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RESEÑA

El plátano es un fruto que se produce en nuestro país durante todo el año, por lo que en Tabasco, Tamaulipas, Michoacán y algunos otros estados de la República existen aproximadamente 2,100 productores de plátano. Debido al abastecimiento de este fruto, los productores buscan la manera de abarrotar la industria durante el año y en especial en verano e invierno, generando una demanda de 500% y un impacto directo en tiempos de maduración. Para lograr una aceleración de producción, el sector utiliza cámaras rudimentarias y acondicionadas, así como procesos de maduración por adición de calor, deshidratación o aislamiento por tiempo, métodos que afectan completamente el fruto, tanto su corteza, como pulpa y propiedades nutrimentales; las consecuencias de lo anterior son presencia de textura en la pulpa y sabor insípido, así como apariencia café y marchita en la corteza.

Mediante una investigación de campo, experimental y tecnológica con una duración de 6 años, se pudo determinar que es posible controlar la senescencia (maduración) de frutos y verduras climatéricos (fruto o verdura que una vez recolectado puede continuar su proceso de maduración hasta alcanzar sus propiedades organolépticas óptimas para su consumo, ejemplo plátano, aguacate, manzana, tomate, mango, etc.) en un ambiente frio; siempre y cuando se considere el control óptimo de parámetros con las que cada fruto o verdura debe de contar al momento del inicio de proceso (variables como presión, humedad, cantidad de gases, temperatura, velocidad de aire e iluminación); dicho proceso implica el uso de un sistema completamente automatizado capaz de adaptarse de acuerdo a los requerimientos que el producto requiere.

El sistema puede madurar cualquier fruta y verdura climatérica en un lapso de 24 horas como máximo, ofreciendo al término del proceso frutos o verduras en condiciones óptimas de consumo inmediato. Los productos contarán con textura, color, olor, figura y sabor en perfecto estado, así como propiedades nutrimentales y sensoriales mejores que aquellos madurados con otra clase de proceso.

El prototipo tiene un diseño compacto para procesar hasta 20 kilogramos de fruta o verdura, diseño que permite ser usado en un ambiente residencial. El sistema se puede ajustar y redimensionar para utilizarse en espacios mayores y con sistemas de control activos más robustos, con el fin de producir grandes cantidades por cada ciclo de manera industrial; incluso se puede ajustar el sistema a una unidad móvil para el tratamiento de fruta o verdura en trayecto de transporte para venta, lo que genera reducción de tiempos de espera y de madurado en stock.

Cabe mencionar que el proceso no implica ningún efecto secundario o afección a futuro en los consumidores de productos tratados por medio de esta máquina, ya que la maduración ocurre de forma natural y es bioquímicamente igual a la inducida en dicho proceso, debido a que el fruto tiene un tratamiento de incubación a través de óptimas condiciones y de acuerdo a los requerimientos de la misma.

RESEÑA

Actualmente en el mundo existen alrededor de 7 mil millones de personas y se prevé que para el 2050 la población aumentará en un 30%. Por ello, así como por las crecientes preferencias dietarias (veganos y vegetarianos), es necesario encontrar nuevas fuentes de proteína barata que cumplan con los requerimientos de aminoácidos esenciales para humanos, y que tengan funcionalidad alimentaria y nutracéutica (benéfico para la salud) para su explotación a nivel industrial.

Uno de los pseudocereales conocido como "las nueva semilla de oro del siglo XXI", además de ser utilizado por las culturas pre-Colombinas como fuente de alimento y medicina, y que cumple con estos requisitos, es el chan (Hyptis suaveolens L. Poit). La proteína mayoritaria del chan es la globulina 11S (Hs11S), una proteína de reserva de interés en la industria alimenticia presente en todas las leguminosas y en algunos cereales como el arroz y la avena.

El objetivo del presente trabajo fue purificar a la Hs11S para caracterizar su funcionalidad y termoestabilidad. Nuestros resultados revelaron que la Hs11S actúa como estabilizador de emulsiones aceite en agua utilizando una baja concentración de proteína. Además, debido a su capacidad de formar geles, la Hs11S podría ser usada en la elaboración de gelatinas comerciales enriquecidas con proteína, así como en la modificación de la textura de algunos productos como el yogurt y/o tofu.

La estabilidad de la Hs11S a elevadas temperaturas le permitiría ser sometida a procesamientos térmicos, sin perder su funcionalidad. Los resultados sugieren que la semilla de chan puede ser usada para explotación y aplicación racional en alimentos convencionales como una fuente novedosa y económica de proteínas con alta calidad nutricional, funcional y potencialmente nutracéutica.

RESEÑA

Nayarit es el principal productor de jaca en México con el 91.6% del total nacional. Dicha fruta se considera como exótica y se aprecia por lo aromático y sabroso de sus bulbos o pulpa, así como por su coloración atractiva que varía desde un amarillo claro hasta un anaranjado intenso.

Por otra parte, derivado del procesamiento de la jaca se obtienen sus semillas como subproducto, las cuales representan del 8 al 15% del peso total de la fruta. Dada su composición química, las semillas de jaca podrían considerarse como una fuente potencial no convencional de proteína, vía la obtención de un aislado proteínico, cuyas propiedades funcionales y estructurales podrían afectarse por la exposición al ultrasonido, para mejorar sus características como ingrediente para uso en la industria de alimentos.

Para demostrar lo anterior, se estudió el efecto del ultrasonido de alta intensidad (UAI) sobre las propiedades tecnofuncionales y estructurales del aislado proteínico de semilla de jaca (APSJ).

El APSJ se obtuvo por extracción alcalina (pH 12) y precipitación isoeléctrica (pH 4), seguido de extracción alcohólica, lavado con éter etílico (1:4 p/v) por filtración y secado (35°C, 1.5 m/s), a partir de la harina de semillas de jaca. Para ello se prepararon soluciones proteínicas al 10% (p/v), las cuales se sonicaron a 20 kHz y 200, 400 o 600 W de potencia por 15 min, además del tratamiento control sin sonicación.

De acuerdo a los resultados obtenidos, en general los tratamientos de ultrasonido mejoraron las siguientes propiedades del APSJ: capacidad de retención de aceite, capacidad emulsificante, actividad emulsificante, capacidad espumante, concentración mínima gelificante, hidrofobicidad superficial y solubilidad de proteínas. También se observó que las fracciones proteínicas del APSJ fueron 7 con pesos moleculares en el rango de 6.08-26.82 kDa, pero después del tratamiento con UAI, se obtuvieron 8 fracciones, de las cuales 6 resultaron de peso molecular inferior a las del tratamiento control. Por otra parte, los resultados del estudio microscópico demostraron que el UAI modificó la microestructura de las proteínas de APSJ, al exhibir agregados más grandes en comparación con los de las proteínas del tratamiento control.

En consecuencia, los cambios observados por la aplicación del UAI en las propiedades tecnofuncionales y estructurales del APSJ, favorecerían su aplicación como ingrediente en productos tales como aderezos para ensalada, crema batida, salchichas, productos de panificación, coberturas, helados, postres y bebidas.

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El aceite de chía contiene un alto contenido de ácidos grasos conocidos como Omega-3 (ω-3), Omega-6 (ω-6) y Omega-9 (ω-9). El consumo de estos ácidos es fundamental en la dieta del ser humano ya que brindan efectos positivos a la salud, retardando enfermedades cardiovasculares, envejecimiento prematuro, entre otras. Sin embargo, su estructura química insaturada lo hace susceptible a degradarse por diferentes factores ambientales (luz, temperatura, oxígeno, entre otros) y especialmente a la oxidación, por lo que es necesario proteger el aceite de chía para poderlo consumir en diferentes productos alimentarios como yogurts, barras dietéticas, snacks, leche en polvo, etc.

Una manera de proteger el aceite es empleando la tecnología de la microencapsulación mediante secado por aspersión. En este trabajo el aceite de chía fue primeramente extraído de las semillas a través de una prensa hidráulica, posteriormente fue emulsionado en una mezcla de biopolímeros constituida por un concentrado de proteína de suero de leche y un polisacárido (goma de mezquite), y finalmente la emulsión fue deshidratada con un secador por aspersión; este tipo de equipos es utilizado comúnmente en la industria de los alimentos para obtener productos en polvo (microcápsulas).

Una vez obtenidas las microcápsulas, éstas fueron acondicionadas a diferentes temperaturas (25, 35 y 40°C) y humedades relativas (actividad de agua) (0.11 a 0.85); lo anterior también se hizo para el aceite de chía sin encapsular.Al tener el aceite y las microcápsulas acondicionadas, se determinaron experimentalmente isotermas de adsorción y mediante un estudio termodinámico se establecieron las condiciones de almacenamiento más propicias para retardar la oxidación del aceite microencapsulado. Al mismo tiempo de realizar el estudio termodinámico, se llevó a cabo un análisis de estabilidad térmico-oxidativo del aceite de chía sin encapsular y microencapsulado.

Los resultados más sobresalientes mostraron que el aceite de chía microencapsulado se oxidó más lentamente que el aceite sin encapsular independientemente de la temperatura de almacenamiento.

Finalmente, en conjunto los parámetros termodinámicos, entropía mínima integral, temperatura de transición vítrea y actividad de agua, permiten predecir a qué condiciones de humedad y temperatura deben ser almacenadas las microcápsulas de aceite de chía para retardar fenómenos oxidativos y prolongar la vida de anaquel de este producto.

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El aceite esencial de limón es uno de los saborizantes más utilizado en todo tipo de productos alimenticios. Debido a su alta solubilidad y pronunciadas características de sabor, el aceite esencial destilado es preferido para la elaboración de bebidas de "cola". La importancia del aceite de limón es por la gran demanda que tiene en la elaboración de refrescos y dulces, así como sus diversas aplicaciones en la industria alimenticia, cosmética y farmacéutica.

Tradicionalmente este aceite es obtenido por destilación en lote, alambiques o tanques de una capacidad aproximada de 10,000 L. Este proceso es relativamente sencillo y con un costo de inversión bajo, sin embargo, presenta algunas desventajas derivado de la capacidad de los alambiques y a las altas temperaturas empleadas para la destilación, provocando que el consumo energético requerido por el proceso sea muy elevado y que algunas fracciones de los aceites se degraden durante la destilación.

Con el fin de disminuir el consumo de energía necesaria durante la destilación tradicional del jugo de limón, se desarrolló la tecnología destilación en continuo por arrastre de vapor.

En un inicio se diseñaron y construyeron dos equipos de la tecnología de destilación en continuo, un prototipo laboratorio de 3 litros y un prototipo piloto de 60 litros, con las cuales se hicieron las primeras pruebas de destilación de los aceites esenciales de jugo de limón y se logró alcanzar hasta un cuarenta por ciento de ahorro energético.

Con base en los desarrollos anteriores se hicieron mejoras de la tecnología para que pudiera llevar a cabo procesos de separación como la destilación, la evaporación y la extracción, lo cual le permite ser utilizado tanto en la obtención de principios activos a partir de productos naturales, así como en el campo de las bebidas destiladas. Gracias a estas mejoras antes mencionadas fue posible obtener la patente de la tecnología en el año 2015.

En síntesis esta tecnología de destilación en continuo para la obtención de aceite destilado de limón presenta los siguientes beneficios:

  • Un menor consumo de vapor del 40 % comparado con el proceso tradicional de destilación por lotes.
  • Facilidad de operación al ser un sistema automatizado que permite monitorear y controlar el proceso de la destilación.
  • Un menor impacto ambiental ya que el efluente se obtiene a temperaturas más bajas que el proceso tradicional.
  • Permite la obtención de fracciones de aceite destilado facilitando su posterior purificación.
  • Potencial uso en bebidas destiladas.

RESEÑA

El nopal es un alimento tradicional mexicano que se consume por costumbre. Sin embargo, no se conocía su mecanismo de acción a nivel molecular. Con la ayuda de la nutrigenómica, actualmente podemos conocer el efecto del nopal en la regulación de diferentes genes en diversos órganos y tejidos del cuerpo y su posible efecto en la salud digestiva.

Por otra parte, la obesidad es un problema multifactorial causado en parte por el desequilibrio en la microbiota intestinal (disbiosis). Esta disbiosis está acompañada de un aumento en la permeabilidad intestinal a causa del incremento en bacterias gram (-) que contienen en su pared celular un lipopolisacarido (LPS), responsable de la inflamación denominada endotoxemia metabólica. Ésta a su vez puede causar inflamación no solo en el intestino sino en diversos órganos como el hígado, tejido adiposo y cerebro, por lo que el propósito del presente trabajo fue estudiar el efecto del nopal que es un vegetal rico en fibra soluble y además contiene hidratos de carbono complejos (pectina, mucilago) e insoluble, vitamina C, polifenoles y beta carotenos. Esta composición sugería que probablemente el nopal pudiera modificar la microbiota intestinal, para lo cual se estudió en un modelo animal de obesidad inducido por una dieta alta en grasa saturada y azúcar por 7 meses; posteriormente, a un grupo se le incluyo 5% de nopal en su dieta por 1 mes y se evaluó su efecto en la microbiota intestinal utilizando secuenciamiento masivo del gen 16S ribosomal.

Los resultados mostraron que la adición de nopal en la dieta disminuyó el desequilibrio en la microbiota, aumentó la diversidad bacteriana y mejoró la permeabilidad intestinal. Estos cambios se asociaron a una disminución de la inflamación relacionada con la obesidad, la intolerancia a la glucosa y la síntesis de grasa corporal.

Dichos cambios fueron acompañados por una reducción del hígado graso y aumento a la capacidad antioxidante en el tejido adiposo y el cerebro, con lo cual se mejoró la función cognitiva asociada con un aumento en Bacteoides fragilis. Este estudio apoya el uso de nopal como alimento funcional y prebiótico por su capacidad para modificar la microbiota intestinal y reducir las anormalidades bioquímicas relacionadas con la obesidad.

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El chile 'Jalapeño' es altamente cultivado y consumido en México, siendo considerado como un símbolo de identidad. Su picor se debe al alto contenido de capsaicinoides, especialmente de capsaicina y dihidrocapsaicina, compuestos a los que recientemente se les han atribuido diversos efectos protectores de salud humana, incluyendo propiedades anticancerígenas, antidiabéticas y antihipertensivas. Estos padecimientos se han catalogado como problemas de salud pública en México, sin embargo, los efectos protectores de estos compuestos están determinados en una primera instancia, por la eficiencia con la que se absorben en el tracto gastrointestinal una vez consumidos.

Durante mucho tiempo se pensó que los capsaicinoides no se absorbían, posteriormente se demostró la absorción de estos compuestos, pero empleando capsaicinoides puros o extractos de chiles. No había evidencia sobre la absorción de capsaicinoides a partir de chiles, la fuente dietaria exclusiva de estos elementos. Dicha falta de evidencia era grave, dada la importancia del chile en México y que el chile posee compuestos que pueden reducir o bloquear por completo la absorción de los componentes bioactivos.

En esta investigación se evaluó la potencial absorción (bioaccesibilidad) de capsaicina y dihidrocapsaicina de chiles 'Jalapeño' (verdes y rojos) frescos, tratados térmicamente y congelados. Para ello, los chiles se sometieron a un proceso de digestión gástrica e intestinal en ausencia y presencia de grasa dietaria (saturada o insaturada), para posteriormente monitorear la incorporación de capsaicinoides desde el medio gastrointestinal (chiles digeridos) hacia células intestinales. La grasa dietaria se incorporó a las reacciones digestivas, hipotetizando que podía influir la eficiencia de absorción de capsaicinoides, dado el carácter lipófilo de éstos. La grasa saturada se aisló de carne de res y la grasa insaturada fue proveniente de aceite de soya. Los tratamientos térmicos (hervido y asado) aplicados a los chiles se realizaron de acuerdo a las prácticas domésticas seguidas en México para elaborar salsas.

Se encontró que los capsaicinoides se incorporaron eficientemente a las células intestinales. Tanto el estado de madurez como el estilo de procesamiento de los chiles influenciaron la eficiencia de absorción de capsaicinoides. Fue mayor con chiles verdes crudos. El procesamiento térmico redujo la absorción de estos compuestos. La grasa insaturada favoreció la absorción de capsaicinoides, pero solo con chiles rojos. El almacenamiento en congelación disminuyó la absorción de capsaicinoides de chiles verdes, pero la incrementó con chiles rojos.

En general, las células intestinales incorporaron entre el 8 y 11% de los capsaicinoides contenidos en el medio gastrointestinal con el que se incubaron. Análisis posteriores de las células intestinales, sugirieron que los capsaicinoides incorporados fueron metabolizados rápidamente a otros compuestos, los cuales probablemente son los responsables directos de los efectos protectores atribuidos a estos compuestos.

Este estudio demostró que los capsaicinoides de los chiles sí se absorben en el intestino, aunque no de manera intacta, y que su eficiencia de absorción está modulada por el estado de madurez y estilo de procesamiento del chile así como del tipo de grasa co-consumida. Los resultados obtenidos podrían ser utilizados para elaborar recomendaciones orientadas a combatir los problemas de salud pública en México.

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México es el mayor productor y exportador mundial de aguacate, fruto con un gran contenido de nutrientes esenciales y rico en lípidos insaturados saludables. Recientemente ha surgido el interés por estudiar a un grupo de derivados lipídicos bioactivos (denominados acetogeninas), aparentemente exclusivos del aguacate, y presentes tanto en pulpa (parte comestible) como en semilla (actualmente considerada un desecho) de diferentes variedades del fruto. Particularmente, la Dra. Rodríguez ha trabajado en el desarrollo de métodos para aislar dichas moléculas del fruto, con alto grado de pureza, tanto individualmente, como en mezcla.

Adicional, a través de investigaciones previas en las que la Dra. Rodríguez ha participado, se ha logrado documentar que, entre otras bioactividades, dichos derivados lipídicos tienen un efecto preventivo sobre la agregación plaquetaria y la formación de trombos (coágulos) en el torrente sanguíneo. De esta forma, dichas moléculas activas potencialmente pueden disminuir la incidencia de infartos y embolias que, en conjunto se conocen como enfermedades cardiovasculares (ECV).

Las ECV ocurren cuando un trombo bloquea el flujo sanguíneo hacia el corazón o cerebro, impidiendo la llegada de nutrientes y oxígeno, causando lesiones y disfunción en dichos órganos. Por su alta ocurrencia, las ECV se consideran como la principal causa de morbimortalidad en México y en el mundo, representando altos costos en salud pública asociados a su manejo, pérdida de productividad laboral y muertes.

A pesar de que actualmente existen diversos agentes terapéuticos que evitan la formación de trombos, su principal efecto adverso es el incremento en el riesgo de hemorragia, existiendo una necesidad latente por encontrar nuevos agentes que ofrezcan igual o mayor efectividad para prevenir las ECV. Además, los consumidores actuales, más que nunca exigen productos formulados con ingredientes de origen natural y también se observa un aumento en la demanda de alimentos funcionales, que proporcionen efectos benéficos en salud, más allá de las funciones de nutrición básica.

Por lo tanto, esta investigación sugiere que los derivados lipídicos bioactivos del aguacate pueden ser una alternativa natural prometedora para mejorar la salud pública a través de la alimentación, al incorporarse en productos alimenticios o administrarse en forma de suplementos nutricionales que prevengan el desarrollo de ECV. Sin embargo, debido a su naturaleza lipídica, los compuestos bioactivos son poco solubles en agua, lo que dificultaría su incorporación homogénea en matrices alimentarias y posteriormente podría comprometer su actividad. Se propone hacer uso de la nanotecnología con el fin de mejorar el desempeño de los derivados lipídicos del aguacate y potenciar su actividad cardioprotectora, y en un futuro cercano poder considerar su uso como ingrediente funcional en alimentos.

Además, durante el procesamiento industrial de la pulpa de aguacate para obtener aceite y guacamole, la semilla es considerada un subproducto de desecho. En consecuencia, se propone extraer a las moléculas activas a partir de la semilla, como una alternativa para reducir el impacto ambiental y obtener un producto de valor a partir de un desecho. Considerando que México es el mayor productor y exportador de aguacate del mundo, el proyecto tiene una gran relevancia económica para nuestro país.

En suma, el proyecto se pretende traducir en la posibilidad de ofrecer alimentos y suplementos naturales que beneficien la salud de la sociedad en general y generen valor económico para nuestro país.