Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales

7/18/2019 Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales

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Volumen 1 Enero - Diciembre 2014 ISSN 2422-0582

Centro Agropecuario de Buga - CSENA Regional Valle del Ca

RECIA

RECIA

INVESTIGACIONES AGROINDUSTRIALES

Revista Colombiana deERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE


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Revista Colombiana de

Investigaciones Agroindustriales

Titlo abreviado: Rev.colomb.investig.agroindustriales

ISSN: 2422-0582

Periodicidad: Anual

Enero - Diciembre 2014

Email: [email protected]

[email protected]

Http://www.bioagroindustria.com

Http://senabuga.blogspot.com

RECIA

El SENA como Institucin de Formacin Profesional Integral asume la investigacin

tecnolgica para contribuir al desarrollo y la innovacin del sector productivo, para

alcanzar este propsito incorpora en sus procesos como estrategia, con la participacin de

instructores y aprendices, el Sistema de Investigacin, Desarrollo Tecnolgico e Innovacin

SENNOVA.

Con la apropiacin de este sistema el SENA pretende entre otros aspectos:

Incentivar la Investigacin, el Desarrollo Tecnolgico y la Innovacin.

Publicar resultados de investigaciones.

Contribuir a la pertinencia de la Formacin Profesional Integral, por medio de la incorporacinde nuevas tecnologas y conocimientos en sus programas de formacin.

Formar aprendices con habilidades y destrezas que incrementen la capacidad de innovar de

las empresas colombianas.

Orientar la creatividad de los trabajadores colombianos y de los aprendices en general, a travs

del desarrollo de las habilidades y competencias en investigacin, desarrollo e innovacin.

Realizar eventos de divulgacin de ciencia, tecnologa e innovacin, como foros, seminarios

y conferencias con expertos.

La investigacin aplicada es una herramienta formativa que impulsa SENNOVA a travs de

diferentes proyectos de formacin.

En el SENA el aprendiz participa activamente en la investigacin mediante estrategias como:

Semilleros de investigacin, Grupos de investigacin aplicada.


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ISSN: 2422-0582Diseo e Impresin: Feriva S.A.Traduccin al ingls: Jos Julin MejaTiraje: 500 ejemplaresEnero-Diciembre de 2014

Comit editorialluis Eduardo Ordez Santos

Ph.D en Alimentos: Valor Nutrivo, Tecnologay Seguridad Alimentaria. Profesor AsociadoUniversidad Nacional de Colombia sede Palmira.

Palmira, Colombia

Armando Torrente Trujillo

Ph.D en Ciencias Agrarias con nfasis en suelos

Profesor Titular Universidad Surcolombiana.

Neiva, Colombia

Margarita Mara Andrade Mahecha

Ph.D en Ingeniera de Alimentos

Profesora Asistente Departamento de IngenieraFacultad de Ingeniera y Administracin

Coordinadora Programa de Maestra IngenieraAgroindustrial Universidad Nacional de Colombiasede Palmira.

Palmira, Colombia

Guillermo Salamanca Grosso

Postdoctorado Faculdade Zootecnia e Engenhariade Alimentos. Profesor Titular Facultad de Ciencias,Departamento de Qumica Universidad del Tolima.

Ibagu, Colombia

Eliana Setsuko Kamimura

Postdoctorado Fac de Ingeniera

Qumica de CampinasProfesora Asociada Faculdade de Zootecnia eEngenharia de Alimentos Universidadde So Paulo (USP).

So Paulo, Brasil

Lida Andrea Quincha Bustamante

Ph.D en Procesos y Productos Qumicos

Director Product Engineering I.V. formulaons

Fresenius Kabi Deutschland GMBH.

Bad Homburg, Alemania

Andrezza Mara Fernandes

Ph.D en Ciencia Animal

Profesora Faculdade de Zootecniae Engenharia de Alimentos

Universidad de So Paulo (USP)

So Paulo, Brasil

Comit cientficoBen A. Faber

Ph.D Soil Ferlity University of California

Los ngeles, Estados Unidos

Alessandra Lopes de Oliveira

Ph.D en Engenharia de Alimentos

Profesora Asociada

Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos

Universidad de So Paulo,

So Paulo, Brasil

Graciela Bugueo Bugueo

Ph.D en Ciencias de los Alimentos

Directora Escuela Ingeniera de Alimentos

Universidad del Bio-Bio

Chilln, Chile

Jaime Ernesto Daz Ortiz

Ph.D en Ingeniera Agroambiental

Director del Programa de Ingeniera Agrcola

Universidad del Valle

Cali, Colombia

Luz Marina Flrez Pardo

Posdoctoral en Valorizacin de Residuos de Cosecha

Docente Departamento de Energca y Mecnica

Vicepresidenta Sociedad Iberoamericana de

Biorreneras SIADEBUniversidad Autnoma de Occidente

Cali, Colombia

Meike Stephania Anderson

Ph.D en Ciencias Agrcolas

Coordinadora de Desarrollo de Productospara HarvestPlus

Especialista en Desarrollo de Culvos CIAT- HarvestPlus

Cali, Colombia

Isabel Fernndez SegoviaPh.D en Alimentos

Profesora tular Departamento Tecnologa deAlimentos. Escuela Superior de Ingeniera Agronmicay del Medio Natural. Universidad Politcnicade Valencia

Valencia, Espaa


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Equipo directivo de la revista

Af P GDirector General del SENA

E A R R

Directora SENA Regional ValleL Tf CSubdirector Centro Agropecuario SENA, Bugay Director de la Revista

J L T CEditor Jefe

J E E SEditor Asociado

Ay C SCoordinadora de la Revista

Comit transitorio de arbitrajeVol.1 2014

El Director de la Revista y su equipo direcvo expresan sus agradecimientos a todas las personasque colaboraron en la evaluacin de los arculos publicados en la primera edicin de la RevistaColombiana de Invesgaciones Agroindustriales Vol. 1, enero-diciembre 2014.

A A L P.DCentro Internacional de Mejoramientode Maz y Trigo CIMMYT

A M L P.D

Universidad de Anoquia,Medelln, Colombia

B N P.DUniversidad del Valle,Cali, Colombia

C E H P.DUniversidad de Nario,San Juan de Pasto, Colombia

D O J E P.D

Universidad del Valle,Cali, Colombia

Dq E I M M.CUniversidad de los Andes,Bogot, Colombia

F P L M P.DUniversidad Autnoma de Occidente,Cali, Colombia

I D C H M.C

Universidad Autnoma de Occidente,Cali, Colombia

L Z Y E. P.DUniversidad de Caldas, Manizales, ColombiaM P L A P.DUniversidad del Tolima, Ibagu, Tolima

M B M P P.DCentro Nacional de Invesgaciones de CafCENICAFE. Manizales, Colombia

O L J Fx P.D

Universidad de Pamplona,Pamplona, Colombia

O H D M P.DUniversidad Autnoma del Caribe,Barranquilla, Colombia

R S J P.D ()Universidad Nacional de Colombia,Palmira, Colombia

Z R L S P.D

Convenio Sena - OEIGuadalajara de Buga, Colombia


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Poblacin objetivoEstudiantes, docentes, invesgadores, miembrosde los sectores agropecuario y agroindustrial,comunidad cienca nacional e internacional.

Misin

Fomentar el intercambio de experiencias e ideasentre lo cienco y lo cultural, mediante laentrega peridica a la comunidad de un referentede actualizacin e innovacin en el mbitoagropecuario y agroindustrial, contribuir coninvesgaciones de importancia llevadas a cabo enel Centro Agropecuario de Buga y en instucionesde carcter nacional e internacional.

VisinPosicionarse como fuente de conocimiento que

impulse, move y sea reconocida por toda lacomunidad cienca en el mundo.

Polticas

La Revista Colombiana de InvesgacionesAgroindustriales es una publicacin cienca ytecnolgica del SENA, Centro Agropecuario deBuga y su Grupo de Invesgaciones en Ciencias& Tecnologas Agroindustriales GICTACAB quepermite la divulgacin de invesgaciones de lossectores agropecuario y agroindustrial, priorizandolas reas relacionadas con las lneas Agrcola,Pecuaria y Agroindustrial, Alimentaria y noAlimentaria; incluye aplicaciones de otras cienciasanes como Biotecnologa y Bioprocesos, Ecologay Ambiente, Nutricin e Inocuidad, Informca

Aplicada, Economa Aplicada, Matemca Aplicada;est dirigida a la comunidad cienca, acadmica ya los sectores agropecuario y agroindustrial.

La revista publica arculos de invesgacin,reexin, revisin y estudios de caso, escritos enidiomas espaol e ingls; su periodicidad es anualy su circulacin nacional e internacional.

Los autores enviarn sus arculos al director dela revista garanzando que son inditos, en casode haberse presentado en alguna ponencia debengaranzar que el escrito no ha sido publicado enotras revistas, se responsabilizan del contenido delmismo y de los permisos para reproducir el material(fotos, imgenes) con derechos de autor, los cualesse anexan dentro de los documentos enviados.Los autores autorizan la cesin de los derechosa la Revista Colombiana de InvesgacionesAgroindustriales para su publicacin por cualquiermedio. Mientras el arculo se evala no se podrenviar a otras revistas.

Si el arculo es conforme, se somete a un

sistema de arbitraje annimo quienes enviarn elresultado de la evaluacin en un plazo mximo dequince das. Si este no se ajusta a la lnea editorial,el Comit Editorial se reserva el derecho de enviarun informe al autor para cambiar o rehacer suarculo, total o parcialmente, teniendo el autory/o los autores que iniciar nuevamente el procesode envo de su trabajo.

Mission

To promote the exchange of experiences andideas between the scienc and cultural, byrounely delivering to the community a referencefor updang and innovaon in the agriculturaland agro-industrial eld, contribung importantresearch conducted at the Agricultural Center ofBuga and naonal and internaonal.

VisionPosion as a source of knowledge that encourages,movates and is recognized by the enre scienc

community in the world.

Target populationStudents, teachers, researchers, members of theagriculture and agribusiness, Internaonal andNaonal Scienc Community


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Para el Centro Agropecuario del Sena de Buga-CAB, sus direcvos, aprendices,grupos de invesgacin, invesgadores instructores, personal administravoes movo de gran sasfaccin y orgullo presentar la primera edicin de laRevista Colombiana de Invesgaciones Agroindustriales- RECIA- cuyo objevoprincipal es presentar a las comunidades acadmicas, ciencas, sociales yempresariales los resultados de las invesgaciones, en temas relacionados conlos sectores Agrcola, Pecuario, Agroindustrial, Alimentaria y no Alimentaria,Biotecnologa y Bioprocesos, Ecologa y Ambiente, Nutricin e Inocuidad,Informca Aplicada, Economa Aplicada, Matemca Aplicada.

Hoy se presentan grandes retos a la humanidad: la sostenibilidad alimentaria,con todo lo que implica, mejores prccas culturales agropecuarias, mejoresprocedimientos de cosecha y post cosecha, la comercializacin de alimentos,el manejo de cadenas producvas, entre otras; una forma de contribuir a estereto es la invesgacin, pero ms importante es la socializacin y visibilidad delos resultados que se obenen de ese ejercicio y RECIA pretende colaborar conla divulgacin y apropiacin social del conocimiento cienco y tecnolgico,por eso, los resultados de las invesgaciones publicadas en esta revista podrnincidir en los programas de formacin del SENA y de otras instucioneseducavas y por ende en la formacin de las personas que se vincularn a lossectores agropecuario y agroindustrial; as mismo debe permir impulsar los

programas de extensin de dichos sectores.Con esta publicacin queremos alcanzar el reconocimiento nacional einternacional y el aporte de la comunidad cienca para quienes ponemos adisposicin este medio que, estamos seguros, enriquecer la labor de invesgary publicar arculos de alta calidad como es nuestro inters en cada edicin dela revista.

RECIA inicialmente tendr una periodicidad anual y para llevar a cabo estaprimera edicin se trabaj con los parmetros exigidos por el Sistema Nacionalde Indexacin de Publicaciones Ciencas y Tecnolgicas Colombianas deColciencias.

En el Centro Agropecuario del Sena de Buga encontrarn no solo un espacio

para la publicacin de las invesgaciones ciencas-tecnolgicas, sino unequipo de trabajo con mucho talento y calidad humana.

L Tf CDirector de la Revista

Subdirector CAB

E

4


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U :

Potenal uses of banana peelings: producon of a bioplasc.

Javier Lpez Giraldo, Julio Csar Cuarn Cuarn, Laura Viviana Arenas Garca, Luz Marina Flrez Pardo.. ........7

C q q P.

Chemical and physical characterizaon of sweet serum obtained

from homemade cheese in the city of Pasto

Clemencia Alava Viteri, Margarita Gmez de Illera, Jorge Anbal Maya Pantoja.......................................22

Ef (Passiora quadrangularis) y y (Manihot esculenta) y f.

Physiological eects of badea (Passiora quadrangularis) and cassava

(Manihot esculenta) using paran and wax coangs under cold storage.

Juan Manuel Snchez Soto, Licelander Hennessey Ramos, Eyleen Jennier Torres Mendoza......................33

A Automaon through variable control of a hydroponic culvaon operaon

Nelson Humberto Zambrano Corts, Mery Catherine Behrentz Pfalz ....................................................44

Ef ff y Eect of parally acidied and kilned phosphoric rock in corn producon

Armando Torrente Trujillo ...........................................................................................................55

T C

INVESTIGACIN

EDITORIAL ........................................................................................................................... 4

Revista Colombiana de Invesgaciones AgroindustrialesVolumen 1 Enero - Diciembre 2014 ISSN 2422-0582


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Revista Colombiana de Invesgaciones Agroindustriales Volumen 1, Enero - Diciembre 2014,6

E f SENA R V

f, f Comparave study of the SENASRegional Valle training programs for the fruit-harvesng

producon chain, compared with a naonal and internaonal reference

Vctor Huver Recalde Rincones ....................................................................................................63

C y Climate Change and Agrobiodiversity

Carlos Ivn Cardozo Conde .........................................................................................................72

A E-S P, q .C: S A V C

Educaon-Producve Sector Alliance, A Bet Worth.Case: Valle del Cauca Agroecological Industry

Fredy Eduardo Vsquez Rizo, Jess Gabaln Coello, Jaime Flrez Bolaos ..............................................80

REFLEXIN

REVISIN

C Biotechnological crops under the biosecurity framework

Jairo Rodrguez Chalarca .............................................................................................................94


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Potential uses of banana peelings: production of a bioplastic.

U :

ResumenEn el 2006 se produjeron en el Valle del Cauca cerca de 399.844 toneladas decscara de banano, material poco estudiado. Para observar su valorizacinse efectu una caracterizacin morfolgica, qumica y trmica; se ulizarondiferentes nciones para idencar las estructuras donde se encontraban lacelulosa, lignina, lpidos y almidn. Luego se determin el contenido de extrablesen cloroformo-metanol, la celulosa, la hemicelulosa y cenizas por el mtodo deVan Soest y lignina por Klason. El anlisis trmico se hizo por un anlisis TGA Termogravimtrico y DSC Calorimetra Diferencial de Barrido. Se encontrque la cscara de banano tuvo un 11.91% de humedad residual, 23.03% dehemicelulosa, 23.02% de celulosa, 29.87% de lignina y 0.78% de cenizas, adems

de almidn observado por ncin con lugol. El contenido de holocelulosa(hemicelulosa y celulosa) cercano al 46.05% la hace apta para la elaboracin depapel y el tener una humedad menor al 20% y un contenido bajo de cenizas, laesma tilpara cualquier aplicacin trmica con un bajo impacto ambiental. Sinembargo, se evidenci que por tener un contenido de almidn cercano al 12%,es posible obtener de ella un bioplsco. De acuerdo con estos resultados, sehicieron dos estudios para obtener de este material un uso parcular: un bio-papel y un bio-plsco. Con el primero no se logr un producto con una buenaresistencia mecnica, mientras que con el segundo se obtuvo un bio-materialcon resultados posivos en cuanto a durabilidad y aspecto sico.

P : Bioplsco, bio-papel, anlisis proximal, biomasa, cscara de

banano.

Recibido: 11-09-2014 Aceptado: 27-11-2014

Javier Lpez Giraldo1, Julio Csar Cuarn Cuarn2, Laura Viviana Arenas Garca3, Luz Marina Flrez Pardo4.

1 Colombiano, estudiante de Ingeniera Ambiental, Universidad Autnoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniera, Departamentode Energtica y Mecnica, Programa de Ingeniera Ambiental. [email protected]

2 Colombiano, estudiante de Ingeniera Ambiental, Universidad Autnoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniera, Departamentode Energtica y Mecnica, Programa de Ingeniera Ambiental. [email protected].

3 Colombiana, estudiante de Ingeniera Ambiental, Universidad Autnoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniera, Departamentode Energtica y Mecnica, Programa de Ingeniera Ambiental. [email protected]

4 Colombiana, Posdoctorado en Ciencias Qumicas, Docente Universidad Autnoma de Occidente, Colombia, Facultad de Ingeniera, Depar-tamento de Energtica y Mecnica, Programa de Ingeniera Ambiental. [email protected].


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IntroduccinEn Colombia, productos como la caa de azcar,el maz, la remolacha, el sorgo dulce, la yuca yel caf enen el potencial para ser usados en lafabricacin de etanol de primera generacin. Elproblema reside en que estas materias primasagrcolas tambin compiten con la produccin dealimentos, lo que en algunos casos ha inuido paraque haya un aumento en el precio de los mismos,por lo que esto no ha generado un buen impactosocial y econmico en las poblaciones. Por lo

tanto, se han desarrollado nuevas tecnologas paraproducir etanol de segunda generacin, a parrde la biomasa residual, que ene una matriz demateria lignocelulosa que no es de fcil digesny que no compite con la seguridad alimentaria delas personas; este grupo incluye residuos de maz,de la produccin de forestera (cscaras de maz,esterilla de arroz, aserrn) y biomasa de plantas(culvos productores de energa como pasto,plantas de rpido crecimiento y otras diferentespasturas) (Ramrez et al., 2012). La tecnologa para

aplicar este proceso a escala industrial est enetapa de maduracin y se ha encontrado que esms rentable si se integra a la produccin de otroscomponentes como biomateriales, bioplscos,papel, productos farmacucos, nutracucos,cosmcos, entre otros. Este concepto, quecontempla el uso completo de la biomasa singenerar desechos, se denomina biorrenera.

Uno de los residuos frutales a analizar en esteproyecto y que se produce en importantescandades en el pas, es derivado del banano.

Existen dos pos de especies de esta fruta, elbanano de exportacin Cavendish Valery y elbanano criollo o de consumo interno. Este lmose produce principalmente en los departamentosdel Valle del Cauca, Tolima y Anoquia y gener unaproduccin para el ao 2003 de aproximadamente136.644 toneladas que representaron un 7.5%(13.964 hectreas) del total de hectreas defrutas del pas (Espinal et al., 2005). Respecto ala parcipacin municipal en el departamentodel Valle del Cauca, Sevilla es el primer productor

AbstractIn 2006, in Valle del Cauca, 399.844 metric tons of banana peel, a poorlystudied material, were produced. To study its value, a morphological, chemical

and thermal characterizaon was eectuated; dierent ncons were used toidenfy the dierent structures where the cellulose, lignine, lipids and starchare located. Subsequently, the content of extracbles was measured with amethanol-chloroform mixture, the cellulose, hemicellulose and ashes by the VanSoest method and Lignine by Klason. The thermal analysis was made through aTGA - thermogravimetrical analysis and DSC Dierenal Scanning Calorimetry.It was found that the banana peel had a 11.91% of residual humidity, 23.03% ofhemicellulose, 23.02% of cellulose, 29.87% of lignine and 0.78% of ashes, besidesstarch, observed by lugol ncon. The holocellulose content (hemicelluloseand cellulose) is close to 46.05%, and makes it apt for papel elaboraon whilehaving less than 20% humidity and low ash content, making it useful for anythermal applicaon with low environmental impact. However, we evidenced

that by having a starch content close to 12%, is possible to obtain from it, abioplasc. According to these results, studies were conducted to generate fromthis material, a parcular use; a bio-paper and bio-plasc. With the rst, the nalproduct had a low mechanical resistance, while with the second, a biomaterialwith posive results regarding durability and physical aspect.

Kyw:Bioplasc, biopaper, proximal analysis, biomass, banana peelings.

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con un 36.1%, seguido de Trujillo con el 8.9%,Bugalagrande y Buenaventura cada uno con el6.5% y por lmo Obando, con el 6.4% (Ministeriode Medio Ambiente, 2012).

En cuanto a la candad de residuos que genera

el banano se encontr en el Atlas del PotencialEnergco de la Biomasa Residual en Colombia(Ministerio de Minas y Energa (2006), que en el Valledel Cauca en el ao 2006 se produjeron 399.844toneladas de residuo/ao en 6.202 hectreas entodo el departamento, consolidndoseste como elsegundo residuo de cosecha de mayor produccindespus de la caa de azcar, que simplemente sedesecha, sin ningn po de valorizacin.

Tambin es importante resaltar que debido alcontenido de almidn en la cscara (12.78 g por

cada 100 g de cscara hmeda (Zea et al.,2013) yen base seca del 39.89% (Monsalve et al., 2006),es posible obtener de l un bioplsco mediantemtodos qumicos, trmicos y mecnicos.Asimismo, se pueden fabricar copolmeros tanexibles como el polieleno o tan rgidos como elpoliesreno (Remar, 2011). Por lo tanto, es facblehacer esfuerzos para el desarrollo de este po deaplicaciones complementarias a la del bioetanol,con el n de organizar una biorrenera a parrde la cscara de banano. Por consiguiente, enesta invesgacin se realiz la caracterizacin

morfolgica, qumica y trmica de la cscarade banano, para determinar en funcin de suspropiedades, el adecuado aprovechamiento desta. Posteriormente se evalu la viabilidad deobtener productos como hojas de papel con brade banano y bioplsco, a parr de esta biomasa,teniendo en cuenta la norma TAPPI 494 del manualTAPPI Standars: Regulaons and Style Guidelines, ylas propiedades del bioplsco.

Materiales y Mtodos

La muestra de cscara de banano se extrajo deuna frutera reconocida en la ciudad de Sanago

de Cali. En este establecimiento se compran a lasemana alrededor de 1.260 bananos (10.5 racimos)y se generan cerca de 97.67 kg de cscaras que sedescartan como residuo orgnico.

MSe realiz una recoleccin en el establecimiento de26.58 kg de cscaras de banano, correspondiente alos das viernes, sbado y domingo. Esta biomasa seredujo de tamao en forma manual hasta obtenerparculas con un tamao de 2 cm, para proceder

al mtodo del cuarteo (SECOFI, 1985) y conseguiruna muestra nal de 5 kg. Para la eliminacin decontaminantes presentes en la muestra se hizoun lavado con agua caliente por cinco minutos,seguido de un secado a 45 C por una semana,hasta obtener peso constante. Con la biomasa secase realiz una trituracin para lograr parculas detamao de 2 mm, procediendo al cuarteo para laobtencin de una muestra de 50 g.

C fEl estudio morfolgico tuvo lugar en los tejidos

de la parte interna de las cscaras frescas debanano, mediante la extraccin de nos cortesperpendiculares a la direccin de la bra, los cualesse colocaron en placas de vidrio. Luego se procedia aplicar la ncin a las diferentes estructuras, deacuerdo con la metodologa propuesta por Flrez(2002). Los reacvos ulizados para la ncin seindican en la Tabla 1.

Tabla 1. Reactivos empleados para la caracterizacin morfolgica

Componente a idencar Reacvo Candad Color indicador de presencia

Celulosa

Solucin de cloruro de cinc yodado 1 gota

AzulYodo 1 gota a 0,1 mol/L

H2SO

4al 60% 1 gota

LigninaSolucin alcohlica de oroglucinol Candad necesaria

RojoHCl 1 gota

LpidosSudan III 2 gotas

AnaranjadoAlcohol al 70% Candad necesaria

Almidn Lugol 1 gota Azul

J. Lpez, J. Cuarn, L. Arenas, L. Flrez: Usos potenciales de la cscara de banano: elaboracin de un bioplsco


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Es importante resaltar que la ncin indica lapresencia de celulosa, lignina, lpidos y almidncuando la muestra se torna de color azul, rojo,anaranjado y azul, respecvamente.

Caracterizacin qumica

HUn gramo de la muestra se llev al horno a 105 Chasta lograr un peso constante.

Ex f- y .La extraccin de compuestos insolubles se desarrollcon la nalidad de eliminar aquellas sustancias

que pudieran interferir con la cuancacin decelulosa, hemicelulosa y lignina que se encuentranen la biomasa, como los azcares, los cidos yotras molculas de bajo peso molecular. Para ello,5 gramos de la muestra fueron puestos en contactocon 200 ml de cloroformo y 100 ml de metanol enun extractor Soxleth. A medida que transcurri lalixiviacin, la solucin contenida en el baln se tornamarilla indicando que la extraccin de insolublesestaba en operacin. Este proceso termin cuandoel lquido acumulado en el brazo sifn no presentcoloracin, despus de 9 lavados. Posteriormente,el cartucho con la muestra se sec a 40C hastapeso constante y se puso de nuevo en contactocon 300 ml de agua desionizada en el Soxleth, pararerar los solubles en esta sustancia. El procesotermin despus de 7 lavados y el cartucho con lamuestra de nuevo se sec a 40C, para determinargravimtricamente los porcentajes de sustanciassolubles de la cscara de banano. Todos los anlisisse hicieron por duplicado y el error experimentalse ajust a un valor menor a un 5%.

V S

Con el n de caracterizar los componentes de lapared celular de la cscara de banano (celulosa,hemicelulosa y cenizas), se uliz el mtodo de VanSoest (1983). Para ello se par de un gramo demuestra, proveniente de la extraccin de solublescon el Soxleth. Para la digesn de la muestra conla solucin detergente neutra y cida se empleun bertest marca RALPA. Los lavados entre cadaextraccin se hicieron con agua caliente y acetona.

L KPara la determinacin de lignina total insoluble sepesaron 200 mg (0,2 g) de la biomasa la cual sepuso a digestar en un frasco boeco mbar juntocon 2 ml de H

2SO

4al 72% (v/v) por una hora. Una

vez pasado este empo de reaccin, se adicion56 ml de agua deslada, dejando agitar la mezclapor cinco minutos para posteriormente llevarla aautoclave por una hora. Luego la solucin se ltral vaco y el slido residual se lav con abundanteagua (aproximadamente 400 ml) hasta lograr unpH neutro y se sec en una mua a 105C hastalograr peso constante.

Caracterizacin trmicaPara esta caracterizacin se realiz un anlisis TGA

Termogravimtrico y DSC Calorimetra Diferencialde Barrido. En el primer anlisis se emple unamuestra previamente adecuada de 8.81 mg decscara de banano, colocndola en una placa decermica y dentro del equipo, el cual manejabauna tasa de calentamiento de 20 C/min en unaatmsfera de nitrgeno. El rango de temperaturaexperimental vari entre la temperatura ambientey 900 C.

Para el anlisis DSC el equipo se compone de dosporta muestras (uno para la muestra y el otro para

la referencia), con calentadores independientes ysensores de temperaturas. Se emplearon 1.4 mg decscara de banano, la cual fue someda a una tasade calentamiento de 10 C/min en una atmsferade nitrgeno, que inici con la temperaturaambiente y naliz con 400 C.

Valorizacin de la biomasa

E De acuerdo con el contenido de holocelulosa

presentado en la caracterizacin qumica, seevidenci que una de las posibles aplicaciones dela biomasa era la generacin de papel. Para esto,se emplearon 70 gramos de papel reciclado y 30gramos de cscara de banano triturada, los cualesse dispersaron en bastante agua hasta obteneruna solucin ms acuosa que espesa. Con la ayudade un marco en el cual estaba adherida una narejilla se recogi una capa homognea de pasta, deaproximadamente 3 mm de espesor. Esta pasta se

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1

separ con cuidado de la malla y luego se puso asecar hasta su peso constante.

Al papel de reciclaje y al papel obtenido de lacscara de banano por comparacin, se les aplicla prueba de materiales TAPPI 494 de la TAPPIStandars: Regulaons and Style Guidelines, lacual indica el grado de resistencia mecnica derompimiento del mismo. Esta prueba se hizo enuna mquina INSTRON, a una velocidad de 25 mm/min. El corte de las lminas o probetas (cinco porpo de papel), se hizo con una cortadora lserproporcional al tamao y la velocidad sugerida porla norma, en unas dimensiones de 14 mm de anchopor 140 mm de largo.

E

El almidn es uno de los componentes principalespara la elaboracin de bioplscos. Como las pruebasde ncin con lugol mostraron la presencia de estecomponente en las cscaras, se uliz este materialpara realizar las diferentes pruebas, pero sin extraerlode la cscara, lo cual es un aporte frente a otrasinvesgaciones en las que se obene el biopolmeroa parr de almidn puro navo o modicado

qumicamente. Para esto se efectuaron tres ensayos:

Ensayo 1:

Para este primer ensayo se emplearon 100 g decscara de banano, a los cuales se les realizuna adecuacin preliminar para eliminar loscontaminantes presentes. Esta adecuacin consisen un lavado de las cscaras con agua calientepor 5 minutos, posteriormente un secado a 45 Cpor una semana hasta obtener peso constante,seguido de una trituracin que redujo las cscarasa parculas de tamao de 2 mm y nalmente seemple la tcnica de cuarteo (SECOFI, 1985) hastaobtener una muestra de 50 gramos.

A parr de esta muestra de 50 gramos, se procedia calentarla en un vaso precipitado de 500 ml conagua deslada, hasta alcanzar el punto de ebullicin.Posteriormente se extrajo la biomasa de la solucincalentada y se mezcl en una licuadora hasta lograruna masa, la cual se coloc en el horno a unatemperatura de 45 C durante 24 horas.

Trascurrido el tiempo, se tritur la masa secahasta obtenerla en forma de polvo. De este polvo

se tomaron 50 g los cuales se mezclaron con 50ml de vinagre, 50 ml de glicerina y 50 ml de aguadestilada; estos ingredientes se sometieron acalentamiento y se mezclaron eventualmentedurante el proceso, hasta alcanzar una

temperatura inferior a 60C.

Ensayo 2:

Para este segundo ensayo se emplearondirectamente 143.44 g de cscaras de bananofrescas (sin lavado y secado previos) y se calentaronen un vaso precipitado de 800 ml con aguadeslada, hasta alcanzar el punto de ebullicin.

Posteriormente se extrajo la biomasa de la solucincalentada y se mezcl en una licuadora hastaobtener una masa, la cual se coloc en el horno auna temperatura de 45 C durante 24 horas. Paraeste ensayo se realiz el mismo procedimiento deelaboracin del bioplsco empleado en el ensayoNo. 1, ya que lo que se quera demostrar era si labiomasa necesitaba una adecuacin previa o si sepoda emplear directamente.

Ensayo 3:

En este ensayo se emplearon 70.04 g de cscara debanano, los cuales se depositaron y mezclaron enun vaso precipitado de 800 ml con 400 ml de aguadeslada y 2.0481 g de Na

2S

2O

5 durante media

hora en ebullicin, para evitar el pardeamientoenzimco y que el plsco resultante duraraaproximadamente 30 das. Posteriormente sesacaron las cscaras y se secaron con gasa porotros 30 minutos, para luego hacer una pastacon ellas en una licuadora. De esta pasta acuosase tomaron 25 ml y se mezclaron con 3 ml deHCl 0,1 M, 2ml de glicerol y 3 ml de NaOH 0,1M. Una vez mezclados todos los ingredientes sedeposit la pasta en una caja Petri y se introdujoal horno a 103 C por 30 minutos, obtenindoseexitosamente el bioplsco.

A parr de las tres experimentos, el resultadoexitoso fue el realizado en el ensayo 3, el cual sereplic pero con diferentes biomasas de banano,como se muestran a connuacin en la Tabla 2.

El objevo principal de esta experimentacinadicional era probar cul biomasa era la msidnea para la elaboracin de bioplsco.



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Resultados y discusin

C f

A parr de la metodologa sugerida por Flrez,(2013) para caracterizar morfolgicamentebiomasa, se obtuvo que las paredes primarias deltejido interno de la cscara de banano en frescoeron de color azul, indicando la fuerte presenciade celulosa Figura 1. En algunas estructuras seobservaron engrosamientos en las paredes,

Tabla 2.Experimentos para producir el bioplstico

No. De ensayo Tipo de biomasa Candad de biomasa

E1 Cscara de banano previamente adecuada, pulverizada y sin Na2S2O

5. 25 ml.

E2 Cscara de banano sin adecuaciones, pulverizada y sin Na2S2O

5. 19 ml.

E3 Cscara de banano sin pulverizar y con Na2S2O

5. 20 ml.

E4 Cscara de banano pulverizada y con Na2S2O

5. 15 ml.

probablemente de carcter secundario. No sepresent en esta parte del tejido coloracin rojapropia de la lignina, probablemente porque en esta

parte interna de la cscara no hay estructuras desoporte propias del xilema y el oema de la planta,clulas piedra o engrosamientos de paredessecundarias ricas en lignina. Es posible que haciala parte externa de la cscara aparezcan estos posde estructuras que expliquen el alto contenido delignina encontrado en la caracterizacin de poqumico.

Figura 1. Tincin de las muestras

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1

Por otro lado, los lpidos se observaron comopequeas gotas de color naranja en menorproporcin, en contraste con la gran candad degrnulos de almidn que eron de morado con ellugol y que indica la presencia de cadenas lineales

y ramicadas de amilosa y amilopepna, que sonpolisacridos con los que se puede producir, atravs de procesos como la hidrlisis, fermentaciny deslacin, productos como el etanol, o porprocesos de po qumico, bioplscos.

Al parecer, esta primera caracterizacin indica queel residuo podra ser empleado para la produccinde biocombusbles por el hallazgo de azcaresdistribuidos en la celulosa y almidn, adems alno estar presente la lignina facilita la extraccin deestos, pero es un tema que ya ha sido estudiado.Sin embargo, esta caracterizacin solo permitela determinacin de la presencia o ausencia yno la candad, que es una medida entre tantas,que permite la viabilidad del aprovechamientodel residuo. Adicionalmente es importante ladeterminacin de la humedad, ya que es unode los parmetros principales para la viabilidadeconmica porque a mayor contenido de stemayor consumo energco se presentar.

C q

HumedadA travs de la prueba de humedad se obtuvo queel porcentaje de este parmetro para las cscarasde banano es de un 11.91%. Segn Arrieta et al.(2006), la cscara de banano en su proceso demaduracin realiza un proceso osmco dondeel agua de la cscara es transferida a la pulpa delfruto, por lo que su valor vara de acuerdo conel estado de maduracin en que se encuentre lacscara y las condiciones ambientales de la zonaque propician este fenmeno. Similares resultados

fueron reportados por Campuzano et al. (2010).

Es importante mencionar que el contenido dehumedad obtenido de esta biomasa es menor al50%, es decir que respecto a este parmetro nopresenta limitaciones en cuanto al desarrollo dediversas aplicaciones incluyendo las trmicas,en donde se requiere que el contenido deba sermenor al 20%.

Por medio de un estudio realizado por Kasperet al. (2013), en el que se presenta la humedad

de diferentes biomasas altamente empleadas endiversas aplicaciones trmicas como el bagazo decaa de azcar (11%), cscara de arroz (8.8%), hojade banano (8.3%) y paja de caa de azcar (9.9%), seobserva que la cscara de banano (11.9%) presenta

un porcentaje de humedad similar al bagazo decaa de azcar y cercano a las otras biomasas.Adicionalmente, en este estudio desarrollado porKasper et al. (2013), se idenca que otro de losresiduos generados por la cosecha de este fruto(hoja de banano) muestra un valor muy bajo dehumedad, lo que revela otra posible ulidad de unode los residuos de este culvo frutal, probablementeen tratamientos de carcter trmico.

Sin embargo, para la determinacin de la viabilidadenergca de un residuo, aparte del contenido dehumedad, es importante evaluar el contenido dematerial voll y carbono, los cuales proporcionanuna medida del grado de facilidad de ignicin de labiomasa, tambin el contenido de cenizas, azufrey nitrgeno, los cuales indicar el grado de escoriaque pueda generar la biomasa en los procesos decombusn. Nogus et al.(2010).

Van Soest y Klason

Una vez realizada la metodologa propuesta porPeter Van Soest, que determin que la porcin dela muestra es insoluble en un detergente neutro

(FDN) y cido (FDA), se pudo conocer las fraccionescompletamente digeribles de carbohidratos yprotenas, as como lpidos y algunas cenizas (FDN),mientras que con el segundo mtodo (FDA), se pudoaislar principalmente celulosa y lignina Segura etal. (2007). Cabe resaltar que mediante la diferenciade los valores obtenidos respecvamente porestos mtodos, se logr cuancar la fraccin dehemicelulosa presente en la muestra de estudio.

Mediante esta tcnica se obtuvo la siguientecaracterizacin qumica para la cscara de banano

en % en base seca: 23.03% de hemicelulosa,23.02% de celulosa, 0.78% de cenizas y 29.87% delignina Klason. A parr de esta caracterizacin seaprecia que el contenido de holocelulosa (celulosams hemicelulosa) es de 46.05% y si al 100% se leresta este valor ms lo que se extrajo de insolublesen cloroformo-metanol y solubles en agua caliente,que fue de un 12% y el contenido de lignina ycenizas, la diferencia da un 11.3% que podracorresponder al almidn presente en la cscara(cuya presencia fue corroborada en la ncin con



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lugol), lo que incrementara a un 57.4% el contenidode carbohidratos les para la produccin debiocombusbles y otros bioproductos de inters.

La relacin 1/1 entre celulosa y hemicelulosa halladaen este estudio, tambin fue cercana a la halladapor Monsalve et al.(2006), para cscara de banano:14.8% de hemicelulosa y 13.2% de celulosa, aunqueellos encontraron un 64.5% menos de holocelulosa yun 53.1% menos de lignina que en esta invesgacin.Las condiciones en que fue recolectada la muestra,el po de especie, el estado de madurez del fruto, lascondiciones agroclimcas de culvo y los mtodosusados para hacer la caracterizacin, entre otros,pueden explicar esta diferencia.

El contenido de cenizas es el resultado de lacombusn de la parte inorgnica de la biomasa,

este valor es importante ya que indicar si exisrnproblemas de obstruccin, escoria, ensuciamientoy corrosin en procesos de combusn. Noguset al. (2010). En las biomasas herbceas un altocontenido de elementos alcalinos indicarn un granporcentaje de cenizas Doshi et al. (2014). Para elcaso de la cscara de banano el pH vara de acuerdocon el grado de maduracin del fruto, cuando stese encuentra inmaduro (cscara verde) el pH seralcalino, mientras que al estar maduro (cscaraamarilla) su pH disminuye signicavamente acido, esto se debe posiblemente a que los cidos

orgnicos disminuyen conforme se da el procesode maduracin de la fruta al transformarlos enazcares (Cardona y Velsquez, 2012). En esteestudio, las cenizas fueron mucho ms bajasque las reportadas por Monsalve et al. (2006),

probablemente porque las cscaras fueron lavadasantes de hacer la caracterizacin.

Respecto al valor de la lignina, su porcentaje puedeser alto o bajo dependiendo de la aplicacin. Si serequiere extraer la bra, un mayor contenido desta dicultar su obtencin, mientras que si seprecisa la transformacin de la biomasa a pellets,un mayor contenido servir como aglunante ensu elaboracin Nogus et al.(2010).

C

Es un mtodo inuenciado por el ujo de calor,y la biomasa se ve afectada por este aspecto. LaFigura 2 muestra la curva de prdida de masaque se presenta, de color azul (TGA) y la curvaderivava de prdida de masa, de color rojo(DTG). De acuerdo con estas grcas se observaque para el caso de la cscara de banano sepresentaron cuatro etapas de degradacin. Enel primer proceso se presenta el secado de lamuestra desde una temperatura ambiente hastaaproximadamente 100C, donde se pierde cercadel 1.53 % de su masa.

Figura 2.Curva TG y TGA de la cscara de banano

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La siguiente etapa corresponde a una prdidade masa de un 21.04% posiblemente asociada ala descomposicin de la hemicelulosa entre los150 y los 230 C, la cual se visualiza por una biendenida curva que se presenta bajo atmsfera

de nitrgeno. La mxima descomposicin se dioa los 200C. En la tercera etapa se pierde unamasa de un 35.65% entre los 230 y los 400C quecorresponde a una no muy bien denida curvade descomposicin de la celulosa. El hombroque se presenta en esta curva, puede estarasociado a algn compuesto parcular ligado conla celulosa, como algn po de lignina ms lbil.La mxima descomposicin de la celulosa se dioa una temperatura de 320C. Estas temperaturasde descomposicin pueden estar asociadas conlas caracterscas de cristalinidad, el tamao de

cristal de la celulosa o el po de atmsfera enla que se da su descomposicin. Miranda et al.(2013).

El lmo compuesto en degradarse fue la lignina, ala que es necesario llegar a temperaturas superioresde 400C para que se d la descomposicin de esteelemento, al que le corresponde un porcentaje enprdida de masa del 18.45%.

Por medio de las curvas DSC representadas en laFigura 3, se puede determinar la entalpa necesariapara que ocurran los procesos de reaccin,transformacin o cambio de estado de la materia,la cual se determina hallando el rea bajo la curva

y mediante la siguiente expresin:H= K

Donde:

Hes la entalpa

Kes la constante calorimtrica propia del equipo

Aes el rea bajo la curva

Los valores consolidados de estas entalpas semuestran en la Tabla 3. Como se observa en

la Figura 4, se presenta un aumento del podercalorco en el primer tramo, debido a la prdida dehumedad, lo que evidencia un proceso exotrmico.Es importante aclarar que a pesar de que exista unaumento en la temperatura no implica un aumentoen el poder calorco. Adicional a esto, hay unarelacin directa entre el aumento de la temperaturay la volalizacin de los constuyentes qumicos de

Figura 3. Curva DSC de la cscara de banano



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la biomasa (C, H, O, N, S), esto reeja la tendenciadescendente en la Figura 3 a parr del primer pico.

Como se observa en el tramo 2, se genera un procesoendotrmico probablemente atribuido a que unavez descompuesta la celulosa y hemicelulosacon una entalpa de 32.95 J/mol, Tabla 3 los

constuyentes de la lignina enden a absorbercalor ya que no se evidencia una fragmentacinsolo hasta que la temperatura alcanza los 350 C,posteriormente se presenta un descenso asociadoa una prdida de poder calorco.

De acuerdo con lo anterior se evidencia que hay unalto contenido de constuyentes qumicos como

los C, H, O, N, S. Por lo tanto es probable que existaun alto contenido de cadenas de azcares dentrode la biomasa, lo que permite pensar en su usopara los bioproductos.

Elaboracin de papel

Despus de elaborar las diferentes probetas,estas fueron somedas a pruebas de resistenciamecnica. Los resultados se presentan en laTabla 4, junto con los de la hoja de impresin depapel reciclado (Figura 4). Se observa que la cargamxima que resiste el papel obtenido de la cscarade banano es aproximadamente tres veces menosque la que resiste el papel reciclado, la tensin

Tabla 4. Resistencia mecnica de la Hoja-banano vs Hoja-reciclable

Probeta

Hoja-Banano Hoja-reciclable

Carga.

Max (KN)

Tens.

Max

(MPa)

Desp.

Max

(mm)

Defor. Max

(mm/mm)

Carga. Max

(KN)

Tens. Max

(MPa)

Desp.

Max

(mm)

Defor. Max

(mm/mm)

1 0,0123 1,552 0,666 0,0047 0,0427 31,56 2,333 0,0164

2 0,0101 1,089 6,083 0,0428 0,0450 33,24 2,292 0,0161

3 0,0209 2,327 1,125 0,0079 0,0468 34,59 2,542 0,0179

4 0,0175 1,835 0,999 0,0070 0,0458 33,85 2,625 0,0185

5 0,0305 3,206 2,750 0,0194 0,0491 36,24 2,500 0,0176

TensinvsDeformacin

Figura 4.Grficas de tensin-deformacin para las diferentes probetas

Tabla 3.Procesos trmicos (exotrmico y endotrmico) por DSC

Etapa Entalpa (J/g) Proceso energco Proceso

1 20,40 Exotrmico (-) Humedad

2 2,45 Endotrmico (+) Hemicelulosa

3 30,50 Endotrmico (+) Celulosa4 50,85 Endotrmico (+) Lignina

Fuente:Los autores.

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mxima es de 10 a 30 veces menos y las fuerzas dedeformacin son igualmente, 2 a 3 veces menores.Tambin se muestra cmo los resultados de laspruebas son ms homogneos en las de papelreciclado, que en las de papel de cscaras de

banano, debido a la dicil distribucin y alineacinde las bras en este lmo caso. Cabe mencionarque la hoja de impresin reciclable se fabricsegn la Norma Tappi T 205 (Forming handsheetsfor physical test of pulp) y adicionalmente, paradeterminar las propiedades de este papel, se tuvoen cuenta normas como la Tappi T 220 om-88(Physical tesng of pulp handsheets ), Tappi T 494om-96 (Tensile properes of paper and paperboard using constan rate of elongaon apparatus),Tappi410 om-93 (Grammage of paper and paperboard weight per unit area), entre otras.

Por lo tanto, se puede concluir que las bras de lacscara de banano no son aptas para fabricar papelen las condiciones en que fue elaborado en estainvesgacin. Esto se puede deber tambin a queel material ene un bajo contenido de holocelulosa(46.05%) y un alto contenido de lignina (Garca,2006). Por el contrario, el papel est compuesto ensu mayor parte por celulosa y en su fabricacin, esfundamental liberarla del denominado complejohemicelulosa lignina, que forma la matriz en laque se insertan las microbrillas elementales deeste componente (Nez, 2008) y tener un bajocontenido de ceniza, como s lo ene la cscarade banano. Esto se puede corroborar con losdatos reportados por (Garca, 2006), quien realizael anlisis del porcentaje de holocelulosa, ligninaklason y cenizas a diferentes bras como lino,camo, kenaf, yute, sisal y abaca, en los cualesel porcentaje de holocelulosa se encuentra en elrango entre 81.6% y 92%, la lignina klason entre2.9% y el 13.3% y el contenido de cenizas entre el0.2% y el 2%, siendo el ms importante y el quedene si es buena materia prima para la produccinde papel, el contenido de holocelulosa. Con baseen estos resultados reportados por (Garca, 2006),se observa que la cscara de banano presentaun valor muy bajo de holocelulosa (46.05%)resultando como materia prima inadecuada parala elaboracin de papel.

Elaboracin de bioplstico

Los bioplscos son una alternava emergenteque surge a raz de la gran problemca ambientalque ocasionan los plscos derivados del petrleo,

ya que estos son altamente contaminantes pordegradarse en un largo periodo, ocupan volmenesconsiderables en las estaciones de reciclaje y segeneran de manera alarmante debido a la culturaconsumista de productos cada vez ms desechables

(Donoso et al.,2009).

En la actualidad, los diferentes profesionales delrea de la qumica, las ciencias naturales y el medioambiente han empleado todos sus esfuerzosen desarrollar tcnicas para la elaboracin debioplscos, estas tcnicas se pueden agrupar entres grandes ncleos: los bioplscos, procedentesde los recursos renovables, los sintezados porva biotecnolgica y los polmeros biodegradablessintcos (Remar, 2011). De acuerdo con estaclasicacin, el bioplsco generado en el proyecto

hace parte de los procedentes de los recursosrenovables, ya que se emple la cscara de bananocomo fuente de almidn y posteriormente sedesarroll el proceso qumico de polimerizacin.El almidn es un polisacrido abundante ybiodegradable presente en las plantas, el msulizado es el proveniente del maz. Los bioplscosobtenidos a travs de esta fuente son catalogadoscomo material termoplsco, lo que le da un valoragregado al producto nal (Remar, 2011). Segn semencion anteriormente, el principal requisito parala elaboracin de bioplsco a parr del almidn es

que la biomasa presente un alto contenido de ste.Como se report en la caracterizacin morfolgicay qumica, se estima que la cscara de bananoene aproximadamente un 11.3% de almidn, muysimilar al encontrado por (Bilgin, 2014) a travs deun anlisis proximal que se realiz a este compuestoy que se presenta en la Tabla 5.

Tabla 5.Composicin proximal de la cscara de banano

Elementos de contenidog/100g

de materia seca

Protena 8,6 0,1

Grasa 13,1 0,2

Almidn 12,78 0,9

Ceniza 15,25 0,1

Fibra dietca total 50,25 0,2

Fuente: Bilgin, 2014

El almidn, junto con la celulosa, son importantesmaterias primas ulizadas en la industria de ela-



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boracin de bioplscos. El almidn se componede dos pos diferentes de cadenas de polmerosconstuidos por molculas de glucosa asociadas:laamilasay la amilopecna. En la elaboracin delbioplsco desarrollado en este proyecto, el cido

clorhdrico se emplea para la hidrlisis de la amilo-pecnanecesaria para formar la unin entre ste y

las cadenas de glucosa.

A parr de los ensayos realizados por (Bilgin,2014),se logr demostrar que si se emplea una candadmenor a 25 ml de pasta de cscara de banano, elbioplsco resultante es muy frgil y de resistenciadbil. Igualmente se adicion el bisulto paraincrementar la vida media del bioplsco porencima de los tres das, pero en esta invesgacinse encontr que este compuesto juega otro papelimportante en la elaboracin del biocompuesto.Las pruebas dieron negavas (E1, E2, Figura 5) enlas que no se agreg este compuesto, lo mismo queen el bioplsco que se some a calentamientoen el horno a 45 C (E4, Figura 5), contrario a lainvesgacin desarrollada por (Bilgin, 2014).

El biocompuesto correspondiente al ensayo nmero3 fue el nico que present las caracterscas de

un bioplsco, con una duracin superior a los15 das. Desafortunadamente se percibi que elbioplsco obtenido present unas parculaspequeas, propias de la cscara y que no le dabanun aspecto homogneo al producto (como se

observa en la Figura 6) por lo que es importanteconnuar ensayando tcnicas que permitan un

mejor acabado del producto.

Por la anterior razn, las pruebas de resistenciamecnica generadas al bioplsco no fueron muysasfactorias, obteniendo esfuerzos de 0.5994MPa cuando para un polieleno de baja densidadPEBD este esfuerzo en una prueba mecnica enpromedio es de 5.44 MPa (Hernndez, 2009).Cabe resaltar que durante la prueba mecnicadel bioplsco se observ que el rompimiento

se generaba en los segmentos en donde selocalizaban fragmentos grandes de la cscara debanano, mostrando que la no homogenizacin dela biomasa jug papel clave en esta prueba.

En la Tabla 6 y la Figura 7, se muestran los resultadosde la prueba de resistencia mecnica realizadospara el bioplsco.

Figura 5.Variacin de la metodologa para la elaboracin de bioplstico

E1: La cscara de banano adecuada5, pulverizada y sin bisulto.E2: cscara de banano sin adecuaciones, pulverizada y sinbisulto E3: cscara de banano sin pulverizar y con bisulto. E4: cscara de banano, pulverizada, con bisulto y posteriorcalentamiento en horno a 45 C.

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5 El trmino adecuadahace referencia a las cscaras de banano que se lavaron con agua caliente por cinco minutos y se seca-ron a 45C por una semana, hasta obtener un peso constante.


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Conclusiones La cscara de banano tuvo un contenido de

23.03% de hemicelulosa, 23.02% de celulosa,29.87% de lignina, 11% de solubles, 12.3% dealmidn y 0.78% de cenizas. Algunos de estoscompuestos dieron posivo a las ncioneshechas durante el estudio morfolgico, comola celulosa y el almidn. El estudio trmicoindic que la biomasa se volaliza en un rangode temperatura entre 200 - 400C y que la

lignina residual es la ms recalcitrante a ladescomposicin.

Su aplicacin en la fabricacin del papelgener un producto poco homogneo y debajos esfuerzos mecnicos, principalmentepor tener un escaso contenido de holocelulosay un alto contenido de lignina. En este caso,se recomienda un estudio para observar laviabilidad de usarla en la fabricacin de pellets.

Tabla 6.Resultados de la prueba de resistencia mecnica

ProbetaCarga Max.

(KN)

Tens. Max.

(MPa)

Tens. Flu. S.

(MPa)

Desp. Max

(mm)

Defor. Max. (mm/

mm)Modulo (MPa)

1 0,0033 0,4248 0,4248 6,498 0,0846 9,103

2 0,0037 0,5994 0,5994 6,786 0,0883 8,216

3 0,0031 0,3630 0,0529 6,589 0,0858 12,170

4 0,0030 0,4287 0,4287 5,267 0,0686 10,110

Figura 7. Grfica de tensin vs deformacin para el biopolmero

Figura 6. Bioplstico a partir de cscaras de banano



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Se desarroll la metodologa para fabricar elbioplsco a parr de todo el material contenidoen las cscaras del banano, sin necesidad deaislar el almidn, como se hace en muchasinvesgaciones. Pero esto afect la calidad

del biomaterial, por lo que se hace necesarioconnuar con las invesgaciones para mejorarla homogeneidad del producto, que tuvo unavida media superior a los quince das.

AgradecimientosSe agradece al encargado de Laboratorio deBioprocesos, Javier Jurado, toda su orientaciny acompaamiento en la realizacin de lainvesgacin y a la Universidad Autnoma deOccidente por los recursos aportados en este

estudio.

ReferenciasArrieta, A., Baquero, U. y Barrera, J. (2006).

Caracterizacin sicoqumica del proceso de

maduracin del pltano papocho (Musa ABB

Simmonds). Agronoma Colombiana. 24(1):48 53.

Bilgin, Elif. (2014). Going Bananas, using bana-na peels in the producon of bio-plasc as

a replacement of the tradional petroleum

based plasc. Recuperado de hps://www.googlesciencefair.com/en/projects/ahJzfnN-jaWVuY2VmYWlyLTIwMTJyRAsSC1Byb2plY3RTa-XRlIjNhaEp6Zm5OamFXVnVZMlZtWVdseUxUSXd-

NVEp5RUFzU0IxQnliMnBsWTNRWW9ZR0tBUXcM

Campuzano, A., Cornejo, F., Ruiz, O., y Peralta,E. (2010). Efecto del po de produccin debanano Cavendish en su comportamientopos-cosecha. Revista Tecnolgica ESPOL.23(2): 41 -48.

Cardona, L. Lpez, M. y Velsquez, H. (2012).

Caracterizacin mecnica y sico-qumica delbanano po exportacin Cavendish valery.Revista Facultad Nacional de Agronoma.58(2): 2075 2988.

Donoso, P., Gmez, S. y Najle, N. (2009).Bioplscos ulizados en la agroindustria.Seminario de procesos de produccin y

materiales industriales II. Recuperado dehp://www.tesis.uchile.cl/tesis/uchile/2009/aq-campos_p/pdfAmont/aq-campos_p.pdf

Doshi, Pooja; Srivastava, Gopal; Pathak, Gauri &Diksit, Madhurima. (2014). Physicochemicaland thermal characterizaon of nonedibleoilseed residual waste as sustainable soilbiofuel. Waste Management, 34: 1836

1846.

Espinal C, Covaleda H y Prez D. 2005.La cadena deculvos ecolgicos en Colombia, una mirada

global de su estrategia dinmica 1991

2005. Ministerio de Agricultura y DesarrolloRural Observatorio Agrocadenas Colombia.Recuperado de hp://www.agronet.gov.co/www/docs_agronet/20051121601_

caracterizacio n_ecologicos.pdf

Flrez Pardo L. M. (2002). Diseo de un Complejo

Enzimco Adaptado a la Licuefaccin deFrutas Tropicales. Aplicacin a la Pulpa de

Maracuy. Tesis de Doctorado. UniversidadPolitcnica de Valencia (Valencia, Espaa),317 p.

Flrez Pardo L. M. (2013). Gua para la

caracterizacin morfolgica de bras o

biomasa. Gua de procedimientos del grupo

de invesgacin GRUBIOC. Universidad

Autnoma de Occidente Universidad del

Valle (Colombia), 10 pgs.

Garca, I. M. (2006). digital.CSIC ciencia enabierto. Obtenido de digital.CSIC cienciaen abierto: Recuperado de hp://digital.c s i c . e s / b i t s t r e a m / 1 0 2 6 1 / 6 6 2 0 0 / 1 /C a r a c t e r i z a c i % C 3 % B 3 n % 2 0qu%C3%ADmica%20de%20bras%20de%20plantas%20herb%C3%A1ceas.pdf

Hernndez, N., y Escobar, M. (2009). Obtenciny caracterizacin de un material polimrico

a parr de la mezcla de polieleno de

baja densidad (PEBD) y almidn de mazmodicado. Tesis para optar al tulo deingeniero qumico. Recuperado de hp://cdigital.uv.mx/bitstream/12345678/938/1/Miriam%20Vazquez%20Escobar.pdf

Kasper, F., Eveline, R., Marangoni, C., Souza,O., y Sellin, N. (2013). Thermochemicalcharacterizaon of banana leaves as

potenal energy source. Energy conversionand management. 75: 603 608.

p 7 - 21


23/110

2

Miranda, M.I.G.; BICA, C.I.D.; NACHTIGALL, S.M.B.;REHMAN,N.; ROSA, S.M.L. (2013). Kinecalthermal degradaon study of maize straw andsoybean hull celluloses by simultaneous DSCTGA and MDSC techniques. Thermochimica

Acta, 565: 6571.Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. (2012).

Anuario estadsco de frutas y hortalizas

2007 2011 y sus calendarios de siembras

y cosechas. Ministerio de Agricultura yDesarrollo rural, Bogot, Colombia

Ministerio de Minas y Energa. (2006). Atlas delpotencial energco de la biomasa residual

en Colombia.Ministerio de Minas y Energa,Bogot, Colombia.

Monsalve, G., Medina, V., y Ruiz, A. (2006).Produccin de etanol a parr de la cscara

de banano y de almidn de yuca. RevistaFacultad Nacional de Minas.73(150): 21 27.

Nogus, F., Garca, D. y Rezeau, A. (2010). Energade la biomasa, volumen I. Espaa: Prensasuniversitarias de Zaragoza.

Nez, E. (2008). Pulpa y papelI.Recuperado de:http://www.cenunez.com.ar/archivos/67-PulpayPapelIOctavaParte.pdf

Ramrez, A., Montoya, I., y Montoya, A. (2012).

Analyis of the compeve potenal ofbioethanol in Colombia: an approach fromMichael Porters 5 compeve forces.

Remar, R. (2011). Bioplscos. Fundacion Moderna.Obtenido de Fundacion Moderna.Recuperadode hp://www.modernanavarra.com/wp-content/uploads/Bioplascos.pdf

Segura, F., Echeverri, R., Pao, A., y Meja, A. (2007).Descripcin y discusin acerca de los mtodosde anlisis de bra y del valor nutricional deforrajes y alimentos para animales. Revista dela Facultad de Qumica Farmacuca, 5-7.

SECOFI, Secretara de Comercio y FomentoIndustrial, Direccin General deNormas. (1985). Proteccin al ambiente-Contaminacin del suelo- Residuos slidos

municipales Muestreo- Mtodo de cuarteo.Norma Mexicana NMX-AA-15-1985, 1-8.

TAPPI (2013). TAPPI Standards: Regulaons andStyle Guidelines. Recuperado de hp://www.tappi.org/content/pdf/standards/tm_guidelines_complete.pdf

Van Soest, P., (1983). Use of detergents in theAnalysis of brous feeds. I. Preparaon ofber residues of low nitrogen content.Journalof the AOAC. 46: 829 835.

Zea, A., Morales, J., y Pea, D. (2013). Produccin debioplscos a parr de cascaras de banano.

Disponible en linea en: hps://prezi.com/t7pu7rleoc4o/produccion-de-bioplascos-a-parr-de-cascaras-de-banano/



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Chemical and physical characterization of sweet serum obtained

from homemade cheese in the city of Pasto

C q q

P.

Recibido: 12-08-2014 Aceptado: 28-11-2014

Clemencia Alava Viteri1, Margarita Gmez de Illera,2Jorge Anbal Maya Pantoja3

ResumenLa industria lctea en el municipio de Pasto se cataloga como polo de desarrollolocal, con posibilidades de consolidarse en uno de los ejes estratgicos dentrodel marco de Nario producvo y compevo.

La produccin de un po de queso fresco, denominado casero, que trae consigola produccin de suero; puede considerarse como un problema ambientaldebido a la descarga de este producto al medio ambiente.

El suero obtenido de la fabricacin de queso fresco es facble de ulizarse en laelaboracin de nuevos productos y la caracterizacin sicoqumica del suero que

se produce en el municipio de Pasto, procedente del queso casero, contribuyea plantear opciones de industrializacin del mismo y evitar que sea desechadode manera inadecuada. Los parmetros que se determinaron fueron acidez, pH,grasa, densidad, lactosa, protena y slidos totales. Para ello se tomaron tresplantas dedicadas al procesamiento de queso fresco po casero, ubicadas en elmunicipio de Pasto.

Los resultados promedios de las muestras analizadas arrojaron que el suero esdulce, con un pH promedio de 6.52, valores de acidez en promedio de 0.08%de cido lcco; destacndose los contenidos de protena con 1.2% y grasacon 0.42% en promedio. En cuanto a la lactosa, se encontr por debajo de loestablecido en la resolucin 02310 de 1986 del Ministerio de Salud de Colombia,en lo que ene que ver con los componentes sicoqumicos de suero lquido.

P : pH, queso, acidez, densidad, grasa del suero dulce

1 Colombiana. Magster en Gerencia de Programas Sanitarios e Inocuidad de Alimentos, Ingeniera de Alimentos, Docente Tiempo Completode la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, programa de Ingeniera de Alimentos, integrante grupo de investigacin Biotics.

2 Colombiana. Magster en Educacin Online, Ingeniera de Alimentos. Docente Tiempo Completo de la Universidad Nacional Abierta y aDistancia UNAD del programa de Ingeniera de Alimentos. Integrante del grupo de investigacin Biotics.

3 Colombiano. Especialista en Pedagoga para el Desarrollo del Aprendizaje Autnomo, Zootecnista, Docente Escuela de Ciencias Agrcolas,Pecuarias y del Medio Ambiente de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD, Lder del grupo de investigacin DR Desarrollo Rural.


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2

AbstractThe dairy industry in the city of Pasto is catalogued as local development beaconwith possibilies to consolidate itself as one of the strategic axes within theframe of producve and compeve Nario.

The producon of a type of fresh cheese denominated as Casero (homemade)brings along a byproduct known as whey or serum. It can be considered anenvironmental issue since its being disposed of, in an incorrect manner.

The whey obtained from the fabricaon of homemade cheese can be usedand is feasible for the elaboraon of new products. The chemical and physicalcharacterizaon of the byproduct generated in Pasto, contributes to the analysisand creaon of a plan to industrialize and develop its producon, to avoid thefurther mishandling of this commodity. The parameters determined were: acidity,pH, fat content, density, lactose, protein and total solids content. To record thisdata, 3 dierent processing plants were selected and samples collected, alllocated in the Pasto area.

The average results from the analyzed samples show that the serum is sweetwith a 6.52 pH average value. The acidity levels were in average, 0.08% of laccacid; highlighng the protein content (1.2%) and fat content (0.42%). As lactosecontent, its value was below the parameter established by resoluon 02310 of1986, issued by the Colombian Ministry of Health, regarding the physiochemicalcontent of liquid whey.

Kyw:pH, Cheese, Acidity, Density, Sweet Serum Fat.

IntroduccinEn la elaboracin de quesos se producen dos posde suero; dulce y cido. El primero se obene dela coagulacin enzimca de la leche y el segundose produce por acidicacin de cidos orgnicoso inorgnicos que se ulizan en el proceso deelaboracin de queso fresco.

En el municipio de Pasto, se ene una produccinsignicava de suero procedente de la elaboracinde queso fresco po casero, el cual puede ser

ulizado como materia prima para la obtencinde productos para consumo humano y animal,lo que permira opmizar el suero y disminuirla contaminacin ambiental que este puedeocasionar por un manejo inadecuado.

Con el n de determinar el uso que se le puedadar a este subproducto es importante conocerlas caracterscas sicoqumicas del suero. Enesta invesgacin se determinaron los siguientesparmetros: acidez, pH, densidad, grasa, lactosa,protena y slidos totales.

En este arculo se presentan los resultados que seobtuvieron en la caracterizacin del suero producidoen la elaboracin de queso fresco po casero en elmunicipio de Pasto con el n de establecer el usoindustrial que puede tener en el futuro.

MetodologaSe analizaron los parmetros sicoqumicos delsuero obtenido en el municipio de Pasto; teniendoen cuenta el volumen de suero logrado y la

disposicin que se le est dando a este producto.Para ello se tomaron tres empresas, ubicadas enel municipio de Pasto dedicadas a la produccinde queso casero y en donde el proceso deelaboracin de quesos incluye la pasterizacin dela leche lo que hace poco probable la presenciade microorganismos patgenos en el suero. Lasmuestras fueron tomadas por triplicado en tresdas de produccin diferentes en el lapso de 30das; en el da 1, a los 15 das y en el da 30 del mes;con el n de tener representavidad en los datos

C. Alava, M. Gmez, J. Maya: Caracterizacin sicoqumica del suero dulce obtenido de la produccin de queso casero en el municipio de Pasto.


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durante la produccin de queso en las factoras. Setomaron muestras del primer desuere antes delsalado de la cuajada y se enviaron al laboratorio parasu anlisis. Las variables que se tuvieron en cuentafueron acidez, pH, materia grasa, densidad, lactosa y

protena. Al respecto, las muestras fueron remidasal laboratorio cercado en donde se ulizaronlos siguientes protocolos para efectuar los anlisissicoqumicos: la determinacin de pH se realizmediante el potencimetro, como lo indica el proceso(Miranda et al., 2009). El contenido de materia grasaexpresada en (g/100g) fue determinada por mediode hidrlisis cida en el protocolo de Gerber comolo establece (Reyes, 2002). El contenido de lactosa sedetermina mediante el mtodo de Munson y Walker(AOAC, 1975) y el de protena a travs del mtodoKjeldahl. Para el anlisis de la informacin se uliz la

estadsca descripva de tendencia central como lamedia y la desviacin pica. Para esmar la variacinde los promedios de las variables acidez, pH, materiagrasa, densidad, protena y contenido de lactosa seemple el clculo de la desviacin de la media por lat de estudent. El anlisis estadsco se cumpli conel programa SPSS, para comparar las medias entredos o ms grupos independientes y para validar losresultados de la prueba t student se uliz la pruebade Levene.

Resultados y discusin

H qLa variable pH se encuentra dentro de los valores de6.45 y 6.60; siendo, 6.52 el valor promedio del pH;en cuanto al pH, se ene que no est contemplado

en las especicaciones del Ministerio de Salud deColombia, sin embargo (Amio, 1991), clasi caal suero como suero dulce cuando presenta unpH prximo a 6.2. (Spreer et al.,1991), tambinarman que valores de pH en suero mayores a 6.0

son caracterscos de sueros dulces obtenidos porcoagulacin enzimca de la leche. Al respecto,los valores de pH logrados en las muestras desuero analizadas son cercanos a los de la lechefresca (6.60) lo que obedece seguramente aque dicho suero proviene de un queso frescoelaborado con leche pasterizada, sin adicin deculvos lccos. La leche, una vez pasterizadaes coagulada enzimcamente, lo que prev quela precipitacin de las protenas se produce porhidrlisis especca de la casena. As tambin,el primer suero que corresponde al analizado no

estuvo expuesto a manipulacin directa por partedel operario, lo que hace que la carga microbianasea baja y evita la acidicacin del lacto suero.Sin embargo, lo anterior debe conrmarse conreportes microbiolgicos que revelen la calidadhiginica del mismo. En la Figura 1 se muestranlos valores de pH encontrados.

Segn el estudio realizado a la variable pHaplicando la prueba de t student y corroborando sunormalidad por medio del test de Levene, se obtuvoque no hubo diferencias signicavas, dado queel p valor obtenido (0.663) es mayor que el nivel

de signicancia (0.05). Para el anlisis estadscose uliz la herramienta SPSS y no se desesmningn valor para los promedios obtenidos, comose indica en la Tabla 1. Se acepta la hiptesis nulapara la variable de pH.

Figura 1.Valores de pH en las muestras de suero dulce de que-sera analizadas en la ciudad de Pasto.

p 22 - 32

Fuente: Autores


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2

A qEn lo que ene que ver con la acidez se obtuvoen promedio un valor de 0.08% reportado comoporcentaje de cido lcco. En ese sendo, losvalores de acidez estuvieron entre 0.08% y 0.09%.Al respecto, el Ministerio de Salud en Colombiatoma como referente lo que ene que ver con lasespecicaciones del suero lquido; reporta comoniveles mximos de acidez expresada como %de cido lcco de 0.4%. Se ene que la acidezdel suero depende del grado de acidicacin quese haya dado durante el proceso de elaboraciny vara segn el po de queso que se procese.Aquellos pos de queso que ulizan culvoslccos en su elaboracin pueden presentarvalores altos de acidez. Al respecto (Revilla,1996) maniesta que la acidez de los productoslcteos es debida a la fermentacin de la lactosa

a cido lcco, en la que intervienen bacteriasacidicadoras; situacin conrmada tambin por(Pulgar, 1988) quien sosene que la acidez real

o adquirida es la debida al cido lcco que seproduce por la accin bacterial.

Los resultados de la invesgacin, en lo que eneque ver con la baja acidez del suero pudieron

darse porque se uliz leche pasterizada para laelaboracin de queso, lo que hara suponer queel recuento microbiolgico se vea disminuido. Astambin, porque el po de queso elaborado notuvo la adicin de culvos lccos que pudierantransformar la lactosa en cido lcco. En la Figura2 se observa el comportamiento de la acidez en ellacto suero analizado.

De acuerdo con el estudio realizado a la variableacidez con aplicacin de la prueba de t student ycorroborando su normalidad por medio del testde Levene, se obtuvieron los siguientes resultados

en cuanto a la varianza; siendo diferente para unsuero proveniente de una de las plantas tomadascomo referente para este estudio.


Tabla 1.Prueba de muestras independientes para el pH

Fuente: Autores

Fuente: Autores

Empresa N Media Desviacin p.Prueba de Levene para la

igualdad de varianzas

Valor Muestra 3 9 6.5122 .02774 F=0.197 P= 0.663

Muestra 1 9 6.5900 .02598

Muestra 2 9 6.3689 .21086

Figura 2. Valores de acidez en las muestras de suero dulce de quesera ana-lizadas en la ciudad de Pasto.


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La Tabla 2, el p valor del test de Levene conrmaque para dos de las plantas, la prueba de t studentno presenta diferencias signicavas dado que elp valor obtenido (0.414) es mayor que el nivel designicancia (0.05). Por tanto se acepta la hiptesis

nula para el anlisis de la variable acidez.

M qLos contenidos de grasa en el suero uctuarondesde 0.25 % hasta 0.6 %, con un promedio de0.42% como se observa en la Figura 3. Al respecto,los resultados se encuentran dentro de losparmetros reportados por (Spreer et al., 1991),para suero dulce de quesera que van desde 0.1 0.5%. En ese sendo (Amio, 1995) menciona queel suero es especialmente rico en materia grasa,protena, lactosa y sales minerales; tambin, enriboavina y cido pantotnico.

Autores como (Webber, 1990), reportan que elcontenido de grasa en el suero vara en funcinde la calidad composicional de la leche y el po de

trabajo mecnico antes y despus de la coagulacindel lquido; encontrndose que altos contenidos degrasa y casena en el suero traen consigo disminucinen el rendimiento quesero. El autor maniestaque un kilo de grasa que se encuentre en el suero

ocasiona una prdida de tres kilos de queso.En cuanto al trabajo mecnico de las plantasmuestreadas, se ene que una de ellas procesa elqueso en tanques provistos de agitadores mecnicosy el transporte de leche desde el pasterizador hastala na quesera se hace a travs de tubera. En esesendo, los contenidos de materia grasa en sueropara la planta que trabaja la agitacin mecnica dela cuajada dieron valores ms altos de contenidograso, situndose en 0.6% en promedio debido a quela agitacin constante en la na quesera ocasionque parte de la grasa de la masa de cuajada fueratransportada por el suero.

Segn el estudio realizado a la variable materiagrasa con aplicacin de la prueba de t student ycorroborando su normalidad por medio del testde Levene, se determin que no existe diferencia

Figura 3.Contenido de materia grasa en las muestras de suero dulcede quesera analizadas en la ciudad de Pasto.

p 22 - 32

Fuente: Autores

Fuente: Autores

Tabla 2.Prueba de muestras independientes para acidez

Prueba de Levene para la igualdad de

varianzas

F Sig

Valor Se han asumido varianzas iguales

No se han asumido varianzas iguales

0.703 0.414


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signicava de la variable materia grasa, dado queel p valor logrado (0.077) es mayor que el nivel designicancia (0.05), como indica la Tabla 3.

Para el anlisis estadsco, fue tomada laherramienta SPSS y no se desesm ningn valorpara los promedios obtenidos.

P qEn esta invesgacin se encontr que el contenidode protena est entre 0.85% hasta 1.25%; siendoel valor ms alto de 1.2% y el ms bajo de 0.85%proveniente de dos de las plantas tomadascomo referencia para el anlisis. La protena enel suero constuye uno de los elementos msrepresentavos del suero, junto con las salesminerales; as tambin es uno de los elementos con

mayor potencialidad para su obtencin y posterioruso industrial. De acuerdo con el Ministerio deSalud de Colombia, los contenidos de protena ensuero lquido pueden estar en valores del 0.7%mnimo, aunque autores como (Amio et al., 1995)reportan contenidos en promedio de protena del

0.3% Spreer et al. (1991), y valores mximos hastadel 0.8%, especialmente en lo que ene que vercon las protenas albmina y globulina y productosdel desdoblamiento de la casena. Invesgacionescomo la de (Guerrero et al., 2010), relacionadas

con la caracterizacin sicoqumica de suerosprovenientes de quesos frescos picos mexicanos,reportan contenidos en promedio de 0.266%.(Hernndez, 2012), tambin en Mxico, encontren promedio contenidos de protena en suero de0.83% y valores de 1.26% para suero obtenido dequesos po Oaxaca y panela en Mxico. De otraparte, (Pederson y Harol, 1980), sosenen que elsuero ms ulizado para la obtencin de protenases el suero dulce que procede de la coagulacinenzimca de la leche.

En esta invesgacin se encontr que el contenidode protena est por encima de lo reportado por elMinisterio de Salud y dentro de lo consultado porlos autores. Lo anterior puede darse por el arrastrede nos provenientes de la cuajada en el suero. Enla Figura 4 se observan los valores de protena.

Figura 4.Contenido de protena en las muestras de suero dulce de quesera analiza-

das en la ciudad de Pasto.

Fuente:Los autores


Tabla 3.Prueba T para la igualdad de medias para materia grasa

Fuente: Autores

t gl Diferencia de medias

Valor Se han asumido varianzas

iguales

40.231 16 .000 .30889

No se han asumido varianzas

iguales

40.231 9.451 .000 .30889


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Segn el estudio realizado a la variable protenaaplicando la prueba de t student y corroborandosu normalidad por medio del test de Levene, no seobtuvieron diferencias signicavas, dado que elp valor obtenido (0.97) es mayor que el nivel de

signicancia (0.05), para la variable protena.

El anlisis estadsco realizado con la herramientaSPSS no desesm ningn valor para los promediosobtenidos.

Por tanto, se acepta la hiptesis nula para el anlisisde la variable protena, como se observa en la Tabla 4.

p 22 - 32

L qLos contenidos de lactosa del Ministerio de Saludde Colombia reportan como parmetro valoresmnimos de 4.5%. En cuanto a los contenidos delactosa se ene que solo una de las plantas seencuentra dentro de las especicaciones de laresolucin, con un contenido de 5.2% en promedio;en cambio en las dos plantas restantes los nivelesde lactosa se hallan por debajo de los parmetros

de la resolucin. Autores como (Spreer et al.,1991) sosenen que la concentracin de lactosa ensuero desnado para uso industrial es de mnimo4% de lactosa. As tambin, en otra invesgacinrealizada en cuanto a caracterizacin de sueroobtenido del procesamiento de queso, se encontrque el contenido de lactosa en suero dulce uctudesde 3.89% hasta 6.81% con un promedio de4.648% dependiendo del po de queso; en donde,para quesos con coagulacin cida los contenidosde lactosa fueron menores y para coagulacinenzimca mayores. (Guerrero et al., 2010).

En lo que ene que ver con la composicin delsuero, los lactosueros dieren en su composicin,segn la leche usada en la quesera, contenido dehumedad del queso y de manera muy signicavadel pH al que el lacto suero se separa de la cuajada.Razones a las cuales podra obedecer la variacindel contenido de lactosa en las muestras de sueroanalizadas.

Se ene tambin que valores menores enel contenido de lactosa se relacionan con la

capacidad de transformarse en cido lcco,a medida que avanza el empo de recoleccindel suero y por ello, es necesario que se trateadecuada y prontamente en lo que ene que vercon enfriamiento y eliminacin de parculas dequeso para evitar la transformacin de la lactosaen cido lcco. En ese sendo, la acidez de lossueros analizados se encuentra dentro de losvalores aceptables para un suero dulce, aunque(Spreer et al., 1991), maniestan que en suerosdulces deben encontrarse vesgios de cidolcco. En este estudio, se observ que la acidezfue inversamente proporcional al contenidode lactosa; siendo dicho contenido de lactosamenor en las muestras en donde el nivel de cidolcco fue mayor. Esto podra estar asociado afermentacin por microorganismos de la lactosao cido lcco. Los contenidos de lactosa puedenobservarse en la Figura 5.

De acuerdo con el estudio realizado a la variablelactosa con la aplicacin de la prueba de t student

y corroborando su normalidad por medio del testde Levene se determin que no exis diferenciasignicava para la variable lactosa, dado que elp valor obtenido (0.097) es mayor que el nivel designicancia (0.05).

Segn el anlisis estadstico utilizando SPSS nose desestim ningn valor para los promediosobtenidos, por lo tanto como lo indica la Tabla5, se acepta la hiptesis nula para la variablelactosa.

Tabla 4.Prueba T para igualdad de medias en protenas

Fuente: Autores

Prueba T para la igualdad de medias

t gl Sig. (bilateral)Diferencia de

medias


iguales

28.864 16 .000 .30000


iguales

28.864 16.000 .000 .30000


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2

D qEn esta invesgacin la densidad presenta valoresentre 1.025g/cc y 1.027g/cc en donde no hubovariacin signicava en los valores de densidad.Lo anterior puede evidenciarse en la Figura 6.

Las fuentes de informacin consultadas reportan,en la mayora de los casos, valores de densidadpara el suero dulce entre 1.024g/cc y 1.027g/cc. As lo sosenen invesgaciones sobre eltema desarrolladas por (Miranda et al., 2009),

Figura 6. Valores de densidad en las muestras de suero dulce de queseraanalizadas en la ciudad de Pasto.


Tabla 5.Prueba T para igualdad de medias en lactosa

Fuente: Autores

Figura 5. Contenido de lactosa en las muestras de suero dulce de quesera analizadasen la ciudad de Pasto.

Fuente: Autores

Fuente: Autores

Error po de

la diferencia

95% Intervalo de conanza para la

diferencia

Inferior Superior

Valor Se han asumido varianzas iguales .01145 .31461 .36317


iguales

.01145 .31455 .36323


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en donde el suero dulce analizado tuvo unadensidad de 1.025g/cc; tambin (lvarez, 2013),en la caracterizacin de diferentes pos de suerodulce determin que los valores de la densidad seencuentran entre 1.025g/cc y 1.027g/cc. La densidad

se relaciona con los nos que puedan pasar de lamasa de cuajada al suero al momento del desuere loque puede darse por el trabajo mecnico fuerte quese le d a la cuajada durante la agitacin en la naquesera, o a temperaturas bajas de coagulacin dela leche por debajo de 32oC. (Veisseyre et al., 1980).

Segn el estudio realizado a la variable densidadaplicando la prueba de t student y corroborando sunormalidad por medio del test de Levene no hubodiferencia signicava, dado que el p valor obtenido(0.597) es mayor que el nivel de signicancia

(0.05). Por tanto se acepta la hiptesis nula parala variable de densidad. Para el anlisis estadsco,con la herramienta SPSS y no se desesm ningnvalor para los promedios de densidad.

Teniendo en cuenta la Tabla 6, se acepta la hiptesisnula para el anlisis de la variable densidad.

S qEn este estudio, se ene que el contenido de slidostotales est entre 6.0 y 7.3% con un promedio de6.5%. As tambin, se observa que el contenido ms

alto de slidos totales fue para una de las plantascon un 7.3% en promedio, en coincidencia conlos contenidos de lactosa y protena que tambinfueron los ms altos tal como se observa en laFigura 7. En ese sendo se ene que el contenidode slidos totales puede variar dependiendo delcontenido de protena, lactosa, sales mineralesque tenga el suero analizado y puede estarsujeto tambin, al po de proceso ulizado en laelaboracin del queso; en donde la materia secadel suero consigue quedarse en la masa de cuajadaobtenida. (Miranda et al., 2009).

Al comparar los resultados de lactosa obtenidoscon lo establecido por el Ministerio de Salud deColombia, 1986, se ene que los niveles de slidostotales se hallan dentro de las especicaciones dela legislacin colombiana.

Figura 7. Contenido de slidos totales en las muestras de suero dulce dequesera analizadas en la ciudad de Pasto.

p 22 - 32

Tabla 6.Prueba T para igualdad de medias en densidad

Fuente: Autores

Fuente: Autores

t gl Sig. (bilateral)

Diferencia

de medias


iguales

21.200 16 .000 .00118


iguales

21.200 14.837 .000 .00118


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3

Autores como (Spreer et al., 1991) sosenen queen promedio el contenido de slidos totales para ellacto suero se encuentra en entre 5 y 7%; mientrasque (Guerrero et al., 2010), encontraron valoresentre 6.05 y 9.21% con un promedio de 6.788% y

para (Hernndez et al., 2012) las muestras de suerodulce analizadas alcanzaron un promedio de 7.17%siendo el valor ms alto hallado en las fuentes deinformacin consultadas.

De acuerdo con estudio realizado a la variableslidos totales en aplicacin de la prueba de tstudent y racando su normalidad por medio deltest de Levene se obtuvo que no hubo diferenciassignicavas de 0.05 (5%) y una conabilidad del95%, como se puede observar en el valor de p.

Igualmente para el anlisis estadstico se utilizla herramienta SPSS y no se desestim ningn

valor para los promedios obtenidos de slidostotales.

Por tanto, se acepta la hiptesis nula para la variablede slidos totales, como lo indica la Tabla 7.

El tratamiento estadsco realizado conrma,en lo que ene que ver con los resultados delos parmetros sicoqumicos analizados enlos sueros, que se aprob la hiptesis nula porcuanto no se observaron diferencias signicavasen los valores de protena, lactosa, grasa,densidad y slidos totales; as como tambinpH. Ello es indicavo de que en las tres plantasexisten similitudes en el proceso de elaboracindel queso casero, ulizando como materia primaleche producida en la regin. Lo anterior esimportante porque asegura que la calidad delsuero eliminado es homognea y esto garanza

que la materia prima a ulizar se maneneconstante en el empo.

Conclusiones Los anlisis sicoqumicos realizados al suero

permieron clasicar al suero analizado comosuero dulce, por cuanto los valores de acidez,pH, grasa y protena se encontraron dentrode los parmetros establecidos para este pode suero. En tanto que los valores de lactosa

se hallaron por fuera de lo que establece elMinisterio de Salud de Colombia.

Los resultados obtenidos, en cuanto alas variables sicoqumicas de los suerosanalizados, muestran que la protena es elprincipal componente,

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Revista Colombiana de Investigaciones Agroindustriales