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MINISTERIO DE EDUCACIÓN INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR – INSTITUTO DE EXCELENCIA

“CARLOS SALAZAR ROMERO” PROGRAMA DE ESTUDIOS DE QUÍMICA INDUSTRIAL

PERFIL DE PROYECTO DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA

PROYECTO:

EXTRACCION DE COLAGENO A PARTIR LA, coccoidea, ESCAMAS DE PESCADO, PARA LA ELIMINACION DE LAS ARRUGAS DE LA PIEL Autores:  VÁSQUEZ YATACO, BRIGGITE  FLOREZ VERA MARIA BERTILA

Nuevo Chimbote – 2019

I. GENERALIDADES 1.1. Título: EXTRACCION DE COLAGENO A PARTIR DE, coccoidea, ESCAMAS DE PESCADO, PARA LA ELIMINACIÓN DE LAS ARRUGAS DE LA PIEL

1.2. Autores: 

Vásquez yataco briggite Mz A – Lt 2 – AA.HH Nuevo Edén – Chimbote - Ancash



Flores vera maría Mz c – Lt 24 – AA.HH señor de los milagros– Nuevo Chimbote - Ancash

1.3. Localización e Institución El proyecto de Investigación e innovación Tecnológica, se desarrolla en las instalaciones del Centro de producción Agroindustrial del Programa de Estudios de Química Industrial del IES - IDEX “Carlos Salazar Romero”, localizado en la Av. Pacífico s/n del distrito de Nuevo Chimbote.

1.4. Duración El trabajo de investigación se lleva a cabo en 3 semanas, inicio: 01-04-19 y final: 19/04/19

1.5. Cronograma ACTIVIDADES

1.6.

FECHA DE INICIO

FECHA DE TERMINO

SEMANAS

1

Revisión Bibliográfica

01-04-19

05-04-19

01

2

Desarrollo Experimental

08-04-19

12-04-19

01

3

Análisis de Resultados

08-04-19

12-04-19

01

4

Elaboración del Informe final

15-04-19

19-04-19

01

Recursos: 1.6.1 Personal Asesor de Proyecto 

M Sc Ingº RAMÍREZ SICHE, Nelson Hugo Docente de Química Industrial – IES-IDEX “CSR”

Autor del Proyecto 

Vásquez YataLco Briggite Egresada del programa de estudios de Química Industrial - 2016



Flores Vera María Bertila Egresada del programa de estudios de Química Industrial - 2016

1.6.2 Bienes Los bienes a utilizar en el desarrolla del trabajo de investigación son: Institucionales y personales

a) Bienes Institucionales Son bienes de la institución y que autoriza a los autores su uso para su investigación, entre ellos se tienen, el centro de producción agroindustrial, con sus equipos, instrumentos y aparatos como: balanza, cocina, licuadora, congeladora, olla, colador, espátula, agua, del centro de producción Agroindustrial.

b) Bienes Personales: Son bienes que los autores del proyecto deben de poseer para iniciar la investigación, como Guarda polvo, tapa boca, toca, botas, baldes, depósitos de plásticos, envases, extractor, cuchillos, tabla de picar, rayadores, tamices y gas

1.6.3 Servicios: Se considera a las necesidades de agua potable y luz eléctrica que se necesita para llevar a cabo la parte experimental del proyecto, se considera en los costos una cantidad mínima de alquiler. Así como los ensayos de microbiología, bromatología en laboratorios especiales

1.6.4 Inversiones En este rubro se tiene en cuenta los gastos que conlleva al desarrollo del proyecto de investigación e innovación tecnológica; estos costos son: 

Costos de materia prima e insumos



Costos de materiales



Otros gastos



Gastos totales

A)

COSTOS DE MATERIA PRIMA E INSUMOS Descripción

kg kg ml ciento ciento balón

10 5 200 2 2 1

Costo Unitario S/ 20.00 4.00 0.20 26.00 12.00 36

---

---

----

Unidad Cantidad

Escamas Naranja Esencia de vainilla blanca Envases Etiquetas Gas TOTAL

Costo Total S/ 200.0 20.00 4.00 42.00 24.00 36.00 326,00

B) COSTOS DE MATERIALES

Descripción Cucharón Olla Cocina Licuadora Balanza Cuchillo Colador Recipiente Servicios TOTAL

Unidad

Cantidad

U U U U U U U U u

1 1 1 1 1 1 1 2 1

Costo Unitario S/ 15.00 (*) (*) (*) (*) 3.00 4.00 4.00 (*)

Costo Total S/ 15.00 12.00 15.00 15.00 13.00 10.00 10.00 18.00 45.00 153,00

(*) Se utiliza la depreciación de estos bienes institucionales.

C) OTROS GASTOS

Descripción Pasajes (2p) Lapiceros Papel Bond Internet Asesoría TOTAL

10 4 1 20

Costo Unitario S/ 4.00 1.00 14.00 2.00

Costo Total S/ 40.00 4.00 14.00 40.00

-----

300.00

300.00

Unidad

Cantidad

U U millar hora u

398,00

D) TOTAL DE GASTOS

DESCRIPCION

GASTOS

Costos de materia Prima e Insumos

326,00

Costos de Materiales de Laboratorio

153,00

Otros Gastos

398,00

TOTAL

877,00

S/.

1.6.4.1. Financiamiento El proyecto de investigación tecnológica a desarrollar tiene una inversión de S/. 877,00 mismo que es autofinanciado por los autores.

II. PLAN DE INVESTIGACION 2.1. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION El proyecto denominado “Extracción de colágeno a partir de, coccoidea, escamas de pescado, para la eliminación de las arrugas de la piel”, no se desarrolla internacional, nacional ni regionalmente, sin embargo, hay estudios similares, por lo que a continuación se detalla algunos de ellos, analizando sus trabajos y el aporte para el desarrollo del presente trabajo de investigación.

(López Sampedro, 2018), en su trabajo de investigación, manifiesta: “Se trabajó en la extracción de colágeno a partir de escamas de pescado utilizando diferentes niveles de rennina 5%, 10% y 15%”. El aporte al trabajo de investigación es la extracción con solventes a diversas concentraciones, lo mismo que se piensa utilizar en el presente proyecto. (AQUAHOY, 2018), detalla que: Científicos de la Nanyang Technological University han establecido que el colágeno derivado de las escamas de los peces puede ser efectivo para varias aplicaciones biomédicas, como la cicatrización de heridas. El aporte al trabajo de investigación del estudio desarrollo por los científicos japoneses es la aplicación biomédica y la cicatrización de las heridas. La materia prima principal para el desarrollo del presente trabajo de investigación son las escamas de pescado, por lo que es necesario conocer un poco más de la formación de las escamas, tipos y características, que complementen el desarrollo del presente trabajo de investigación, a continuación se detalla dichos conocimientos.

(CRESPÍN ELÍAS, 2015) Manifiesta que: Los peces son animales de sangre fría que habitan en medios acuáticos (de agua salada o dulce), entre otras características poseen una piel que contiene glándulas mucosas y una espina dorsal constituida por numerosas vertebras, lo que les permite un elevado grado de flexión de su cuerpo; además, su torso está cubierto por escamas (a excepción del bagre y tiburón) y respiran a través de branquias. Los peces se dividen en dos categorías principales:  Los cartilaginosos, que habitan fundamentalmente en el mar, como su nombre lo dice tienen esqueleto cartilaginoso y válvula espiral en el intestino; los más conocidos en esta categoría son los tiburones y las rayas, casi todos habitan en el mar y muy pocos se crían en acuarios.  Los óseos, son los más típicos, tienen esqueleto óseo y vejiga natatoria, habitan en todo tipo de cuerpos de agua y en las condiciones más variables, desde pequeños charcos en climas desérticos, hasta en los grandes océanos, como también desde el polo hasta el trópico Sobre la morfología externa. (CRESPÍN ELÍAS, 2015). Dice que: El pescado está estructurado en tres partes que son: cabeza, tronco y cola. En la cabeza se ubican los ojos, boca, orificio nasal y las agalladeras el cual es el órgano que les permite respirar. El tronco está compuesto por los distintos tipos de aletas y escamas, a nivel interno albergan las vísceras como lo son: corazón, estomago, hígado entre otras; y la cola la aleta caudal. En general, los peces tienen forma ahusada, con el cuerpo moderadamente aplanado en los lados y más afilado en la zona de la cola que en la de la cabeza. Sus principales rasgos son el juego de vértebras repetido en serie y los músculos segmentados, que permiten al pez desplazarse moviendo el cuerpo de forma lateral.

Figura 01: Anatomía externa; Fuente: http://fishrules.tripod.com/anatomia/extanat.jpg La figura muestra la anatomía de los pescados donde se puede apreciar las escamas, principal materia prima para el desarrollo del presente trabajo de investigación. Una escama es una pequeña placa rígida que crece de la piel de un animal, generalmente para proporcionarle aislamiento y protección, son bastante comunes y han evolucionado numerosas veces a través de la evolución convergente con diferentes estructuras y funciones, generalmente están clasificadas como parte del sistema intergumentario de un organismo

Según (SAENZ SERRANO, 2017), en los peces adultos la epidermis está compuesta de varias regiones.(figura); la capa superficial está compuesta de una capa de células, la cual provee el color ornamental externo, superficialmente está cubierta por una gran cantidad de glicosaminoglicanos, los cuales protegen a su cuerpo de las bacterias, hongos y parásitos. El estrato intermedio de la piel está compuesto de una capa variable de células glandulares unicelulares productoras de glicosaminoglicanos.

Figura 02: Desarrollo de las escamas en la piel La tercera región de la epidermis es la capa basal, durante su desarrollo estas células cumplen funciones adicionales como: la producción inicial del colágeno dérmico, interactuar con el mesénquima subyacente para el desarrollo de las escamas. La dermis se divide en dos regiones, la primera capa o estrato laxo esta compuesta de fibras de colágeno suelto, numerosas fibroblastos, nervios, células pigmentadas y escamas. La segunda capa profunda o estrato compuesto, se caracteriza por una organización de colágeno denso con pocos fibroblastos. En algunas regiones de dermis se organiza de forma lamelar obteniendo un aspecto transparente similar a la córnea. (SAENZ SERRANO, 2017) Manifiesta que: las escamas del pescado tienen un origen dérmico y contiene calcio en diversos peces telosteos y en peces condriticios, sin embargo en escamas placoideas se asemejan más a un odontón, que a las escamas típicas.

Las escamas se pueden clasificar en 04 tipos dependiendo de la especie de pescado. Existe una clasificación de tres tipos de escamas, las escamas cosmoides, ganoides y elasmoides. Las escamas elasmoides envuelven a las escamas ganoides de tal forma que se simplifican en un hueso laminar parcialmente calcificado. Existen dos tipos de escamas elasmoides, las clenoideas son escamas concéntricas de protección en los márgenes posteriores y las cicloideas, las cuales exhiben anillos concéntricos sobre la superficie llamada circuli. Los circulis determinan la edad del pescado ya que durante el crecimiento del pez, nuevos circulis se van agregando en determinados periodos de tiempo. Las escamas de esta especie (cyprinus carpic linnaeus, 1758) son escamas cicloideas y son similares a las escamas clenoideas con suave borde exterior (figura 03-a). Son comunes a los peces con rayos de aleta blanda, como carpa o salmón. Las escamas cicloideas pueden exhibir una gama de formas y tamaños, las escamas de la carpa tienen una configuración única (figura 03-b). Mostrando un patrón de anillos de crecimiento similares a los del tronco de un árbol, este patrón indica la madurez de los peces.

a) Cicloide general b) Cicloide de carpa Figura 04: Tipos de escamas cicloides Las escamas elasmoideas están compuesta por dos capas. El límite externo de la capa está altamente mineralizada compuesta principalmente de apatita o carbonato de calcio dependiendo del pez, la capa interna o elasmodina, es un

composito de mineral y colágeno tipo I, ordenada de pliegues similar a los pliegues que tiene la madera. El producto a obtener de las escamas del pescado es el colágeno, por lo que es necesario conocer sus propiedades y usos, a continuación se detalla cada uno de estos conocimientos. (Ricón, 2018) Manifiesta que: el colágeno es una sustancia de origen proteico presente en la mayoría de tejidos conjuntivos en nuestro organismo. Tiene una función estructural, tanto a nivel cutáneo (primera barrera de protección) como en articulaciones. A nivel de suplementación, podemos encontrarla en forma hidrolizada o sin desnaturalizar (UC-II). Su suplementación se asocia principalmente a una reducción del dolor articular, aunque se ha observado como algunos péptidos pertenecientes al colágeno, favorece la conexión neuronal a través de neurotrofinas (BDNF) No hay colágeno de origen vegetal.

Figura 06: Tipos de colágenos El colágeno es una de las proteínas más abundantes en nuestro cuerpo. Nuestros huesos, cartílagos, tendones, piel y ligamentos están compuestos por colágeno. Con los años, y sobre todo después de la menopausia, la piel pierde parte de su

capacidad regenerativa y los huesos su densidad, lo que puede llevar a la osteoporosis. La caída de los niveles de estrógeno en las mujeres durante la etapa posmenopáusica origina diferentes problemas fisiológicos a nivel de piel y huesos. Con el fin de mitigarlos, actualmente se usan diferentes tratamientos, como la terapia hormonal de reemplazo o el uso de moduladores de los receptores de estrógeno (SERM), pero cada uno conlleva ciertas desventajas. Una de las problemáticas para la elaboración de colágeno a partir de escamas de pescado fue debido a que muchas personas de la tercera edad sufren de las tan enemigas arrugas, para ello decidimos darle una solución o una alternativa de cambia, por ello realizamos la extracción de colágeno a partir de escamas para eliminar las arrugas de la piel El colágeno no solo es un promotor de la cicatrización de heridas, sino que también promete ser un portador de fármacos que pueden mejorar la cicatrización de heridas, así como los factores de crecimiento. Sin embargo, en su forma natural, la forma no modificada, el colágeno se vuelve soluble solo en condiciones ácidas, que dañan los medicamentos. (AQUAHOY, 2018) Cerca de 200 miligramos (mg) de colágeno pueden obtenerse de 10 gramos de escamas de pescado, esta cantidad puede ser obtenida de uno o dos pescados. Hay un bajo costo en obtener las escamas de pescado debido a que son usualmente descartados, en comparación con fuentes como el cuero de vaca que tienen una amplia gama de otros usos. . (AQUAHOY, 2018)

Los métodos de la extracción de colágeno no varían mucho, a continuación, se detalla un diagrama de bloque de la preparación:

DIAGRAMA DE FLUJO DE OBTENCIÓN DE HARINA DE ESCAMAS

El aporte del diagrama de flujo se detalla en la etapa de desmineralización y secado de las escamas, operaciones que se tiene presente en el trabajo de investigación.

Visto los estudios de investigación y los conocimientos sobre la materia prima y el producto, los autores describen una técnica para el desarrollo del presente trabajo de investigación al cual le denominan “HAEPES”

DIAGRAMA DE BLOQUE DE “EXTRACCION DE COLAGENO CON coccoidea ESCAMAS DE PESCADO PARA el eliminar ARRUGAS EN LA PIEL

RECEPCIÓN

LICUADO

ADICION DEL LA VI C

SELECCIÓN

LAVADO DESIFECCIÓN COLADO COCCION

ETIQUETADO

2 ENFRIADO

ENVASADO

REFRIGERARLO

El proyecto de investigación se debe de llevar a cabo desde el punto de vista: Metodológico, el producto obtenido es de fácil obtención y las operaciones unitarias son manejables a nivel básico Ambiental, la materia prima; escamas de pescado contamina el ambiente como residuo sólido y al utilizarlo disminuye la contaminación. Económico, pues el tratamiento y/o proceso ni es muy caro. Social, pues puede incrementar el uso de cremas natural a partir de escamas de pescado.

2.2. Problema ¿Cómo utilizar las escamas de pescado y obtener un producto a base del colágeno para ser usado por el ser humano y evitar la contaminación ambiental?

2.3. Objetivos



Extraer el colágeno a partir de escamas de pescado para la eliminación de arrugas en la piel , utilizando el método adecuado



Elaborar una tabla hedónica para demostrar la calidad del producto elaborado a partir de escamas de pescado.

2.4. Hipótesis: Utilizando el “Método HAEPES”, se obtiene satisfactoriamente el colágeno por extracción de las escamas de pescado y utilizarlo para la eliminación de arrugas de buena calidad y con resultados favorables

DISEÑO DE CONTRASTACIÓN. Para el desarrollo del presente trabajo se tiene en cuenta el “Método BMP” la misma que tiene su origen en el método casero de la región y la que se detalla a continuación:

Material de estudio:

escamas

:

10 kg

Naranja

:

5 kg

Desarrollo experimental. 1. Primera parte: extracción de colágeno con escamas de pescado para la eliminación de arrugas 2. Se realiza según las etapas del “Método HAEPES”, la misma que se detalla en el siguiente diagrama de bloques.

DIAGRAMA DE BLOQUE DE LA “EXTRACCION DE COLAGENO CON ESCAMAS DE PESCADO PARA LA ELIMINACION DE ARRUGAS EN LA PIEL”,

RECEPCIÓN

LICUADO

SELECCIÓN

ADICION DEL LA VI C

LAVADO DESIFECCIÓN COLADO COCCION

ETIQUETADO

2 ENFRIADO

ENVASADO

REFRIGERARL O

Se recepciona las escamas mediante un raspado al pescado, para ello se utiliza un cuchillo una cuchara y un deposito, luego se procede a la selección del producto (escamas) con la finalidad de no decepcionar escamas de color no aceptable, machacadas o maltratadas

Una vez que se ha seleccionado se procede con el lavado de las escamas para evitar alguna presencia de algún microorganismo o partículas físicas dentro de ella una vez realizado el lavado , se coloca en una olla y se lleva al fuego se deja hervir por un lapsus de 25 a 30 min , luego se enfría , se licua por un tiempo de 2 minutos para evitar el olor fuerte del pescado se procede a agregar una gotas de esencia de vainilla o el sabor que sea apreciable para el consumidor , una vez licuado se procede a colarlo , para que el producto obtenido sea totalmente líquido y de color lechoso, finalmente se procede a enfriar, envasar y etiquetar, sin antes de haber pasado el control de calidad por las mismas . Antes de iniciar el proceso de extracción se debe de tener los equipos y aparatos a utilizar limpios y el ambiente aseado y desinfectado y el personal con su vestimenta adecuada, como buenas prácticas de manufactura; así mismo se debe de tener presente el tiempo para lograr la obtención del colágeno

2. Segunda parte: Control de calidad Para Realizar el control de la calidad del producto se utiliza una tabla Hedónica, la misma que es diseñada por los autores, con ella se propone buscar la calidad del producto, además de buscar las propiedades organolépticas apropiadas del producto

TABLA DE VALORES

AGRADABLE

DESAGRADABLE INDIFERENTE

5

2

1

TABLA HEDONICA

DESCRIPCION

PUNTAJE

COLOR TEXTURA OLOR APARIENCIA

El puntaje para su aceptación: 15 – 20

BIBLIOGRAFIA 1. AQUAHOY. (12 de Marzo de 2018). AQUAHOY. Recuperado el 26 de Marzo de 2019, de https://www.aquahoy.com/i-d-i/valor-nutricional/31324-colageno-de-escamas-de-peces-esefectivo-para-curar-heridas 2. CRESPÍN ELÍAS, V. H. (2015). “ESTUDIO DE FACTIBILIDAD PARA LA REHABILITACIÓN

DEL

CENTRO

DE

ACOPIO

DE

LA

FEDERACIÓN

DE

COOPERATIVAS DE PRODUCCION Y SERVICIOS PESQUEROS LA PAZ DE R.L. FECOOPAZ DE R.L., SAN LUIS LA HERRADURA DEPARTAMENTO DE LA PAZ”. EL SALVADOR, CENTROAMÉRICA: UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR. Recuperado el 29 de Marzo de 2019

3. López Sampedro, H. M. (1 de Junio de 2018). OBTENCIÓN DE COLÁGENO DE ESCAMAS HIDROLIZADO CON RENNINA. Revista: Caribeña de Ciencias Sociales. Recuperado el 26 de Marzo de 2019, de https://www.eumed.net/rev/caribe/index.html

4. Ricón, A. (2018). Nutrición Salud y Deporte. Recuperado el 26 de Marzo de 2019, de https://www.hsnstore.com/blog/colageno/

5. SAENZ SERRANO, N. (2017). OBTENCION DE MATERIAL COLOGENOSO DE ESCAMAS DE PESCADOY SU ESTERILIZACIÒN CON RADIACIÒN GAMA. MEXICO. Recuperado el 26 de MARZO de 201