Proceso para la recuperación y purificación de un colorante natural

Raquel Peña María Fernanda González

Gilberto Cruz Ernesto Valera Hilisz Avilés

La Paz, Baja California Sur 8 de Noviembre del 2013

Contenido

Oportunidad y Solución Mercado Creación de valor Finanzas Factores de éxito y riesgos Aplicaciones futuras

Tendencias

Cambios demográficos. Aumento en la demanda de alimentos sanos. Cambio en formulaciones que protegen el medio ambiente. Disminución en el uso de ingredientes sintéticos. Efectos adversos en la salud de colorantes sintéticos.

Oportunidad Ampliación en diversos mercados.

La producción de colorantes rojos no satisface la demanda.

Algunos colorantes son de producción regional.

Los pigmentos naranjas y rojos tienen el 50% del mercado de

colorantes naturales.

Algunos pigmentos afectan la percepción del cliente hacia el producto.

El uso de los colorantes naturales no ha sido explotado comercialmente: Complejidad de los procesos de purificación Altos costos Limitaciones en escalabilidad Altos costos de mantenimiento y operación

Región Participación en el mercado

Europa 36%

Estados Unidos 28%

Japón 10%

China 8%

Otros 18%

Pigmentos naturales Ácido carmínico Antocianina Carotenoides Betalain B-ficoeritrina

Color Rojo Rojo No.40 Rojo Rojo y amarillos Rosa fuerte- rojo

Fuente Cochinilla (Dactylopius coccus)

Vacciniun Myrtillus Zanahoria, grelos, repollo y berro

Caryophillales Porphyridium cruentum

Aplicación Flores artificiales, pinturas, cosméticos, alimentos, textiles, medicamentos, detergentes, investigación

Alimentos, cosméticos medicamentos

Colorantes para alimentos, cuidado de la piel, mucosa y visión

Colorantes para alimentos, insecticidas, medicina anticancerígena

Alimentos, cosméticos, farmacéutica, investigación

Precio 1 gr / $179.5 dólares $225 dólares/ kg 1 gr/35 a 72 dólares 1 gr/ $25-$48 dólares 1 mg/ $50 dólares

Rendimiento 50 g de carmín por 1 kg de los insectos

60 g de caretenoides /1 kg de zanahoria

0.5g de betanina por kg de raíces

1.6 mg / 1 L

Concentración requerida

Hasta 100 mg/kg Hasta 7.5%/kg = 0.18 a 0.2 gr

Hasta 80 mg/Kg Hasta 100 mg/kg

Mercado Perú tiene el 85% el mercado Preú Mexico, EUA China Continental, Changsha

Ventajas GRAS (FDA) Antioxidantes Funciones preventivas de enfermedades

GRAS (FDA), propiedades inmunológicas y antioxidantes

Limitaciones Reacciones alérgicas Asfixia Veganos no comen

Inestable (se degrada con metales, azúcar, temp, enzima, oxigeno)

Inestables y se occidan feacilmente

Extracción con disolventes

BFE Características

PM: 245 kDa Formada por tres subunidades PI: 4.2 - 4.4 Alta pureza Color: rojo intenso Alta sensibilidad Estable

Aplicaciones: Alimentos Farmacéutica Cosméticos Investigación

Ensayos inmunológicos Tinción de células in vivo Técnicas microscopias avanzadas (FRET) Clasificación de células (FACS) Microarreglos de DNA

Beneficios a la salud: Actividad Inmunológica Actividad anticancerígena

Precio en el mercado

Solución Proceso para la purificación y recuperación

de un colorante natural y de alta pureza. Fuente: Porphyridium cruentum Producto: B-ficoeritrina (BFE) Concentración: 220 mg/L Pureza analítica: >4 (Abs 545/280) Eficiencia: 72% Tiempo cultivo de microalgas: 15 días Precio de producción (Lab): $1.17 dólares/mg

SDFA enorme potencial para la

recuperación y purificación de compuestos biológicos.

Recuperación y Pureza de cada Operación del Proceso

Mercado Ingredientes naturales en

Mundial (2012): 27.13 mil millones de dólares CAGR: 3%

México (2012): $27 millones de dólares 2,478.6 millones de tons CAGR: 2.9%

Colorantes naturales (2012)

$555.3 millones de dólares CAGR (2012-2016): 4% Industria alimenticia:

$1.4 millones de dólares 40 a 50 mil ton anual CAGR (2005-2009): 35%

Competencia Método 1 Método 2 Método 3 Método 4 Método 5 SDFA

Patente CN 1587275 A

ES 2197820 A1 y ES 2197821 B1

4 patentes en TW, 4 aplicaciones en TW, una en JP y una en US

JP 2003231821 A

TW 270146 US12/440458

Fuente Microalga Porphyridium cruenlum

Microalga Alga Bangia alroprpurea y Porphyra angusla

Porphyridium cruenlum

Complejidad Media Media Media Media Alta Baja

Escalabilidad Limitada y costosa

Limitada y costosa

Limitada y costosa

Limitada y costosa

Limitada y costosa

Fácil y económico

Recuperación Bajos No reportada Bajos Bajos Bajos Altos

Pureza Alta Alta Alta Alta Alta Alta

Ventajas competitivas Eficiencia en la recuperación del producto: 72%

Pureza analítica: >4

Solubilidad

Los colorantes sintéticos rojos están prohibidos en la industria de Estados Unidos y la Unión Soviética

Fácil escalabilidad

Posibles licenciantes Empresa Ranking Porcentaje de

Participación Países

Chr. Hansen A/S 1 15-17% América de Norte y Europa

Sensient 2 12-14% América de Norte y Europa

GNT 3 10% América de Norte y Europa

Wild Flavor 4 Medio Oriente

Dohler Group 5 Medio Oriente

Participantes regionales como Kancor y Roha Dyechem tiene bajos costos de manufactura y exportan a múltiples regiones.

Estatus de la PI Patente otorgada en México

(299774) y Estados Unidos (8178321)

Análisis Patentométrico

Creación de valor Necesidad: Procesos escalables y rentables. Enfoque: Los colorantes naturales no ocasionan riesgos a la

salud y presentan propiedades benéficas. Beneficios: Recuperación y purificación de un colorante

natural a nivel industrial. Ventajas competitivas: Eficiencia Pureza Solubilidad Fácil escalabilidad Propiedades inmunológicas y antioxidantes

Finanzas

Proyecciones AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5

Ciclos por año 144 144 144 144 144

Producción de colorante (mg) 40000 45000.00 45000.00 50000.00 50000.00

INGRESO POR VENTA 35 1,400,000.00 1,575,000.00 1,575,000.00 1,750,000.00 1,750,000.00

TOTAL DE INGRESOS 1,400,000.00 1,575,000.00 1,575,000.00 1,750,000.00 1,750,000.00

COSTOS DEL PROYECTO

Costo de producción $ 17.68 707,000.00 795,375.00 795,375.00 883,750.00 883,750.00

Costo de administración $ 0.70 28,000.00 31,500.00 31,500.00 35,000.00 35,000.00

Costos de ventas $ 3.33 133,000.00 149,625.00 149,625.00 166,250.00 166,250.00

TOTAL COSTO DEL PROYECTO 868,000.00 976,500.00 976,500.00 1,085,000.00 1,085,000.00

UTILIDAD ANTES DE IMPUESTOS 532,000.00 598,500.00 598,500.00 665,000.00 665,000.00

DEPRECIACIONES 210,290.80 210,290.80 210,290.80 210,290.80 210,290.80

UTILIDAD GRAVABLE 321,709.20 388,209.20 388,209.20 454,709.20 454,709.20

PAGO DE ISR Y PTU 0.38 122,249.50 147,519.50 147,519.50 172,789.50 172,789.50

UTILIDAD DESPUES DE IMPUESTOS

409,750.50 450,980.50 450,980.50 492,210.50 492,210.50

Demanda BFE: 1,000,000 mg/año Participación año 5: 5% Capacidad de producción: 50,000 mg/año (procesamiento de 2L/cliclo) Ciclos al año: 144 ciclos

Finanzas

TIR

38.57%

VPN (5 años)

$938 mil USD

Punto Equilibrio

24.8 gr

Periodo recuperación

<1

ROI

60%

Factores de éxito Aumento en la paleta de colores de

pigmentos naturales.

Los pigmentos naturales le agregan valor al producto.

Inocuidad y propiedades benéficas para la salud.

Mantienen las propiedades sensoriales durante la vida útil del alimento.

Prohibición de la OMS en el uso de colorantes sintéticos en productos alimenticios.

Factores de riesgo Disminución del precio debido a un aumento de la oferta en

el mercado. Surgimiento de nuevas investigaciones que permitan la

producción más eficiente del pigmento. Surgimiento de pigmentos sintéticos que no hagan daños a la

salud. Aumento en los costos de producción y mantenimiento. Los pigmentos naturales aumentan el precio del producto

final. Estabilidad del producto en la combinación con otros

ingredientes. Uniformidad del color durante el procesamiento y el

almacenaje del alimento. Durabilidad del color y alteración del color. Segmento de mercado muy fraccionado debido a las

manufactureras pequeñas y regionales. Regulaciones no claras.

Conclusiones

Aumento en el uso de ingredientes naturales debido a sus propiedades benéficas y a la concientización del consumidor.

Proceso de alta eficiencia (72%) para la recuperación y purificación de BFE de alta pureza (>4).

El mercado de los colorantes naturales en el 2012 fue de $555.3 millones de dólares y se espera un CAGR de 4% al 2016. EUA representa el 28% de la demanda mundial.

Se tienen dos patentes otorgadas (México y EUA).

Con una inversión inicial de $700 mil dólares y una participación del 5% en el mercado se logrará un retorno de inversión del 60% y un valor presente neta en 5 años de $938 mil dólares, con una taza interna de retorno del 38.57%.

Sugerencias Creación de una paleta de colores. Pruebas de estabilidad en alimentos. Certificación del producto ante la FDA

como producto GRAS y ante la COFEPRIS.

Ampliar la participación en el mercado. Fomentar la creación de normas y leyes

claras y precisas para la regulación del uso de colorantes artificiales.