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Stevia rebaudiana

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cultivos industriales

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Stevia rebaudiana

  1. 1. Stevia Rebaudiana Cultivos industriales. Por: Basilio Ignacio Chepe.
  2. 2. Origen. La Stevia rebaudiana Bertoni, es una planta herbácea originaria de la Sierra Amambai, en la frontera del Brasil y Paraguay, donde es conocida con el nombre de KAA-HE-E (en su idioma nativo). De acuerdo con documentos que existen en el Archivo Nacional de la Asunción y enviados por los conquistadores a España, se hace mención a esta planta, conocida por los indígenas guaraníes los cuales la utilizaban para edulcorar bebidas entre ellas el mate. Esta noticia llega por los indígenas al naturista Moisés Bertoni en 1987 quien en un escrito hace una primera descripción dándole el nombre Eupatorium rebaudianum de la familia compositae. Es estudiada y hace una descripción detallada en 1905 donde le da el nombre definitivo de Stevia rebaudiana Bertoni. En 1900 el químico paraguayo Ovidio Rebaudi, en cuyo homenaje Bertoni bautizo la planta, logra aislar dos principios activos: uno extremadamente dulce y uno amargo, siendo el primero de ellos el que más atrajo el interés de los investigadores. Fue llevada al Japón en 1964 por sus propiedades edulcorantes y ya en 1970 se comenzó la producción del steviosido, hoy ampliamente consumido en el mundo oriental. Fue en ese país donde se obtuvo por mejoramiento genético la variedad Morita, en honor de Toyosigue Morita quien la desarrolla. Esta variedad da mayores rendimientos de hoja seca y mejor contenido químico de éstas. En Colombia se tienen informes de su llegada al Valle del Cauca y Antioquia iniciando la década de los 90, desconociéndose su procedencia y año de introducción. En el año 1994 Cordicafe y Secretaria de Agricultura suscribieron un convenio de cooperación con la JAIDO LTD. Del Japón, importaron material vegetal proveniente de Bolivia de unos ensayos que se estaban haciendo en Santa Cruz, en convenio con la empresa MORITA Company, con el fin de observar su adaptabilidad al medio tropical.
  3. 3. Clasificación taxonómica. Reino: Plantae (Angiospermae) División: Magnoliophyta Clase: Magnoliopsida (Dicotyledonea) Grupo: Monochlamydae Orden: Asterales Familia: Asteraceae Compositae Subfamilia: Asteroideae Tribu: Eupatorieae Género: Stevia Especie: S. revaudiana Nombre binomial: Stevia rebaudiana (Bertoni) El género está dedicado al botánico español Pedro Jaime Esteve (1500–1556), profesor de Física y Matemáticas en la Universidad de Valencia, que investigó por primera vez la stevia, entre otras plantas que llegaron de América a Valencia. Bertoni, procede del científico suizo Moisés Bertoni que fue el descubridor de esta especie en Paraguay y el que comenzó los estudios de la misma a finales del siglo XIX.
  4. 4. Descripción morfológica. La Stevia pertenece a la familia Asteraceae es una planta herbácea perenne, tallo erecto, subleñoso, pubescente; durante su desarrollo inicial no posee ramificaciones, tornándose multicaule después del primer ciclo vegetativo, llegando a producir hasta 20 tallos en tres a cuatro años; puede alcanzar hasta 90 cm de altura en su hábitat natural y en los trópicos puede llegar a tener alturas superiores a 100 cm (Jaramillo, 2009). La raíz es, pivotante, filiforme, y no profundiza, distribuyéndose cerca de la superficie. La S. rebaudiana tiene hojas elípticas, ovales o lanceoladas, algo pubescentes; presentan disposición opuesta en sus estados juveniles, y alternas cuando las plantas llegan a su madurez fisiológica, previa a la floración (Bonilla et al., 2007). La flor es hermafrodita, pequeña y blanquecina; su corola es tubular, pentalobulada, en capítulos pequeños terminales o axilares, agrupados en panículas corimbosas (Shock, 1982). La planta es autoincompatible (protandria), por lo que la polinización es entomófila; se dice que es de tipo esporofítico y clasificada como apomíctica obligatoria (Monteiro, 1982). El fruto es un aquenio que puede ser claro (estéril) u oscuro (fértil) y es diseminado por el viento. Se clasifica como una planta de día corto, situando el fotoperíodo crítico de 12 a 13 horas según el ecotipo (Monteiro, 1980).
  5. 5. Existen otras especies como: Stevia eupotoria, S. obata, S. plummerae, S. salicifolia, S. serrata. En Ecuador se han determinado S. anisostemma y S. bertholdii en Chimborazo e Imbabura: S. crenata; en Loja S. bertholdii; en Pichincha, S. anisostemma, S. crenata, S. dianthoidea., en Tungurahua S. tunguraguensis (Valencia, et al., 2000). Cabe señalar que Stevia rebaudiana cuenta con más de 144 variedades a nivel mundial, destacando a Morita 2; además esta especie presenta numerosos ecotipos; también la variedad Ariete es actualmente muy cultivada debido a su mayor edulcorancia (Taiariol y Molina, 2010). La variedad Morita 2 fue desarrollada en Japón por Toyosigue Morita, la ventaja de esta variedad es que presenta mayores rendimientos de hoja seca y mejor contenido químico que las otras variedades (Soejarto et al., 1983).
  6. 6. Requerimientos edafoclimaticos. Condiciones ambientales. El cultivo de la Estevia requiere 1,400 a 1,800 mm de lluvia por año. La planta no soporta sequías muy prolongadas. Requiere una alta luminosidad (por lo que se requiere ralear el monte (no rozarlo por completo). Es necesaria una temperatura superior a los 13°C siendo ideal entre los 18 y 34 °C. Resiste y prospera hasta los 43°C acompañado de precipitaciones frecuentes. Temperaturas entre los 5 y 15°C no matan la planta pero inhiben o detiene su desarrollo foliar Temperaturas inferiores a los 5°C matan a la planta (heladas). La planta prospera desde los 0 m.sn.m. hasta 1,500 m.s.n.m. Condiciones de Suelo. La Estevia produce bien, en suelos franco arenoso o franco arcillosos con pH entre 5.5 y 7.5. En zonas con altas precipitaciones es recomendable que el terreno tenga una ligera pendiente para evitar encharcamientos, también es recomendable establecer curvas de nivel. No son recomendables los suelos salinos.
  7. 7. Estados productores. En México existen zonas de alto potencial para cultivarla con éxito, figurando como primera alternativa el estado de Sinaloa, cuya latitud norte (22º -27” N) coincide con la latitud sur (22º -27” S) de la región de donde es originaria la stevia, por lo que presenta condiciones ecológicas ideales, incluyendo el clima, suelos, vegetación, altitud, topografía, hidrología y otras, para el cultivo de esta planta. Otros estados que también presentan condiciones agro potencial son Nayarit; Jalisco; Colima; Michoacán; Guerrero; Oaxaca y Chiapas. El cultivo de stevia de forma comercial en México es de reciente introducción, tal y como lo muestra la información estadística del SIAP- Sagarpa sobre la superficie sembrada de stevia en México, las primeras siembras se registraron en el año del 2011, en los estados de Quintana Roo y Yucatán, con una superficie sembrada de 11 y 25 ha, respectivamente. Hacia el 2012 se incorpora Nayarit con 24 ha; en Quintana Roo la superficie se amplía a 30 ha y Yucatán continúa con la misma superficie de 25 ha, para hacer un total de superficie sembrada de cerca de 79 ha. En el 2013, la superficie establecida a nivel nacional fue de 37 ha, en donde Nayarit mantiene la misma superficie del año anterior, Quintana Roo sólo registra 10 ha, Yucatán sale del escenario y se incorporan Chiapas y Veracruz con 2 y 1 ha, respectivamente.
  8. 8. Importancias económica para México. México no figura en las estadísticas como productor de estevia, no se tiene conocimientos sobre superficies importantes como para ser registradas en las estadísticas oficiales, sin embrago, se tiene conocimiento de su cultivo en Quintana Roo y Chiapas. En el estado de Quintana Roo realiza acciones de vinculación con el Grupo de Alimentación Natural (GAN) y Productores Ka’a he’ё, quienes desarrollan la producción de 1.5 millones de plántulas en la primera etapa y 10 millones para la segunda. Con las condiciones de una plantación completa es posible alcanzar hasta siete mil kilogramos de hoja seca de estevia por hectárea al año; una planta de 90 centímetros de altura, produce 25 gramos de hojas secas, y de 7 a 15 por ciento de su peso contiene esteviósido (componente dulce), ya en cristales un kilogramo de éste endulza mil 500 litros de agua (SAGARPA, 2011).
  9. 9. Proceso industrial y productos obtenidos. La producción de endulzante en polvo para la industria y consumo masivo se realizará durante 22 días laborables del mes. El proceso a implementar es un método que se lleva a cabo de forma continua, no consume mucha energía, su diseño se facilita a gran escala y se amplia fácilmente, este proceso se denomina Separación por membranas. PROCESO DE PRODUCCIÓN TRITURACIÓN Luego de haber receptado la materia prima, inmediatamente las hojas son transportadas al área de trituración para ser molidas y alcanzar el tamaño de 1mm de diámetro que permita pasar por la criba de la máquina trituradora. Las hojas molidas caen a canecas plásticas hasta que tengan un peso de 20 Kg. cada una y son transportadas para ser organizadas en el área de extracción. EXTRACCIÓN • Calentamiento del agua y maceración de la hoja triturada de stevia. Luego de la trituración, se procede a colocar en las marmitas a vapor hojas de stevia trituradas; cada marmita tendrá (10 litros de agua por cada kg. de hojas que se coloquen en las mismas). El agua es calentada hasta obtener una temperatura de 60º C. La extracción dura 4 horas y por tal motivo el extracto obtenido en la jornada de la tarde es procesado en la mañana del día siguiente. FILTRACIÓN Luego de la extracción se pasa al pre-tratamiento con los filtros. En la parte inferior de la marmita se encuentra una válvula que permite el paso del extracto a través de un ducto de ½ milímetro de diámetro. El extracto pasa a través de una serie de filtros con el fin de retener partículas superiores a 1 micra para no saturar las membranas en los procesos siguientes. Primero se encuentra un filtro de 20 micras, luego uno de 10 micras, después están el de 5 y 1 micra y por último se encuentra el de carbón activado. El flujo en estos filtros es de 19 litros por minuto. (5 galones por minuto) Impulsado por una bomba de 45 de presión, este proceso tarda una hora.
  10. 10. MICROFILTRACIÓN Después del filtro de carbón activado el extracto pasa al primer tanque de paso que tiene (capacidad 500 litros), para luego iniciar el proceso de micro filtración donde se remueven algunos pigmentos y algunas sustancias de alto peso molecular. El extracto es succionado e impulsado hacia la membrana de micro filtración por una bomba de 45 de presión, este proceso tarda una hora. De este filtro el extracto se dirige a un segundo tanque de paso (capacidad 500 litros). ULTRAFILTRACIÓN Del segundo tanque el extracto es succionado y llevado por dos bombas de 70 de presión, hacia dos membranas de ultrafiltración de 1.000 Dalton y una capacidad de 6 litros por minuto cada una. En este proceso se genera 20% de concentrado y 80% de permeado. El concentrado es lo retenido por membrana, en el se encuentran sustancias con un alto peso molecular como proteínas, pectinas y pigmentos. El permeado continua a un tercer tanque de paso mientras que el concentrado es devuelto al segundo tanque para realizar la diafiltración que consiste en mezclar el volumen de concentrado con un volumen de agua dos veces mayor para volver a pasar por la membrana de ultra filtración y garantizar una completa extracción de los glucósidos antes de rechazar el concentrado. Del proceso de ultrafiltración (involucrando diafiltración) se obtiene 1.280 litros de permeado y 120 litros de concentrado en un tiempo de dos horas y 20 minutos. NANOFILTRACIÓN Del tercer tanque de paso se succiona y se lleva el permeado a las membranas de nanofiltración de 150 Dalton y con un flujo de 6,2 litros por minuto cada una, por medio de dos bombas de 140 de presión. En este proceso también se obtiene 80% de permeado y 20% de concentrado. Con el permeado se realiza la diafiltración de la misma forma que en el proceso de ultra filtración, obteniendo 90% de permeado y 10% de concentrado en dos horas y cuarenta y siete minutos. En el concentrado obtenido se encuentran los glucósidos de la stevia. El 90% de permeado son recirculados para ser utilizados en el siguiente proceso de extracción. Como medida de control se instala un manómetro antes de cada filtro, para supervisar la presión en cada medio filtrante.
  11. 11. EVAPORACIÓN Y CRISTALIZACIÓN El concentrado que contienen los glucósidos continúa con el proceso de evaporación y cristalización. El agua se evapora con el fin de obtener una sustancia sobresaturada y fomentar la formación de los cristales. SECADO Estos cristales con una humedad del 20% continúan en el proceso de secado en donde se disminuye su humedad a un 2% a través de una corriente de aire que se encuentra a una temperatura de 80ºC. el secado se realiza en dos lotes con una duración de media hora. PULVERIZACIÓN Al finalizar el secado se obtiene los cristales de stevia los cuales se emplean para la producción de endulzante de mesa en forma de polvo. Los cristales son transportados al pulverizador para obtener polvo, el proceso tarda 20 minutos, a medida que se va obteniendo el polvo este va cayendo a un recipiente. Al final de ese proceso un operario se encarga de transportar el polvo a la mezcladora para ser mezclado con maltodextrina, este proceso dura media hora. Una vez obtenido el endulzante en polvo, el operario saca de la mezcladora y lo va depositando en un recipiente que se encuentra sobre una balanza. Luego pasa a la sacheteadora que coloca en cada sachet 20 gramos de endulzante y lo sella, luego de ello pasa al almacén de productos terminados.
  12. 12. Conclusiones. La producción de stevia en México tiene un futuro prometedor dado sus múltiples propiedades y usos. La stevia posee un gran potencial de mercado tanto nacional como internacional. La oferta es un aspecto importante el cual se debe abordar mediante acciones de investigación dado que en México aun no se produce en forma comercial a gran escala. Por lo tanto se requiere realizar investigaciones relacionadas con sus constantes agronómicas, su tecnología de producción, su procesamiento industrial, su factibilidad técnica y económica y su potencial de mercado. Dado el abandono del campo México debido a la falta de recursos y de trabajo la implementación de proyectos de producción como los de stevia son un buen método de generación de empleos y recursos, así como el de competencia con el mercado internacional en producción de este endulzante.
  13. 13. Bibliografía. • http://foro.fuentedepermacultura.org/index.php?topic=581.0 • http://biblioteca.inifap.gob.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/12 3456789/3528/3877%20El%20cultivo%20de%20Stevia.pdf?seque nce=1 • http://www.engormix.com/MA-agricultura/cultivos- tropicales/articulos/manual-cultivo-stevia-yerba-t1337/078- p0.htm • https://aseretselene.wordpress.com/2010/08/26/elaboracion- de-extractos-de-stevia/ • http://biblioteca.inifap.gob.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/12 3456789/3234/FolletoEsteviaconportadayforros.pdf?sequence=1 • http://www.siap.gob.mx/cierre-de-la-produccion-agricola-por- cultivo/ • https://aseretselene.files.wordpress.com/2010/08/das.png
  14. 14. Gracias.

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