Facultad de Ciencias Agrarias – E. P. Ingeniería Agroindustrial Curso: Tecnología de grasas y aceites Presentado por: Javier Aliaga Coaquira
PRACTICA N° 9 OBTENCIÓN DE ACEITE DE SACHA INCHI (Plukenetia Plukenetia volubil is L. ) POR SOLVENTE I.
INTRODUCCIÓN
El Sacha Inchi, conocido también como el “Maní de los Incas”, es una leguminosa nativa
de nuestra Amazonía, todavía de escaza importancia como cultivo industrial, pero que ofrece un gran potencial como fuente de proteína (23%) y aceite vegetal (53.2%); su alto contenido de grasas insaturadas y de bajo colesterol, hacen que sea saludable para el consumo humano; la semilla contiene alto contenido proteico y de Omega 3, 6 y 9, los cuales ayudan a retardar el envejecimiento de los tejidos de nuestro cuerpo. Los estudios científicos actuales señalan que el ACEITE DE SACHA INCHI tiene un alto contenido en ácidos grasos esenciales omega 3 (más del 48%) y omega 6 (36%), es por ello su importancia agroindustrial ya que debido a su composición, el aceite de Sacha Inchi es también el aceite vegetal que más fácilmente se digiere. Dada la carencia en general del Omega-3 en nuestras dietas, el Aceite de Sacha Inchi representa una de las mejores y más atractivas fuentes de este nutriente esencial que está disponible hoy en día y que es una elección acertada para cualquier persona que esté interesada en comer lo correcto y mantener una buena salud.
II.
OBJETIVOS.
1. Obtener el aceite de Sacha Inchi por el método de extracción por solvente (hexano). 2. Evaluar el porcentaje de rendimiento del aceite obtenido a partir por este método. 3. Caracterizar las propiedades físicas y organolépticas del aceite de Sacha Inchi mediante la evaluación. III.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
3.1. Descripción Descripción del sacha inchi Plukenetia volubilis L., Sacha Inchi, es una euphorbiaceae que comúnmente se conoce como maní del monte, sacha maní o maní del inca. Se encuentra distribuida desde América Central y en el Perú se le encuentra en estado silvestre en diversos lugares de San Martín, Ucayali, Huánuci, Amazonas, Madre de Dios y Loreto. Es una planta que se adapta a suelos arcillosos y ácidos y se desarrolla mejor en climas cálidos. Presenta características muy favorables para la reforestación. La siembra del "sacha inchi" con tutores vivos al contorno
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de los cerros (laderas), protegería a los suelos de la erosión indiscriminada, situación en la que se encuentran la mayoría de los suelos de la Región San Martín. El Sacha Inchi es una planta trepadora, voluble, semileñosa, de altura indeterminada. Sus hojas son alternas, de color verde oscuro, elíptico, aseruladas y pinnitinervias, de 9 a 16 cm de largo y 6 a 10 cm de ancho. El ápice es puntiagudo y la base es plana o semiarriñonada, el cultivo presenta un alto porcentaje de polinización cruzada, lo cual implica que se trata de una especie alógama. El tipo de reproducción es de suma importancia para futuros trabajos de mejoramiento genético de la especie. En Sacha Inchi se observan 2 tipos de flores: Masculinas. Pequeñas, blanquecinas, dispuestas en racimos, y femeninas. Se encuentran en la base del racimo y ubicadas lateralmente. El fruto, es una cápsula, de 3.5 a 4.5 cm de diámetro, con 4 lóbulos aristados (tetralobados) dentro de los cuales se encuentran 4 semillas. La semilla es ovalada, de color marrón oscuro, ligeramente abultadas en el centro y aplastadas hacia el borde. (Manco, 2006).
3.2. Descripción botánica Magnoliophyta División Malpighiales Juss. ex Bercht. y J. Presl Orden Euphorbiaceae Juss. Familia Plukenetia volubilis L.f Especie Plantae Reino Plukenetia Genero Sacha Inchi, Sacha Peanut, Inca Peanut, Nombres Maní del Inca comunes Fuente: USDA, GRIN Taxonomy for Plants and J.E. Correa & Henry Yesid Bernal, 1992
3.3. Morfología General Planta: Trepadora, voluble, semileñosa, de altura indeterminada. Hojas: Son alternas, de color verde oscuro, oval - elípticas, aseruladas y pinnitinervias, de 09 – 16 cm de largo y 06 – 10 cm. ancho. El ápice es puntiagudo y la base es plana o semi-arriñonada. Flores: Los resultados obtenidos a través del proyecto de tesis titulado: "Biología Floral y Reproductiva del Cultivo de Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) Euphorbiaceae", nos indican que el cultivo presenta un alto porcentaje de polinización cruzada, lo cual implica que se trata de una especie alógama. El conocimiento del tipo de reproducción es de suma importancia para futuros trabajos de mejoramiento genético de la especie. En Sacha Inchi se observan 02 tipos de flores:
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Masculinas: Son pequeñas, blanquecinas, dispuestas en racimos. Femeninas: Se encuentran en la base del racimo y ubicadas lateralmente de una a dos flores. Fruto: Es una cápsula, de 3,5 a 4,5 cm. de diámetro, con 04 lóbulos aristados (tetralobados) dentro de los cuales se encuentran 4 semillas. Excepcionalmente, algunos ecotipos presentan cápsulas con 5 a 7 lóbulos. Semilla: Es ovalada, de color marrón oscuro, ligeramente abultadas en el centro y aplastadas hacia el borde. Según los ecotipos, el diámetro fluctúa entre 1.3 y 2.1 cm. 3.4. Composición Química
Se tienen reportes de análisis realizados en la Universidad de Cornell (USA) que indican que la almendra de las semillas contiene 48.6 % de aceite y 29.0 % de proteína; además se señala que el aceite de sacha inchi contiene un alto contenido de ácidos grasos insaturados (oleico, linoleico y linolénico) por lo que se le considera como un aceite de bajo contenido de colesterol (Hazen y Stoewesand, 1980). Se han reportado los siguientes resultados con respecto a la composición química del fruto de sacha inchi: proteína 24.22%, humedad 5.63%, grasa 43.10%, carbohidratos 7.72% y ceniza 2.80%. (García, 1992). Las semillas de Sacha Inchi consisten de 54% de aceite, el cual es una de las fuentes vegetales más grandes de Omega. El aceite contiene 48,6% de Omega 3, así como 36,8% de Omega 6 y 8,3% de Omega 9 (ProFound, 2008).
Tabla Nº1. Contenido de proteínas y ácidos grasos en sacha inchi y otras oleaginosas. Nutriente (%) Proteína Aceite total Palmítico Esteárico Oleico Linoleico Linolenolenico
Sacha inchi 29 54 3.85 2.54 8.28 36.8 48.61
Soya 28 19 10.5 3.2 22.3 54.5 8.3
Maíz
11 2 28 58 1
Mani
Girasol
Algodón
23 45 12 22 43.3 36.8
24 48 7.5 5.3 29.3 57.9
32.9 16 18.4 2.4 18.7 57.7 0.5
Fuente: Hazen y Stoewesand, Cornell University, Ithaca – USA, 1980
3
Palma
Oliva
45 4 40 10
13 3 71 10 1
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Tabla Nº 2. Contenido de ácidos grasos saturados en insaturados en sacha inchi y semillas de otras oleaginosas. Ácidos grasos Total % Saturados C14:0 Mirístico C16:0 Palmítico C18:0 Esteárico Insaturados C16:1 Palmitoleico C18:1 Oleico C18:2 Linoleico C18:3 Linolénico C20:1 Gadoleico
Semilla Sacha inchi 54
Soya 19
Mani 45
Algodón 16
Girasol 48
00
00
00
00
00
4.5
10.5
12.0
18.7
7.5
3.2
3.2
2.2
2.4
5.3
00
00
0.3
0.6
00
9.6 6.8
22.3 54.5
41.3 36.8
18.7 57.5
29.3 57.9
45.2
8.3
00
0.5
00
00
00
1.1
00
00
Fuente: Hammacker, et. al. Arkansas University – USA, 1992
3.5. Usos El aceite obtenido de las semillas se puede usar en la industria cosmética, farmacéutica, alimentaria y de suplementos nutricionales, o para la producción de biodiesel. El aceite tiene un sabor suave y de ligero parecido al de las nueces y puede utilizarse como aderezo para ensaladas, sin embargo, no se recomienda su uso para hornear. En el Perú, se está procesando Sacha Inchi en harina y en varias comidas. Tradicionalmente, las etnias indígenas secoyas, amueshas, cashibos y bora comen la nuez del Sacha Inchi tostada para adquirir fuerzas. Debido a su alto contenido de Omega 3, el aceite de Sacha Inchi se puede utilizar como un suplemento nutricional. Omega 3 es esencial para la salud humana y se tiene que obtener de productos alimenticios. Un suplemento de Omega 3 y 6 puede ser especialmente útil para personas que no consumen suficiente pescado o productos que los contienen, ya que ambos desempeñan un papel crucial en la función del cerebro y en el crecimiento y desarrollo normal. Las mujeres de varios grupos étnicos peruanos mezclan el aceite de Sacha Inchi con la harina, lo cual resulta en una crema que revitaliza la piel y da un aspecto saludable (anti-envejecimiento). Hace la piel suave y brillante, actúa como un humectante y se puede utilizar contra las arrugas y para hidratar una piel seca, también para elaborar jabones (como un factor para dar cohesión y espuma),
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shampoo y acondicionador del cabello. Finalmente, también se puede aplicar aceite de Sacha Inchi en masajes en áreas adoloridas o estresadas y como terapia relajante. (ProFound, 2008).
3.5.1. Como aceite comestible El aceite Sacha Inchi se puede usar en la industria alimentaria como un aceite comestible. El aceite de Sacha Inchi tiene un sabor suave y de ligero parecido con las nueces y también puede utilizarse por ejemplo como aceite para la ensalada. Sin embargo, no se recomienda su uso para hornear. En el Perú, se está procesando Sacha Inchi en harina y en varias comidas tradicionales. Tradicionalmente, las etnias indígenas secoyas, amueshas, cashibos y bora comen la nuez del Sacha Inchi tostada para adquirir fuerzas. Por otro lado, debido a su alto contenido de Omega 3, el aceite de Sacha Inchi se puede utilizar como un suplemento nutricional. El Omega 3 es esencial para la salud humana y se tiene que obtener de productos alimenticios. El Omega 3 está presente en el pescado (atún, salmón), otras formas de vida marina y en el aceite de las nueces. Un suplemento de Omega 3 puede ser especialmente útil para personas que no consumen suficiente pescado o productos que contienen Omega 3. Lo mismo vale para el Omega 6, que también es esencial para la salud humana. Ambos omegas desempeñan un papel crucial en la función del cerebro y en el crecimiento y desarrollo normal. Sin embargo, el Omega 6 está suficientemente presente en la dieta occidental.
3.5.2. Como ingrediente natural para el cuidado de la piel y el sector cosmético Tradicionalmente, las mujeres de varios grupos étnicos peruanos mezclan el aceite de Sacha Inchi con la harina, lo cual resulta en una crema que revitaliza la piel y da un aspecto saludable (anti-envejecimiento). Hace la piel suave y brillante. En el mercado global también se puede utilizar en el sector cosmético para el cuidado de la piel. El aceite actúa como un humectante de la piel y se puede utilizar contra las arrugas y para hidratar una piel seca. También puede utilizarse para la piel sensible. Además, el aceite de Sacha Inchi se puede usar en jabones (como un factor para dar cohesión y espuma), champús y acondicionadores del cabello. Le da al cabello un aspecto suave y brillante y ayuda a renovar el cabello seco y sin vida. Finalmente, también se puede aplicar aceite de Sacha Inchi en masajes en áreas adoloridas o estresadas y como terapia relajante.
Productos contra el envejecimiento, antiarrugas (rostro, cuello y contorno de los ojos).
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Productos para piel sensible y piel seca. Humectantes (rostro, cuerpo y manos). Productos para el cuidado capilar.
(2008. http://biocomercioperu.promperu.gob.pe/admin/recursos/productos/ESTUDIOPRELIMINAR-DE-MERCADO-SACHA-INCHI.pdf)
3.6. Aceites fijos La química divide a los aceites en dos clases: los aceites volátiles o esenciales y los aceites fijos objetos de la investigación. Los aceites fijos y las grasas son mezclas de esteres de glicerilos, de los llamados ácidos grasos superiores, es decir ácidos alifáticos de alto peso molecular, en especial palmítico, esteárico y oleico. (Cabrera y otros, 2008). Cuando en los aceites predominan los ácidos grasos saturados, se mantienen sólidos o semisólidos a temperatura ordinaria, 20 ºC, constituyendo las grasas (de origen animal y en algún caso de origen vegetal), mientras que si predominan los ácidos grasos no saturados son líquidos a dicha temperatura componiendo los aceites que se denominan fijos. (Restrepo ,2006). Los aceites grasos vegetales o fijos se obtienen de las semillas, el fruto de diversas plantas por expresión o extracción con disolvente y a continuación posiblemente refinado e hidrogenado. Puede añadirse, si es necesario, un antioxidante adecuado (Real Farmacopea Española, 2002).
3.6.1. Proceso de extracción La forma de extracción debe proteger al aceite de cualquier tipo de degradación, preservando sus componentes menores, que contribuyen significativamente a su calidad y a su buena conservación. Tecnológicamente se pueden describir dos métodos de obtención de aceite. (Kiritsakis y Markakis, 1978).
3.6.1.1.Extracción por presión: prensas continuas y discontinuas Es la más antigua, aunque tiene menores rendimientos. En el caso de las semillas oleaginosas se recurre a la extracción por presión cuando el contenido en aceite es mayor del 20%. Para extraer el aceite del material que lo contiene por presión, las paredes de las células que lo contienen tienen que romperse. Esto se puede conseguir molturando la semilla o fruto, haciéndolos copos, pasándolos por rodillos o
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sometiéndolos a grandes presiones. El prensado aún se emplea en nuestro país en viejas plantas o en combinación con nuevas unidades de extracción por solvente. (Señoráns, 2006).
3.6.1.2. Extracción solido: liquido con solventes (hexano) En esta se forma un sistema en el que la semilla y la pulpa son tratadas con un solvente (hexano), formando una miscela, la cual posteriormente es destilada para separar el aceite y recuperar el solvente. El aceite del material vegetal es extraído a través del solvente, mientras que la proteína permanece en la torta residual con fibra e hidratos de carbono de la que se puede extraer harina. Los parámetros de extracción a considerar son el tamaño y espesor de los trozos de semilla o pulpa. La temperatura óptima de extracción está en el rango de 60 a 65º C. Ya que valores superiores llevarían a una excesiva presurización del extractor y posibles escapes de solvente. Por el contrario temperaturas inferiores reducen la velocidad de extracción. La humedad de la materia prima debe estar entre el 9.5 y el 10.5 %, dado que a valores inferiores el material tiene tendencia a romperse. En operaciones a gran escala, la extracción con disolventes es un medio más económico que la extracción por presión, y su aplicación va aumentando rápidamente. Se suele realizar cuando el valor del aceite en sí mismo es considerablemente mayor que como parte de la torta. Como disolventes en los métodos comerciales de extracción se recurre a compuestos hidrocarbonados volátiles purificados, especialmente las distintas clases de bencinas de petróleo, conocidas comúnmente como éter de petróleo, hexano o heptano. El hexano es el más utilizado tradicionalmente. En el caso de que la materia a extraer contenga gran cantidad de aceite, más del 20%, es común someterla a un prensado previo a su extracción, en prensa de tornillo. De esta forma se elimina una parte importante de aceite, porque si no se formarían emulsiones con el disolvente, y hay ruptura de estructuras celulares, facilitando la posterior extracción con disolventes. (Señoráns, 2006).
3.6.1.3. Prensado en frio Cuando se trata de aceites delicados, o aquellos en los cuales el sabor o el matiz de sus propiedades son un componente clave, se necesita tener mayor cuidado en el control de los factores durante el proceso de elaboración. Aceites denominados como prensados en frío son en realidad prensados por expulsor en un ambiente con temperaturas controladas que se mantienen por debajo de los 120 grados F. Es importante señalar que mientras que en Europa existen rigurosos estándares para la terminología de prensado en frío (aceite totalmente sin refinar extraído a temperaturas por debajo de los 122 grados F), la frase “prensado en frío” ha sido usada erróneamente por
muchos años en Estados Unidos, generalmente se la ha empleado como una técnica de
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mercadeo para aceites que han sido prensados por expulsor o hasta refinados (que someten al aceite a temperaturas hasta de 470 grados F).
3.6.1.4. Prensado por expulsor El prensado por expulsor es un proceso mecánico libre de químicos para extraer aceite de semillas y nueces. Este método de extracción de aceite es una alternativa a la extracción con hexano, que es un método utilizado para muchos aceites convencionales y que generalmente se usa para lograr altos volúmenes de producción y productividad. La temperatura alcanzada durante el prensado depende de la dureza de la nuez o semilla. Cuanto más dura sea la nuez o semilla se requiera mayor presión para la extracción del aceite, lo cual creara mayor fricción y mayor calentamiento durante el prensado por expulsor no se aplica ningún calor externo. (http://www.uhtco.ca/PDF/Wira_Presentation_es.pdf)
IV.
MATERIALES Y METODOLOGÍA
4.1.Materia prima Semillas de sacha inchi 4.2. Reactivos Solvente (hexano) 4.3. Materiales y Equipos Pipeta de 10ml Un frasco color ambar Equipo de extractor por solvente Balanza analítica 4.4. Metodología La método logia utilizado para la extracción del aceite de sacha inchi fue el de extracción por solvente orgánico (hexano), el cual se realizó de acuerdo al siguiente diagrama.
Diagrama de flujo de extracción de aceite de sacha inchi
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Facultad de Ciencias Agrarias – E. P. Ingeniería Agroindustrial Curso: Tecnología de grasas y aceites Presentado por: Javier Aliaga Coaquira Materia prima Sacha inchi Pesado
Descascarado
Selección
Extracción por solvente
Filtrado Aceite de sacha inchi + hexano Aceite de sacha inchi
V.
PROCEDIMIENTO
1. Materia prima. La materia prima que se utiliza son las semillas de sacha inchi. 2. Pesado. Las semillas de sacha inchi son pesadas en una balanza analítica. 3. Descascarado. Las semillas de sacha inchi son descascaradas para poder extraer el aceite. 4. Selección. Se seleccionan las semillas descascaradas en buen estado y uniformemente. 5. Extracción por solvente (hexano). Este proceso se realiza con hexano, el cual elimina los constituyentes no oleosos, como la proteína y la fibra. Prácticamente es
el único método para conseguir una extracción casi completa del aceite. 6. Filtrado.
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VI.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
6.1. Resultados Porcentaje de rendimiento Densidad = masa / volumen Densidad = 64. 4096gr. / 68ml Densidad = 0.9472 gr/ml Rendimiento = ((0.9472 gr/ml x 68 ml) / 675 gr) x 100% Rendimiento = 9.54%
Evaluaciones organolépticas del aceite obtenido
Color Olor
No es característico
Sabor
No es característico
6.2. Discusiones Por su naturaleza, por la tecnología utilizada aplicada para los cultivos ecológicos y su proceso industrial de extracción, es un aceite de alta calidad para la alimentación y la salud. Es el mejor aceite para consumo humano doméstico, industrial, cosmético y medicinal; superando a todos los aceites utilizados actualmente, como los aceites de oliva, girasol, soya, maíz, palma, maní, etc. Tiene muchos usos, como: reductor del colesterol, aceite de mesa, de cocina, en la industria alimentaria para enriquecer con Omega 3 los alimentos producidos industrialmente, en la producción de cosméticos, nutracéuticos y en medicina. El aceite de la semilla de sacha inchi ( Plukenetia volubilis L.), que es una planta que crece en la selva amazónica peruana, tiene uno de los contenidos más altos de ácido grasos omega-3. En teoría, un problema que presentan los ácidos grasos omega-3 son su limitada estabilidad oxidativa durante el almacenamiento debido a su alto grado de instauración.
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VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1. Conclusiones 1. Donde se obtuvo aceite de las semillas de sacha inchi por el método de extracción por solventes (hexano), donde las citas bibliográficas para obtener aceite a partir de las semillas de sacha inchi son por método prensado en frio y método por prensado por expulsor. 2. Donde se determinó el porcentaje de rendimiento del aceite de aceite de sacha inchi primero determinando la densidad y luego se determinó el rendimiento donde es 9.54% de rendimiento. 3. Las características del aceite obtenido a partir de las semillas de sacha inchi, no tienen las caracteristcas organolépticas.
7.2. Recomendaciones Se recomienda para la extracción de las semillas de aceite de sacha inchi utilizar otro método. (prensado por expulsor y prensado en frio). se recomienda la extracción de las semillas de sacha inchi de destilación por frio. VIII. CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son las propiedades y usos agroindustriales que se le puede dar al aceite de sacha inchi? Propiedades. Antioxidante natural Refuerza el sistema inmunológico Contribuye a regular la presión arterial Puede retardar la llegada de glucosa a la sangre cuando se consume con fuentes de carbohidratos Podría tener efectos protectores frente al desarrollo de algunos tipos de cáncer Ayuda a reducir los niveles de colesterol Es el de mayor contenido de polinsaturados, en promedio está compuesto de:
48,60% de ácido graso esencial alfa linolenico Omega 3 36,80% de ácido graso esencial linoleico Omega 6 y 8,28% de ácido oleico Omega 9 Y tiene el más bajo contenido de ácidos grasos saturados, 6,39% en promedio, 3,85% de palmítico y 2,54% de esteárico.
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Es tal el poder natural del Sacha Inchi en beneficio de la salud que resulta imprescindible incluirlo en nuestras comidas ya que favorece el correcto desarrollo y funcionamiento tanto del sistema nervioso como del cerebro pues es rico en Ácidos Grasos Esenciales, como lo son los Omega 3, Omega 6 y Omega 9.
2. ¿Cree usted que es apropiado realizar el refinado del aceite de sacha inchi y porque? Si es posible realizar el refinado de aceite de sacha inchi para que tenga sus características deseadas como el, color, olor, sabor y olores suaves y aspecto limpio, color claro, estabilidad frente a la oxidación. Los dos principales sistemas de refinado son el refinado alcalino y el refinado físico (arrastre de vapor, neutralización destilada), que se emplean para extraer los ácidos grasos libres.
3. ¿Qué característica hace que el aceite de sacha Inchi no sea altamente industrializado como el aceite de soja y girasol?
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IX.
BIBLIOGRAFÍA Ministerio de agricultura (INIA). 2006. Cultivo de sacha inchi. Disponible en: http://www.incainchi.es/pdf/1358.pdf MANCO, C. E. Cultivo de Sache Inchi, INIEA – SUDIRGEB - EEA. “EL PORVENIR, San Martin Perú, 2006. Disponible en: http://www.incainchi.es/pdf/1358.pdf GARCÍA, H. Resumen de investigaciones apoyadas por Fundeagro 1988-1992. Tomo I. Proyecto de transformación de la tecnología agropecuaria.TTA. Lima. P.61-63. 1992 PROFOUND – Advisers in Development , Estudio Preliminar de Mercado Sacha Inchi, Perú, diciembre de 2008. Esta disponible en: http://www.biocomercioperu.org/admin/recursos/productos/ESTUDIOPRELIMINAR-DE-MERCADO-SACHA-INCHI.pdf REAL FARMACOPEA ESPAÑOLA. Ministerio de Sanidad y Consumo. 2ª edición, 2002. CABRERA, H.y otros, Characterization of fat acids from leaves of Pedilanthus tithymaloides (L.) Poit., Laboratorio Central de Farmacología. Facultad Ciencias Médicas «Dr. Salvador Allende». Carvajal s/n e/ Agua Dulce y A, Cerro, Ciudad de La Habana, Cuba, diciembre 2008. En línea: http://bvs.sld.cu/revistas/pla/vol14_1_09/pla04109.htm SEÑORÁNS Javier. Extracción de aceites de semillas y de orujo de aceitunas. Universidad Autonoma de Madrid. 2006. En línea: http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/alimento/Apuntes/TCAC-T4-Extraccionaceites-semillas.pdf 2008.
Investigación
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mercado.
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