El presente proyecto consiste en desarrollar un proceso para aprovechar eficientemente a la semilla de lúcuma. Para ello, se propone la extracción del aceite mediante la tecnología de fluidos supercríticos, lo cual permite obtener un producto de mayor valor agregado y que, por sus propiedades funcionales, puede ser destinado a la industria alimentaria, cosmética y/o farmacéutica. Asimismo, se aísla y caracteriza el almidón a partir de la semilla entera de lúcuma y la semilla desengrasada por fluidos supercríticos, que, en combinación con otros polímeros, permite desarrollar una resina y láminas biodegradables, las cuales son evaluadas mediante sus propiedades térmicas, mecánicas y de barrera, de tal manera de hacer posible la elaboración de envases ecológicamente amigables.

En los últimos años, la lúcuma ha presentado una creciente demanda. En el 2015, se exportó 66% más respecto al 2014, teniendo entre sus principales derivados de exportación a la pulpa (~64 %) y el polvo (22%), lo cual hace un total de exportación de 50,000 toneladas métricas (MINCETUR, 2015; INDECOPI, 2015).

El aprovechamiento industrial del fruto está representado principalmente por la pulpa (65 – 70% del fruto), generando residuos que van desde la cáscara (18 – 21%) y las semillas (10 – 13% del fruto). Por su parte, la cáscara, generalmente, contiene restos de pulpa (fuente de azúcar fermentable) que permiten su compostabilidad y/o biodegradación para la obtención de etanol. Por otro lado, la semilla es un residuo que, a la fecha, no se ha evidenciado estudio para su aprovechamiento. Los volúmenes que, actualmente, se producen y manufacturan en el Perú pueden indicar que 5,000 toneladas de semillas no están siendo aprovechadas.

Ensayos previos realizados en la PUCP evidencian que esta semilla posee entre el 4 – 5% de aceite en masa (obtenido mediante prensado en frío) y 18 – 20% de fase amilácea. Estos primeros resultados pueden orientar hacia la obtención de un aceite nutracéutico con aplicaciones cosméticas y/o farmacéuticas si se obtiene mediante una tecnología limpia como la extracción de fluidos supercríticos; y, por el lado de la fase amilácea, permite desarrollar resinas para la obtención de envases biodegradables, lo que hace de la semilla de lúcuma una fuente alternativa de almidón renovable y económica, ya que, actualmente, las principales fuentes utilizadas para la elaboración de resinas biodegradables son almidones de yuca, maíz o papa, todas fuentes de carbohidratos y representan la base de la alimentación en países en desarrollo.

La lúcuma como fruto originario de Perú es un producto bandera de exportación que se viene posicionando en países como Chile, quien es el principal mercado destino para la lúcuma fresca, congelada y pulpa, y que, en el 2015, se exportó US$ 821,550; en el 2016, fueron US$ 598,230; en el 2017, $ 939,510; y que, este año, en el periodo de enero a mayo, se exportaron US$ 595,030. En cuanto a la harina de lúcuma, se informó que su principal destino es el mercado estadounidense, donde viene creciendo en un promedio interanual del orden del 13%.

Gracias a esta tendencia, se ha aumentado la producción de lúcuma, que inicialmente se concentraba en los valles de Lima provincia, pero ahora se puede encontrar también en Ayacucho, La Libertad, Cajamarca y Huancavelica, por lo que se vienen beneficiando económica y socialmente estas zonas productoras. No obstante, el aumento de la demanda del fruto y sus derivados trae consigo la generación de residuos que no siempre terminan siendo tratados o mitigados adecuadamente. En el caso de la lúcuma, es la semilla la que no termina por tener una utilidad industrial, motivo por el cual es desechada y hasta quemada, teniendo implicancias medioambientales. Por otro lado, en los últimos años, los envases producidos a partir de plásticos biodegradables han adquirido mayor notoriedad como alternativa al uso de plásticos sintéticos, y se plantea como una solución al grave problema medioambiental que sufre el planeta por culpa de los desechos plásticos derivados del petróleo. Sin embargo, basta con revisar la composición de los mismos para saber que tienen como base en su desarrollo a almidones de fuentes vegetales que debe servir, inicialmente, para alimentar (papa, maíz, yuca, arroz y otros). Por ello, el desarrollo de plástico biodegradable a partir de estas fuentes puede costar mucho más que un derivado del petróleo, y no lo hace competitivo como sustituto.

Por estas razones, la propuesta busca desarrollar un bioplástico a partir de la exploración de un residuo o desperdicio agroindustrial, como lo es la semilla de lúcuma, haciendo un proceso comercialmente viable, replicable y sin usar una fuente alimenticia. Asimismo, se tiene en consideración que el Perú produce más de 50,000 toneladas al año y deshecha 5,000 toneladas de semillas.

Por otro lado, la semilla es una fuente importante de aceite, cuyas propiedades funcionales reportadas científicamente pueden conllevar a su uso en el desarrollo de fórmulas cosméticas para el mantenimiento terapéutico o cosmético de la piel y el cuero cabelludo. Incluso, se ha demostrado que actúa mejorando la regeneración tisular y la cicatrización de heridas. Por esta razón, se ensaya su extracción mediante tecnologías limpias sin uso de agentes químicos de extracción (solventes) o tecnologías de alteren su composición (prensado en frío/caliente), como lo es la tecnología de fluidos supercríticos.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación avanzado

Los proyectos deben ser presentados de manera asociativa (con una o más entidades asociadas).

La conformación mínima es la siguiente:

• Un investigador principal
• Un coinvestigador
• Un tesista de posgrado
• Un gestor tecnológico
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Agroindustria y elaboración de alimentos

Sector: Estratégico

Lugar de ejecución del proyecto: Lima

Fecha de inicio: 26/12/2018

Fecha de cierre: 26/12/2020

Plazo de ejecución (meses): 24

Objetivo principal

Aprovechar a la semilla de lúcuma (Pouteria lucuma) extrayendo su aceite mediante CO2 supercrítico para mantener sus propiedades funcionales que permita destinarla a la industria alimentaria, cosmética o farmacéutica, reaprovechando el residuo en el aislamiento del almidón para el desarrollo de una resina biodegradable que haga posible la elaboración de envases ecológicamente amigables.

Objetivo específico 1

Establecer las condiciones óptimas para la extracción del aceite de semilla de lúcuma mediante fluidos supercríticos (FSC).

Objetivo específico 2

Caracterizar las propiedades químicas y funcionales del aceite obtenido de la semilla de lúcuma mediante FSC.

Objetivo específico 3

Aislar y caracterizar las propiedades físicas, químicas y morfológicas del almidón de la semilla de lúcuma entera y desengrasada por FSC.

Objetivo específico 4

Desarrollar una resina a partir del almidón de semilla de lúcuma y otros polímeros ecoamigables (poliéster amida y/o polialcohol vinílico) para elaborar laminas biodegradables.

Institución responsable del proyecto

Pontificia Universidad Católica del Perú

RUC: 20155945860

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: San Miguel

Dependencias: Laboratorio de Procesos Industriales (LPI) – Sección Ingeniería Industrial, Centro de Caracterización de Materiales (CAM) – VRAD, Grupo de Investigación en Tecnologías y Procesos Agroindustriales (ITEPA)

Investigador principal

Nombres: Fredy Vicente

Apellido paterno: Huayta

Apellido materno: Socantaype

Grado académico: Magíster

Nombre del grado académico: Magíster en Ingeniería Química

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Laboratorio de Procesos Industriales (LPI) – Sección Ingeniería Industrial

Coinvestigador

Nombres: Erick George

Apellido paterno: Alvarez

Apellido materno: Yanamango

Grado académico: Magíster

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Grupo de Investigación en Tecnologías y Procesos Agroindustriales (ITEPA)

Coinvestigador

Nombres: Juana Rosa María

Apellido paterno: Robles

Apellido materno: Caycho

Grado académico: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Grupo de Investigación en Tecnologías y Procesos Agroindustriales (ITEPA)

Coinvestigador

Nombres: José

Apellido paterno: Fernandes

Apellido materno: De Oliveira Ugarte

Grado académico: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Centro de Caracterización de Materiales (CAM) – VRAD

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Maestría

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Gestor tecnológico

Nombres: Lizeth

Apellido paterno: López

Apellido materno: Portal

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Coordinador administrativo

Nombres: Úrsula

Apellidos: Zevallos Tuesta

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Técnico

Nombres: Luis Enrique

Apellidos: Napan Tacca

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Asistente de investigación

Nombres: Asistente de investigación no identificado

Apellidos: Asistente de investigación no identificado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Rubros financiables

• Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

• Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

• Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

• Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

• Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

• Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

1. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.

• Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

1. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.

• Gastos relacionados a la solicitud de patentes.

1. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

• Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.