Cáscara de cacao fuente de polifenoles y fibra: simulación de una planta piloto para su extracción
Cáscara de cacao fuente de polifenoles y fibra: simulación de una planta piloto para su extracción
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En el municipio de San Vicente de Chucurí, Santander, se produce aproximadamente el 11,8% del cacao de Colombia. Asociado con la producción de los granos de cacao se producen de 74-86% de residuos durante el proceso de beneficio, lo que representaría entre 4715–5480 toneladas al año. Esta situación genera problemas ambientales y fitosanitarios que se deben atender en el futuro inmediato. Es así que en este trabajo se estudia el aprovechamiento de los residuos de cacao (cáscara) del material clon CCN-51 para la extracción de polifenoles y fibra total. Desde el punto de vista metodológico, se desarrollaron dos etapas; en la primera se caracterizaron las cáscaras de cacao evaluando el contenido de polifenoles totales (método de Folin-Ciocalteu) y fibra dietaria total (método enzimático-gravimétrico); en lo que respecta a la segunda etapa, se realizó la simulación (software SuperPro Designer ®v.9.0 académica) de una planta extractora usando como información de entrada al simulador los resultados obtenidos en la primera etapa. La simulación se desarrolló tomando como base de cálculo el 32,6% de la producción del municipio y los resultados fueron: el contenido de polifenoles totales y fibra dietaria total para el clon CCN-51 fueron respectivamente 61 mgEAG/g (expresados en peso seco) y 56,80%. En lo que respecta a la simulación, se propuso un diagrama de proceso en que se incluyeron las etapas de preparación, extracción, concentración de polifenoles y fibra total. Con esta configuración fue posible obtener 8,6 kgEAG/h de polifenoles totales y 80,3 kg/h de fibra total presentes en la torta de cáscara de cacao.
Palabras clave: cáscara de cacao, fibra dietaria total, polifenoles, simulación.
Abstract
The municipality of San Vicente de Chucurí, department of Santander, produces approximately 11,8% of Colombia cocoa. In the production of cocoa beans, specifically during the beneficiation process, between 74-86% of waste are generated, which represents between 4715-5480 tons per year. This situation generates environmental and phytosanitary issues that should be addressed in the near future. Thus, in this paper it was evaluated the use of cocoa waste (husk) of CCN51 material for the extraction of polyphenols and total dietary fiber. Methodologically, two stages were developed. In the first stage, the cocoa husks were characterized by determining the total polyphenol content (Folin-Ciocalteu method) and total dietary fiber (enzyme-gravimetric method). With respect to second stage, it was performed the simulation (SuperPro Designer® software, academic version 9.0) of an extraction plant, using as input data of the simulator the values of obtained experimentally in the first stage. The simulation was developed on the basis of calculating the 32.6% of production in the municipality of San Vicente and the results obtained were as follows: the content of total polyphenols and total dietary for clone CCN-51 were respectively 61 mgEGA/gdm y 56,80%. With respect to the simulation, a process diagram was proposed in which the stages of preparation, extraction and concentration of polyphenols and total dietary fiber were included. With this configuration, it was possible to obtain 8,6 kgEGA/h total polyphenols and 80,3 kg/h total dietary fiber present in the cocoa husk mass.
Keywords: Cocoa Husk, Total dietary fiber, Polyphenol, Simulation
Resumo
No município de San Vicente de Chucurí, Santander, que ocorre aproximadamente 11,8% de cacau na Colômbia. Associado com a produção de grãos de cacau são produzidos 74-86% dos resíduos durante o processo de beneficiamento, o que representaria entre 4715-5480 toneladas por ano. Isso cria problemas ambientais e fitossanitárias que devem ser abordadas no futuro imediato. Assim, neste estudo é estudada a utilização de cacau (escudo) de material de resíduos CCN-51 clone para a extracção de polifenóis e fibra total. Do ponto de vista metodológico, duas etapas foram desenvolvidas; no primeiro as conchas de cacau foram caracterizadas através da avaliação do teor de polifenóis total (de Folin-Ciocalteu) e de fibra dietética total (método de enzima-gravimétrica); com respeito ao segundo ponto, foi realizada a simulação (software Designer SuperPro ®v.9.0 académico) utilizando uma instalação de extracção como entrada para o simulador de os resultados obtidos no primeiro passo. A simulação foi desenvolvido cálculo baseado 32,6% da produção do município e os resultados foram: o conteúdo de polifenóis totais e fibra total para o clone CCN-51 foram, respectivamente, 61 mgEAG dietética / g (peso seco expresso ) e 56,80%. No que diz respeito à simulação, um diagrama de processo em que incluiu propôs as fases da preparação, extracção, concentração de polifenóis e fibra total. Com esta configuração foi possível obter 8,6 kgEAG / h e de polifenóis totais 80,3 kg / h de fibra total presente no bolo de casca de cacau.
Palavras-chave: casca de cacau, fibra dietética total, polifenóis, simulação.
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Detalles del artículo
L. Quintana, S. Gómez, A. García y N. Martínez, “Caracterización de tres índices de cosecha de cacao de los clones CCN51, ICS60 e ICS 95, en la montaña santandereana, Colombia”, Revista de alimentación agraría y ambiental, vol. 6, no. 1, pp. 253-265, 2015.
A. Pallares-Pallares, J.A. PereaVillamil, L.J. López-Giraldo, “Impacto de las condiciones de beneficio sobre los compuestos precursores de aroma en granos de cacao (Theobroma cacao L) del clon CCN-51”, Respuestas, vol. 21, no. 1, pp. 120-133, 2016.
S. Gómez, L. Quintana, A. García and N. Martinez, “Clone sensory profile of cocoa (Theobroma cacao L.) CCN51 (first vintage 2015)”. @LIMENTECH CIENCIA Y TECNOLOGÍA ALIMENTARIA, vol. 13, no. 1, pp. 60-65, 2015.
O. Ortiz, R. Villamizar and J. Rangel, “Applying life cycle management of colombian cocoa production”, Food Science and Technology (Campinas), vol. 34, no. 1, pp. 62-68, 2014.
L. Pérez y N. Pulido, “Determinación experimental y modelamiento de los perfiles de extracción supercrítica para la obtención de compuestos bioactivos a partir de cáscara de cacao (Clon CCN-51)”; Universidad Industrial de Santander: Bucaramanga, 2014.
Trade Map – Lista de los países importadores para el producto seleccionado en 2015. Octubre 2016. [En línea]. Disponible en: http://www.trademap.org.
L. Flórez y M. Jerez, “Implementación de un método enzimático-gravimétrico para la determinación de fibra dietaría soluble e insoluble en residuos de cacao”; Universidad Industrial de Santander: Bucaramanga, 2016.
S. Toro, M.R. Estupiñan and L.J. López, “Cocoa husk as source of natural phenolic antioxidants: comparision of polyphenols and antioxidant activity in theobroma cacao beans and husk”, I Congr. Int. de investigación e innovación en ingeniería, ciencia y tecnología de alimentos, Medellín, Fac.Nal.Arg, 2014.
L. Sotelo, A. Alvis y G. Arrázola, “Evaluación de la epicatequina, teobromina y cafeína en cáscaras de cacao (Theobroma cacao L.), determinación de su capacidad antioxidante”. Revista colombiana de ciencias hortícolas, vol 9, no. 1, pp. 124-134,2015.
J. Garrido, H. Navarro, M. Diaz de los Rios y I. Perez, “Evaluación de alternativas de producción de levadura forrajera a partir de vinazas mediante simulación con SuperPro Designer sobre derivados de la caña de azúcar”. ICIDCA, vol. 44, no. 2, pp. 34-40, 2010.
S. Villamizar y S. Barragan, Análisis preliminar de la simulación y factibilidad económica del proceso de recuperación de polifenoles a partir de cascara de cacao; Universidad Industrial de Santander: Bucaramanga, 2014.
J. Godoy, Obtención de antioxidantes a partir de grano de cacao: condiciones favorables de inactivación de la enzima Polifenol Oxidasa, extracción de polifenoles y ajuste de parámetros cinéticos; Universidad Industrial de Santander: Bucaramanga, 2015.
D. Abarca, R. Martínez, J. Muñoz, M. Torres y G. Vargas, “Residuos de café, cacao y cladodio de tuna: Fuentes promisorias de fibra dietaria”, Revista Tecnológica-ESPOL, vol. 23, no. 2, 2010.
O. Carreño y L. Rojas, Determinación y ajuste de parámetros cinéticos de la extracción de polifenoles totales a partir de la cascara de cacao; Universidad Industrial de Santander: Bucaramanga, 2014.
