Es innegable que el Perú sea reconocido por su gran biodiversidad amazónica y como la mayor farmacia natural del mundo. Sin embargo, la investigación científica básica que muestre los componentes de mayor importancia es aún limitada. A su vez, durante décadas, la comunidad científica peruana viene usando metodologías tradicionales de extracción basadas en el uso de solventes orgánicos, que tiene como consecuencia la contaminación ambiental, coextracción de compuestos indeseables, aumento del costo de purificación y disminución del rendimiento de los compuestos de interés. Por ello, resulta necesario el uso de técnicas de extracción alternativas con mejor selectividad y eficiencia. En este contexto, la extracción con fluidos supercríticos (EFS) explora las propiedades del CO2 supercrítico, logrando extracciones rápidas, eficientes, baratas y amigable con el ambiente, en comparación con los métodos tradicionales de extracción. En Latinoamérica, países como Brasil, Chile, Argentina y Colombia ya incursionan en esta línea de investigación, encontrando nuevas formas de aprovechar sus recursos. Por ende, adquirir un sistema de extracción acelerada por fluidos supercríticos (SEAFS) es importante, puesto que potencializará la línea de investigación de la Universidad Nacional de San Martín – Tarapoto (UNSM – T) referente a la gestión integral y sostenible de los recursos naturales que involucra a los laboratorios de 6 programas de estudio. Asimismo, la aplicación del SEAFS permitirá obtener extractos de alta pureza y estudiar de manera integral compuestos bioactivos, como los que pueden encontrarse a partir de productos y subproductos agroindustriales. Esto conllevará a dar mejor enfoque a las investigaciones, siendo el proceso de extracción, el punto de partida de cualquier investigación aplicada. Paralelamente, hará posible afianzar los vínculos de investigación entre la universidad, la empresa y la sociedad en temas de Ciencia, Tecnología e Innovación. Por ello, esta tecnología permitirá generar capital humano altamente capacitado. Finalmente, la obtención del sistema supercrítico conllevará a publicar artículos científicos en revistas indexadas de alto impacto y posibles patentes. De esta manera, se mejorará la visibilidad científica de la UNSM – T y sus aliados.

Objetivo general

Adquirir un sistema de extracción acelerada por fluidos supercríticos (SEAFS) que potencializará la línea de investigación de la Universidad Nacional de San Martín – Tarapoto (UNSM – T) referente a la gestión integral y sostenible de los recursos naturales que involucra a los laboratorios de 6 programas de estudio.

Objetivo específico 1

Adquisición del equipo y puesta en marcha.

Objetivo específico 2

Identificar compuestos bioactivos en los extractos obtenidos usando tecnología supercrítica en ají charapita (Capsicum frutescens), copaiba (Copaifera sp.) y subproductos de naranja y uva.

Objetivo específico 3

Evaluar la bioaccesibilidad de compuestos bioactivos de los extractos contenidos en las micropartículas mediante simulación gastrointestinal in vitro.

Descripción

Dentro de los métodos tradicionalmente usados para la recuperación de compuestos bioactivos a partir de fuentes naturales, se encuentra la extracción con solventes orgánicos, la cual tiene como restricción la posible contaminación ambiental, coextracción de compuestos indeseables, aumento del costo de purificación y disminución del rendimiento de los compuestos de interés. Por ello, resulta necesario el desarrollo de técnicas de extracción alternativa con mejor selectividad y eficiencia. En este contexto, la extracción con fluidos supercríticos (SFE) explora las propiedades de los solventes como el CO2 supercrítico, lográndose extracciones rápidas, eficientes, baratas y amigables con el ambiente, en comparación con los métodos clásicos de extracción (Castro-Vargas et al., 2011; Reverchon y De Marco, 2006).

Cabe destacar, en Latinoamérica, países como Brasil, Chile, Argentina y Colombia ya incursionan en esta línea de investigación, encontrando nuevas formas de aprovechar sus recursos. El Perú es reconocido por su exuberante biodiversidad amazónica y el uso ancestral empírico. Sin embargo, la investigación científica básica de sus componentes es limitada. La poca información que se tiene de la biodiversidad amazónica proviene de estudios realizados en otros países. Por ende, el sistema de extracción acelerado por fluidos supercríticos (SEAFS) será el primero en su clase en toda la región amazónica y permitirá generar conocimiento que valorice los recursos nacionales con base científica sólida. Las posibles aplicaciones del SEAFS priorizará productos y subproductos de cultivos alternativos, plantas y cortezas de uso medicinal, frutas amazónicas con propiedades nutracéuticas, farmacéuticas, cosmética, aceites esenciales y pesticidas.

Institución responsable del equipamiento

Universidad Nacional de San Martín

RUC: 20160766191

Tipo de entidad: Universidad

Régimen: Público

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: San Martín

Provincia: San Martín

Distrito: Tarapoto

Dependencias: Instituto de Investigación y Desarrollo, Instituto de Investigación y Desarrollo y Facultad de Ingeniería Agroindustrial

Instituciones asociadas

Universidad Nacional de la Amazonía Peruana

RUC: 20180260316

Tipo de entidad: Universidad

Régimen: Público

Departamento: Loreto

Provincia: Maynas

Distrito: San Juan Bautista

Entidad colaboradora de interés de uso

URKU Estudios Amazónicos

RUC: 20531275099

Tipo de entidad: ONG

Régimen: Privado

Departamento: San Martín

Provincia: San Martín

Distrito: Tarapoto

Cooperativa Agraria Cacaotera ACOPAGRO LTDA

RUC: 20404057805

Tipo de entidad: Empresa

Régimen: Privado

Departamento: San Martín

Provincia: Mariscal Cáceres

Distrito: Juanjuí

Instituto de Medicina Tradicional – ESSALUD

RUC: 20131257750

Tipo de entidad: Instituto o Centro de Investigación

Régimen: Público

Departamento: Loreto

Provincia: Maynas

Distrito: San Juan Bautista

Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas

RUC: 20479393568

Tipo de entidad: Universidad

Régimen: Público

Departamento: Amazonas

Provincia: Chachapoyas

Distrito: Chachapoyas

Centro TAKIWASI

RUC: 20172245065

Tipo de entidad: Empresa

Régimen: Privado

Departamento: San Martín

Provincia: San Martín

Distrito: Tarapoto

Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana (IIAP)

RUC: 20171781648

Tipo de entidad: Instituto o Centro de Investigación

Régimen: Público

Departamento: Loreto

Provincia: Maynas

Distrito: San Juan Bautista

Proyecto Especial Huallaga Central y Bajo Mayo

RUC: 20148168955

Tipo de entidad: Instituto o Centro de Investigación

Régimen: Público

Departamento: San Martín

Provincia: San Martín

Distrito: Tarapoto

Universidad Nacional Intercultural de la Amazonía

RUC: 20393146657

Tipo de entidad: Universidad

Régimen: Público

Departamento: Ucayali

Provincia: Coronel Portillo

Distrito: Yarinacocha

Investigador principal

Nombres: Oscar Wilfredo

Apellido paterno: Mendieta

Apellido materno: Taboada

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia: Facultad de Ingeniería Agroindustrial

Coinvestigadores

Nombres: Mari Luz

Apellido paterno: Medina

Apellido materno: Vivanco

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia: Facultad de Ingeniería Agroindustrial

Nombres: Thony

Apellido paterno: Arce

Apellido materno: Saavedra

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia: Instituto de Investigación y Desarrollo

Nombres: José Luis

Apellido paterno: Pasquel

Apellido materno: Reátegui

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia: Facultad de Ingeniería Agroindustrial

Nombres: Rafael Segundo

Apellido paterno: Vela

Apellido materno: Paredes

Grado académico: Magíster

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia Instituto de Investigación y Desarrollo

Nombres: Ana Maribel

Apellido paterno: Becerril

Apellido materno: Iberico

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia: Facultad de Ciencias de la Salud

Nombres: Fernando

Apellido paterno: Tello

Apellido materno: Celis

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional de la Amazonía Peruana

Dependencia: Facultad de Industrias Alimentarias

Nombres: Manuel Fernando

Apellido paterno: Coronado

Apellido materno: Jorge

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia: Facultad de Ingeniería Agroindustrial

Técnicos

Nombres: Richer

Apellidos: Garay Montes

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Nombres: Dolly

Apellidos: Flores Dávila

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Coordinador administrativo

Nombres: José Javier

Apellidos: Tuanama Aguilar

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Equipamiento mayor

Un equipo mayor es un equipo altamente sofisticado de un valor superior a S/. 600,000.00 que, por la relevancia de su uso en la investigación científica, tiene la capacidad de generar impacto regional y/o nacional en relación con la disponibilidad de tecnología. En ese sentido, la adquisición del equipo permitirá cubrir necesidades de acceso a tecnologías de investigación de alto costo que, por una parte, no se encuentran suficientemente desarrollados (por debajo de estándares nacionales); y, por otra parte, aún no se hallan disponibles en la región o el país.

Nombre del equipo mayor

Sistema de extracción acelerada por fluidos supercríticos (SEAFS)

Descripción condiciones técnicas

El Sistema MV-10 ASFE (extracción por fluidos supercríticos acelerado) es diseñado para la separación de metabolitos de muestras sólidas. Utilizando el CO2 supercrítico como fase móvil primaria, el MV-10 ASFE logra extracciones rápidas, más eficientes, baratas y amigables con el ambiente, en comparación con el método clásico de extracción con solventes. El usuario comúnmente experimenta extracciones más veloces con menos costo y sin la necesidad de eliminar o estar expuesto a solventes tóxicos. Las aplicaciones más comunes incluyen alimentos, nutraceúticos, farmacéuticos, polímeros, química fina, pesticidas, aceites esenciales y muchas más aplicaciones para los laboratorios ambientales (FDA, EPA, USDA, USFS).

Lugar donde se instalará el equipo

El SEAFS se ubicará en el laboratorio de investigación de la Facultad de Ingeniería Agroindustrial que cuenta con equipos de última generación para el análisis de compuestos bioactivos (cromatógrafo líquido de ultra performance – UPLC, cromatógrafo preparativo de muestra – PLC, cromatógrafo de gases – GC, espectrofotómetro infrarrojo cercano – NIR). También, cuenta con equipos de última generación para determinaciones de propiedades térmicas (calorímetro diferencial de barrido – DSC y analizador termogravimétrico – TGA).

Equipamiento secundario

Un equipo secundario asegura el correcto funcionamiento y operatividad del equipo mayor. Dicho equipo puede ser necesario para la preparación de muestras, para que el ambiente esté controlado, y demás condiciones. Entre los equipos mencionados, se encuentran termocicladores, cámaras de flujo laminar, aire acondicionado, estabilizadores de energía y computadoras.

Nombre del equipo secundario

UPS On Line Doble Conversion de 6 KVA – CDP

Descripción

Este equipo asegura el buen funcionamiento y operatividad del equipo mayor, permitiendo el uso después de cortes de energía eléctrica, salvaguardando los resultados y eficiencia del equipo.

Nombre del equipo secundario

Gamatec (Fab. Nacional) /TRF-6K

Descripción

Este equipo asegura el buen funcionamiento y operatividad del equipo mayor, lo cual permite que el flujo de energía eléctrica sea uniforme en todo momento de trabajo, salvaguardando los resultados y eficiencia del equipo.

Nombre del equipo secundario

Aire acondicionado

Descripción:

• Acondicionado 24000 Btu
• Bomba de condensado
• Tuberías de cobre (1/4, 5/8 pulg diámetro)
• Aislante elastoméricos tipo armaflex
• Cable vulcanizado n.º 14 condensador – evaporador
• Cable vulcanizado n.º 16 condensador – evaporador
• Accesorios varios (canaletas, codos cobre, raks, ferretería en general etc.)
• Filtros secadores 3/8 (3 unid)
• Componentes eléctricos (cable, llave térmica, canaletas, etc.)

Proyección de uso

La estimación de uso del equipo contempla 30 horas semanales, totalizando 1,440 horas anuales. De ellas, el 75% será para uso interno y 25% para uso externo. Los posibles usuarios estarán constituidos por los integrantes del equipo técnico, tesistas de pregrado y posgrado, quienes se dedicarán a desarrollar trabajos de investigación relacionados a la Identificación de compuestos bioactivos en los extractos obtenidos usando tecnología supercrítica en ají charapita (Capsicum frutescens), copaiba (Copaifera sp.) y subproductos de naranja y uva.

Dentro de los posibles usuarios serán consideradas las instituciones públicas y privadas que están manifestando intención de uso. Por ejemplo: el Instituto de Medicina Tradicional – ESSALUD y el Centro Takiwasi, dedicados al rubro de medicina tradicional en la Amazonía peruana, que obtienen sus productos por métodos que emplean técnicas poco eficientes. A través del uso del sistema de extracción supercrítica, optimizarían la extracción para la posterior identificación, de los compuestos de interés de las plantas medicinales que utilizan. De igual forma, el Instituto de Investigación de la Amazonía Peruana – IIAP usaría el sistema para extraer compuestos bioactivos (vitaminas, compuestos fenólicos, aceites esenciales, antocianinas, taninos, entre otros) en los cultivos como camu-camu, sacha inchi, cacao, café, palma, cítricos, etc. Esta tecnología abrirá una nueva línea de investigación que atraerá el interés de muchos investigadores de diferentes áreas del conocimiento nacional e internacional.

Adquisición de un sistema de extracción acelerado por fluidos supercríticos para la obtención de compuestos bioactivos de alta pureza a partir de productos y subproductos agroindustriales

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Sectores: Agroindustria y elaboración de alimentos

Tipo de sector: Estratégico

Área de conocimiento OCDE: Ciencias agrícolas

Sub Área de conocimiento OCDE: Biotecnología agrícola

Disciplina de conocimiento OCDE: Biotecnología agrícola y de alimentos

Departamento: San Martín

Provincia: San Martín

Distrito: Tarapoto

Descripción

La Amazonía peruana es reconocida por su gran biodiversidad y como la mayor farmacia natural del mundo. Sin embargo, solo una pequeña parte de sus recursos han sido investigadas, por no contar con la tecnología adecuada. La agroindustria peruana produce anualmente miles de toneladas de residuos no comestibles que causan problemas de gestión, económicos y, sobre todo, contaminación del agua, el suelo y el aire. La UNSM – T y sus aliados cuentan con equipos modernos para el análisis de diferentes substancias y con profesionales capacitados y con experiencia en tecnologías modernas como extracción supercrítica, microencapsulación y bioaccesibilidad.

En ese sentido, la presente propuesta enfatiza la aplicación de tecnologías verdes para la obtención de compuestos bioactivos de alta pureza a partir de productos (ají charapita y copaiba) y subproductos agroindustriales (cáscara de naranja y orujo de uva) representativos de la Amazonía, utilizando CO2 como fluido supercrítico. La obtención de los extractos será a partir de matrices sólidas secas, las mismas que serán sometidas a diferentes condiciones de presión y temperatura en el sistema de extracción supercrítica. Los extractos obtenidos serán analizados por técnicas cromatográficas para la identificación de los compuestos. Para proteger los analitos de mayor relevancia, serán microencapsulados con posterior evaluación de su bioaccesibilidad mediante simulación gastrointestinal in vitro. La utilización de esta tecnología de última generación permitirá obtener productos de alta pureza con elevado valor agregado, la misma que contribuirá al desarrollo socioeconómico de la región cuidando y preservando su biodiversidad.

Impacto social

Adquirir un Equipo SEAFS elevará las capacidades técnicas en investigación a través de la ejecución, monitoreo, evaluación, transferencia y comunicación de la publicación de los resultados. Asimismo, establecerá una nueva línea de investigación, explorando las propiedades de solventes como el CO2 supercrítico, sin afectar la estructura y efectividad de los compuestos bioactivos en las muestras. También, permitirá afianzar y promover los vínculos de investigación entre la universidad, la empresa y la sociedad en temas de Ciencia, Tecnología e Innovación. Por ende, esta tecnología permitirá generar capital humano altamente capacitado. Finalmente, la obtención del sistema supercrítico conllevará a publicar artículos científicos en revistas indexadas de alto impacto y posibles patentes. De esta manera, mejorar la visibilidad científica de la UNSM – T y sus aliados.

Impacto económico

Podrá insertarse en la cadena de valor de productos y subproductos amazónicos mediante la generación de valor agregado y/o aprovechamiento, con el respaldo de estudios con mayor peso científico. Los resultados promisorios podrían incentivar la inversión de empresarios agroindustriales, farmacéuticos, entre otros.

Impacto ambiental

La comunidad científica peruana viene usando metodologías tradicionales de extracción basadas en el uso de solventes orgánicos, que tiene como consecuencia la contaminación ambiental, coextracción de compuestos indeseables, aumento del costo de purificación y disminución del rendimiento de los compuestos de interés. Por ende, resulta necesario el uso de técnicas de extracción alternativas con mejor selectividad y eficiencia.