Boletín de Vigilancia Tecnológica
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Extracción de pigmentos o colorantes
naturales a partir de residuos de
aguacate
Boletín de Vigilancia Tecnológica
Abril 2016
Boletín de Vigilancia Tecnológica
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Extracción de pigmentos o
colorantes naturales a partir de
residuos de aguacate
Boletín de Vigilancia Tecnológica
• No 02 • Abril 2016 • Rionegro, Antioquia•
Centro de la Innovación, la Agroindustria
y la Aviación
Boletín de Vigilancia Tecnológica
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Introducción ........................................................................................................................................ 3
Patentes .............................................................................................................................................. 4
Datos Cienciométricos ........................................................................................................................ 6
Literatura Científica ............................................................................................................................. 9
Noticias Tecnológicas ........................................................................................................................ 15
Agroindustria del aguacate en Colombia .......................................................................................... 17
Conclusión ......................................................................................................................................... 20
Eventos (2016) .................................................................................................................................. 21
Contenido
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3
Los pigmentos o colorantes son sustancias de origen natural o artificial que cobran importancia en
los sectores de alimentos, bebidas, textiles, farmacéutico y cosmético, debido a que realzan las
propiedades y hacen más llamativos los productos1. Los colorantes artificiales han sido los más
usados a lo largo de la historia, sin embargo, ahora son cada vez menos deseados debido a que
algunos de ellos presentan efectos nocivos para la salud. Lo anterior ha acrecentado los esfuerzos
por descubrir nuevas alternativas de colorantes o pigmentos naturales, quienes además no
requieren certificación para su empleo. Entre las posibles fuentes de estos colorantes se encuentran
las plantas o vegetales2,3.
El aguacate (Persea americana) una fruta tropical conocida por su alto contenido de ácidos grasos,
vitaminas y otros nutrientes4, también se ha caracterizado por contener cantidades importantes de
pigmentos5, lo que la convierte en una fuente potencial de colorantes naturales. Según Devia y
Saldarriaga2, la semilla del aguacate ha sido utilizada desde tiempos remotos para la extracción de
un colorante empleado para marcar la ropa, y cuyo trabajo de investigación indicó que se trata de
una antocianina. Adicionalmente Wang y colaboradores3 encontraron cantidades importantes de
clorofila y carotenoides en la cáscara y semilla.
Por lo general la producción de aguacate y su procesamiento industrial genera una gran cantidad de
cáscaras y semillas como residuos3, los cuales pueden llegar a generar altos costos de disposición y
problemas fitosanitarios. Teniendo en consideración lo anterior, es posible que mediante la
evaluación e implementación de metodologías de extracción eficientes, se pueda dar valor agregado
a los residuos de la agroindustria del aguacate mediante la generación de nuevos productos,
particularmente colorantes o pigmentos naturales.
1 Guirola, C., (2010). “Tintes naturales: su uso en Mesoamérica desde la época prehispánica”, FLAAR, Mesoamérica. 2 Devia, J.E., Saldarriaga, D.F. 2005. Proceso para obtener colorante a partir de la semilla de aguacate. REVISTA Universidad EAFIT, 41 (137), 36-43. 3 Dabas, D., Elias, R. J., Lambert, J. D., & Ziegler, G. R. (2011). A Colored Avocado Seed Extract as a Potential Natural
Colorant. Journal of Food Science, 76(9), 1335–1341. http://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2011.02415.x 4 Wang, W., Bostic, T. R., & Gu, L. (2010). Antioxidant capacities, procyanidins and pigments in avocados of different strains and cultivars. Food Chemistry, 122(4), 1193–1198. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.03.114 5 Asthon, O.B., Wong, M., McGhie, T.K., Vather, R., Wang, Y., Jackman, C.R., Ramankutty, P., & Wolf, B.A. (2005). Pigments in Avocato Tissue and Oil. Journal of Agricultural and Food Chemestry. 54, 10151-10158
Introducción
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Las patentes constituyen una amplia fuente de información que abarca todos los ámbitos de la
tecnología. Resulta útil emplear la información que ofrecen las patentes para conocer la tecnología
y avances procedentes de otras partes del mundo y del entorno más cercano6.
Luego de una búsqueda en diversas bases de datos, se encontraron tres patentes, una relacionada
con la extracción de polifenoles a partir del aguacate; y dos sobre la extracción de material
insaponificable. Cabe señalar que pigmentos o colorantes naturales como las antocianinas
pertenecen al grupo de los polifenoles, y los carotenoides se asocian a los compuestos
insaponificables.
Nº Publicación Solicitante Contenido Técnico
WO 2012085224(A1)
CN103347528(A) CN103347528(B)
US20130183255(A1)
Laboratoires Expanscience
Extracto de pulpa y cáscara de aguacate rico en polifenoles y cosméticos, composiciones dermatológicas y neutracéuticas (Avocado flesh and/or skin extract rich in polyphenols and cosmetic, dermatological and nutraceutical compositions comprising same): Esta invención consiste en un extracto de aguacate rico en polifenoles. Del contenido total, cerca de un 10% corresponde a polifenoles expresados en equivalentes de ácido gálico, y de los cuales se encontraron procianidinas, ácido cafeico y derivados de ácido cafeico. Esta composición o extracto sirve para prevenir o tratar desordenes o patologías de la piel y membranas mucosas.
Fuente: THOMSON INNOVATION ROUTERS Ecuación de búsqueda: SSTO=((extraction AND (colorant* OR pigment*) AND (avocado OR "Persea americana"))) AND DP>=(20000101) AND DP<=(20160330);
WO2004016106A1
US 7371420 B2
Laboratoires Expanscience
Método para producir material insaponificable desde aguacate rico en lípidos furanos (Method for producing an unsaponificable matter of avocado rich in furan lipids): Esta patente proporciona un método para producir material insaponificable desde aguacate, este último rico en lípidos furanos. La metodología comprende: (a)
6 OMPI, 2013: http://www.wipo.int/edocs/pubdocs/es/patents/434/wipo_pub_l434_02.pdf
Patentes
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Deshidratación de los aguacates frescos o aguacates sometidos a pretratamientos controlados. (b) Extracción del aceite desde las frutas frescas. (c) Sometimiento del extracto de aceite a un tratamiento con calor y concentración del aceite en una fracción insaponificable. (d) Saponificación y extracción del material insaponificable. A modo de información general, existen cinco grandes grupos de sustancias presentes en los aceites vegetales insaponificables: hidrocarburos saturados e insaturados, alcoholes alifáticos o terpenos, esteroles, tocoferoles, pigmentos carotenoides y xantofilicos.
US5262163A
Laboratoires
Pharmascience
Proceso para preparar material insaponificable de aguacate. (Process for preparing the nonsaponifiable matter of avocado enable in one of its fractions termed H to be improved): Esta invención está relacionada con un proceso para preparar material insaponificable desde aceite de aguacate. Este material puede ser usado para la elaboración de productos medicinales, cosméticos y aditivos de alimentos.
Fuente: Google Patents Ecuación de búsqueda: obtaining AND avocado AND pigments
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Ecuación de búsqueda 1: SSTO=((extraction AND (colorant* OR pigment*) AND (avocado OR
"Persea americana"))) AND DP>=(20000101) AND DP<=(20160330);
Para la ecuación de búsqueda empleada, solo se encontró en Thomson Innovation® un resultado
relevante respecto al tema “Extracción de pigmentos naturales a partir de residuos de aguacate”
(Ver Patentes). En su mayoría los hallazgos corresponden a patentes relacionadas con la extracción
u obtención de compuestos bioactivos (aceites particularmente) desde sustratos vegetales para la
elaboración de productos cosméticos. A continuación, se presentan los datos cienciométricos
asociados a los parámetros de búsqueda.
Según registros de Thomson Innovation, la empresa Oreal es en la actualidad la que mayor cantidad
de patentes registra, seguida de las compañías japonesas Shin-Etsu Chemical Co e Ichimaru Pharcos
INCCO (Figura 5).
Figura 5. Empresas solicitantes de patentes Fuente: Thomson Innovation®
Los países que lideran la publicación de patentes relacionadas con los parámetros de búsqueda se
muestran en la Figura 6, siendo China el que mayor cantidad de patentes reporta, seguido de
Estados Unidos y la Oficina Europea de Patentes.
Datos Cienciométricos
Thomson Innovation® (Patentes a nivel mundial)
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Figura 6. Países destacados en la publicación de patentes
Fuente: Thomson Innovation®
Respecto a la tendencia de publicación (Figura 7), es importante destacar que entre los años 2001 y
2005 se presentó un pico importante de patentes, que ha ido decayendo paulatinamente desde el
2006.
Figura 7. Tendencia anual en la publicación de patentes
Fuente: Thomson Innovation®
Las áreas asociadas a las patentes que arroja la ecuación de búsqueda se presentan en la Figura 8.
En esta se observa que los temas “preparaciones para el cuidado del cabello y piel” presentan las
más altas cantidades de documentos.
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Figura 8. Áreas destacadas relacionadas con los parámetros de búsqueda Fuente: Thomson Innovation®
Tabla 3. Descripción de los ítems relacionados con la Figura 8
Código IPC Nombre
A61Q000500 Preparaciones para el cuidado del cabello A61Q001900 Preparaciones para el cuidado de la piel A61K000800 Cosméticos o preparaciones similares A61K000897 Extractos de plantas (compuestos de origen vegetal)
A61Q000100 Preparación de maquillaje, polvos para el cuerpo, preparaciones para la remoción del maquillaje
A61Q001704 Preparaciones tópicas para la protección contra el sol u otra radiación
A61Q000102 Preparaciones que contienen colorantes para la piel es decir pigmentos (preparaciones en forma de polvo)
A61Q000502 Preparaciones para limpiar el cabello A61K000892 Aceites, grasas o ceras, derivados, productos para hidrogenación A61K000802 Caracterizados por una forma física especial
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Así como las patentes, los documentos científicos difunden de manera clara y precisa los resultados
de investigaciones realizadas en áreas determinadas del conocimiento. A continuación, se
presentan los resúmenes de trabajos científicos realizados en las últimas cinco décadas relacionados
con la implementación y/o desarrollo de técnicas de extracción de pigmentos a partir de aguacate.
Gross y colaboradores afirman que es común encontrar un complejo patrón de cloroplastos en la
pulpa, corteza y hojas del aguacate. Esto es explicado por la presencia de clorofila en el fruto maduro
y su piel. En su trabajo de investigación estos autores hallaron dos cromoplastos específicos en la
pulpa madura, y los identificaron como α-citraurin y mimulaxantina. También encontraron que las
xantofilas esterificadas se producen en alto grado en la pulpa, pero en la cáscara se encuentran
completamente libres. Concluyen que la coexistencia de cloroplastos y cromoplastos en aguacate
hacen de esta fruta un objeto adecuado para estudios ultraestructurales sobre el origen de los
cromoplastos7 .
Tabla 1. Distribución cualitativa de carotenoides en pulpa, corteza y hojas de Persea americana7
Carotenoides % total de carotenoides*
Carotenoide % total de carotenoides*
Pulpa Corteza Hojas Pulpa Corteza Hojas
α-Caroteno 0.9 6.1 16.0 Zeaxantina - - 1.6 β-Caroteno 4.0 10.8 11.3 Anteraxantina - - 0.3 ζ-Caroteno 0.5 - - Luteoxantina 2.1 1.5 1.6 ϒ-Caroteno - - 0.5 Neocromo 9.2 0.9 0.5 OH-α-Caroteno 1.2 0.4 0.5 Neoxanina a 7.3 9.8 7.5 Criptoxantina 5.2 1.4 0.5 Desconocido 437 a
(mimulaxantina 8.1 -
α-Citraurin 0.7 - - Neoxantina b 0.5 - Luteina 25.0 55.8 51.0 Desconocido 437 b 0.5 - Isoluteina 9.0 6.4 1.7 Violaxantina 4.0 3.1 5.0 Crisantema xantina
20.4 4.2 2.0
*Expresado como β-caroteno.
7 Gross, J., Gabai, M., Lifshitz, A., & Sklarz, B. (1973). Carotenoids in pulp, peel and leaves of Persea americana. Phytochemistry, 12(9), 2259–2263. http://doi.org/10.1016/0031-9422(73)85130-1
Literatura Científica
Carotenoides en pulpa, corteza y hojas de Persea Americana 7
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De acuerdo a Devia y Saldarriaga, el aguacate es una fruta comestible con una semilla muy
voluminosa de la cual se extrae un colorante (antocianina) que sirve para teñir tejidos naturales y
alimentos. Para la obtención del colorante estos autores realizaron varios ensayos de extracción
solido - liquido, encontrando al hidróxido de sodio como el solvente más adecuado, seguido del
agua y el agua acidificada con HCl. A partir de los resultados de estos ensayos diseñan un método
de obtención (Figura 1) y fijan los parámetros para logar buenos rendimientos en una planta piloto.
Adicionalmente realizan un análisis económico preliminar del proceso el cual sugiere que con una
inversión moderada es posible iniciar la producción de este colorante natural8.
Figura 1. Diagrama de Bloques del Proceso (BFD) de Extracción del Colorante de la
Semilla del Aguacate8
Para Aston y colaboradores los pigmentos contribuyen de manera importante en la apariencia y
salud del aguacate y de los aceites presentes.9 Es por ello que decidieron determinar las
concentraciones de carotenoides y clorofilas en la piel y tres secciones de la pulpa (exterior, parte
8Devia, J.E., Saldarriaga, D.F. 2005. Proceso para obtener colorante a partir de la semilla de aguacate. REVISTA Universidad EAFIT, 41 (137), 36-43. 9 Ashton, O. B. O., Wong, M., McGhie, T. K., Vather, R., Wang, Y., Requejo-Jackman, C., … Woolf, A. B. (2006). Pigments in Avocado Tissue and Oil. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(26), 10151–10158. http://doi.org/10.1021/jf061809j
Proceso para obtener colorante a partir de la semilla de aguacate 8
Pigmentos en tejidos y aceites de aguacate 9
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media e interior cercana a la semilla) de aguacate; así como la concentración de antocianinas en la
piel del aguacate Hass durante su maduración a 20°C. Los pigmentos fueron obtenidos desde tejidos
congelados usando como solventes butilhidroxitolueno, acetona, dietil éter para clorofilas y
carotenoides, y etanol, agua y ácido acético, para antocianinas. En la medición se empleó
cromatografía liquida de alta eficiencia (HPLC). También se determinaron pigmentos en aceites,
estos últimos extraídos con hexano. Los carotenoides y clorofilas identificados en la piel, pulpa y
aceites fueron: α-caroteno, β-caroteno, neoxantina, violaxantina, zeaxantina, anteraxantina,
clorofila a y b, y feofitinas a y b, las más altas concentraciones de todos los pigmentos se hallaron
en la piel o corteza. Las clorofilidas a y b solo fueron identificadas en la piel y pulpa. A medida que
la fruta maduró y suavizó, la corteza o piel cambió de verde a purpura/negro, esto a su vez significó
un incremento en la cianidina-3-Oglucosido y una pérdida de clorofilida a. En los tejidos de pulpa,
los valores de croma y luminosidad decrecieron con la maduración y no hubo cambio en los tonos.
Los niveles de carotenoides y clorofilas no variaron significativamente durante la maduración. Con
la fruta madura, el nivel de clorofila total en el aceite extraído desde las secciones de pulpa
permaneció constante, pero declinó en el aceite obtenido desde la corteza9.
Figura 2. Diagrama del sistema de muestreo (7mm de diametro, 38.5mm2 de área) y tipos de
tejidos muestreados desde frutos de aguactae Hass inmmaduros y maduros9
Wang10y colaboradores consideran que el aguacate (Persea americana) es un fruto tropical
importante, pero son poco conocidas sus capacidades antioxidantes y composición fitoquímica. En
10 Wang, W., Bostic, T. R., & Gu, L. (2010). Antioxidant capacities, procyanidins and pigments in avocados of different
strains and cultivars. Food Chemistry, 122(4), 1193–1198. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.03.114
Capacidad antioxidante, procianidinas y pigmentos en aguacates de diferentes
variedades y cultivares 10
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este sentido el objetivo de su estudio de fue determinar la capacidad antioxidante, el contenido de
fenoles totales e identificar y cuantificar la mayoría de los compuestos antioxidantes en aguacates
de diferentes variedades. Para ello aguacates maduros de siete cultivares fueron separados en
semillas, cortezas y pulpa, posteriormente fueron liofilizados. Una variedad de aguacate Hass fue
elegida como referencia. Mediante una extracción por solventes (acetona/agua/ácido acético) se
obtuvieron muestras de compuestos antioxidantes, y se determinó el contenido de fenoles totales
a través del ensayo de Folin-Ciocalteu. Las capacidades antioxidantes fueron determinadas por el
método DPPH. Las procianidinas se identificaron y cuantificaron por HPLC-MS. Los pigmentos
(clorofilas y carotenoides) fueron extraídos empleando los solventes cloroformo, metanol y
acetona, y cuantificados espectrofotométricamente. Para todas las variedades, encontraron que la
semilla contenía las más altas capacidades antioxidantes, contenido de fenoles y procianididas,
mientras que la pulpa presentaba los valores más bajos. Procianidinas, incluidas catequina,
epicatequina, dímeros tipo A y B, trímeros tipo A y B, tetrámeros, pentámeros y hexámeros, fueron
identificadas en las cortezas y semillas usando HPLC fase normal/ESI-MS. Las capacidades
antioxidantes, contenido de fenoles y procianidinas en aguacates estuvieron altamente
correlacionadas, sugiriendo que las procianidinas son el compuesto fenólico que más contribuye
con la capacidad antioxidante. Los carotenoides y clorofilas encontrados en la corteza del aguacate
no presentaron correlación con las capacidades antioxidantes. Finalmente Wang y colaboradores
concluyen que las semillas y cáscaras de aguacate, desechos comunes de la industria del aguacate,
pueden ser explotadas como fuentes de antioxidantes10.
Tabla 2. Contenido de pigmentos en aguacates procedentes de diferentes cultivares10.
Porciones Cultivares Clorofila α
(µg/g) Clorofila β
(µg/g) Clorofila total
(µg/g) Carotenoides totales
(µg/g)
Semillas Slimcado 0.1 ± 0.0b 0.1 ± 0.1b 0.2 ± 0.1b 0.7 ± 0.1c Simmonds 0.5 ± 0.1b 0.8 ± 0.2b 1.3 ± 0.2b 1.5 ± 0.1c Loretta 0.4 ± 0.1b 0.7 ± 0.1b 1.1 ± 0.4b 1.2 ± 0.2c Choquette 1.1 ± 0.1b 2.0 ± 0.1b 3.0 ± 0.2b 2.1 ± 0.1b Booth 7 0.9 ± 0.1b 1.3 ± 0.2b 2.1 ± 0.2b 2.1 ± 0.3b Booth 8 0.9 ± 0.2b 1.7 ± 0.2b 2.6 ± 0.4b 1.8 ± 0.2bc Tonnagea 1.1 ± 0.9b 1.9 ± 1.5b 3.0 ± 2.5b 1.8 ± 0.7bc Hassa 21.0 ± 4.0a 20.2 ± 1.8a 41.2 ± 5.7a 6.3 ± 0.9a
Corteza Slimcado 28.7 ± 0.9bcd 6.2 ± 0.9c 34.8 ± 1.7bcd 9.3 ± 1.1c
Simmonds 22.7 ± 4.6cde 14.0 ± 2.3ab 36.7 ± 6.8bcd 12.8 ± 2.9abc Loretta 33.4 ± 0.9b 13.9 ± 1.9ab 47.4 ± 2.9b 17.3 ± 1.3a
Choquette 30.9 ± 2.9bc 11.2 ± 0.6bc 42.1 ± 3.6bc 11.5 ± 1.1bc Booth 7 18.6 ± 2.1e 6.5 ± 1.0c 25.1 ± 2.6d 8.9 ± 0.7c
Booth 8 21.9 ± 2.3cde 9.6 ± 2.3bc 31.5 ± 4.6cd 10.4 ± 1.8bc Tonnagea 47.5 ± 6.4a 19.4 ± 2.4a 66.9 ± 8.9a 17.7 ± 1.6a
Hassa 19.2 ± 3.6de 9.5 ± 2.9bc 28.8 ± 6.2cd 15.2 ± 2.7ab
Pulpa Slimcado 1.8 ± 0.1bc 1.9 ± 0.1b 3.7 ± 0.2c 1.5 ± 0.2d
Simmonds 2.9 ± 0.5bc 3.2 ± 0.6b 6.1 ± 1.0c 4.2 ± 0.4b Loretta 1.4 ± 0.3bc 1.4 ± 0.5b 2.7 ± 0.7c 2.4 ± 0.4cd
Choquette 0.5 ± 0.3c 1.8 ± 0.5b 3.3 ± 0.8c 1.6 ± 0.2d Booth 7 2.1 ± 0.5bc 1.7 ± 0.4b 3.9 ± 0.8c 2.2 ± 0.2cd
Booth 8 2.7 ± 0.7bc 3.0 ± 1.1b 5.8 ± 1.8c 3.4 ± 0.7bc Tonnagea 3.9 ± 0.4b 4.3 ± 0.8b 8.2 ± 1.2b 4.7 ± 0.6b
Hassa 14.8 ± 1.9a 13.8 ± 4.9a 28.7 ± 3.3a 7.1 ± 0.6a
Los datos para el mismo tipo de muestra en la misma columna con diferentes superíndices difieren
significativamente (p≤0.5). a Las muestras fueron analizadas por duplicado.
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Según Dabas y colaboradores, en la actualidad ha incrementado la demanda y el interés científico
por nuevos colorantes naturales. Es por ello que, en su trabajo se evaluó el desarrollo de color
naranja (λmax-visible= 480nm) en el tiempo, tras la maceración de semilla de aguacate en agua. Para la
preparación del extracto, se trituró la semilla y se mezcló con metanol. Posteriormente, estos
investigadores encontraron que el tratamiento con calor de la semilla evitó el desarrollo del color,
mientras que la adición de polifenol oxidasa exógena (PPO) lo restauró. El desarrollo del color
también se vio inhibido por la adición de tropolone, un inhibidor de la PPO. Encontraron además
que la formación de color resulta en un decrecimiento en la concentración de polifenoles. El color
naranja se intensificó cuando el pH fue ajustado de 2.0 a 11.0, y esos cambios fueron parcialmente
reversibles cuando se varió nuevamente el pH de 7.5 a 11.0 en ausencia de oxígeno. El color fue
estable en solución manteniéndolo a -18°C por 2 meses. Todos estos resultados surgieron que la
semilla de aguacate puede ser una fuente potencial de colorantes naturales, y que el color
desarrollado es dependiente de la enzima PPO11.
11 Dabas, D., Elias, R. J., Lambert, J. D., & Ziegler, G. R. (2011). A Colored Avocado Seed Extract as a Potential Natural
Colorant. Journal of Food Science, 76(9), 1335–1341. http://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2011.02415.x
Extracto coloreado de semilla de aguacate fuente potencial de un colorante natural 11
Figura 3. Cinéticas de formación de
color en pasta de semillas de aguacate.
(A) cambio visual en el color. (B) Análisis
espectrofotométrico en 35 min
mostrando un λmax a 480 nm. (C)
Absorción a 480nm (media ± SD de 3
réplicas). (D) Incremento en ΔE durante
el tiempo de incubación (medias de 2
experimentos diferentes)11.
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Arlene y colaboradores aseguran que además de las propiedades alimenticias del aguacate,
su semilla triturada puede producir un tinte natural naranjado con diversas aplicaciones. En este
sentido este grupo de investigadores decidió estudiar la influencia de la temperatura (30, 40, 50, 60
y 70°) y la proporción soluto-solvente (1:3, 1:6, 1:9, 1:12 y 1:15), en la producción, la intensidad de
color y el contenido de polifenoles, usando ondas ultrasónicas (Extracción asistida por
ultrasonido – UAE), las cuales parecen arrojar mejores resultados que la extracción tradicional por
maceración. Las semillas de aguacate fueron trituradas y mezcladas con aquades. La suspensión fue
incubada a 24°C por 35min. Después de esto se obtuvo el extracto usando un sonicador y metanol
como solvente. Dicho extracto fue filtrado y refinado usando un buchner, luego el solvente fue
separado usando un evaporador al vació a 3.37mbar y un baño de agua a 50°C. Para el análisis de la
intensidad del color y el contenido de polifenoles se midió la absorbancia con un espectrofotómetro
UV-Visible. El tinte fue analizado con GC-MS. Con base en el análisis de varianzas del diseño
experimental, se concluyó que la temperatura y la proporción de solvente alimentado no afectan la
producción, el contenido de fenoles o la intensidad del color. Sin embargo, hay una interacción entre
esos dos factores para las tres variables respuesta. La más alta producción obtenida (22.6%) se logró
a una temperatura de 70°C con una proporción de solvente 1:12, mientras la concentración más
alta de polifenoles se logró a 40°C y 1:6. En los análisis por CG-MS se encontró el compuesto furfural
y se asumió que este contribuye con el desarrollo del color naranja del tinte12.
Figura 4. Análisis del contenido de fenoles en los diferentes tratamientos12.
12 Arlene, A. A., Prima, K. A., Utama, L., & Anggraini, S. A. (2015). The Preliminary Study of the Dye Extraction from the Avocado Seed Using Ultrasonic Assisted Extraction. Procedia Chemistry, 16, 334–340. http://doi.org/10.1016/j.proche.2015.12.061
Estudio preliminar sobre la extracción de un tinte desde semilla de aguacate, usando
extracción asistida por ultrasonido 12
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15
De acuerdo a este artículo, en los próximos años se reducirá el consumo de colorantes artificiales y en su lugar se optará por el uso de colorantes naturales, los cuales se pueden obtener a partir de una amplia variedad de plantas.
En la Universidad de Pelsivania están llevando a cabo diversos estudios con el fin de sacar al mercado un colorante naranja a partir de la semilla de aguacate. Dicho colorante corresponde a una antocianina, que una vez procesada se convierte en un polvo soluble en agua y alcohol, y que se
puede adicionar a alimentos lácteos y productos de panadería para modificar su apariencia.
Este colorante además de beneficiar a los consumidores quienes tienden al consumo de productos
más naturales, también trae un valor agregado a los productores de aguacate e industrias
relacionadas, quienes en la actualidad consideran la semilla como un producto de desecho13.
Según este reporte, una sola dosis de semilla molida de aguacate logra esterilizar a los roedores
hembra que se reproducen sin control. Pero la toxicidad es solo una de las propiedades que rescata
el estudio financiado por Colciencias. Se revelaron técnicas que harán perdurar la frescura del
aguacate, se obtuvieron parámetros para la extracción de los colorantes desde la semilla que podrán
aplicarse a la industria textil, y quedaron al descubierto las bondades de la cáscara como materia
prima para la elaboración de concentrados y productos dietéticos.
Sobre las propiedades colorantes contenidas en la semilla, se observó buena fijación en fibras como
el dacrón, lino, seda, popelina y dril, usando sal como mordiente. En la actualidad estos colorantes
no se han explotado en la industria textil y del cuero14.
13 Esther Clemente. Directo al paladar. (2012). http://www.directoalpaladar.com/otros/la-semilla-de-aguacate-nueva-fuente-de-colorante-alimentario-naranja (consultado el 25/03/2016) 14 Nullvalue. (1995). El Tiempo. http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-353761 (consultado el 26/03/2016)
Noticias Tecnológicas
La semilla de aguacate, nueva fuente de colorante alimentario naranja 13
El aguacate sirve hasta para combatir roedores 14
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16
Las semillas de aguacate son generalmente vistas como
desperdicios por los productores. No obstante, un
nuevo estudio publicado por el Instituto de Tecnólogos
de Alimentos, muestra que al triturar semillas de
aguacate y ponerlas en contacto con el aire, se genera
un color naranja que podría ser utilizado como
colorante natural para alimentos.
Otras investigaciones que se están realizando en
Pennsylvania State University, evalúan el potencial biológico (antioxidante y anticancerígeno) de
los colorantes extraídos desde las semillas de aguacate15.
El aguacate, fruto proveniente de la región de Centroamérica y el Caribe (específicamente de las regiones de México, Guatemala y El Salvador), es sin duda uno de los elementos más utilizados en la cocina latinoamericana y mundial. Esta fruta contiene una serie de vitaminas, ácidos, aminoácidos y minerales, aportando grandes beneficios a la salud como: alivio a problemas cardíacos, crecimiento y la reparación de la masa muscular, reducción en la inflamación de las articulaciones, tratamiento para el cáncer, estrés y deficiencias en el sistema inmunológico. Adicionalmente la pulpa se puede emplear para elaborar protectores solares, mascarillas para ojos y piel, helados y cupcakes. De la semilla se puede obtener un líquido que al hacer contacto con el aire se tornará de color rojo o negro y puede llegar a ser utilizado como tinta para escribir, o como un colorante natural para darle un toque especial a las comidas16.
15 Institute of Food Technologists. (2011). http://www.ift.org/Newsroom/News-Releases/2011/November/14/Orange-
Color-from-Avocado-Seeds.aspx 16 Blind Melon. (2015). Frut.Ismo.com http://www.frutismo.co/6-cosas-que-no-sabias-que-podias-hacer-con-aguacate/ (consultado el 27/03/2016)
Científicos extraen colorante natural naranja desde semillas de aguacate 15
6 cosas que no sabías que podías hacer con aguacate 16
Boletín de Vigilancia Tecnológica
17
El aguacate es una fruta tropical cuya aceptación a nivel mundial ha crecido de manera notoria
debido a su contenido nutricional, diversas opciones de consumo y fuente de compuestos bioactivos
para la industria cosmética17.
De manera particular, el aguacate Hass se ha convertido en un producto de gran importancia para
el sector agrícola Colombiano dada su posibilidad de exportación. De acuerdo al Ministerio de
agricultura Colombia es el quinto productor mundial de aguacate, participando con el 5,7% de la
producción. Del territorio nacional Antioquia es el principal proveedor de variedad Hass, y las
exportaciones colombianas de esta variedad a la Unión Europea, alcanzaron ventas por US$4,6
millones en el primer trimestre de 201518.
El Tiempo19 resalta que la principal ventaja del aguacate colombiano es su rendimiento de 8,80
toneladas por hectárea, superior a lo producido en California (EE.UU.), Chile y Perú. Por Otro lado,
Holanda, Reino Unido, España y Francia son los principales destinos del aguacate nacional, y en la
actualidad el Ministerio de Agricultura y el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) hacen esfuerzos
por lograr que la fruta sea admitida en Estados Unidos, considerado un mercado potencial.
Bareño20, en su reporte “Estado actual y perspectivas de la cadena de aguacate en Colombia”,
reporta que para el 2014 habían ocho proyectos con potencial de exportar en el corto plazo
liderados por: APROARE (Retiro, Antioquia), WESTFALIA (Guarne, Antioquia), WOLF & WOLF (El
Retiro, Antioquia), HASS CALDAS (Aguadas- Pacora-Anserma, Caldas), APATEX-ASOFHORMA
Marquetalia-Manzanares, Caldas), FRUTALES LAS LAJAS (Sevilla-Zarzal, Valle), CARTAMA (Amaga,
Antioquia; Arsema, Caldas) y FEPAC-GRAN HASS (Meseta de Popayán, Cauca).
17 ICA. (2012). Manejo fitosanitario del aguacate Hass (Persea americana mill). Medidas para la temporada invernal. Bogotá DC. 18 MinAgricultura. (2015a). Exportaciones colombianas de aguacate Hass triunfan en Europa
https://www.minagricultura.gov.co/noticias/Paginas/Exportaciones-aguacate-triunfan-en-Europa.aspx (consultado el
09/03/16) 19 El Tiempo. (2015). Redacción Economía y Negocios. El aguacate colombiano invade la Unión Europea. 20 Bareño, F. (2014). Estado actual y perspectivas de la cadena de aguacate en Colombia. Ministerio de Agricultura.
Agroindustría del aguacate en
Colombia
Generalidades
Boletín de Vigilancia Tecnológica
18
Actualmente Colombia no cuenta con un clúster de aguacate, sin embargo, desde los sectores
privado y público se ha venido impulsando la producción de aguacate Hass en diferentes zonas del
país. Esto ha fortalecido la asociatividad de los productores, ahora existen empresarios interesados
en zonas de cultivo, se han mejorado las condiciones crediticias por parte de Finangro, se fortaleció
el gremio de productores a través de CorpoHass y se esperan inversiones para lograr la admisión
del producto en otros mercados21.
De acuerdo a MinAgricultura21, el Ministerio de Agricultura y la Corporación Colombiana (CCI) han
venido impulsando el Concejo de la Cadena de Aguacate. La CCI por su parte está trabajando además
en la creación del clúster de aguacate Hass21 y otros productos agrícolas, identificado entre los retos
a superar: el acceso a tierra, la formalización, el desarrollo regional y disminución de la pobreza, y
la infraestructura22. Para lograr el último reto, infraestructura para la exportación, la CCI trabajará
con Analdex (Asociación Nacional de Comercio Exterior).
Países como México y República Dominicana ya cuentan con sus propios clúster del aguacate. En el
Clúster del Aguacate Dominicano (CAD) están suscritas diversas instituciones nacionales e
internacionales (Figura 13); adicionalmente participa en la realización de estudios que promueven
el desarrollo del sector, y lidera proyectos entre los que destacan la promoción de Buenas Prácticas
Agrícolas (BPA)23.
Un estudio realizado por Villafan y colaboradores24 sobre “El Clúster Agucatero en el Estado de
Michoacan, México”, concluyen que aquellas empresas o instituciones aguacateras que hacen parte
de un clúster, obtienen mejores resultados económicos, debido a que en este se comparten
recursos y capacidades industriales, las cuales se fundamentan en la mejora de la calidad precio de
venta, disminución de costos, innovación tecnológica, capacitación y formación del personal, y el
control de los canales de distribución.
21 MinAgricultura. (2015b). Modelo de Clúster País. https://www.minagricultura.gov.co/noticias/Paginas/Modelo-de-Cluster-Aguacate-Hass.aspx (Consultado 03/04/2016) 22 CCI (nd). Corporación Colombiana Internacional. CCI le apunta al desarrollo de los cluster productivos. http://www.cci.org.co/ccinew/descargas/BOL033VISION_CLUSTER.pdf (consultado el 03/04/2016) 23 Brochure. El Cluster del Aguacate Dominicano en Cambita (CAD). http://clusteraguacate.org.do/publicaciones/archivos/Brochure_Cluste_Aguacate.pdf 24 Villafán, K., Guitón, M., Pedraza, O., Bonales, J. (2007). Cluster Aguacatero en el Estado de Michoacan, México. Actas
VI Congreso Mundial del Aguacate
Clúster de aguacate
Boletín de Vigilancia Tecnológica
19
Todo lo anterior demuestra la importancia de seguir trabajando en la consolidación del clúster
Colombiano, y de esta manera fortalecer la cadena productiva del aguacate, a los pequeños y
grandes productores, procesadores y comercializadores.
Instituciones nacionales de apoyo al CAD • Ministerio de Agricultura (MA) • Instituto Dominicano de Investigaciones
Agropecuarias y Forestales (IDIAF) • Consejo Nacional de Investigación
Agropecuarias y Forestales (CONIAF) • Centro de Exportación e Inversión de Republica
Dominicana (CEI-RD) • Junta Agroempresarial Dominicana (JAD) • Consejo Nacional de Competitividad (CNC) • Instituto de Innovación en Biotecnología e
Industria (IIBI) • Instituto Agrario Dominicano (IAD) • Banco Agrícola (BA) • Ministerio de Educación Superior Ciencia y
Tecnología (MESCYT) • Universidad Nacional Pedro Henriquez Ureña
(UNPHU) • Universidad Autónoma de Santo Domingo
(UASD) • Universidad ISA • Dirección General de Normas y Sistemas de
Calidad (DIGENOR)
Instituciones Internacionales de apoyo al CAD • Agencia de los Estados Unidos para el
Desarrollo Internacional (USAID) • Banco Interamericano de Desarrollo
(BID) • Organismo Internacional Regional de
Sanidad Agropecuaria (OIRSA) • Programa de Cooperación Europea (PIP-
COLEACP) • Instituto Interamericano de Cooperación
Agrícola (IICA) • Fondo Regional de Tecnología
Agropecuaría (Fontagro)
Figura 13. Instituciones Nacionales e
Internacionales asociadas al Cluster de
Aguacate Dominicano (CAD)23
Boletín de Vigilancia Tecnológica
20
La agroindustria del aguacate además de producir un fruto apetecido en el ámbito internacional y
posicionado en el sector agrícola colombiano, genera una serie de residuos o co-productos ricos en
compuestos de alto valor, entre ellos colorantes o pigmentos naturales.
De acuerdo a diversas investigaciones, dependiendo del tipo de residuo se pueden obtener
determinados pigmentos o colorantes. En la semilla es común encontrar antocianinas, mientras en
la cáscara se han identificado carotenoides y clorofilas.
Para la extracción de los pigmentos han sido desarrolladas y evaluadas diferentes metodologías, de
las cuales la más extendida es la extracción por solventes. Las antocianinas, por tratarse de
colorantes polares, se extraen fácilmente a través de solventes también polares como etanol,
metanol, agua y NaOH. Los carotenoides y clorofilas requieren de procesos más extensos en los
cuales es reiterativo el uso de dimetil éter y acetona.
Algunos investigadores han optimizado la extracción de los pigmentos implementando técnicas
como ultrasonido, y es común encontrar reportes donde se analizan diferentes condiciones de
proceso como temperatura, relación soluto-solvente y pH.
En términos generales se puede afirmar que es posible dar un valor agregado a los residuos o co-
productos del aguacate, tras su utilización como materia prima de colorantes o pigmentos. Es
necesario, sin embargo, determinar entre las metodologías existentes la más adecuada para el
tratamiento de los residuos que se producen en Colombia, y particularmente en el Oriente
Antioqueño, quienes en su mayoría provienen de la variedad Hass. Una vez identificada la
metodología se recomienda realizar un diseño de proceso a escala piloto o comercial y evaluar su
factibilidad técnica y económica.
Conclusión
Boletín de Vigilancia Tecnológica
21
Los eventos nacionales e internacionales representan una gran oportunidad para conocer los
avances técnicos y científicos relacionados con el uso de residuos agroindustriales, así como el
establecimiento de alianzas estratégicas que permitan optimizar el desarrollo de los proyectos de
investigación e innovación. En la Tabla 4 se citan algunos de ellos, con su respectiva descripción y
sitio web.
Evento Descripción Sitios Web
V Congreso
Iberoamericano de productos Naturales
Esta actividad académica se centrará en la investigación de la composición química, propiedades y aplicaciones de los productos naturales, las nuevas técnicas -omicas, nuevas plataformas analíticas y el desarrollo reciente de la Etnofarmacología, la Cromatografía y la Biotecnología, con especial énfasis en su uso sostenible, el conocimiento de la biodiversidad, así como las aplicaciones en la industria farmacéutica y la defensa y conservación del Medio ambiente. (Tomado de página web del evento) Fecha: 25 al 29 de abril Lugar: Bogotá, Colombia
http://vcipnat2016.co
m/index.php
XII Congreso
Latinoamericano y del Caribe de Ingeniería
Agrícola
Es uno de los eventos internacionales más importantes de esta área. CLIA es organizado bajo el auspicio de la Asociación Latinoamericana y del Caribe de Ingeniería Agrícola (ALIA), Universidad Nacional de Colombia, Asociación de Ingenieros Agrícolas de Colombia. (Tomado de página web del evento) Fecha: 23 al 27 de mayo Lugar: Bogotá, Colombia
http://www.clia2016.c
o/es
12a Reunión Internacional de Investigación en
Productos Naturales
Evento en el que se podrán presentar los resultados y avances de trabajos de investigación en Química de Productos Naturales, Biotecnología, Fitoquímica, Biología Molecular, Bioensayos, Farmacognosia, Nutracéuticos, etc. (Tomado de página web del evento)
http://www.uv.mx/12ariipn/
Eventos (2016)
Boletín de Vigilancia Tecnológica
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Fecha: 18 al 20 de mayo Lugar: Veracruz, México
XXIX Congreso Nacional de Química analítica
Fecha: 29 al 31 de junio Lugar: Veracruz, México
http://amqa.com.mx/
III Simposio
Iberoamericano de Química Orgánica
SIBEAQO-3
Fecha: 23 al 26 de septiembre Lugar: Porto, Portugal
http://www.relaq.mx/RLQ/conferencias.html
XXXI Congreso Argentino
de Química
El evento se desarrollará en la sede de la Asociación Química Argentina, en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Abarcará todas las áreas de la Química (Tomado de página web del evento)
Fecha: 25 al 28 de octubre Lugar: Ciudad Autónoma de Buenos Aire, Argentina.
https://www.aqa.org.ar/joomla/
III Seminario Internacional De
Investigación 2016 Ciencia, Innovación y
Competitividad XIII Semana Alimentaria
Es una iniciativa de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la Amazonia, con responsabilidad del programa de Ingeniería de Alimentos y liderado por el grupo de Investigación de Biotecnología y Control de Calidad Microbiológica. (Tomado de página web del evento) Fecha: 12 al 14 de octubre de 2016 Lugar: Florencia, Colombia
III Congreso Internacional en Investigación e
Innovación en Ciencia y Tecnología de Alimentos
– IICTA 2016
Evento académico que busca la transferencia de conocimiento y reflexión entre los actores del sector agroalimentario, para incluir actividades de ciencia, tecnología e innovación como herramientas fundamentales para la solución de problemas y como estrategias para proyección del sector (Tomado de página web del evento) Fecha: 2, 3 y 4 de noviembre de 2016 Lugar: Bogotá D.C, Colombia.
http://iicta.com.co/
NOTA: Los vínculos e hipervínculos expuestos en este documento fueron validados en abril de
2016
Boletín de Vigilancia Tecnológica
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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE – SENA
Alfonso Prada Gil
Dirección General
Juan Felipe Rendón Ochoa
Dirección Regional Antioquia
Jorge Antonio Londoño
Subdirector Centro de la Innovación la Agroindustria y la Aviación
Adel II González Alcalá
Dinamizador TecnoParque Nodo Rionegro - Coordinador InnoViTech
Elaborado por:
Laura María Muñoz Echeverri
Laura Cristina Rojas Bedoya
TecnoParque Nodo Rionegro
Rionegro – Abril 2016