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“SELECCIÓN DE LA MEJOR ALTERNATIVA PARA LA OBTENCIÓN DE LECITINA COMO AUXILIAR EN EL METABOLISMO HUMANO”

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Carlos Isaac Medrano Ceja

on 1 June 2011

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“SELECCIÓN DE LA MEJOR ALTERNATIVA PARA LA OBTENCIÓN DE LECITINA COMO AUXILIAR EN EL METABOLISMO HUMANO” Presentan:
Alejandra Álvarez Gonzales
Víctor Daniel Hernández Villanueva
Carlos Isaac Medrano Ceja 1.- Introducción El metabolismo es un conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células del cuerpo; transforma la energía que contienen los alimentos que ingerimos en el combustible que necesitamos para todo lo que hacemos, desde movernos hasta pensar o crecer. Es un proceso constante que empieza en el momento de la concepción y termina cuando morimos. Es un proceso vital para todas las formas de vida no solo para los seres humanos. Si se detiene el metabolismo en un ser vivo, a este le sobreviene la muerte. Existen diversos compuestos contenidos en ciertos alimentos que son auxiliares en el metabolismo, ya que lo aceleran, inhiben o mejoran esa deficiencia que se tiene; hablamos de la lecitina. “El mercado mundial de las lecitinas sobrepasa las 100’ 000 toneladas por año” (Muller, Paul G, 1990, p. 120). Es un complejo natural de fosfolípidos, uno de los grupos de sustancias orgánicas naturales con más incidencia fisiológica y metabólica, presentes en las semillas de y en numerosas estructuras biológicas del organismo humano Específicamente ésta ayuda a las funciones biliares y a digerir las grasas, favoreciendo así la digestión; moviliza los sedimentos grasos que se depositan en las arterias, impidiendo la acumulación de colesterol en los vasos sanguíneos. La podemos encontrar en los alimentos de origen animal, los huevos y el hígado; en los alimentos vegetales específicamente en las semillas: nueces del Brasil, semillas de opio, la soja, la lenteja negra, las semillas de lino, el cáchuate, semillas de calabacín, semillas de girasol, semillas de sésamo. 2.- Planteamiento del problema La mayor parte de las enfermedades existentes en el mundo se deben a fallas o deficiencias en el metabolismo, causado por la deficiente producción o la falta de consumo de metabolitos necesarios a través de los alimentos. Esto, a su vez, puede ser producido por la falta de consumo de productos con lecitina, ya que esta es indispensable para lograr una homeóstasis en el cuerpo humano, sobre todo en una sociedad en la que altos niveles de colesterol deben ser combatidos, siendo la lecitina (como por ejemplo, la encontrada en el nopal) de vital importancia. La existencia de colesterol y grasas en el organismo es muy común, ya que son necesarias para ciertos procesos metabólicos como la creación de ATP en la célula, que directamente repercute en mayor energía que nuestro cuerpo necesita. Algunas personas tienen exceso de estos compuestos, lo que directamente les produce síntomas y enfermedades, especialmente afectan a arterias y a corazón. El problema viene a ser sobre todo una incógnita posiblemente resuelta a través de la investigación y análisis de los datos recabados, y se plantea por lo tanto de la siguiente manera: El alimento que contiene mayor cantidad de lecitina se convierte en la mejor opción de alimentación para obtenerla, pero hasta ahora sólo se ha limitado su extracción a partir de la soya, lo que ha creado una desventaja respecto a los países de los cuales es originaria la soya. Por lo tanto, radica en el método de obtención otro de los parámetros definitivos para obtener óptimos resultados en el producto comercial terminado. Es por eso que hemos decidido enfocarnos en estos últimos 2 aspectos: Obtención y Extracción. Tratamos de implementar el método a obtener primero a nivel estatal, para luego ampliarlo y acomodar las variables necesarias en caso de convertirse en un método altamente rentable y aplicable a nivel importación-exportación; empezando por el Estado de Colima, dispuesto para llevarlo al lugar que se solicite (siendo esta una expectativa a largo plazo). Una vez resuelto el problema de los métodos de obtención y extracción, habremos encontrado la forma más rentable y eficiente para obtener un producto de calidad, haciendo énfasis en que se busca un producto final apto para el consumo humano, y por tanto, también para el consumo animal. 3.-Hipótesis De entre todos los alimentos, la soya es el que contiene mayor cantidad de lecitina, convirtiéndose en la mejor opción para obtener una lecitina natural y cien por ciento apta para el consumo humano. Además, la mejor alternativa de extracción para obtener un producto final con estas características, es la extracción con fluidos supercríticos. 3.1 Preguntas de investigación 4.-Objetivos 4.1.-Generales Recabar información acerca de la lecitina en distintos alimentos: Interacción de la lecitina con las grasas y el colesterol, lecitina como precursor de neurotransmisores, y cómo disminuye las necesidades requeridas por el metabolismo de personas diabéticas 4.2.-Específicos Dar a conocer qué alimento contiene mayor cantidad de lecitina y representa la mejor alternativa para su obtención como auxiliar en el metabolismo humano; investigar el metabolismo de colesterol y grasas, y qué parte de la lecitina es el precursor de los neurotransmisores.
Además, describir el método de obtención de lecitina más conveniente a utilizar para obtener un producto final apto para el consumo humano 5.-Justificación El consumo de lecitina, a partir de cualquier fuente, es indispensable para lograr un adecuado balance dentro del organismo humano. Su obtención a partir de los alimentos no siempre es del todo suficiente, provocando ciertas deficiencias y padecimientos derivados del mismo. Surge la lecitina de soya como una alternativa modelo que proporciona los beneficios antes descritos; sin embargo, su uso en distintas ramas de la industria ha hecho desvariar su calidad, rentabilidad, practicidad de obtención (para no elevar precios aún más) y sobre todo, su extracción suficientemente purificada para el consumo humano. Esta investigación servirá como referencia para cualquier persona que desconozca qué es la lecitina, pero específicamente, su interacción en el metabolismo humano. ¿Cuál alimento contiene mayor cantidad de lecitina? ¿Cuál es el mejor uso que nuestro organismo da a la lecitina? ¿Cuál es el mejor método de extracción para obtener una lecitina de origen natural y apta para el consumo humano? 6.- Marco teórico 6.1.- Antecedentes de la investigación La fosfatidilcolina o polienilfosfatidilcolina (también llamada lecitina) es un fosfolípido que, junto con las sales biliares, ayuda a la solubilización de los ácidos biliares en la bilis. Es el componente más abundante de la fracción fosfatídica que puede extraerse tanto de yema de huevo (en griego λεκιθος, lekithos), como de granos de soja. Contiene mayoritariamente ácido palmítico o ácido esteárico en la posición del C-1 y principalmente los ácidos grasos insaturados de 18 carbonos oleico, linoleico o linolénico en la posición de C-2 Es uno de los principales constituyentes de las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Además es un componente de mayor relevancia en la lecitina, y en algunos contextos, los términos se usan como sinónimos. Sin embargo, el extracto de lecitina esta constituido por una mezcla de fosfatidilcolina y otros compuestos. Es producida de forma natural por el hígado y se puede obtener de ciertos productos alimenticios, principalmente la soja y la yema del huevo. 6.2.- Produccion La bilis es una sustancia de color verde sintetizada por el higado y vertida al intestino delgado a través de un conducto denominado colédoco. Tiene una gran importancia en la digestión ya que se encarga de emulsionar los lípidos (grasas) que ingerimos en la dieta. Está formada por colesterol, bilirrubina y lecitina entre otras sustancias. La lecitina es un componente fundamental de la bilis porque tiene un gran poder emulsionante, es decir, actúa como un detergente con las grasas. 6.3.- Bases Teóricas Este nutriente ayuda a proteger los órganos y las arterias de la acumulación de grasa, mejora el funcionamiento del cerebro y facilita la absorción de algunas vitaminas del complejo B y de la vitamina A. Promueve la reducción de los niveles de colesterol y triglicéridos en la sangre. En pruebas realizadas a estudiantes, la ingesta de 25 gramos de fosfatidilcolina demostró una mejora en la memoria explícita 90 minutos después de la toma, con un mayor impacto en los estudiantes más rezagados (Clinical Neuropharmacology 1993; 16: 540) mejora los procesos de aprendizaje, e incrementa la memoria. Ayuda a mejorar la capacidad intelectual, así como la agilidad mental 7.- Viabilidad Esta investigación optamos por obtener la lecitina extraída de la soja que puede ser ingerida, dado que escogimos un método más factible el cual es llamado extracción supercrítica del aceite consiste en la separación que se efectúa en condiciones de presión y temperatura superiores a las críticas del disolvente. Justificamos que el método de extracción continua del aceite no es recomendable usarlo: porque contiene disolventes tóxicos o cada recuperación causa peligro explosivo. Mientras que el método de extracción supercrítica del es más costosas porque es usada altas temperaturas y requerimientos energéticos aparte que no tiene disolventes tóxicos y se obtiene una alta calidad de extracto y rápida extracción 8.-Impacto Social La lecitina es usada como aditivo (margarinas, galletitas, chocolates, suplementos dietéticos, leche en polvo), como alimentación animal y en productos como cosméticas y tintas. El mercado mundial se divide en dos: el de la lecitina básica y modificada y en el mercado menos diferenciado y más competitivo y el de la lecitina fraccionada, de mayor valor pero más chico, dirigido a la industria farmacéutica y de cosmética Alton Edward Bailey (2001) encontró que son eficaces agentes emulsionantes y dispersantes oleosolubles. Son comestibles y su uso más importante se hace en los productos comestibles, y para evitar las salpicaduras en la margarina, especialmente en Europa; en los EE.UU. Se usa muy extensamente en la fabricación de confituras y como auxiliar en la preparación de chocolate 9.- Impacto Económico Desde 2002-2003 las exportaciones procedentes del Cono Sur han superado a las de Estados Unidos. Argentina es el primer exportador mundial de aceite de soja (exporta más de 4 millones de toneladas métricas al año), seguido por Brasil (271 millones de toneladas métricas al año) y Estados Unidos (425 mil toneladas métricas al año). Aunque la Unión Europea importa soja como materia prima, procesa la soja importada y la exporta como aceite (USDA-FAS, 2007b). Argentina es también el primer exportador de harina de soja (19millones de toneladas métricas al año), seguida de Brasil 14792 millones de toneladas métricas) y Estados Unidos (4,690 millones de toneladas métricas) (USDA-FAS, 2007b). 10.- Impacto Ambiental El impacto ambiental de este trabajo se podría ver reflejado en la obtención de productos consumibles tanto para el ser humano como para los animales, según sus requerimientos, pues si el consumible que se ha producido es de calidad y cumple con los estándares que así lo califiquen, podrá igualmente ser utilizado para cualquier otra función con fines no alimenticios sin dañar al medio ambiente. 11.- Delimitación La investigación sólo se enfoca en determinar los efectos de la lecitina en el cuerpo humano, sus interacciones con el cuerpo, beneficios, ventajas de la utilización de lecitina ante un medicamento específico contra el colesterol y otras funciones que desempeña. Consta de manera general la estructura, propiedades, funciones y sus usos, fuentes naturales de obtención de este producto y por ultimo sus beneficios y consecuencias. Planeamos llevarla a cabo a mediano plazo dentro del Estado de Colima, dentro de instalaciones de una planta que quiera implementar nuestro proceso y que cuente con todos los requisitos necesarios para realizar el aislamiento de lecitina como se comenta en la metodología. 12.- Metodología Hay distintos métodos de extracción de lecitina para cualquier alimento, de los cuales elegimos éste por su practicidad, además de que está diseñado para un proceso industrial, lo que nos permite que éste trabajo informe a futuras referencias de cómo procesar industrialmente la lecitina. Realmente no hay un método directo para la extracción de lecitina en semillas; son que el primer paso a realizar es extraer el aceite de dicha semilla para secuencialmente realizar la extracción de lecitina. La extracción con fluidos supercríticos es una técnica de separación de sustancias disueltas o incluidas dentro de una matriz, basada fundamentalmente en la capacidad que tienen determinados fluidos en estado supercrítico de modificar su poder disolvente. Esta extracción se realiza sin cambios de fase, simplemente variando las condiciones de presión y/o temperatura de los fluidos supercríticos; estos son liquidos o gases en condiciones ambientales, llevados a unas condiciones operativas de presión elevada y temperatura moderada, por encima de su punto critico. La propiedad mas elevada que presentan es su elevado poder disolvente en estado supercrítico. A continuación se muestra un esquema de la instalación de un equipo de extracción supercrítica en la que se lleva a cabo los experimentos. Básicamente consta de tres modulos bien diferenciados:
*Modulo de impulsión
* Modulo de extracción
*Modulo de separación 12.1.- Modulo de impulsión: en este modulo se lleva a cabo la impulsión del fluido; constituido por un baño refrigerante y dos bombas, para una impulsión del dióxido de carbono y otra para el cosolvente. El CO2 se enfria hasta -8 ºC e impulsándolo con una bomba de dezplasamiento positivo, al igual que para el cosolvente(aquí se ingresa la materia prima, sea la yema de huevo o la soja). La presión del sistema se regula en un intervalo de trabajo de 100 y 600 kg/cm^2. 12.2.- Modulo de extracción: es donde se lleva la extracción supercrítica propiamente dicha. Esta constituido por un recipiente cilíndrico de acero inoxidable de 73 cm^3 en el cual pude alcanzar una presión de hasta 690 kg/ cm^2 a 100 ºC. además esta equipado con dos bandas cerámicas calefactoras que pueden alcanzar una temperatura máxima de 260ºC 12.3.- Modulo de separación : es donde el CO2 se separa del extracto; constituido por dos recipientes separadores y las líneas de entrada y salida de fluido. El primer recipiente es un ciclon de vidrio donde queda retenido el extracto tras la expansión. El segundo recipiente es un serpentin de vidrio sumergido en un baño 13.- Aseguramiento técnico del material Para realizar el método de extracción supercrítico del material que se necesita obtuvimos que se utiliza el CO2 no es toxico, ni explosivo, ni incendiario, es bacteriostático y es clasificado por la FDA como GRAS (Generally Recognizaed As Safe). Una causa que es muy cara es por la temperatura y presión criticas para el CO2 son Pc 73 bar y Tc 31 °C es por ello que la inversión inicial para estos procesos es alta, aun para equipos escala, debido a la tecnología involucrada, a los costos de materiales y de construcción un equipo de 5 litros aproximadamente $ US 80,000. Ya son en acero inoxidable tipo 316 deben soportar altas presiones en su operación y deben de ofrecer un manejo seguro. (Sánchez octubre 19,20 21 del 2006 pag.2) La materia prima que es la soja, en nuestro país de 1.5 millones de toneladas es insuficiente para satisfacer la demanda interna y poco competitiva en relación con la que producen, de forma creciente y altamente eficiente. (Fernandez Carbajal, pág. 27). Gracias
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