y habilidades que son muy escasas en el país y haber contribuido en la etapa final de formación de varios alumnos memoristas, aspecto que desde un punto de vista académico la UDEC valora. Adicionalmente se logró la solicitud de una patente sobre la fermentación láctica del crustáceo SHANGAI con fines de recuperar proteínas, quitina, pigmentos carotenoides y ácidos grasos omega-3, como estaba comprometido en la propuesta del proyecto. No
obstante lo explicado en los párrafos anteriores, la ejecución del proyecto se considera exitosa, dado que se logró desarrollar tecnología de fermentación láctica empleando cepas lácticas autóctonas para un
aprovechamiento integral de la especie SHANGAI con fines de incrementar ingresos de pescadores artesanales que se pueden dedicar a su explotación comercial.
El(la) Director(a) del proyecto
El proyecto nació de la idea de contribuir a mejorar las alternativas de explotación de recursos marinos que pueden significar un incremento en los ingresos de pescadores artesanales en zonas costeras deprimidas socioeconómicamente. La problemática que cubre el proyecto está relacionada al aprovechamiento integral de la especie SHANGAI, con fines de lograr productos de alto valor agregado como proteínas, quitina, pigmentos y ácidos grasos poliinsaturados. A pesar de los inconvenientes propios de todo proyecto
tecnológico aplicado, como equipo de investigación nos sentimos satisfechos con los resultados obtenidos especialmente exitosos en cuanto al desarrollo de una tecnología nueva en el país, con solicitud de patente en proceso, que sin lugar a dudas representa una alternativa de proceso que puede ser transferida e impactar en la explotación y aprovechamiento racional y sustentable de nuevos recursos del mar. Fue satisfactorio además el contacto y colaboración con entidades industriales, como la Empresa LOTA PROTEIN, empresa socia, donde se realizó una buena parte del trabajo a escala piloto y LACTEOS Y ENERGIA, que facilitó sus instalaciones y fue el proveedor de algunos insumos para las pruebas de laboratorio y de planta piloto. Demostrando un alto interés, que podría derivar en nuevos proyectos y trabajos en conjunto. Cabe destacar, que producto del éxito en los procesos desarrollados y la constante difusión de los resultados en seminarios y talleres, se tiene en carpeta la idea de escalar a nivel industrial, y se está llegando a acuerdos para presentar un proyecto en conjunto con la empresa LANDES S.A..
2.5 Propuesta de Continuidad de la(s) Institucion(es) Beneficiaria(s)
Los resultados de este proyecto servirán de base para la implementación de una nueva actividad económica en el deprimido sector pesquero de la Región del Bio Bio que beneficiará en primer lugar a los pescadores artesanales al disponer de un nuevo recurso explotable (Shanghai), cuyos productos derivados (proteína, lípidos con alto contenido de carotenoides y quitina/quitosano) permitirán alcanzar un alto valor agregado. En segundo lugar también se beneficiará a la Industria procesadora de recursos marinos al contar con una nueva materia prima y poder elaborar productos de mayor valor agregado y en particular en el caso de la industria de harina de pescado, la posibilidad de utilizar su infraestructura en periodo de veda del recurso pesquero, elaborando un hidrolizado de proteínas del crustáceo Shanghai de alto valor nutricional y mayor valor que la harina de pescado o crustáceos. Asimismo el desarrollo de otros subproductos como aceite de crustáceo rico en carotenoides y el biopolímero quitina/quitosano. La innovación propuesta por el proyecto se refiere a un proceso conocido en el estado del arte, adaptado a una nueva especie de biomasa no explotado hasta la fecha y complementándolo con elementos diferenciados asociados a tecnologías propietarias, como es el uso de cepas probióticas específicas. Dado lo anterior, se asume que se puede desarrollar un negocio tecnológico para el proceso productivo, que transfiera conocimiento contra una compensación entre los actores involucrados, y que de existir sería por otras vías no consideradas y controladas por las instancias relacionadas con este proyecto. Estas pueden incluir la asistencia técnica de personas involucradas, que cuenten con la debida libertad de operación. Otra forma es a través de la venta de los probióticos que realizará la empresa Probionature Ltda., la cual está relacionada con la Universidad de Concepción con licenciamientos de otras tecnologías de probióticos y el acceso a los desarrollos de cepas en este proyecto se asimilarán a mecanismos análogos de protección eventual y de transferencia de tecnología, y por tanto de control, para su comercialización en el mercado.
