ANLISIS FSICO-QUMICO DE LA GOMA EXUDADA DE LA ESPECIE SAPOTE (CAPPARIS SCABRIDA H.B.K.), PROVENIENTE DE LOS BOSQUES SECOS DE LAMBAYEQUE Autores: Katia B. Herz Castro Ing. Forestal, Fac. Cc. Forestales, UNALM Enrique Gonzles Mora Ing. Forestal, Fac. Cc. Forestales, UNALM

INTRODUCCIN El creciente inters por los productos forestales no maderables, es cada vez ms evidente y se ve reflejado en el aumento de demanda de los productos mencionados en el mercado mundial, as como en el mayor nmero de investigaciones e iniciativas para promover el uso. Hoy en da, muchos productos forestales no maderables son utilizados como base o materia prima para la elaboracin de distintos productos alimenticios (dulces, colorantes, pigmentos, saborizantes, etc.). Uno de estos productos mencionados es la goma natural, obtenida de diversas partes de la planta: de las semillas o como exudado del rbol; las que generalmente se utilizan como espesantes, emulsionantes y estabilizantes de alimentos. En el caso de la goma natural de sapote (Capparis scabrida), obtenida de la exudacin del rbol de la especie mencionada, es de produccin limitada y ha sido utilizada por algunas empresas en la industria nacional de alimentos como insumo para la elaboracin de algunos productos alimenticios, obtenindose buenos resultados, debido a sus buenas propiedades fsicas y qumicas. La goma de sapote es obtenida por rboles productores en la regin del Bosque Seco del Norte, identificndose a los departamentos de Lambayeque y Piura como principales zonas productoras, sin dejar de lado al departamento de Tumbes. La falta de informacin o conocimiento tcnico de las caractersticas fsicoqumicas de esta goma, es un problema que dificulta su comercializacin y el inters para su obtencin y/o mejora de su produccin. En base a lo anteriormente expuesto, en la presente investigacin se desarroll un estudio de evaluacin del rendimiento de estos rboles en cuanto a produccin de goma, intentando determinar el mejor mtodo de extraccin, en funcin de las caractersticas del rbol (altura y dimetro) y

calidad de sitio, as como de las caractersticas fsico qumicas de la goma de sapote (Capparis scabrida) proveniente de Lambayeque; al mismo tiempo se comparan dichas caractersticas con la de otras gomas utilizadas en la actualidad en distintas industrias. Se busca de esta manera contribuir con la escasa informacin existente sobre el tema; al mismo tiempo beneficiar al Santuario Histrico Bosque de Pmac, as como al distrito de Olmos, brindndole informacin bsica que pueda ser divulgada para un buen manejo del recurso forestal sapote (Capparis scabrida) en toda la regin y como una posible alternativa para promover favorablemente la economa local y/o regional con el fin de ayudar a solucionar de cierta dos problemas tan fuerte en estas zonas como son la deforestacin y la pobreza.

REVISIN BIBLIOGRFICA Antecedentes

A.

Caractersticas generales de la especie Nombre cientfico: Capparis scabrida H.B.K. Nombre comn: Sapote o Zapote (Per) Sinnimos: Capparis angulata R&P

B.

Genero capparis Segn MacBride, la familia Capparaceae comprende unos 46 gneros con 800 especies propias de las regiones tropicales y subtropicales del mundo. Con respecto al gnero Capparis menciona unas 350 especies, de las cuales 18 se encuentran en el Per y son las siguientes (Escurra, 1986)

C.

Origen y Distribucin geogrfica y ecolgica Esta especie es originaria de la regin tropical de Amrica, principalmente de la costa norte peruana y sur del Ecuador. En el Per, su rea de dispersin est circunscrita a las zonas costeras de Tumbes, Piura, Lambayeque y La Libertad. (Len, 1956).

El sapote (Capparis scabrida) es una planta xeroftica siempre verde que est distribuida desde la parte occidental del Ecuador y penetra hasta la costa peruana llegando aproximadamente hasta los 1018; comprendiendo su dispersin natural mayormente a las zonas costeras de los departamentos de Tumbes, Piura, Lambayeque y La Libertad; (Gutirrez, 1953). Se desarrolla desde cerca del nivel del mar hasta los 2600 m.s.n.m. Asimismo se afirma que esta especie puede inclusive llegar a desarrollarse en las vertientes occidentales y valles interandinos, viviendo siempre asociada a otras especies de Capparis como Capparis ovalifolia (bichayo), Capparis cordata (satuyo), Capparis mollis (margarito) y junto a Prosopis pallida (algarrobo), lo que contribuye a las formaciones xerfitas de la Costa y los Andes. (Escurra, 1986) Al sapote (Capparis scabrida) se le encuentra creciendo en estado natural y formando bosquetes principalmente en las siguientes zonas de vida:

a)

Desierto

desecano

Premontano

Tropical

(dd-PT),

asociado

principalmente con el algarrobo (Prosopis pallida) y el faique (Acacia macracantha).

b)

Desierto superrido Tropical (ds-T), asociado con rboles del

gnero Prosopis

c)

Desierto perrido Premontano Tropical (dp-PT), asociado a

especies como Prosopis limensis, Capparis ovalifolia, Pectis sp. entre otras.

d)

Matorral desrtico Premontano Tropical (md-PT) transicin a

Matorral desrtico tropical (md-T), siempre asociado al algarrobo (Prosopis pallida). e) Monte espinoso Premontano Tropical (me-PT), ubicndose en la

franja altitudinal subtropica. D. Descripcin botnica Se describe botnicamente al sapote (Capparis scabrida) como un rbol o arbusto siempre verde, ramificado y pubescente. La forma de la raz principal pivotante y fusiforme; races secundarias desarrolladas, algo rugosas, llegando a alcanzar grandes profundidades debido a las condiciones ridas en

que vive la planta y teniendo que aprovechar el agua subterrnea. Sus tallos son altos, rugosos, torcidos y nudosos. La corteza de color grisceo, la madera color blanquecino y suave, por esta razn es muy utilizado en artesana. (Llerena, 1983) Posee hojas grandes (16 a 20 cm de largo y 5,5 a 8 cm de ancho), simples, alternas, de envs cremoso debido a la pilosidad estrellada, con nervaduras pronunciadas; son de borde entero. Cuando las hojas son de mayor edad son coriceas, de color verde brillante y un poco speras. Las flores son de color amarillo verdoso, hermafroditas y actinomorfas. Inflorescencias en racimos agrupados en cimas; presentan una floracin no uniforme. (Gutirrez, 1953) El fruto es color verde parduzco, carnoso, alargado-ovoide (8 a 19 cm de largo) y de textura spera por la presencia de abundantes pilosidades estrelladas; se encuentra constituido por cscara, endospermo y semilla y se abre con mucha facilidad cuando se encuentra maduro por las suturas ovricas dejando en libertad a las semillas. (Mac Bride, 1938). Las semillas son generalmente numerosas (50 a 100) cubiertas por una pulpa blanda, algo grasosa, de color amarillo rojizo, constituyendo la parte comestibles, de sabor dulce y no desagradable. (Gutirrez, 1953). El peso promedio de 100 semillas es de 45 g. (Escurra, 1986) E. Variables climticas Esta especie por lo general habita en zonas de vida que poseen una biotemperatura media anual mxima es de 22,9 C y un promedio de precipitacin total anual es de 21,6 mm. Los factores climticos de estas zonas de vida estn directamente correlacionados con la influencia de la corriente de "El Nio" que se presenta generalmente en diciembre, produciendo una inusitada elevacin de la temperatura acompaadas de lluvias tropicales. Es de advertir que las precipitaciones no tienen un rgimen regular algunos aos y dicha corriente, generalmente, pasa inadvertido porque las lluvias son ligeras y no causan estragos en la agricultura o ciudades. En cambio los otros veranos, como el ocurrido en 1983, las constantes e intensas precipitaciones produjeron desastres de gran magnitud. La especie tolera temperaturas extremas y soporta fuertes vientos, provenientes de la parte sur del pas. (Caldern, 1999)

F .

Variables edficas y topogrficas Se encuentra creciendo en todo tipo de suelo, tolera los suelos con pedregosidad, pero intolera las sales. Los mejores individuos se le encuentra creciendo en suelos francos arcillosos, tales como en la Victoria, el Porvenir (Olmos-Lambayeque), Km 50 y 65 Chulucanas (Piura). En forma achaparrada se le encuentra en suelos calcreos pedregosos, con restos de conchas de moluscos en los sectores de Altos Negros, Pea Blanca (Sechura- Piura). Se han encontrado sapotes creciendo con sus races hasta profundidades superiores a 60 m. Prefiere suelos planos, con buen drenaje aunque se le encuentra creciendo en lomas, con hbito achaparrado. Crece entre los 400 hasta los 2600 m.s.n.m. (Gutirrez, 1953)

G.

Importancia econmica y usos Su gran adaptabilidad a los ecosistemas desrticos, su buen desarrollo radicular y capacidades de captacin de humedad a grandes profundidades, le otorgan singulares caractersticas como especie fijadora de dunas y mdanos. (FAO, 1980) Adems de la proteccin que otorga contra la erosin y degradacin de los suelos, posee un excelente forraje, el cual es la fuente principal de agua y vitamina C para distintas especies animales (Escurra, 1986); sus flores tiene gran potencial melfero el cual es utilizado por muchas comunidades; su madera de grano fino, color blanquecino amarillento, es de gran uso en la artesana; tambin es utilizado como lea para la coccin de artesanas de barro, en la elaboracin de ladrillos, panes y necesidades domsticas. (Proyecto Algarrobo, 1991) En la pulpa del fruto se han encontrado protenas, hidratos de carbono, grasa, muclagos, resinas, cidos orgnicos, taninos, saponinas, calcio, fierro, magnesio, sodio y potasio; tambin se ha determinado la presencia de vitamina A y vitamina C indicando que los frutos de Capparis scabrida poseen un alto valor nutritivo. Asimismo sus semillas contienen glucsidos, cidos orgnicos, grasas, resinas, taninos, saponinas, calcio, fierro, magnesio, potasio y sodio. (INRENA, 1991) Produce por exudacin una goma de ptima calidad cuyas propiedades espesantes, emulsionantes y estabilizantes preparadas le dan muchas

aplicaciones, desde la estabilizacin de emulsiones hasta la preparacin de tabletas y pldoras, siendo quizs la ms importante de todas su uso en la industria como aditivo alimenticio. Asimismo esta goma es utilizada tradicionalmente por las comunidades locales como pegamento o medicina; de las semillas se produce aceite para consumo humano, teniendo as la posibilidad de su inmediata industrializacin. (FAO, 1980) La hojarasca es comestible por el ganado caprino y ovino al estado seco; el muclago que cubre las semillas es comestible por porcinos como parte de su dieta. (Proyecto Algarrobo, 1991) Gomas naturales

A) DefinicinLas gomas pueden definirse en sentido amplio como cualquier polisacrido de cadena larga, soluble en agua, e insoluble en aceites o solventes orgnicos como hidrocarburos, ter y alcohol, que puede ser extrado a partir de vegetales, terrestres o marinos, o de microorganismos, que poseen la capacidad, en solucin, de incrementar la viscosidad y/o de formar geles. (Whistler y Daniel, 1985). Las gomas se forman en la regin cambial y, en el caso ms comn, invaden progresivamente las capas titulares externas, en este caso se dice que la exudacin de la goma es centrfuga ya que la goma se desplaza desde la parte interna del rbol hasta las capas externas. La formacin de gomas se realiza a expensas de las membranas celulares, interviniendo un proceso enzimtico. Puede suceder que la exudacin de goma sea centrpeta: la goma se almacena entonces bajo presin en la mdula. Las gomas tienen una estructura compleja, la presencia de al menos un cido hexaurnico es constante. Las gomas son caractersticas de regiones semiridas y son frecuentes en las Rosales, Leguminosas en particular. (Bruneton, 1991) 2. Importancia y usos Las gomas, son empleadas en una amplia gama de productos de alimentos y farmacuticos y en varios otros usos tcnicos. Ellas forman un grupo importante de productos forestales no maderables (PFNM) y son la base de una industria de miles de millones de dlares. (Barreto, 2002)

En su aplicacin industrial, las gomas tienen distintos usos, principalmente como espesantes, aglutinantes, estabilizantes, fijadores, emulsionantes y floculantes, en distintas industrias como la de alimentos y productos de consumo, farmacutica, cosmtica, tintas, pinturas, etc. (Barreto, 2002). Entre los usos de mayor importancia, est el de estabilizante, en especial para la industria alimenticia y que al ser este adicionado a algn alimento, aumenta su tiempo de almacenamiento, debido a que reduce la tasa en la cual suceden algunos cambios dentro de un producto alimenticio durante su almacenamiento. (Walker, 1984) Cuadro 1 TIPO DE Aplicacin industrial de las gomas TIPO DE PRODUCTO FUNCIN Prevenir la cristalizacin del azcar Espesante Estabilizador de productos congelados Fijador de sabor y coloide protector Estabilizador de espuma y clarificante Estabilizador de espuma Clarificante y agente floculante Bajo nivel de metabolizacin Agente de hinchamiento y formador de pelculas Estabilizante Agente cohesivo Formador de pelcula Vehculo, emoliente y agente suspensor Vehculo, emoliente y agente suspensor Estabilizante Estabilizante Adhesivo Formador de pelcula Coloide protector y suspensor Sensibilizador y protector

INDUSTRIA Alimentos y Confites productos de consumo Dulces Derivados lcteos Alimentos enlatados Bebidas gaseosas Cerveza Vino Productos dietticos Embutidos y productos crnicos Emulsiones Tabletas Grageas Jarabes Suspensiones Cosmtica Otras industrias Emulsiones Cremas Cintas adhesivas Papel Tintas Platos litogrficos

Farmacutica

Pinturas Telas Metales

Coloide protector floculante y emulsificante Agente espesante y aglutinante Agente preventor de corrosin

3. Clasificacin de las gomas naturales Todas las gomas utilizadas en la industria, ya sea de alimentos, farmacutica, cosmtica u otras, poseen distinta naturaleza de origen. Algunas son de origen natural (exudado de plantas terrestres, extradas de plantas marinas o extradas de semillas de plantas terrestres). Otras son obtenidas por modificacin qumica de productos vegetales como los derivados celulsicos o derivados del almidn y pectinas; algunas otras provienen a travs de procesos microbiolgicos o simplemente son sustancias sintticas, entre otros. Sea cual sea el origen, la preferencia en la industria depende principalmente de las caractersticas que estas le otorguen al producto final, su disponibilidad en el mercado, su rendimiento y su costo. Es por este motivo que quizs no todas las gomas, actualmente, cuenten con los requisitos para satisfacer el consumo de la industria. (Codex Alimentarius FAO/OMS, 2007). Cuadro 2 NATURALES De exudados de corteza de rboles - Karaya - Gatti - Arbiga - Tragacanto - Sapote Clasificacin de las gomas segn su naturaleza SINTTICAS Polmeros vinlicos - Polivinil alcohol Plmero carboxivinlico

-

MODIFICADAS Derivados de celulosa - Carboximetil celulosa - Celulosa microcristalina - Metil celulosa Hidroxipropil metil celulosa - Hidroxipropil celulosa - Hidroxietil celulosa - Metil etil celulosa De semillas Derivados de almidn Tara - Carboximetil almidn Algarroba o goma - Hidroxi-etil almidn locuste - Hidroxi-propil almidn Linaza Tamarindo Guar De extractos de algas Gramas de fermentacin

Polmeros acrlicos - cido poliacrlico - Poliacrilanidas

Otras gomas

-

Furcelarn Carragenina Agar Alginatos

microbiana - Xantan - Dextrinas - Gellan Otras gomas modificadas - Carboximetil goma guar - Carboximetil goma de algarroba - Alginato de propileno glicol

sintticas - Carbopols - Gantrezan - Polmeros de xido de etileno

Sub productos de la madera - Arabino galactanos

Otras fuentes - Pectinas - Gelatinas - Caseinatos Fuente: Rojas (1991)

4. Caracterizacin de las gomas para su utilizacin en la industria de alimentos Las gomas en la industria del alimento deben de cumplir principalmente dos funciones bsicas: estabilizar los productos y darle textura a estos. En lo referente a la estabilizacin del producto lo que se intenta es evitar que los productos resultantes sufran cambios en sus propiedades fsicas o qumicas en el tiempo, que puedan resistir las distintas temperaturas utilizadas en algunos procesos de transformacin, etc. En lo referente a la textura del producto final, lo que se intenta es darle un mayor volumen, una distinta sensacin al momento de comerlo o tomarlo o darle una estructura de gel segn sea el caso. Cualquiera sea el caso (los mencionados u otros), las gomas deben de cumplir con ciertas caractersticas principales entre las cuales las ms importantes son (Pszczola, 2003): Humedad: La determinacin del contenido de humedad en las gomas es un factor que siempre se debe de tener en cuenta. La compra de gomas que contienen un exceso de humedad no slo es antieconmica, sino que, adems, a una temperatura adecuada, la humedad puede provocar la activacin de enzimas y crear condiciones favorables para la proliferacin de microorganismos. Como la mayora de las gomas vegetales contienen todos los elementos esenciales para la nutricin de mohos, insectos y

caros, el deterioro puede ser muy rpido una vez iniciada la infestacin. El contenido de humedad de estas gomas es por lo general de 8 a 13 %. Solubilidad: Debe de poder hidratarse o disolverse casi completamente en agua fra, por lo general a los 25 C (77 F) ya debera estar totalmente disuelta pero existen algunas que a esa temperatura solo han alcanzado un 60 % de disolucin como la goma de Tara. Es insoluble en solventes orgnicos. Su disolucin en agua caliente debera de ser total. Rotacin ptica: El principio del mtodo se basa en la medida de la rotacin del plano de polarizacin de la luz, a una longitud de onda definida, al atravesar un espesor determinado de la goma. Viscosidad: La viscosidad de dispersiones o soluciones depende de temperatura, tiempo, concentracin, pH, velocidad de agitacin y tamao de la partcula del polvo. El polvo ms fino se hidrata ms rpido que los polvos gruesos. Para uso en alimentos la viscosidad puede variar segn el tipo de goma. Por lo general la viscosidad va a ir disminuyendo conforme se aumente la temperatura. Por ejemplo, entre las ms viscosas tenemos la goma de Tara, la cual, de una solucin al 1 %, presenta valores que varan de 2000 a ms de 5000 cps. Por otro lado, la goma arbiga, conocida como la menos viscosa de todas, puede presentar valores de 100 a 150 cps en soluciones al 30 % a ms.

pH: El pH de una solucin al 1 % de goma debera estar entre 4,0 y 7,0,aunque existen algunas gomas como la goma de algarrobo o la goma Ghati que tienen valores de 3,0 y 3,5 respectivamente. Las soluciones de goma deben de tener una accin de buffer y ser bastante estables, por lo general, en un rango ptimo de 2 -10. Cenizas: Cuando las drogas vegetales se incineran, dejan una ceniza inorgnica que, en el caso de muchas gomas, el contenido en cenizas totales es importante e indica, en cierta medida, el cuidado que se ha tenido en la preparacin de la goma. Estas suelen componerse sobre todo de slice; una cantidad elevada de cenizas insolubles en cido, en gomas puede indicar contaminacin con productos trreos. Por otro lado las cenizas tambin representan la presencia de sales. Por lo general este

tipo de gomas debe de tener un porcentaje de cenizas que est dentro del rango de 0.5 3 %

Protenas: Entre todos los compuestos qumicos, las protenas debenconsiderarse ciertamente como uno de los ms importantes, debido a su poder emulsionante, especialmente usado en la industria de alimentos. La mayora de las gomas posee en promedio 5 % de protenas pero existen algunas que poseen un mayor porcentaje aumentando as su poder emulsionante. Carbohidratos: Los carbohidratos en las gomas se presentan en forma de azcares. Estos azcares son importantes ya que caracterizan a la goma en s. Este rango bordea, y por lo general supera un poco el 80 % de contenido de azucares dentro de su composicin qumica. Compatibilidad: Las gomas a utilizar en la industria de alimentos son polmeros no inicos compatibles con la mayora de otros hidrocoloides vegetales. Entre estos hidrocoloides tenemos a la goma tragacanto, goma karaya, goma arbiga, goma guar, el agar agar, alginatos, carragenatos, pectina, metilcelulosa y carboxmetilcelulosa, etc. Tambin son compatibles con casi todos los almidones qumicamente modificados, almidones crudos, celulosas modificadas, polmeros sintticos, y protenas solubles en agua. La compatibilidad entre los hidrocoloides es importante debido a que en la mayora de los casos se suele aprovechar el sinergismo de estos compuestos para preparar mezclas funcionales que le den al producto final caractersticas nicas que no son tan fciles de conseguir si se utiliza el compuesto de manera unitaria

Goma de sapote

A) Aspectos generalesSegn algunos estudios realizados, se sabe que la goma de sapote (Capparis scabrida) produce una goma de ptima calidad, cuyas propiedades emulsionantes y estabilizantes preparadas, as como sus caractersticas edulcorantes y emolientes, le dan muchas aplicaciones, desde la estabilizacin de emulsiones, hasta la preparacin de tabletas y pldoras.

No existe registro de comercializacin de esta goma en el mbito nacional o regional, pero se sabe que es bastante utilizada por los pobladores de la zona para distintos fines, en especial para la cura de enfermedades humanas y animales. (FAO, 1980) Desde el punto de vista anatmico, la goma de sapote proviene de las clulas del parnquima que rodea los vasos del xilema secundario y provoca la oclusin total o parcial de su lmen, todo ello ocasionado por algn traumatismo. (Losano et al, 2000) 5. Fisiologa de la planta con respecto a su goma Segn algunos estudios realizados, se sabe que en los meses en los que la temperatura disminuye, se produce una disminucin de las funciones del rbol, donde el metabolismo de la planta se reduce; durante este periodo no es conveniente realizar ninguna incisin, debiendo realizarse stas en los meses en los que disminuyen las precipitaciones pluviales. En los meses en los que hay incremento de temperatura, se produce una fuerte actividad fisiolgica en la planta, dndose inicio a la exudacin de la goma en la corteza por diferencia de presin entre la fisiologa de la planta y el medio ambiente, por ello usualmente se realiza la operacin de la recoleccin de la goma en esa poca. (Llerena, 1983) Se ha observado segn datos estadsticos y tambin por informaciones de los pobladores de las zonas de estudio, que en los aos que hay mayor precipitacin, se extrae un porcentaje mucho mas elevado de goma, con respecto a los aos secos. (Llerena, 1983). 6. Obtencin de la goma Las gomas obtenidas por exudacin, segn bibliografa consultada, se consiguen practicando cortes, punciones o incisiones en las ramas y fuste de los rboles de manera tangencial, logrando penetrar justo debajo de la corteza, tirando de ella para despojar de una pequea longitud de la corteza; el dao debera ser mnimo. Luego de esta incisin, la goma va saliendo en forma de exudado y es dejada ah hasta por un tiempo prudente. El tiempo recomendado por algunos estudios de gomas en zonas similares (Losano, 1995), es de 15 a 30 das, mientras mas cerca de 15 das, mejor, ya que la

goma no debera de estar mucho tiempo en contacto con el aire ya que este la oxida y se pueden ir deteriorando sus propiedades. En el Per, el nivel de conocimiento sobre la extraccin de la goma es escaso. Tradicionalmente se realizaban incisiones o cortes en forma de V y heridas horizontales con hacha o machete. Sin embargo se desconoce, por ejemplo, la superficie que debera de tener las incisiones para optimizar la produccin. El mtodo tradicional utilizado para la obtencin de la goma arbica debera de ser til tambin en el caso del sapote, pero no se han encontrado registros que afirmen haber practicado este tipo de extraccin en el sapote. (Losano, 1995) 7. Aspectos limitantes Un requisito importante para la produccin de la goma es la disponibilidad de agua para el rbol. Es indispensable que el rbol cuente con la cantidad necesaria de agua para poder producir la goma en caso de que se le practique alguna incisin. (Gutierrez, 1953) Por lo general el sapote (Capparis scabrida), por el hecho de vivir en zonas bastante ridas, toma el agua que requiere del subsuelo, cuando esta no est a grandes profundidades; pero si la napa fretica se encuentra a grandes profundidades, se le dificulta al rbol acceder a esta agua y consecuentemente el producir goma. (Len, 1956) En lo referente a la comercializacin del sapote (Capparis scabrida), existen distintos aspectos limitantes como el manejo de la goma, aun no existe bibliografa referente al mejor mtodo de extraccin de esta goma para poder obtener una mayor productividad o rendimiento de esta misma. Al no existir un manejo adecuado, esta goma es exudada por el rbol mezclndose con otros elementos como tierra, ramas, hojas, etc., contaminando quizs la muestra o disminuyendo su rendimiento para un uso posterior en la industria. (Len, 1956) Asimismo este rbol (Capparis scabrida) ha sido recientemente nombrado por el INRENA como una especie en peligro de extincin, clasificada como especie en peligro crtico segn DS N 043-2006-AG, debido a la tala

indiscriminada de la cual es victima, para el uso de su madera como artesanas o lea. (INRENA, 2007).

MATERIALES Y METODOS Zonas de estudio El estudio se realiz en dos Provincias principales:

a) Ferreafe, especficamente en las zonas de Las Salinas y Pmac III,dentro del Santuario Histrico Bosque de Pmac, en la provincia de Batn Grande (ubicado entre los 62222 y los 63335 de latitud con relacin al ecuatorial y entre los 793835 y los 795149 de longitud oeste del meridiano de Greenwich).

b)

Lambayeque, en las localidades de San Cristbal chico y Pasaje norte, en la provincia de Olmos (ubicado entre los 52441 y los 600 26 de latitud sur con relacin a la ecuatorial y entre los 792803 y los 803743 de longitud oeste del meridiano de Greenwich). Estas zonas han sido determinadas en funcin a datos bibliogrficos que certifican la presencia de abundancia de la especie a estudiar.

La

fase

experimental

se

desarroll

en

el

laboratorio

del

rea

de

Transformacin Qumica de la Facultad de Ciencias Forestales as como en el Laboratorio de la Facultad de Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM). Los ensayos de cromatografa y de rotacin ptica se realizaron en el Laboratorio de Qumica de la Universidad Nacional de Ingeniera (UNI).

Materia prima estudiada Para fines de la investigacin se colectaron muestras de goma de un total de 100 rboles, de los cuales se obtuvo distintas cantidades de goma que iban en promedio desde los 50 hasta los 250 g/rbol aproximadamente. Se seleccionaron e ingresaron especmenes de cada una de las zonas de estudio para identificacin en el Herbario Forestal (MOL) de la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad Nacional Agraria La Molina.

Diseo experimental El diseo experimental se realiz por bloques, para lo cual se separarn los estudios en 2 bloques distintos en funcin a los lugares geogrficos en los que se realizarn las evaluaciones: Santuario Histrico Bosque de Pmac y el distrito de Olmos. Dentro de cada bloque se escogieron dos zonas distintas (sub-bloques) en funcin a la profundidad de la napa fretica; en el Santuario Histrico Bosque de Pmac se seleccionaron dos sub-bloques: Las Salinas y Pmac III, los cuales, debido a la gran extensin del Bosque de Pmac, posee zonas con distintas profundidades de napa fretica; en el distrito de Olmos, los subbloques se ubicaron en dos localidades distintas: el casero de San Cristbal chico y el casero de Pasaje Norte. Asimismo se tom en cuenta la altura y dimetro de cada uno de los rboles, considerndolas variables de gran importancia para la determinacin de la ptima produccin y extraccin de la goma.

Metodologa experimental

A) Mtodos de extraccinEn vista que no existen registros sobre algn mtodo de extraccin especifico para la goma del sapote (Capparis scabrida) y basndose en la bibliografa consultada y experiencias de campo, se probaron distintos mtodos de extraccin, para poder determinar el mtodo que nos brinde la mayor productividad y que al mismo tiempo sea el mas til para el cumplimiento de los objetivos. Con estos mtodos y mediante el monitoreo frecuente de los mismos, durante el periodo de un ao, se intent asimismo determinar el rendimiento del rbol en cuanto a la produccin de gomas.

Mtodo 1: Ventanas El mtodo consisti en practicar incisiones aproximadas de10 x 10 cm en la corteza de los rboles seleccionados, tratando de no daar la madera, con el fin de poder determinar la cantidad de goma exudada y as poder obtener con mayor exactitud el rendimiento de cada uno de los rboles seleccionados. Se evaluaron 16 rboles por cada sub-bloque de estudio. Mtodo 2: Agujeros Este segundo mtodo se dise en base a experimentos de extraccin de gomas aplicados a otra especie conocida como brea (Cercidium praecox), proveniente del Parque Chaqueo Seco, ubicado en la Regin semirida Argentina (Losano, 1995). La especie mencionada exuda una goma de caractersticas similares a las de la goma arbiga y se encuentra en una zona de condiciones climticas bastante similares a las zonas de estudio escogidas para esta investigacin. A los rboles seleccionados se les practicaron incisiones con un birbiqu, tanto en ramas como en fuste. Los rboles evaluados fueron 25 por sub-bloque. Mtodo 3: Cortes Este tercer mtodo se baso en una de las tcnicas utilizadas

tradicionalmente por la gente de las comunidades locales, el cual consiste en realizar cortes con machete en el fuste y las ramas de los rboles. Los cortes deben de ser limpios y se debe atravesar la madera de manera que el rbol exude la goma con el fin de cicatrizar mediante esta. Se evaluaron 25 rboles por sub-bloque. Mtodo 4: Recoleccin El cuarto mtodo se bas simplemente en recolectar la goma exudada por el rbol de sapote, en individuos que ya presentaban exudacin al momento de ser seleccionados, producto de cortes o agujeros hechos por aves (mayormente pjaros carpinteros) u otros animales, como las cabras, que suelen frotar sus cuernos contra la corteza de los rboles llegando a daar la madera. En este mtodo no se practicaron incisiones en el rbol. En este mtodo fueron evaluados 25 rboles por sub-bloque.

8. Anlisis fsico-qumicos A la goma recolectada de los rboles estudiados, se le realizaron los siguientes anlisis fsico-qumicos evaluados por sub-bloque para su posterior caracterizacin:

a)

Rendimiento: se determin la cantidad de goma exudad por rbol mediante cada mtodo de extraccin.

b)

Color: El color se determin en dos momentos distintos, al ser extrada y cuando se encontraba en polvo.

c)

Humedad: se determinaron dos contenidos de humedad mediante dos mtodos distintos: humedad azeotrpica y humedad gravimtrica. Ambos mtodos fueron determinados mediante la Norma NTP 251.010.

d)

Slidos totales: se determina en base al contenido de humedad presente en la goma.

e)

Solubilidad: Es determinada por adicin de una cantidad definida de muestra de goma a concentraciones distintas de etanol (0 %, 30 %, 50 %, 70 % y 95 %). La determinacin de la solubilidad se consigue mediante mtodo interno del LPP, basndose en la Norma NTP 319.084

f)

Constitucin qumica de la goma (Carbohidratos): Para este fin se utiliza un cromatgrafo de gases acoplado a un espectrofotmetro de masas (GC-MS). Se determina utilizando los principios de la Norma AOAC 1985 parte 971.18

g)

Rotacin ptica: Para la medicin de la rotacin ptica se utiliz un polarmetro Carl Zeiss 103176. La determinacin de la rotacin ptica est basada en la Norma NTP 319.076.

h)

Viscosidad: Las mediciones isotrmicas (25 C) se llevaron a cabo mediante un Viscosmetro Brookfield RVF-220 utilizando Spindle N 1 y 2 a 20 RPM. Se realiz en base a la Norma ASTM D1084-63, tomando como referencia la norma AOAC 1984 parte 10.017. El resultado se expres en centipoises (cps).

i)

pH: Se determin mediante un pH-metro el cual fue calibrado debidamente antes de su uso. Se utiliz para este fin la Norma AOAC 1985 parte 981.12.

j)

Cenizas: Las cenizas se determinaron sometiendo muestras de goma a 650 C en una mufla por aproximadamente 3-4 horas. Este anlisis se bas en la Norma AOAC 1995 parte 942.05. las cenizas es menor. Dependiendo la cantidad de muestra que se utilice el tiempo que demore en formarse

k)

Determinacin de cationes: Se determin mediante mtodo interno LPP, adaptado de la materia Anlisis Qumico Papelero, de la ETSIIT, Universidad Politcnica de Barcelona.

l)

Vitaminas: Se sabe que muchas gomas, al igual que los frutos del sapote (Capparis scabrida), poseen vitaminas A y C, por lo tanto se determin cualitativamente la presencia de estas vitaminas.

m)

Extracto etreo: En este caso fue mediante un equipo Soxhlet. El tiempo de ensayo por cada una de las muestras fue de 90 minutos y fue realizado bajo la Norma AOAC 1995 parte 920.39.

n)

Fibra cruda: Este anlisis fue determinado bajo la Norma AOAC 1995 parte 962.09.

o)

Protenas: Para la determinacin de las protenas se utiliz un equipo Kjeldahl, y fueron determinadas mediante la Norma AOAC 1995 parte 920.176.

p)

Compatibilidad: Se deber comparar la compatibilidad de esta goma con otros hidrocoloides vegetales como la goma arbiga, goma guar, goma de tara, etc.

RESULTADOS Y DISCUSIONES Rendimiento

A) Mtodo 1: VentanasDespus de ms de tres meses de evaluacin (Enero-Marzo del 2006), no se obtuvo mayores respuestas por parte del rbol con este mtodo; la mayor parte de los individuos estudiados, no exudaron goma o la exudacin fue casi nula.

La produccin promedio por rbol en los cuatro sub-bloque fue de 0,74 g. Los mayores resultados se encontraron en la zona del Santuario Histrico Bosque de Pmac con 1,2 g/rbol. Los menores rangos de altura (2-4 m) y clases diamtricas (10-20 cm) dieron los mejores resultados, pero estos se ubicaban dentro del mbito del Santuario Histrico Bosque de Pmac por lo cual no se consideraron determinantes para la produccin de la goma.

9. Mtodo 2: AgujerosLuego de 2 meses de evaluacin (Marzo-Abril) tampoco se obtuvieron buenos resultados con este mtodo en ninguna de las zonas estudiadas. Los rboles prcticamente no exudaron goma, por lo tanto estos resultados, al igual que en el caso anterior, no determinan el comportamiento real del rbol en cuanto a la produccin de goma, pero por otro lado demuestran quizs que este mtodo no es el mas adecuado para la extraccin de la goma. La produccin promedio por rbol en los cuatro sub-bloque fue de 1,35 g. Los mayores resultados se encontraron, al igual que en el mtodo anterior, en la zona del santuario Histrico Bosque de Pmac. Los rangos de altura 2-4 m, 46m y 6-8, as como las clases diamtricas 10-20 cm y 20-30 cm dieron los mejores resultados, pero estos en su mayora se ubicaban dentro del mbito del Santuario Histrico Bosque de Pmac por lo cual tampoco se consideraron determinantes para la produccin de la goma.

10. Mtodo 3: CortesLa realizacin de este mtodo dur aproximadamente 2 meses, donde se obtuvieron mejores resultados pero an as la cantidad de goma exudada no representa lo que usualmente se puede encontrar en los rboles de las zonas de estudio. En este caso la produccin promedio fue de 8,15 g/rbol, donde los mayores resultados se obtuvieron tambin para el bloque del Santuario Histrico Bosque de Pmac con 14,6 g/rbol en promedio. Los rangos de altura 2-4 m, as como las clases diamtricas 10-20 cm y 20-30 cm dieron los mejores resultados, pero estos en su mayora se ubicaban dentro del mbito del Santuario Histrico Bosque de Pmac por lo cual tampoco se consideraron determinantes para la produccin de la goma.

11. Mtodo 4: RecoleccinLa realizacin de este mtodo dur solamente 5 das, debido a que este mtodo slo consista en recolectar la goma ya exudada por los rboles al momento de ser evaluados, por lo cual no se les practic ninguna incisin. Los resultados obtenidos mediante este mtodo difieren bastante a los obtenidos en los 3 mtodos anteriores en cuanto a rendimiento o produccin de goma, ya que mediante este mtodo se logr obtener una produccin promedio de hasta 112,63 g/rbol en una de las zonas pertenecientes al Santuario Histrico Bosque de Pmac. Mediante este mtodo se pudo constatar que las variables dimetro y altura no fueron determinantes en la produccin de la goma. Color El color fue determinado al momento de la extraccin, cuando la goma se encontraba aun en bloque y fresca as como al estar en polvo. El color predominante de la goma recin extrada fue marrn rojizo, el cual, clasificado segn la Tabla Munsell pertenece al Cdigo 2,5 YR. La goma en polvo presentaba un color crema claro traslcido. Los resultados obtenidos fueron similares en los 4 sub-bloques de estudio. Humedad El contenido de humedad se determin mediante dos mtodos, el mtodo de humedad azeotrpica y el mtodo de humedad gravimtrica. Los resultados obtenidos mediante estos mtodos fueron notoriamente distintos. Para el caso de la humedad azeotrpica el contenido de humedad promedio en las gomas fue de 11,48 %, mientras que con el mtodo de humedad gravimtrica se obtuvo en promedio 17,12 %. Las diferencias se deben a que el mtodo de humedad gravimtrica, al basarse en la prdida de peso por desecacin, toma en cuenta tambin la perdida de peso de otros materiales voltiles presentes en la goma, mientras que el mtodo de humedad azeotrpica se basa en la destilacin con tolueno, el cual solamente arrastra molculas de agua, siendo entonces este el mtodo mas exacto para la determinacin del contenido de humedad y el que fue utilizado para los posteriores anlisis. No hubo diferencia significativa entre los resultados obtenidos evaluados por sub-bloque de estudio.

Slidos Totales La goma de sapote presente un contenido promedio de 88,3 % de slidos totales. Este anlisis representa los residuos que quedan de algn material, luego de haberse sometido este a la evaporacin y su consecutivo secado en la estufa a temperatura definida. En este caso, se determina restando el contenido de humedad obtenido en las gomas. En los 4 sub-bloques, los resultados fueron similares. Solubilidad La goma de sapote demostr ser bastante soluble en agua fra (25 C), obtenindose entre 91y 98 % de solubilidad. Asimismo demostr tolerar concentraciones de etanol llegando hasta un 60 % de solubilidad con etanol al 50 %. Su solubilidad en agua caliente fue total. Para los 4 sub-bloques los resultados fueron similares. Constitucin qumica (Carbohidratos) La goma de sapote est constituida principalmente de Galactosa (61-65 %), arabinosa (15-19 %) y ramnosa (2 %), presentando as 83 % de contenido de carbohidratos. En cada bloque de estudio los componentes de la goma fueron similares. Rotacin ptica Mediante polarimetra se determin que la goma de sapote es dextrgira con 1 de rotacin. En los dos bloques de estudio los resultados fueron los mismos. Viscosidad La goma de sapote posee una viscosidad baja, llegando a presentar valores de 230 cps a una concentracin de 17 %. Estos resultaos fueron similares para cada sub-bloque. pH El pH de de esta goma se muestra cido, con valores que van de 4,41 a 4,52. En los 4 sub-bloques los resultaron fueron similares.

Cenizas El contenido de cenizas obtenido para la goma de sapote fue de 2,9 3,8 %, encontrndose pequeas diferencias por sub-bloque lo que quizs se podra deber a la constitucin del suelo en cada uno de ellos. Determinacin de cationes Los cationes se determinaron en base a las cenizas obtenidas. Esta goma demostr contener sales de calcio y magnesio en su constitucin. Estos resultados fueron los mismos en cada sub-bloque. Vitaminas Se encontr dentro de la goma de sapote la presencia de vitamina A y C, estos resultados fueron similares por sub-bloque de estudio y fue determinado solo de manera cualitativa. Extracto etreo La goma de sapote, en los 4 sub-bloques de estudio demostr la presencia de bajas concentraciones de extracto etreo, los cuales presentaron un valor de 0,04-0,07 %. Fibra cruda El porcentaje de fibra cruda presente en esta goma fue bastante bajo, 0,090,14 %. Para los 4 sub-bloques estos resultados fueron similares. Protenas El contenido de protenas en esta goma se presenta alto comparado a otras gomas, con un promedio de 9,3 %. fueron similares. Compatibilidad La goma de sapote demostr, mediante los resultados obtenidos, ser compatible con otras gomas actualmente utilizadas en el mercado a nivel industrial (goma arbiga, goma de tara y goma guar), con caractersticas similares fsico-qumicas similares a estas, en especial a la goma arbiga, demostrando as su potencial como espesante, estabilizante y emulsionante en distintas industrias. En los 4 sub-bloques los resultados

CONCLUSIONES

-

De los cuatro mtodos estudiados para la extraccin de goma, el que

dio los mejores resultados de rendimiento fue el mtodo de recoleccin.

-

De los mtodos en los cuales se practicaron incisiones el mtodo de

cortes fue el que dio los valores de produccin ms altos, aunque con valores significativamente menores a los obtenidos mediante el mtodo de recoleccin.

-

Los valores mas altos en cuanto a produccin de goma se obtuvieron

dentro del mbito del Santuario Histrico Bosque de Pmac.

-

Se

puede

afirmar

que

la

produccin

de

la

goma,

depende

principalmente de la profundidad de la napa fretica, evaluada de manera indirecta. En los mtodo con incisin, ventanas, agujeros y cortes, la produccin de goma fue mayor para los menores rangos de altura (