ISSN 2007-204X Extracción y caracterización Extraction · PDF filecrianza de la grana cochinilla (Dactylopius coccus costa), a la comercialización de cladodios para consumo humano

47NATURALEZA Y DESARROLLO VOL. 10 NuM. 1 ENERO - JUNIO 2012'46NATURALEZA Y DESARROLLO VOL. 10 NuM. 1 ENERO - JUNIO 2012'

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Extraction and characterization of nopal( !"#$%&'()"*'%#+%)&) !"#$

Laura Victoria Aquino González*, Juan Rodríguez Ramírez,Ana María Méndez Rojas y Susana Edith Hernández Arrazola

Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional-IPN-Unidad Oaxaca. Hornos No. 1003 Santa Cruz Xoxocotlán, CP 71230, Oaxaca,

Oaxaca México. *Contacto: [email protected]

Abstract: The aim of this work was to extract and characterize the !"#$%&$'(')*+$',(-%-"+$. !"#$%&'()"*'%#+%)&), in order to use them as (,)"#/()01"$2#%-*')$0/$&%%-$(/-$3()"#0(,+$0/-*+)#45$67"$ !"#$+"2(#()0%/$

into the pericarp and parenchyma was conducted by applying an experimental design, where scalding was done by using two solutions: KOH and NaOH, at two concentrations: 1 and 2 %, and two temperatures %&$ +'(,-0/89$ :;$ (/-$ <;$ =>5$?$ 2#"++0/8$ (/-$ 2*#0 '()0%/$ 2#%'"++$ @(+$

'%/-*')"-$ )%%5$67"$2*#0 '()0%/$@(+$"/+*#"-$!4$!%)7$('")0'$('0-$ .8,A$

:;B:;$(/-$74-#%8"/$2"#%C0-"$.D;;$1A5$6%$"1(,*()"$ )7"$"& '0"/'4$(/-$

"&&"')$%&$"C)#(')0%/$3")7%-$0/$)7"$ !"#$E*(,0)49$274+0'9$'7"30'(,9$(/-$

mechanical parameters were measured. Statistically was observed that the extraction process depends on maturity of cladode, rather than extraction process. The scalding at 50 °C with KOH at 1% were optimal conditions of extraction, with higher content of lignin and cellulose @70'7$0+$#"F"')"-$0/$)7"0#$3"'7(/0'(,$2#%2"#)0"+5$

Keyword:$>(')*+9$ !"#9$2#"++0/89$2*#0&49$+'(,-0/85

Laura Victoria Aquino González*, Juan Rodríguez Ramírez,Ana María Méndez Rojas y Susana Edith Hernández Arrazola

Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional-IPN-Unidad Oaxaca. Hornos No. 1003 Santa Cruz Xoxocotlán, CP 71230,

Oaxaca, Oaxaca México. *Contacto: [email protected]

Resumen: El objetivo de este trabajo fue extraer y caracterizar la !#($-"$',(-%-0%+$-"$/%2(,$ . !"#$%&'()"*' %#+%)&), para usarla como producto alternativo en la industria de alimentos y materiales. La +"2(#('0G/$-"$,($ !#($-",$2"#0'(#20%$4$2(#H/E*03($+"$#"(,0IG$+08*0"/-%$

un diseño experimental para escalde de cladodios con soluciones de KOH y NaOH en concentraciones de 1 y 2 % a temperaturas de 50 y <;$J>9$2#"/+(-%$4$2*#0 '(-%$'%/$K'0-%$('H)0'%$.8,A$:;B:;$4$2"#GC0-%$

-"$70-#G8"/%$.D;;$LA5$M(#($"1(,*(#$,($" '0"/'0($4$"&"')%$-",$3H)%-%$-"$

"C)#(''0G/$"/$,($'(,0-(-$-"$,($ !#($+"$30-0"#%/$2(#K3")#%+$E*N30'%+9$

físicos y mecánicos. Estadísticamente se observó que el rendimiento de !#($-"2"/-"$-"$,($3(-*#"I$-",$',(-%-0%$4$/%$-",$3H)%-%$-"$"C)#(''0G/5$

El escalde a 50°C con KOH al 1% son condiciones óptimas para obtener !#(+$'%/$3(4%#$'%/)"/0-%$-"$,08/0/($4$'",*,%+($E*"$+"$#"F"O($"/$+*+$

propiedades mecánicas.

Palabras clave:$P+'(,-"9$ !#(9$/%2(,9$2#"/+(-%9$2*#0 '('0G/5$

Extracción y caracterización %# !"$& %# '()&*

( !"#$%&'()"*'%#+%)&)


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EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE FIBRA DE NOPAL .Q2*/)0($ '*+$0/-0'(AAquino et al.


Producción y Protección Vegetal .Producción y Protección Vegetal .

-"$ !#($ ,08/%'",*,G+0'($ "/$ */$ ',(-%-0%$se incrementa conforme va madurando, formando en su interior una red rígida de celulosa. Existen evidencias en el territorio nacional que datan de hace 7000 años del uso -"$+"30,,(+9$'K+'(#($-"$)*/(+$4$ !#(+$-"$/%2(,$(Ramos y Quintana, 2004). En particular, en el estado de Oaxaca los productores de nopal se han enfocado principalmente a la crianza de la grana cochinilla (Dactylopius coccus costa), a la comercialización de cladodios para consumo humano o al uso de cladodios de desecho como forraje para ganado (Corrales y Flores, 2003).

Sin embargo, el nopal maduro, de desecho por poda o después de la crianza, no sólo puede aprovecharse como forraje, ya que si se desea su aprovechamiento integral 2*"-"$+"#$*/($"C'","/)"$&*"/)"$-"$ !#($2%#$,($ #"-$ ,08/%'",*,G+0'(9$ E*"$ (,$ 2*#0 '(#+"$puede implementarse como alimento para consumo humano o como componente de refuerzo en materiales. Por lo tanto el objetivo de este estudio fue establecer y probar una metodología que permita extraer 4$'(#(')"#0I(#$,($ !#($-"$/%2(,5

Selección y preparación de la muestraPara este estudio se utilizaron los cladodios desechados de la crianza de la grana cochinilla (Dactylopius coccus costa) recolectados en el rancho Tlapanochestli (La Nopalera), ubicado en Santa María Coyotepec, Oaxaca; seleccionando los de mayor tamaño y sin descomposición. Durante el lavado, los cladodios se tallaron con un cepillo de plástico para eliminar residuos de la grana, polvo y espinas, que -0 '*,)(#($+*$2#%'"+(30"/)%5

Separación de fibrasEl método de extracción de fibras se estableció después de probar algunas técnicas aplicadas en lechuguilla (Juárez et al., 2004; Pando-Moreno et al., 2004), naranja (Priego, 2007), henequén (Cazaurang et al., 1990) y algodón, entre otras. El método de separación se dividió en tres etapas: escaldado, prensado y purificado. Las condiciones de escalde se seleccionaron a partir de pruebas preliminares: se descartó el escalde con agua caliente porque el cladodio presentó resistencia en el prensado, por lo tanto, se usaron soluciones alcalinas de NaOH y KOH en concentraciones de 1 y 2% aplicadas a 50 y 70 °C.

Métodos.

R(+$ !#(+$ /()*#(,"+$ %$ 1"8")(,"+$ 7(/$ +0-%$objeto de diversos estudios para evaluar su posible aplicación como refuerzo de materiales o como parte de la dieta humana, porque se pueden adquirir a bajo costo usando la mano de obra y técnicas apropiada para su extracción, están disponibles en grandes cantidades y representan una fuente renovable continua para muchos países en desarrollo (Azis et al.,$ DSTDA5$ R($ !#($ +"$compone de una mezcla heterogénea de sustancias que, con base en sus propiedades &N+0'(+$4$"&"')%$ +0%,G80'%9$7($+0-%$',(+0 '(-($en insoluble y soluble (Mejía et al., 1992; Olson et al.,$ DST<A5$ Q)#($ ',(+0 '('0G/$ +"$debe al lugar de procedencia en la planta: ,(+$ !#(+$,(#8(+$.-*#(+$%$!,(/-(+A$2#%10"/"/$de la parte del sistema vascular de hojas o del )(,,%9$30"/)#(+$E*"$,(+$ !#(+$'%#)(+$2#%10"/"/$-"$+"30,,(+$%$&#*)%+9$4$,(+$ !#(+$30+'",K/"(+$se encuentran en diversas regiones de la planta (Gómez et al., 1998).

P,$*+%$-"$ !#($-0")H)0'($'%3%$3()"#0($2#03($en la elaboración de diversos alimentos ha cobrado importancia, entre otras razones, porque su consumo previene algunas enfermedades gastrointestinales (Barbro, 1986; Dreher, 1987; Edgward, 1990, Mejía et al59$DSSUA5$V"$'%/+0-"#($&*"/)"$-"$ !#($($los residuos de cereales y a los subproductos resultantes de la extracción de jugos, ya sea de frutas u hortalizas (Andon, 1987). La tecnología más usada para incorporar

,%+$ -0&"#"/)"+$ )02%+$ -"$ !#($ (,$ (,03"/)%$es la extracción-cocción, generalmente este proceso es a alta temperatura y corta duración, se ha utilizado para elaborar cereales, proteínas texturizadas, frituras, etc. (Barbro et al., 1986). Recientemente se han evaluado las propiedades ingenieriles -"$ ,(+$ !#(+$/()*#(,"+$4$-"$ ,%+$'%32*"+)%+$formados con otros materiales.

A pesar de obtener resultados alentadores, +"$ 7(/$ 2#"+"/)(-%$ (,8*/(+$ -" '0"/'0(+$$$$$$$$$$$$$$$$$en la susceptibilidad al ataque microbiano en un ambiente húmedo o reacción con agentes alcalinos (Lewis y Mirihagalia, DS<SA5$ R(+$ !#(+$ /()*#(,"+$ 3%-0 '(/$ ,(+$propiedades mecánicas de una matriz termoplástica de forma química o física, ,%$ E*"$ +"$ #"F"O($ "/$ ",$3"O%#(30"/)%$ -"$ ,($0/)"#&('"$ !#(W3()#0I$.X*)0H##"I$et al., 2005; Sobczak et al., 2012; Awal et al., 2011; González y Ansell, 2010). En la actualidad, (,8*/(+$ !#(+$,08/%'",*,G+0'(+$'%3%$",$4*)"9$el sisal y la piña (Kuruvilla et al., 1993; Herrera-Franco y Valadez-González, 2004) se han usado como material de refuerzo en matrices termoestables.

En México existen diversas fuentes naturales '%/$(,)%$2%)"/'0(,$-"$ !#($E*"$/%$7(/$+0-%$explotadas. Álvarez (1995) menciona que en el centro de los cladodios de nopal (Opuntia ()"*) se encuentra una red bilateral de un tejido lignocelulósico que con la edad se endurece y le proporciona una constitución #N80-(9$ (*3"/)($ ",$ 8#%+%#$ "$ 0/)"/+0 '($ ",$color (Sáenz, 2000; Sáenz, 2006). Guzmán y Chávez (2007) observaron que el contenido

Introducción.


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-"$ !#($ 2%#$3"-0%$ -"$ ,($ #",('0G/$ -",$ 2"+%$-"$ !#($ '%/$ #"+2"')%$ (,$ -",$ ',(-%-0%5$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$R($,%/80)*-$"/$'3$-"$,(+$ !#(+$+"$30-0G$'%/$una regla, su espesor con un espesímetro manual modelo 20-701-9 con rango 0.2”-0.0001” marca SPI. Las variables mecánicas se midieron en un Texturómetro marca Instron modelo 4442 y fueron la elongación (mm/mm) y el esfuerzo (N/cm2).

Análisis estadísticoLas variables de respuesta fueron: el rendimiento, el contenido de lignina 4$ !#($ '#*-(9$ ",$ "+2"+%#9$ ,($ ,%/80)*-9$ ,($deformación y la tensión. Los datos se analizaron con el programa NCSS (2007), considerando un nivel de mínimo de 0.05, para aceptar las condiciones de extracción E*"$ 0/F*4"/$ "/$ ,(+$ 2#%20"-(-"+$ &N+0'(+9$E*N30'(+$4$3"'K/0'(+$-"$,($ !#($-"$Opuntia '%3%$+08/0 '()01(+.

Resultados y Discusión.

Durante la experimentación se observó que ",$ /%2(,$ )0"/"$ */$ 2"#0'(#20%$ #3"9$ ,%$ '*(,$-0 '*,)($ ,($ +"2(#('0G/$ -",$ 2(#H/E*03($ 4$,($ !#($ -*#(/)"$ ",$ 2#"/+(-%5$ M%#$ ,%$ )(/)%9$como se menciona en Métodos, se optó por un escaldado; en pruebas experimentales se probó un escalde en agua caliente de 40 a 90 °C, sin embargo al prensar el cladodio aún no "C0+)N($+"2(#('0G/$-",$2(#H/E*03($4$,($ !#(5$R(+$ !#(+$E*"$,%8#(#%/$+"2(#(#+"$2#"+"/)(#%/$-(Y%$ +*2"# '0(,$ 2#%1%'(-%$ 2%#$ ,($ 2#"/+(5$$$$$$$$$$$$$$El cladodio escaldado a temperatura de 40

a 60 °C, presentó resistencia en el prensado, los cladodios escaldados a temperaturas de 70 ($S;$=>$#"-*O"#%/$+*$ #3"I($2%#$,($'%''0G/5$Joung et al. (1995), observaron también que la alta concentración lignocelulósica de los cladodios impide la separación del pericarpio; por lo tanto, consideran que la -"+,0/8/0 '('0G/$4$-0,*'0G/$-"$2%,0+('K#0-%+$hemicelulósicos se puede realizar con tratamientos de NaOH en concentraciones de 1.5 a 4 %, pues a mayor concentración el material sufre corrosión y daño estructural.R($ 8*#($ ,?9$ 2"#)"/"'"$ ($ ,($ #"-$lignocelulósica extraída con prensado, se observa aún material orgánico adherido ($ ,(+$ 2(#"-"+5$ $ $ R(+$ !#(+$ 2*#0 '(-(+$ "/$la solución de peróxido de hidrógeno con ácido acético glacial (Figura 1B), se limpiaron completamente, recuperando las -"$3"/%#$ )(3(Y%5$P/$ ,($ 8*#($U$ +"$2*"-"$observar la dispersión en el rendimiento de ,($ !#(5$?$2"+(#$-"$*+(#$,($30+3($'(/)0-(-$-"$nopal en cada prueba no se obtuvo el mismo rendimiento. El rendimiento fue mayor en pruebas donde se aplicó un escalde con KOH independientemente, de la concentración o temperatura empleada.

En el caso del NaOH se obtuvo mayor rendimiento al aplicarlo en mayor concentración y temperatura. El análisis estadístico descartó que el tratamiento de "+'(,-"$ 0/F*4($ "/$ ",$ #"/-030"/)%$ -"$ !#($(Cuadro 2), por lo tanto, el rendimiento de !#($ -"2"/-"$ -"$ E*H$ )(/$ -"+(##%,,(-($ "+)"$$$$$$$$$$$$$$$$$$$la red lignocelulósica el cladodio.

En el Cuadro 1 se muestra el diseño de experimentos establecido para evaluar las condiciones óptimas del pre-tratamiento que &('0,0)(#(/$ ",$ -"+2#"/-030"/)%$ -"$ ,($ !#($del pericarpio y parénquima sin afectar sus propiedades físico-químicas y mecánicas. Los factores a evaluar fueron: tipo de álcali (KOH, NaOH), concentración del álcali (1 y 2%) y temperatura de escalde (50 y 70°C), por lo tanto el diseño establecido fue un factorial 32. El objetivo de probar KOH y NaOH, fue por economía y efecto del álcali +%!#"$ ,($ !#(5$ P/$ '(-($ 2#*"!($ +"$ *+(#%/$lotes de 2 kg de cladodio y se escaldaron durante 15 minutos. La separación de la red lignocelulósica del pericarpio, parénquima y mucílago se realizó de forma mecánica prensándolos en un tornillo de mesa. Para retirar los residuos de materia %#8K/0'($ (-7"#0-%+$ ($ ,(+$ !#(+9$ +"$ *+G$ ",$método propuesto por Krause et al. (2000), +*3"#80"/-%$,(+$ !#(+$"/$+%,*'0G/$-"$K'0-%$acético (gl) 50:50 y peróxido de hidrógeno (100 v) durante 4 horas, para posteriormente retirar los residuos de la solución por lavado 4$-"O(#$+('(#$,(+$ !#(+5

,&-&)$.-%/&)%0#'+.'(1-&*'+.'#2!&3 R(+$ !#(+$ +"$'(#(')"#0I(#%/$-"$ &%#3($ &N+0'(9$química y mecánica. Las propiedades químicas medidas fueron: contenido de cenizas de acuerdo a la norma NMX-F-0666-S, 1978; contenido de Humedad de acuerdo a la norma NMX-F-083,1986; contenido de celulosa de acuerdo a la norma TAPPI T 203 OS-74 y contenido de lignina de acuerdo a la norma TAPPI T 222 OS-74. En cada prueba se determinó el rendimiento

ÁlcaliConcen-tración

(%)

Temp (°C) Prueba

NaOH 1 70 1

50 2

2 70 3

50 4

KOH 1 70 5

50 6

2 70 7

50 8

Cuadro 1. Diseño de experimentos para el escaldado en cladodios de nopal (Opuntia ()"*'%#+%)&).

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Producción y Protección Vegetal .

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>*(-#%$U5$?/K,0+0+$"+)(-N+)0'%$-"$,(+$'%/-0'0%/"+$E*"$0/F*4"/$"/$'*()#%$2#%20"-(-"+$-"$,(+$ !#(+$-"$Opuntia ()"*'%#+%)&.

CELULOSA

Factor Grados de libertad

Suma de cuadrados

Media de cuadrados Rotación F Nivel de

probabilidadPoder

Alfa=0.05

A:Álcali 1 10.24 10.24 0.15 0.7107 0.0633

B:Concentración 1 45.5625 45.5625 0.66 0.4410 0.1107

AB 1 8.41 8.41 0.12 0.7366 0.0609

C:Temperatura 1 61.6225 61.6225 0.89 0.3734 0.1326

AC 1 0.81 0.81 0.01 0.9165 0.0510

BC 1 430.5625 430.5625 6.21 0.0374 0.5903

ABC 1 156.25 156.25 2.25 0.1717 0.2630

S 8 554.74 69.3425

Ajuste total 15 1268.198

Total 16

LIGNINA


Suma de cuadrados


probabilidadPoder

Alfa=0.05

A:Álcali 1 24.01 24.01 1.44 0.2647 0.1852

B:Concentración 1 90.25 90.25 5.41 0.0485 0.5333

AB 1 3.8025 3.8025 0.23 0.6459 0.0707

C:Temperatura 1 60.0625 60.0625 3.60 0.0944 0.3863

AC 1 2.25 2.25 0.13 0.7230 0.0622

BC 1 151.29 151.29 9.06 0.0167 0.7509

ABC 1 25.5025 25.5025 1.53 0.2514 0.1938

S 8 133.53 16.69125


Total 16

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

% d

e r

en

dim

ien

to

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

Pruebas experimentales

% d

e re

ndim

ient

o

Z08*#($D5$?A$["-$ !#%+($"C)#(N-($'%/$2#"/+(-%9$\A$["-$ !#%+($2*#0 '(-(

Z08*#($U5$["/-030"/)%$-"$ !#($2%#$2#*"!($#"(,0I(-(

® L

aura

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a A

quin

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201

2


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Guzmán y Chávez (2007) observaron que ,%+$',(-%-0%+$3(-*#%+$ +0%,G80'(3"/)"$7(/$desarrollado más estructura lignocelulósica que cladodios jóvenes, que contienen mayor cantidad de parénquima. El tamaño de un cladodio no es indicativo de la cantidad 2%)"/'0(,$-"$ !#(9$4($E*"$2*"-"$)#()(#+"$-"$un cladodio grande y joven, las evidencias son su dureza y color, en su mayoría los cladodios adultos son de color verde opaco y con rigidez en su textura.

Aquino et al. (2007), determinaron que ",$ '%/)"/0-%$ -"$ 7*3"-(-$ -"$ ,(+$ !#(+$-"2"/-"$ -",$ )02%$ -"$ !#(9$ "-(-$ -"$ ,($planta, condiciones del suelo de cultivo, método de conservación y almacenamiento. Observaron que el contenido de humedad puede variar de 9.16 a 12.09 % y en el caso de aplicar un tratamiento, ésta se reduce hasta 8.30 %. El contenido de humedad de ,(+$ !#(+$ "C)#(N-(+$%+'0,G$ "/)#"$T$]$;5:$^9$de acuerdo a lo estudiado por Aquino et al. (op. cit.), el tratamiento aplicado cambió el '(#K')"#$70-#%&N,0'%$-"$,($ !#($#"-*'0"/-%$",$contenido de humedad a menos de un 9 %.

El contenido de cenizas determinado en ,(+$ !#(+$ &*"$ -"$ _$ ]$ ;5S$ ^9$ X*I3K/$ et al. (2007), Granados y Castañeda (1991) y Ramírez et al. (2007), observaron que el contenido de cenizas y minerales aumentan con la edad del cladodio, lo cual se corrobora en este estudio, ya que los aquí utilizados eran de aproximadamente un año de edad. El análisis estadístico descartó que ",$ 3H)%-%$ -"$ "C)#(''0G/$ 3%-0 E*"$ ",$'%/)"/0-%$-"$'"/0I(+$%$7*3"-(-$-"$,($ !#($

(Cuadro 2), por lo tanto, estos dependen de ,(+$ 2#%20"-(-"+$ +0%,G80'(+$ -",$ /%2(,9$ /%$del proceso de extracción. La temperatura de escalde y el tipo de álcali tienen un "&"')%$ +08/0 '()01%$ "/$ ,(+$ 2#%20"-(-"+$,08/%'",*,G+0'(+$ -"$ ,($ !#($ .>*(-#%$ UA5$$$$$$$$$$$$$$$$En las pruebas donde se aplicó KOH a 50 ºC en concentraciones de 1 y 2% se obtuvieron altos contenidos de lignina y celulosa (Cuadro 3). Esto se puede explicar porque el KOH es un álcali con menor agresividad hacia los componentes estructurales de las !#(+$ /()*#(,"+$ .Z*"/)"+$ et al., 2008) y al aplicar el escalde a bajas temperaturas se reduce el deterioro lignocelulósico, #"F"OK/-%+"$ "/$ ,($ #"+0+)"/'0($ -",$ 3()"#0(,$(Brennan et al., 1990).

R($ ,%/80)*-$ -"$ ,(+$ !#(+$ "C)#(N-(+$ 1(/$de 7.63 a 12-13 cm (Cuadro 3), una !#($ +* '0"/)"3"/)"$ ,(#8($ E*"$ +"$ 2*"-"$'%32(#(#$ $ '%/$ */($ !#($ '%3"#'0(,9$ '%3%$la de lechuguilla, con una longitud de 4.51 cm (Juárez et al., 2004) o la del henequén (Ballam et al., 2006), con una longitud que oscila entre los 2 y los 7 cm. R(+$ !#(+$'%/$3(4%#$,%/80)*-$+"$%!)*10"#%/$de cladodios escaldados a 70 ºC, bajo estas condiciones el parénquima y la epidermis del nopal perdieron resistencia, facilitando el desprendimiento de la red lignocelulósica -*#(/)"$ ",$ 2#"/+(-%5$ R(+$ !#(+$ "C)#(N-(+$de la parte superior del cladodio fueron delgadas, en cambio en el tallo se encontró */($ (8#*2('0G/$ -"$ !#(+$ 8#*"+(+$ -"$ &%#3($/%$-" /0-(`$ ",$ "+2"+%#$ -"$ ,($ !#($ -"2"/-"$2#0/'02(,3"/)"$ -"$ ,($ +0%,%8N($ 4$ "-(-$ -",$cladodio (Guzmán y Chávez, 2007).

ELONGACIÓN


Suma de cuadrados


probabilidadPoder

Alfa=0.05

A:Álcali 1 5.29 5.29 1.20 0.3050 0.1624

B:Concentración 1 6.5025 6.5025 1.48 0.2590 0.1888

AB 1 4.2025 4.2025 0.95 0.3573 0.1388

C:Temperatura 1 15.21 15.21 3.45 0.1002 0.3733

AC 1 0.36 0.36 0.08 0.7822 0.0573

BC 1 7.0225 7.0225 1.59 0.24234 0.2001

ABC 1 3.0625 3.0625 0.70 0.4286 0.1142

S 8 35.25 4.40625


Total 16

ESFUERZO


Suma de cuadrados


probabilidadPoder

Alfa=0.05

A:Álcali 1 20.5209 20.5209 1.05 0.3347 0.1483

B:Concentración 1 0.2401 0.2401 0.01 0.9143 0.0511

AB 1 0.9604 0.9604 0.05 0.8298 0.0544

C:Temperatura 1 6.996025 6.996025 0.36 0.5655 0.0828

AC 1 3.553225 3.553225 0.18 0.6805 0.0665

BC 1 4.950625 4.950625 0.25 0.62778 0.0731

ABC 1 3.404025 3.404025 0.17 0.68694 0.0658

S 8 155.8596 19.48245


Total 16

>*(-#%$U$ .>%/)0/*('0G/A5$?/K,0+0+$ "+)(-N+)0'%$-"$ ,(+$ '%/-0'0%/"+$ E*"$ 0/F*4"/$ "/$ '*()#%$2#%20"-(-"+$-"$,(+$ !#(+$-"$Opuntia ()"*'%#+%)&.


ISSN 2007-204X ISSN 2007-204X




Prueba Longitud (cm) Espesor (mm) Lignina (%) Celulosa (%)

1 7.67 1.13 35.70 29.05

2 9.21 0.85 30.80 14.35

3 13.55 1.15 29.00 19.30

4 7.99 1.27 31.10 20.00

5 12.04 1.16 30.15 8.05

6 9.28 1.59 42.60 26.6

7 11.42 3.32 30.00 11.70

8 7.63 1.60 39.35 20.65

>*(-#%$_5$R%/80)*-$4$"+2"+%#$2#%3"-0%$-"$ !#(+$-"$ !"#$%&'()"*'%#+%)&'

Prueba Cenizas (%) Contenido de humedad (%) Lignina (%) Celulosa (%)

1 4.95 8.95 35.70 29.05

2 3.60 8.00 30.80 14.35

3 3.10 8.45 29.00 19.30

4 4.05 8.55 31.10 20.00

5 3.80 8.00 30.15 8.05

6 3.50 8.66 42.60 26.6

7 4.50 8.65 30.00 11.70

8 4.75 8.80 39.35 20.65

Cuadro 3. Propiedades químicas medidas en f ibras de cladodios de nopal (Opuntia f icus indica )


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Conclusiones.

El diseño experimental aplicado en este estudio cubrió con el objetivo 2,(/)"(-%$-"$"C)#("#$ !#(+$-"$',(-%-0%+$-"$/%2(,5$P/$",$'(+%$-"$3()"#0(,"+$

#N80-%+$"/$+*$"+)#*')*#($"+$" '0"/)"$",$*+%$-"$"+'(,-"+$'%/$+%,*'0%/"+$(,'(,0/(+9$

pues el medio alcalino degrada la epidermis y parénquima del cladodio y facilita la separación de la red lignocelulósica. Las condiciones óptimas para %!)"/"#$*/($ !#($'%/$3"/%+$-(Y%$"+)#*')*#(,$+%/$",$*+%$-"$"+'(,-"+$($:;$=>$

con KOH al 1%. La ventaja que representa el uso de estas soluciones es que +"$2*"-"/$#"'0',(#$4$+"$#"E*0"#"$-"$2%'($"/"#8N($2(#($,($+"2(#('0G/$-"$,($ !#(5$

R($ !#($-"$/%2(,$"+$*/$3()"#0(,$E*"$2*"-"$'%32")0#$'%/$ !#(+$/()*#(,"+$)(,"+$

como el henequén, la lechuguilla y el yute, entre otras y puede ser usado para consumo humano o bien como material de refuerzo.

Agradecimientos.

Al Ing. Manuel Loera gerente del Rancho Tlapanochestli (La Nopalera) por las facili-dades otorgadas en la recolección de materia prima usada en este estudio; Proyecto SIP 2008 0234: Reología de materiales deshidratados y de productos secados por aspersión; Proyecto SIP 20120348: Tecnología para el secado de biomasa de algas.

R(+$ 2#%20"-(-"+$ 3"'K/0'(+$ -"$ ,($ !#($determinan el grado de resistencia del 3()"#0(,$ 4$ +*$ (2,0'('0G/9$ "/$ ,($ 8*#($ a$ +"$muestra el grado de elongación promedio de ,(+$ !#(+9$(+N$'%3%$,($'(#8($+%2%#)(-($2%#$,($ !#($"/$'(-($2#*"!($"C2"#03"/)(,5$R($'(#8($+%2%#)(-($2%#$,(+$ !#(+$1(#0G$-"$_$($T$b$4$,($elongación de 1 a 3.15 mm/mm. El análisis estadístico de estos resultados indicó que el tratamiento alcalino y la concentración )0"/"/$ */$ "&"')%$ +08/0 '()01%$ "/$ ,(+$2#%20"-(-"+$3"'K/0'(+$-"$,($ !#($.>*(-#%$UA5$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$El uso de soluciones alcalinas para debilitar la pared celular y facilitar la separación del 2(#H/E*03($4$ !#($)*1%$'%3%$'%/+"'*"/'0($*/($ -"8#(-('0G/$ +*2"# '0(,9$ E*"$ +"$ #"F"OG$en la capacidad de estiramiento al someterla ($*/($'(#8(5$R(+$ !#(+$E*"$)*10"#%/$3(4%#$elongación y soportaron mayor carga, fueron escaldadas con KOH al 1% y a :;J>5$P/$,(+$ !#(+$-%/-"$+"$*)0,0IG$b(Qc$($mayor concentración y temperatura, el valor de elongación fue menor, al igual que la carga soportada.

P,$ "+&*"#I%$ "/$ ,(+$ !#(+$ "+$ 3(4%#$ "/$ ,(+$pruebas donde se aplicó NaOH (Fig. 4), "+)%$ +"$ -"!"$ (,$ -(Y%$ +*2"# '0(,$ -"$ ,(+$ !#(+$2%#$",$K,'(,09$+0/$"3!(#8%$"+)"$"&"')%$también es visible al usar KOH. Juárez et al. (2004); Gutiérrez et al. (2005); Ballam et al. (2006) y Sobezack et al. (2012), observaron E*"$",$ "+&*"#I%$-"$*/($ !#($-"2"/-"$-"$ ,($morfología de ésta, pues a mayor espesor de la misma mayor será la resistencia al esfuerzo.

Los resultados del análisis estadístico no muestran que la metodología aplicada 0/F*4($+08/0 '()01(3"/)"$"/$",$"+&*"#I%$-"$,($ !#($.>*(-#%$UA5$

Figura 3. Elongación y carga soportada por ,(+$ !#(+$-"$ !"#$%&'()"*'%#+%)&4

Figura 4.Esfuerzo y carga soportada por las !#(+$-"$ !"#$%&'()"*'%#+%)&


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Joung, H. G. & M. S. Allen. 1995. A review of lignin in forages. J. Anim. Sci. 73. 2774-2790.

Juárez, C., P. Valdez & A. Duran. 2004. Fibras naturales de lechuguilla como refuerzo en materiales de construcción. Rev. Const 19 (2), 83-92.

Krause, S. E., J. C. Lucas.& M. I. Aranguren 2000. Producción de materiales compuestos basados en polipropileno 4$ !#(+$/()*#(,"+5$d/+)0)*)%$b('0%/(,$-"$Tecnología Industrial. INTI. Jornadas de desarrollo e Innvación. 4. Materiales Buenos Aires Argentina.1:2.

Kuruvilla, J., S. Thomas, C. Pavithran & M. Brahmakumar. 1993. Tensile properties %&$+7%#)$+0+(,$ !"#$#"0/&%#'"-$2%,4")74,"/"$composites. J. Appl. Poly. Sci. 47, 1731.Lewis, G. & P. Mirihagalia. 1979. Natural Vegetable Fibers as Reinforcement in Cement Sheets. Maga Concret. Res. 3(107), 104-108.

Mejía, L. A., H. Bourges & J. L. Rosado. 1992. Memoria del III Simposio 5#$.-#&)%2#&3'*21-.'(1-&'+%.$6$%)&. Instituto Nacional de Nutrición Salvador Zubirán- Kellogg´s de México, México.

NCSS. 2007. Number Cruncher Statistical System. http://www.ncss. com/download_freetrial.html#N07FT. Acceso el 25 de febrero de 2011.

Fuentes, R., J. J. Rocha, D. Mendoza & F. Amezquita., 2008. Comportamiento mecánico del poliuretano reforzado con !#(+$-"$4*)"$4$ !#(+$-"$'(+'(#0,,($-"$arroz. Enlace químico 2(1). Ppublicado en línea en http://quimica.ugto.mx/revista/11/POLIURETANO.htm).

Gómez, J. L, C. Jarones & P. Gañan. 1998. Refuerzos naturales para materiales plásticos. Rev. Plást. Mod. 76, 183.

González, M. C. & M. P. Ansell. 2010. >%e'*#"-$0/e,0/"$O%0/)+$&%#$/()*#(,$ !"#$composites. Comp. Sci. Tech. 70, 442-449.

Granados, S. D. & P. A. Castañeda. 1991. 73'#2!&3'89%*$2-%&:'(*%232;<&:';.#6$%)&'.'importancia frutícola). Primera Edición. Editorial Trillas S.A. México.

Gutiérrez, I., R. Zuluaga & J. Cruz. 2005. d/F*"/'0($-",$)#()(30"/)%$'%/$1(2%#$+%!#"$la estructura y comportamiento físico 3"'K/0'%$-"$,(+$ !#(+$-"$2,K)(/%5$Informe tec. 16 (2), 15-21.

Guzmán, L. & J. Chávez. 2007. Estudio bromatológico del cladodio de Nopal ( !"#$%&'()"*'%#+%)&) para el consumo humano. Rev. Soc. Quím. Perú 73 (1), 41-45.

Herrera-Franco, P. J. & A. Valadez-González. 2004. Mechanical properties of '%/)0/*%*+$/()*#(,$ !"#e#"0/&%#'"$2%,43"#$composites. Compos. Part A-Appl. S. 35(3).339-345.

Literatura citada.

Álvarez, L. 1995. Anteproyecto de una planta industrial para la elaboración de la jalea y aceite a partir de pulpa y semilla de tuna. Tesis Licenciatura. Universidad Nacional San Agustín de Arequipa. Arequipa, Perú.

Andon, S. A. 1987. Application of soluble -0")(#4$ !"#5$Food Technol. 451(1), 74-75.

Aquino, E. M. F, P. S. L. Sarmiento., W. Oliveira, & R. V. Silva. 2007. Moisture effect on degradation of jute/glass hybrid composites. J. Ref. Plas. Comp. (26), 219-233.

Awal, A. G., Ceswtti, S. B. Ghoshi, J. Müssig. 2011. Interfacial studies of natural !"#W2%,42#%24,"/"$'%32%+0)"+$*+0/8$+0/8,"$ !"#$&#(83"/)()0%/$)"+)$.VZZ6A5$Compos. Part A-Appl. S. 42, 50-56.

Azis, M. A., P. Paramasivam & S. L. Lee. DSTD5$M#%+2"')+$%&$/()*#(,$ !"#$#"0/&%#'"-$concretes in construction. Int. J. Cement Comp. Lightweight Concrete 3(2), 123-132.

Ballam, R. J., A. S. Duarte & G. Canche Escamilla. 2006. Obtención y caracterización de materiales compuestos -"$ !#(+$-"$20Y($-"$7"/"E*H/$4$polipropileno. Rev. Mex. Ing. Quím. 5 (1), 39-44.

Barbro, K., H. Andersson & G. Cederblad & S. Sadberg. 1986. Extrusion cooking of 7087$ !"#$'"#"(,$2#%-*')5$Britshs J. Nutr. 55, 245-254.

Brennan, J. G, J. R. Butters., N. D. Cawel & E. V. Lilley. 1990. Food engineering operations chapter I. pp. 282. Third edition Elsevier Science Publisher LTD.

Cazaurang, M. N., S. Peraza & C. A Cruz R. 1990. Dissolving-grade pulps from 7"/"E*"/$ !"#5$Cell Chem and Tech 24, 629-638.

Corrales J. & C.A. Flores. 2003. Tendencias actuales y futuras en el procesamiento del nopal y la tuna. pp 167-215. In. Flores VCA- Ed. Nopalitos y Tunas, producción, pos cosecha e industrialización. 1ª Ed. Universidad Autónoma de Chapingo CIESTS AM, México.

Dreher, M. 1987. Handbook of dietary (1.-. Nueva York, Marcel Dekker.

Edgward, C. 1990. Mechanisms of (')0%/$%/$-0")(#4$ !"#$%/$+3(,,$0/)"+)0/(,$absorption and motility furan y C. J. Crine .'%32+A5$b"@$f"1",%23"/)$0/$-0")(#4$ !"#$N. Y.


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EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE FIBRA DE NOPAL .Q2*/)0($ '*+$0/-0'(AAquino et al.Producción y Protección Vegetal .

Cita sugerida: Aquino González, L. V., J. Rodríguez Ramírez, A. M. Méndez Rojas y S. Edith Hernández Arrazola. 2012. Extracción 4$'(#(')"#0I('0G/$-"$ !#($-"$/%2(,$.Opuntia ()"*'%#+%)&). Naturaleza y Desarrollo 12 (1): 48-62.

NMX-F-0666-S. 1978. Determinación de cenizas en alimentos. Alimentos. Dirección General de Normas Mexicanas. México, México

NMX-F-083. 1986. Determinación de contenido de humedad en alimentos. Alimentos. Dirección General de Normas Mexicanas. México, México.

Olson, A, G. M. Gray & M. Ch. Chiu. 1987. Chemistry and Analysis of soluble dietary Fiber. Food Tech. 41(2), 71-80.

Pando-Moreno, M., O. Eufracio, E. Jurado & E. Estrada., 2004. Post harvest growth of lechuguilla (Agave lecheguilla Torr. Agavaceae) in Northeastern, México, Economic Botany 58 (1), 78-82.

Priego, M. N. 2007. 1$.#)%0#'+.'(1-&'dietética a partir de sáculos de naranja aplicando un tratamiento con vapor. Tesis de licenciatura. Huajuapan de León, Universidad Tecnológica de la Mixteca.

Ramírez, T. H. M., J. A. Reyes Agüero J. A. & R. J. M. Pinos. 2007. Efecto de la especie y madurez sobre el contenido de nutrientes en cladodios de nopal. Agrociencia 41(6), 619-623.

Ramos, R. J. & M. V Quintana. 2004. Manejo general del cultivo de nopal. Secretaria de la Reforma Agraria, Colegio de posgraduados.

Sáenz, C. 2000. Processing technologies alternative for cactus pear (Opuntia spp) fruits and cladodes. J. Arid Env. 46(3), 209-225.

Sáenz, C. 2006. Utilización agroindustrial del nopal. Boletín de servicios agrícolas de la FAO. pp 162. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Roma.

Sobczack, L., W. L. Reinhold & H. Andreas. 2012. Polypropylene composites @0)7$/()*#(,$ !"#+$(/-$@%%-e$X"/"#(,$3"'7(/0'(,$2#%2"#)4$2#% ,"+5$Comp. Sci. Tech. 72, 550-557.

TAPPI T 203 OS-74. 1978. Alpha-, Beta and Gamma Cellulose in pulp. Technical Association for the Pulp and Paper Industries. TAPPI Press. Atlanta.

TAPPI T 222 OS-74. 1978. Acid-insoluble in wood and pulp. Technical Association for the Pulp and Paper Industries. TAPPI Press. Atlanta.

Recibido: 15/03/12 . Aceptado: 20/09/12

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ISSN 2007-204X Extracción y caracterización Extraction · PDF filecrianza de la grana cochinilla (Dactylopius coccus costa), a la comercialización de cladodios para consumo humano