Extraccion y caracterizacion de Fibra de Nopal

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NATURALEZAYDESARROLLO VOL.10 NuM.1 ENERO-JUNIO 2012
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ISSN 2007-204X
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Extraction and characterization of nopal
( !"#$%&'()"*'%#+%)&) !"#$
Laura Victoria Aquino González*, Juan Rodríguez Ramírez,
Ana María Méndez Rojas y Susana Edith Hernández Arrazola
Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional-
IPN-Unidad Oaxaca. Hornos No. 1003 Santa Cruz Xoxocotlán, CP 71230, Oaxaca,
Oaxaca México. *Contacto: laquino@ipn.mx
Abstract: The aim of this work was to extract and characterize the
!"#$%&$'(')*+$',(-%-"+$. !"#$%&'()"*'%#+%)&), in order to use them as
(,)"#/()01"$2#%-*')$0/$&%%-$(/-$3()"#0(,+$0/-*+)#45$67"$ !"#$+"2(#()0%/$
into the pericarp and parenchyma was conducted by applying an
experimental design, where scalding was done by using two solutions:
KOH and NaOH, at two concentrations: 1 and 2 %, and two temperatures
%&$ +'(,-0/89$ :;$ (/-$ <;$ =>5$?$ 2#"++0/8$ (/-$ 2*#0 '()0%/$ 2#%'"++$ @(+$
'%/-*')"-$)%%5$67"$2*#0 '()0%/$@(+$"/+*#"-$!4$!%)7$('")0'$('0-$.8,A$
:;B:;$(/-$74-#%8"/$2"#%C0-"$.D;;$1A5$6%$"1(,*()"$)7"$"& '0"/'4$(/-$
"&&"')$%&$"C)#(')0%/$3")7%-$0/$)7"$ !"#$E*(,0)49$274+0'9$'7"30'(,9$(/-$
mechanical parameters were measured. Statistically was observed that
the extraction process depends on maturity of cladode, rather than
extraction process. The scalding at 50 °C with KOH at 1% were optimal
conditions of extraction, with higher content of lignin and cellulose
@70'7$0+$#"F"')"-$0/$)7"0#$3"'7(/0'(,$2#%2"#)0"+5$
Keyword:$>(')*+9$ !"#9$2#"++0/89$2*#0&49$+'(,-0/85
Laura Victoria Aquino González*, Juan Rodríguez Ramírez,
Ana María Méndez Rojas y Susana Edith Hernández Arrazola
Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional-
IPN-Unidad Oaxaca. Hornos No. 1003 Santa Cruz Xoxocotlán, CP 71230,
Oaxaca, Oaxaca México. *Contacto: laquino@ipn.mx
Resumen: El objetivo de este trabajo fue extraer y caracterizar la
!#($-"$',(-%-0%+$-"$/%2(,$. !"#$%&'()"*'%#+%)&), para usarla como
producto alternativo en la industria de alimentos y materiales. La
+"2(#('0G/$-"$,($ !#($-",$2"#0'(#20%$4$2(#H/E*03($+"$#"(,0IG$+08*0"/-%$
un diseño experimental para escalde de cladodios con soluciones de
KOH y NaOH en concentraciones de 1 y 2 % a temperaturas de 50 y
<;$J>9$2#"/+(-%$4$2*#0 '(-%$'%/$K'0-%$('H)0'%$.8,A$:;B:;$4$2"#GC0-%$
-"$70-#G8"/%$.D;;$LA5$M(#($"1(,*(#$,($" '0"/'0($4$"&"')%$-",$3H)%-%$-"$
"C)#(''0G/$"/$,($'(,0-(-$-"$,($ !#($+"$30-0"#%/$2(#K3")#%+$E*N30'%+9$
físicos y mecánicos. Estadísticamente se observó que el rendimiento de
!#($-"2"/-"$-"$,($3(-*#"I$-",$',(-%-0%$4$/%$-",$3H)%-%$-"$"C)#(''0G/5$
El escalde a 50°C con KOH al 1% son condiciones óptimas para obtener
!#(+$'%/$3(4%#$'%/)"/0-%$-"$,08/0/($4$'",*,%+($E*"$+"$#"F"O($"/$+*+$
propiedades mecánicas.
Palabras clave:$P+'(,-"9$ !#(9$/%2(,9$2#"/+(-%9$2*#0 '('0G/5$
Extracción y caracterización
%# !"$& %# '()&*
( !"#$%&'()"*'%#+%)&)

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EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE FIBRA DE NOPAL .Q2*/)0($ '*+$0/-0'(A
Aquino et al.
Aquino et al.
Producción y Protección Vegetal .
-"$ !#($ ,08/%'",*,G+0'($ "/$ */$ ',(-%-0%$
se incrementa conforme va madurando,
formando en su interior una red rígida de
celulosa. Existen evidencias en el territorio
nacional que datan de hace 7000 años del uso
-"$+"30,,(+9$'K+'(#($-"$)*/(+$4$ !#(+$-"$/%2(,$
(Ramos y Quintana, 2004). En particular,
en el estado de Oaxaca los productores de
nopal se han enfocado principalmente a la
crianza de la grana cochinilla (Dactylopius
coccus costa), a la comercialización de
cladodios para consumo humano o al uso
de cladodios de desecho como forraje para
ganado (Corrales y Flores, 2003).
Sin embargo, el nopal maduro, de desecho
por poda o después de la crianza, no sólo
puede aprovecharse como forraje, ya que
si se desea su aprovechamiento integral
2*"-"$+"#$*/($"C'","/)"$&*"/)"$-"$ !#($2%#$
,($ #"-$ ,08/%'",*,G+0'(9$ E*"$ (,$ 2*#0 '(#+"$
puede implementarse como alimento para
consumo humano o como componente
de refuerzo en materiales. Por lo tanto el
objetivo de este estudio fue establecer y
probar una metodología que permita extraer
4$'(#(')"#0I(#$,($ !#($-"$/%2(,5
Selección y preparación de la muestra
Para este estudio se utilizaron los cladodios
desechados de la crianza de la grana
cochinilla (Dactylopius coccus costa)
recolectados en el rancho Tlapanochestli
(La Nopalera), ubicado en Santa María
Coyotepec, Oaxaca; seleccionando los
de mayor tamaño y sin descomposición.
Durante el lavado, los cladodios se tallaron
con un cepillo de plástico para eliminar
residuos de la grana, polvo y espinas, que
-0 '*,)(#($+*$2#%'"+(30"/)%5
Separación de fibras
El método de extracción de fibras se
estableció después de probar algunas
técnicas aplicadas en lechuguilla
(Juárez et al., 2004; Pando-Moreno
et al., 2004), naranja (Priego, 2007),
henequén (Cazaurang et al., 1990)
y algodón, entre otras. El método de
separación se dividió en tres etapas:
escaldado, prensado y purificado.
Las condiciones de escalde se seleccionaron
a partir de pruebas preliminares: se descartó
el escalde con agua caliente porque el
cladodio presentó resistencia en el prensado,
por lo tanto, se usaron soluciones alcalinas
de NaOH y KOH en concentraciones de 1 y
2% aplicadas a 50 y 70 °C.
Métodos.
R(+$ !#(+$ /()*#(,"+$ %$ 1"8")(,"+$ 7(/$ +0-%$
objeto de diversos estudios para evaluar
su posible aplicación como refuerzo de
materiales o como parte de la dieta humana,
porque se pueden adquirir a bajo costo
usando la mano de obra y técnicas apropiada
para su extracción, están disponibles en
grandes cantidades y representan una fuente
renovable continua para muchos países en
desarrollo (Azis et al.,$ DSTDA5$ R($ !#($ +"$
compone de una mezcla heterogénea de
sustancias que, con base en sus propiedades
&N+0'(+$4$"&"')%$ +0%,G80'%9$7($+0-%$',(+0 '(-($
en insoluble y soluble (Mejía et al., 1992;
Olson et al.,$ DST<A5$ Q)#($ ',(+0 '('0G/$ +"$
debe al lugar de procedencia en la planta:
,(+$ !#(+$,(#8(+$.-*#(+$%$!,(/-(+A$2#%10"/"/$
de la parte del sistema vascular de hojas o del
)(,,%9$30"/)#(+$E*"$,(+$ !#(+$'%#)(+$2#%10"/"/$
-"$+"30,,(+$%$&#*)%+9$4$,(+$ !#(+$30+'",K/"(+$
se encuentran en diversas regiones de la
planta (Gómez et al., 1998).
P,$*+%$-"$ !#($-0")H)0'($'%3%$3()"#0($2#03($
en la elaboración de diversos alimentos ha
cobrado importancia, entre otras razones,
porque su consumo previene algunas
enfermedades gastrointestinales (Barbro,
1986; Dreher, 1987; Edgward, 1990, Mejía
et al59$DSSUA5$V"$'%/+0-"#($&*"/)"$-"$ !#($($
los residuos de cereales y a los subproductos
resultantes de la extracción de jugos, ya
sea de frutas u hortalizas (Andon, 1987).
La tecnología más usada para incorporar
,%+$ -0&"#"/)"+$ )02%+$ -"$ !#($ (,$ (,03"/)%$
es la extracción-cocción, generalmente
este proceso es a alta temperatura y corta
duración, se ha utilizado para elaborar
cereales, proteínas texturizadas, frituras,
etc. (Barbro et al., 1986). Recientemente se
han evaluado las propiedades ingenieriles
-"$,(+$ !#(+$/()*#(,"+$4$-"$,%+$'%32*"+)%+$
formados con otros materiales.
A pesar de obtener resultados alentadores,
+"$ 7(/$ 2#"+"/)(-%$ (,8*/(+$ -" '0"/'0(+$
$
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$
en la susceptibilidad al ataque microbiano
en un ambiente húmedo o reacción con
agentes alcalinos (Lewis y Mirihagalia,
DS<SA5$ R(+$ !#(+$ /()*#(,"+$ 3%-0 '(/$ ,(+$
propiedades mecánicas de una matriz
termoplástica de forma química o física,
,%$ E*"$ +"$ #"F"O($ "/$ ",$ 3"O%#(30"/)%$ -"$ ,($
0/)"#&('"$ !#(W3()#0I$.X*)0H##"I$et al., 2005;
Sobczak et al., 2012; Awal et al., 2011;
González y Ansell, 2010). En la actualidad,
(,8*/(+$ !#(+$,08/%'",*,G+0'(+$'%3%$",$4*)"9$
el sisal y la piña (Kuruvilla et al., 1993;
Herrera-Franco y Valadez-González, 2004)
se han usado como material de refuerzo en
matrices termoestables.
En México existen diversas fuentes naturales
'%/$(,)%$2%)"/'0(,$-"$ !#($E*"$/%$7(/$+0-%$
explotadas. Álvarez (1995) menciona que en
el centro de los cladodios de nopal (Opuntia
()"*) se encuentra una red bilateral de un
tejido lignocelulósico que con la edad se
endurece y le proporciona una constitución
#N80-(9$ (*3"/)($ ",$ 8#%+%#$ "$ 0/)"/+0 '($ ",$
color (Sáenz, 2000; Sáenz, 2006). Guzmán y
Chávez (2007) observaron que el contenido
Introducción.

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Aquino et al.
Aquino et al.
-"$ !#($2%#$3"-0%$-"$,($#",('0G/$-",$2"+%$
-"$ !#($ '%/$ #"+2"')%$ (,$ -",$ ',(-%-0%5$
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R($,%/80)*-$"/$'3$-"$,(+$ !#(+$+"$30-0G$'%/$
una regla, su espesor con un espesímetro
manual modelo 20-701-9 con rango
0.2”-0.0001” marca SPI. Las variables
mecánicas se midieron en un Texturómetro
marca Instron modelo 4442 y fueron la
elongación (mm/mm) y el esfuerzo (N/cm2
).
Análisis estadístico
Las variables de respuesta fueron:
el rendimiento, el contenido de lignina
4$ !#($ '#*-(9$ ",$ "+2"+%#9$ ,($ ,%/80)*-9$ ,($
deformación y la tensión. Los datos se
analizaron con el programa NCSS (2007),
considerando un nivel de mínimo de 0.05,
para aceptar las condiciones de extracción
E*"$ 0/F*4"/$ "/$ ,(+$ 2#%20"-(-"+$ &N+0'(+9$
E*N30'(+$4$3"'K/0'(+$-"$,($ !#($-"$Opuntia
'%3%$+08/0 '()01(+.
ResultadosyDiscusión.
Durante la experimentación se observó que
",$ /%2(,$ )0"/"$ */$ 2"#0'(#20%$ #3"9$ ,%$ '*(,$
-0 '*,)($ ,($ +"2(#('0G/$ -",$ 2(#H/E*03($ 4$
,($ !#($ -*#(/)"$ ",$ 2#"/+(-%5$ M%#$ ,%$ )(/)%9$
como se menciona en Métodos, se optó por
un escaldado; en pruebas experimentales se
probó un escalde en agua caliente de 40 a 90
°C, sin embargo al prensar el cladodio aún no
"C0+)N($+"2(#('0G/$-",$2(#H/E*03($4$,($ !#(5$
R(+$ !#(+$E*"$,%8#(#%/$+"2(#(#+"$2#"+"/)(#%/$
-(Y%$ +*2"# '0(,$ 2#%1%'(-%$ 2%#$ ,($ 2#"/+(5$
$
$
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$
El cladodio escaldado a temperatura de 40
a 60 °C, presentó resistencia en el prensado,
loscladodiosescaldadosatemperaturasde70
($S;$=>$#"-*O"#%/$+*$ #3"I($2%#$,($'%''0G/5$
Joung et al. (1995), observaron también
que la alta concentración lignocelulósica
de los cladodios impide la separación del
pericarpio; por lo tanto, consideran que la
-"+,0/8/0 '('0G/$4$-0,*'0G/$-"$2%,0+('K#0-%+$
hemicelulósicos se puede realizar con
tratamientos de NaOH en concentraciones
de 1.5 a 4 %, pues a mayor concentración el
material sufre corrosión y daño estructural.
R($ 8*#($ ,?9$ 2"#)"/"'"$ ($ ,($ #"-$
lignocelulósica extraída con prensado, se
observa aún material orgánico adherido
($ ,(+$ 2(#"-"+5$ $ $ R(+$ !#(+$ 2*#0 '(-(+$ "/$
la solución de peróxido de hidrógeno
con ácido acético glacial (Figura 1B), se
limpiaron completamente, recuperando las
-"$3"/%#$)(3(Y%5$P/$,($ 8*#($U$+"$2*"-"$
observar la dispersión en el rendimiento de
,($ !#(5$?$2"+(#$-"$*+(#$,($30+3($'(/)0-(-$-"$
nopal en cada prueba no se obtuvo el mismo
rendimiento. El rendimiento fue mayor en
pruebas donde se aplicó un escalde con KOH
independientemente, de la concentración o
temperatura empleada.
En el caso del NaOH se obtuvo mayor
rendimiento al aplicarlo en mayor
concentración y temperatura. El análisis
estadístico descartó que el tratamiento de
"+'(,-"$ 0/F*4($ "/$ ",$ #"/-030"/)%$ -"$ !#($
(Cuadro 2), por lo tanto, el rendimiento de
!#($ -"2"/-"$ -"$ E*H$ )(/$ -"+(##%,,(-($ "+)"$
$
$
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$
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$
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$
$
la red lignocelulósica el cladodio.
En el Cuadro 1 se muestra el diseño de
experimentos establecido para evaluar las
condiciones óptimas del pre-tratamiento que
&('0,0)(#(/$ ",$ -"+2#"/-030"/)%$ -"$ ,($ !#($
del pericarpio y parénquima sin afectar sus
propiedades físico-químicas y mecánicas.
Los factores a evaluar fueron: tipo de álcali
(KOH, NaOH), concentración del álcali (1 y
2%) y temperatura de escalde (50 y 70°C),
por lo tanto el diseño establecido fue un
factorial 32
. El objetivo de probar KOH y
NaOH, fue por economía y efecto del álcali
+%!#"$ ,($ !#(5$ P/$ '(-($ 2#*"!($ +"$ *+(#%/$
lotes de 2 kg de cladodio y se escaldaron
durante 15 minutos. La separación de
la red lignocelulósica del pericarpio,
parénquima y mucílago se realizó de forma
mecánica prensándolos en un tornillo de
mesa. Para retirar los residuos de materia
%#8K/0'($ (-7"#0-%+$ ($ ,(+$ !#(+9$ +"$ *+G$ ",$
método propuesto por Krause et al. (2000),
+*3"#80"/-%$,(+$ !#(+$"/$+%,*'0G/$-"$K'0-%$
acético (gl) 50:50 y peróxido de hidrógeno
(100 v) durante 4 horas, para posteriormente
retirar los residuos de la solución por lavado
4$-"O(#$+('(#$,(+$ !#(+5
,&-&)$.-%/&)%0#'+.'(1-&*'+.'#2!&3
R(+$ !#(+$+"$'(#(')"#0I(#%/$-"$&%#3($&N+0'(9$
química y mecánica. Las propiedades
químicas medidas fueron: contenido de
cenizas de acuerdo a la norma NMX-F-
0666-S, 1978; contenido de Humedad de
acuerdo a la norma NMX-F-083,1986;
contenido de celulosa de acuerdo a la norma
TAPPI T 203 OS-74 y contenido de lignina
de acuerdo a la norma TAPPI T 222 OS-74.
En cada prueba se determinó el rendimiento
Álcali
Concen-
tración
(%)
Temp
(°C)
Prueba
NaOH 1 70 1
50 2
2 70 3
50 4
KOH 1 70 5
50 6
2 70 7
50 8
Cuadro 1. Diseño de experimentos para el
escaldado en cladodios de nopal (Opuntia
()"*'%#+%)&).

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Aquino et al.
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>*(-#%$U5$?/K,0+0+$"+)(-N+)0'%$-"$,(+$'%/-0'0%/"+$E*"$0/F*4"/$"/$'*()#%$2#%20"-(-"+$-"$,(+$
!#(+$-"$Opuntia ()"*'%#+%)&.
CELULOSA
Factor Grados de
libertad
Suma de
cuadrados
Media de
cuadrados Rotación F Nivel de
probabilidad
Poder
Alfa=0.05
A:Álcali 1 10.24 10.24 0.15 0.7107 0.0633
B:Concentración 1 45.5625 45.5625 0.66 0.4410 0.1107
AB 1 8.41 8.41 0.12 0.7366 0.0609
C:Temperatura 1 61.6225 61.6225 0.89 0.3734 0.1326
AC 1 0.81 0.81 0.01 0.9165 0.0510
BC 1 430.5625 430.5625 6.21 0.0374 0.5903
ABC 1 156.25 156.25 2.25 0.1717 0.2630
S 8 554.74 69.3425
Ajuste total 15 1268.198
Total 16
LIGNINA
Factor Grados de
libertad
Suma de
cuadrados
Media de
cuadrados
Rotación F Nivel de
probabilidad
Poder
Alfa=0.05
A:Álcali 1 24.01 24.01 1.44 0.2647 0.1852
B:Concentración 1 90.25 90.25 5.41 0.0485 0.5333
AB 1 3.8025 3.8025 0.23 0.6459 0.0707
C:Temperatura 1 60.0625 60.0625 3.60 0.0944 0.3863
AC 1 2.25 2.25 0.13 0.7230 0.0622
BC 1 151.29 151.29 9.06 0.0167 0.7509
ABC 1 25.5025 25.5025 1.53 0.2514 0.1938
S 8 133.53 16.69125
Total 16
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
%
de
rendimiento
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Pruebas experimentales
%
de
rendimiento
Z08*#($D5$?A$["-$ !#%+($"C)#(N-($'%/$2#"/+(-%9$A$["-$ !#%+($2*#0 '(-(
Z08*#($U5$["/-030"/)%$-"$ !#($2%#$2#*"!($#"(,0I(-(
®
Laura
Victoria
Aquino
González.
2012

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Aquino et al.
Aquino et al.
Guzmán y Chávez (2007) observaron que
,%+$',(-%-0%+$3(-*#%+$ +0%,G80'(3"/)"$7(/$
desarrollado más estructura lignocelulósica
que cladodios jóvenes, que contienen mayor
cantidad de parénquima. El tamaño de un
cladodio no es indicativo de la cantidad
2%)"/'0(,$-"$ !#(9$4($E*"$2*"-"$)#()(#+"$-"$
un cladodio grande y joven, las evidencias
son su dureza y color, en su mayoría los
cladodios adultos son de color verde opaco
y con rigidez en su textura.
Aquino et al. (2007), determinaron que
",$ '%/)"/0-%$ -"$ 7*3"-(-$ -"$ ,(+$ !#(+$
-"2"/-"$ -",$ )02%$ -"$ !#(9$ "-(-$ -"$ ,($
planta, condiciones del suelo de cultivo,
método de conservación y almacenamiento.
Observaron que el contenido de humedad
puede variar de 9.16 a 12.09 % y en el caso
de aplicar un tratamiento, ésta se reduce
hasta 8.30 %. El contenido de humedad de
,(+$ !#(+$"C)#(N-(+$%+'0,G$"/)#"$T$]$;5:$^9$
de acuerdo a lo estudiado por Aquino et al.
(op. cit.), el tratamiento aplicado cambió el
'(#K')"#$70-#%&N,0'%$-"$,($ !#($#"-*'0"/-%$",$
contenido de humedad a menos de un 9 %.
El contenido de cenizas determinado en
,(+$ !#(+$ &*"$ -"$ _$ ]$ ;5S$ ^9$ X*I3K/$ et
al. (2007), Granados y Castañeda (1991)
y Ramírez et al. (2007), observaron que el
contenido de cenizas y minerales aumentan
con la edad del cladodio, lo cual se corrobora
en este estudio, ya que los aquí utilizados
eran de aproximadamente un año de edad.
El análisis estadístico descartó que
",$ 3H)%-%$ -"$ "C)#(''0G/$ 3%-0 E*"$ ",$
'%/)"/0-%$-"$'"/0I(+$%$7*3"-(-$-"$,($ !#($
(Cuadro 2), por lo tanto, estos dependen de
,(+$ 2#%20"-(-"+$ +0%,G80'(+$ -",$ /%2(,9$ /%$
del proceso de extracción. La temperatura
de escalde y el tipo de álcali tienen un
"&"')%$ +08/0 '()01%$ "/$ ,(+$ 2#%20"-(-"+$
,08/%'",*,G+0'(+$ -"$ ,($ !#($ .>*(-#%$ UA5$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
En las pruebas donde se aplicó KOH a 50 ºC
en concentraciones de 1 y 2% se obtuvieron
altos contenidos de lignina y celulosa
(Cuadro 3). Esto se puede explicar porque
el KOH es un álcali con menor agresividad
hacia los componentes estructurales de las
!#(+$ /()*#(,"+$ .Z*"/)"+$ et al., 2008) y al
aplicar el escalde a bajas temperaturas
se reduce el deterioro lignocelulósico,
#"F"OK/-%+"$ "/$ ,($ #"+0+)"/'0($ -",$ 3()"#0(,$
(Brennan et al., 1990).
R($ ,%/80)*-$ -"$ ,(+$ !#(+$ "C)#(N-(+$ 1(/$
de 7.63 a 12-13 cm (Cuadro 3), una
!#($ +* '0"/)"3"/)"$ ,(#8($ E*"$ +"$ 2*"-"$
'%32(#(#$ $ '%/$ */($ !#($ '%3"#'0(,9$ '%3%$
la de lechuguilla, con una longitud de
4.51 cm (Juárez et al., 2004) o la del
henequén (Ballam et al., 2006), con una
longitud que oscila entre los 2 y los 7 cm.
R(+$ !#(+$'%/$3(4%#$,%/80)*-$+"$%!)*10"#%/$
de cladodios escaldados a 70 ºC, bajo estas
condiciones el parénquima y la epidermis
del nopal perdieron resistencia, facilitando
el desprendimiento de la red lignocelulósica
-*#(/)"$ ",$ 2#"/+(-%5$ R(+$ !#(+$ "C)#(N-(+$
de la parte superior del cladodio fueron
delgadas, en cambio en el tallo se encontró
*/($(8#*2('0G/$-"$ !#(+$8#*"+(+$-"$&%#3($
/%$-" /0-(`$",$"+2"+%#$-"$,($ !#($-"2"/-"$
2#0/'02(,3"/)"$ -"$ ,($ +0%,%8N($ 4$ "-(-$ -",$
cladodio (Guzmán y Chávez, 2007).
ELONGACIÓN
Factor Grados de
libertad
Suma de
cuadrados
Media de
cuadrados
Rotación F Nivel de
probabilidad
Poder
Alfa=0.05
A:Álcali 1 5.29 5.29 1.20 0.3050 0.1624
B:Concentración 1 6.5025 6.5025 1.48 0.2590 0.1888
AB 1 4.2025 4.2025 0.95 0.3573 0.1388
C:Temperatura 1 15.21 15.21 3.45 0.1002 0.3733
AC 1 0.36 0.36 0.08 0.7822 0.0573
BC 1 7.0225 7.0225 1.59 0.24234 0.2001
ABC 1 3.0625 3.0625 0.70 0.4286 0.1142
S 8 35.25 4.40625
Total 16
ESFUERZO
Factor Grados de
libertad
Suma de
cuadrados
Media de
cuadrados Rotación F Nivel de
probabilidad
Poder
Alfa=0.05
A:Álcali 1 20.5209 20.5209 1.05 0.3347 0.1483
B:Concentración 1 0.2401 0.2401 0.01 0.9143 0.0511
AB 1 0.9604 0.9604 0.05 0.8298 0.0544
C:Temperatura 1 6.996025 6.996025 0.36 0.5655 0.0828
AC 1 3.553225 3.553225 0.18 0.6805 0.0665
BC 1 4.950625 4.950625 0.25 0.62778 0.0731
ABC 1 3.404025 3.404025 0.17 0.68694 0.0658
S 8 155.8596 19.48245
Total 16
>*(-#%$U$.>%/)0/*('0G/A5$?/K,0+0+$"+)(-N+)0'%$-"$,(+$'%/-0'0%/"+$E*"$0/F*4"/$"/$'*()#%$
2#%20"-(-"+$-"$,(+$ !#(+$-"$Opuntia ()"*'%#+%)&.

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Prueba Longitud (cm) Espesor (mm) Lignina (%) Celulosa (%)
1 7.67 1.13 35.70 29.05
2 9.21 0.85 30.80 14.35
3 13.55 1.15 29.00 19.30
4 7.99 1.27 31.10 20.00
5 12.04 1.16 30.15 8.05
6 9.28 1.59 42.60 26.6
7 11.42 3.32 30.00 11.70
8 7.63 1.60 39.35 20.65
>*(-#%$_5$R%/80)*-$4$"+2"+%#$2#%3"-0%$-"$ !#(+$-"$ !"#$%&'()"*'%#+%)&'
Prueba Cenizas (%)
Contenido de
humedad (%)
Lignina (%) Celulosa (%)
1 4.95 8.95 35.70 29.05
2 3.60 8.00 30.80 14.35
3 3.10 8.45 29.00 19.30
4 4.05 8.55 31.10 20.00
5 3.80 8.00 30.15 8.05
6 3.50 8.66 42.60 26.6
7 4.50 8.65 30.00 11.70
8 4.75 8.80 39.35 20.65
Cuadro 3. Propiedades químicas medidas en fibras de cladodios de nopal
(Opuntia ficus indica)

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Conclusiones.
El diseño experimental aplicado en este estudio cubrió con el objetivo
2,(/)"(-%$-"$"C)#("#$ !#(+$-"$',(-%-0%+$-"$/%2(,5$P/$",$'(+%$-"$3()"#0(,"+$
#N80-%+$"/$+*$"+)#*')*#($"+$" '0"/)"$",$*+%$-"$"+'(,-"+$'%/$+%,*'0%/"+$(,'(,0/(+9$
pues el medio alcalino degrada la epidermis y parénquima del cladodio y
facilita la separación de la red lignocelulósica. Las condiciones óptimas para
%!)"/"#$*/($ !#($'%/$3"/%+$-(Y%$"+)#*')*#(,$+%/$",$*+%$-"$"+'(,-"+$($:;$=>$
con KOH al 1%. La ventaja que representa el uso de estas soluciones es que
+"$2*"-"/$#"'0',(#$4$+"$#"E*0"#"$-"$2%'($"/"#8N($2(#($,($+"2(#('0G/$-"$,($ !#(5$
R($ !#($-"$/%2(,$"+$*/$3()"#0(,$E*"$2*"-"$'%32")0#$'%/$ !#(+$/()*#(,"+$)(,"+$
como el henequén, la lechuguilla y el yute, entre otras y puede ser usado para
consumo humano o bien como material de refuerzo.
Agradecimientos.
Al Ing. Manuel Loera gerente del Rancho Tlapanochestli (La Nopalera) por las facili-
dades otorgadas en la recolección de materia prima usada en este estudio; Proyecto SIP
2008 0234: Reología de materiales deshidratados y de productos secados por aspersión;
Proyecto SIP 20120348: Tecnología para el secado de biomasa de algas.
R(+$ 2#%20"-(-"+$ 3"'K/0'(+$ -"$ ,($ !#($
determinan el grado de resistencia del
3()"#0(,$ 4$ +*$ (2,0'('0G/9$ "/$ ,($ 8*#($ a$ +"$
muestra el grado de elongación promedio de
,(+$ !#(+9$(+N$'%3%$,($'(#8($+%2%#)(-($2%#$,($
!#($"/$'(-($2#*"!($"C2"#03"/)(,5$R($'(#8($
+%2%#)(-($2%#$,(+$ !#(+$1(#0G$-"$_$($T$b$4$,($
elongación de 1 a 3.15 mm/mm. El análisis
estadístico de estos resultados indicó que
el tratamiento alcalino y la concentración
)0"/"/$ */$ "&"')%$ +08/0 '()01%$ "/$ ,(+$
2#%20"-(-"+$3"'K/0'(+$-"$,($ !#($.>*(-#%$UA5$
$
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$
El uso de soluciones alcalinas para debilitar
la pared celular y facilitar la separación del
2(#H/E*03($4$ !#($)*1%$'%3%$'%/+"'*"/'0($
*/($ -"8#(-('0G/$ +*2"# '0(,9$ E*"$ +"$ #"F"OG$
en la capacidad de estiramiento al someterla
($*/($'(#8(5$R(+$ !#(+$E*"$)*10"#%/$3(4%#$
elongación y soportaron mayor carga,
fueron escaldadas con KOH al 1% y a
:;J>5$P/$,(+$ !#(+$-%/-"$+"$*)0,0IG$b(Qc$($
mayor concentración y temperatura, el valor
de elongación fue menor, al igual que la
carga soportada.
P,$ "+&*"#I%$ "/$ ,(+$ !#(+$ "+$ 3(4%#$ "/$ ,(+$
pruebas donde se aplicó NaOH (Fig. 4),
"+)%$ +"$ -"!"$ (,$ -(Y%$ +*2"# '0(,$ -"$ ,(+$
!#(+$2%#$",$K,'(,09$+0/$"3!(#8%$"+)"$"&"')%$
también es visible al usar KOH. Juárez et al.
(2004); Gutiérrez et al. (2005); Ballam et al.
(2006) y Sobezack et al. (2012), observaron
E*"$",$"+&*"#I%$-"$*/($ !#($-"2"/-"$-"$,($
morfología de ésta, pues a mayor espesor
de la misma mayor será la resistencia
al esfuerzo.
Los resultados del análisis estadístico no
muestran que la metodología aplicada
0/F*4($+08/0 '()01(3"/)"$"/$",$"+&*"#I%$-"$
,($ !#($.>*(-#%$UA5$
Figura 3. Elongación y carga soportada por
,(+$ !#(+$-"$ !"#$%&'()"*'%#+%)&4
Figura 4.Esfuerzo y carga soportada por las
!#(+$-"$ !"#$%&'()"*'%#+%)&

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Aquino et al.
Aquino et al.
Joung, H. G. & M. S. Allen. 1995. A review
of lignin in forages. J. Anim. Sci. 73.
2774-2790.
Juárez, C., P. Valdez & A. Duran. 2004.
Fibras naturales de lechuguilla como
refuerzo en materiales de construcción.
Rev. Const 19 (2), 83-92.
Krause, S. E., J. C. Lucas.& M. I.
Aranguren 2000. Producción de materiales
compuestos basados en polipropileno
4$ !#(+$/()*#(,"+5$d/+)0)*)%$b('0%/(,$-"$
Tecnología Industrial. INTI. Jornadas
de desarrollo e Innvación. 4. Materiales
Buenos Aires Argentina.1:2.
Kuruvilla, J., S. Thomas, C. Pavithran &
M. Brahmakumar. 1993. Tensile properties
%&$+7%#)$+0+(,$ !"#$#"0/&%#'"-$2%,4")74,"/"$
composites. J. Appl. Poly. Sci. 47, 1731.
Lewis, G. & P. Mirihagalia. 1979. Natural
Vegetable Fibers as Reinforcement in
Cement Sheets. Maga Concret. Res. 3(107),
104-108.
Mejía, L. A., H. Bourges & J. L.
Rosado. 1992. Memoria del III Simposio
5#$.-#&)%2#&3'*21-.'(1-&'+%.$6$%)&. Instituto
Nacional de Nutrición Salvador Zubirán-
Kellogg´s de México, México.
NCSS. 2007. Number Cruncher Statistical
System. http://www.ncss. com/download_
freetrial.html#N07FT. Acceso el 25 de
febrero de 2011.
Fuentes, R., J. J. Rocha, D. Mendoza &
F. Amezquita., 2008. Comportamiento
mecánico del poliuretano reforzado con
!#(+$-"$4*)"$4$ !#(+$-"$'(+'(#0,,($-"$
arroz. Enlace químico 2(1). Ppublicado en
línea en http://quimica.ugto.mx/revista/11/
POLIURETANO.htm).
Gómez, J. L, C. Jarones & P. Gañan.
1998. Refuerzos naturales para materiales
plásticos. Rev. Plást. Mod. 76, 183.
González, M. C. & M. P. Ansell. 2010.
>%e'*#"-$0/e,0/"$O%0/)+$&%#$/()*#(,$ !"#$
composites. Comp. Sci. Tech. 70, 442-449.
Granados, S. D. & P. A. Castañeda. 1991.
73'#2!&3'89%*$2-%&:'(*%232;<&:';.#6$%)&'.'
importancia frutícola). Primera Edición.
Editorial Trillas S.A. México.
Gutiérrez, I., R. Zuluaga & J. Cruz. 2005.
d/F*"/'0($-",$)#()(30"/)%$'%/$1(2%#$+%!#"$
la estructura y comportamiento físico
3"'K/0'%$-"$,(+$ !#(+$-"$2,K)(/%5$Informe
tec. 16 (2), 15-21.
Guzmán, L. & J. Chávez. 2007. Estudio
bromatológico del cladodio de Nopal
( !"#$%&'()"*'%#+%)&) para el consumo
humano. Rev. Soc. Quím. Perú 73 (1),
41-45.
Herrera-Franco, P. J. & A. Valadez-
González. 2004. Mechanical properties of
'%/)0/*%*+$/()*#(,$ !"#e#"0/&%#'"$2%,43"#$
composites. Compos. Part A-Appl. S.
35(3).339-345.
Literatura citada.
Álvarez, L. 1995. Anteproyecto de una
planta industrial para la elaboración de la
jalea y aceite a partir de pulpa y semilla
de tuna. Tesis Licenciatura. Universidad
Nacional San Agustín de Arequipa.
Arequipa, Perú.
Andon, S. A. 1987. Application of soluble
-0")(#4$ !"#5$Food Technol. 451(1), 74-75.
Aquino, E. M. F, P. S. L. Sarmiento., W.
Oliveira, & R. V. Silva. 2007. Moisture
effect on degradation of jute/glass hybrid
composites. J. Ref. Plas. Comp. (26),
219-233.
Awal, A. G., Ceswtti, S. B. Ghoshi, J.
Müssig. 2011. Interfacial studies of natural
!"#W2%,42#%24,"/"$'%32%+0)"+$*+0/8$+0/8,"$
!"#$&#(83"/)()0%/$)"+)$.VZZ6A5$Compos.
Part A-Appl. S. 42, 50-56.
Azis, M. A., P. Paramasivam & S. L. Lee.
DSTD5$M#%+2"')+$%&$/()*#(,$ !"#$#"0/&%#'"-$
concretes in construction. Int. J. Cement
Comp. Lightweight Concrete 3(2), 123-132.
Ballam, R. J., A. S. Duarte & G.
Canche Escamilla. 2006. Obtención y
caracterización de materiales compuestos
-"$ !#(+$-"$20Y($-"$7"/"E*H/$4$
polipropileno. Rev. Mex. Ing. Quím. 5 (1),
39-44.
Barbro, K., H. Andersson & G. Cederblad
& S. Sadberg. 1986. Extrusion cooking of
7087$ !"#$'"#"(,$2#%-*')5$Britshs J. Nutr.
55, 245-254.
Brennan, J. G, J. R. Butters., N. D. Cawel
& E. V. Lilley. 1990. Food engineering
operations chapter I. pp. 282. Third edition
Elsevier Science Publisher LTD.
Cazaurang, M. N., S. Peraza & C. A Cruz
R. 1990. Dissolving-grade pulps from
7"/"E*"/$ !"#5$Cell Chem and Tech 24,
629-638.
Corrales J. & C.A. Flores. 2003.
Tendencias actuales y futuras en el
procesamiento del nopal y la tuna. pp
167-215. In. Flores VCA- Ed. Nopalitos
y Tunas, producción, pos cosecha e
industrialización. 1ª Ed. Universidad
Autónoma de Chapingo CIESTS AM,
México.
Dreher, M. 1987. Handbook of dietary
(1.-. Nueva York, Marcel Dekker.
Edgward, C. 1990. Mechanisms of
(')0%/$%/$-0")(#4$ !"#$%/$+3(,,$0/)"+)0/(,$
absorption and motility furan y C. J. Crine
.'%32+A5$b"@$f"1",%23"/)$0/$-0")(#4$ !"#$
N. Y.

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NORMAS EDITORIALES
ISSN 2007-204X
Aquino et al.
Cita sugerida: Aquino González, L. V., J.
RodríguezRamírez,A.M.MéndezRojasyS.
Edith Hernández Arrazola. 2012. Extracción
4$'(#(')"#0I('0G/$-"$ !#($-"$/%2(,$.Opuntia
()"*'%#+%)&). Naturaleza y Desarrollo 12 (1):
48-62.
NMX-F-0666-S. 1978. Determinación de
cenizas en alimentos. Alimentos. Dirección
General de Normas Mexicanas. México,
México
NMX-F-083. 1986. Determinación de
contenido de humedad en alimentos.
Alimentos. Dirección General de Normas
Mexicanas. México, México.
Olson, A, G. M. Gray & M. Ch. Chiu. 1987.
Chemistry and Analysis of soluble dietary
Fiber. Food Tech. 41(2), 71-80.
Pando-Moreno, M., O. Eufracio, E. Jurado
& E. Estrada., 2004. Post harvest growth
of lechuguilla (Agave lecheguilla Torr.
Agavaceae) in Northeastern, México,
Economic Botany 58 (1), 78-82.
Priego, M. N. 2007. 1$.#)%0#'+.'(1-&'
dietética a partir de sáculos de naranja
aplicando un tratamiento con vapor.
Tesis de licenciatura. Huajuapan de León,
Universidad Tecnológica de la Mixteca.
Ramírez, T. H. M., J. A. Reyes Agüero J. A.
& R. J. M. Pinos. 2007. Efecto de la especie
y madurez sobre el contenido de nutrientes
en cladodios de nopal. Agrociencia 41(6),
619-623.
Ramos, R. J. & M. V Quintana. 2004.
Manejo general del cultivo de nopal.
Secretaria de la Reforma Agraria, Colegio
de posgraduados.
Sáenz, C. 2000. Processing technologies
alternative for cactus pear (Opuntia spp)
fruits and cladodes. J. Arid Env. 46(3), 209-
225.
Sáenz, C. 2006. Utilización agroindustrial
del nopal. Boletín de servicios agrícolas
de la FAO. pp 162. Organización de las
Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación. Roma.
Sobczack, L., W. L. Reinhold & H.
Andreas. 2012. Polypropylene composites
@0)7$/()*#(,$ !"#+$(/-$@%%-e$X"/"#(,$
3"'7(/0'(,$2#%2"#)4$2#% ,"+5$Comp. Sci.
Tech. 72, 550-557.
TAPPI T 203 OS-74. 1978. Alpha-, Beta
and Gamma Cellulose in pulp. Technical
Association for the Pulp and Paper
Industries. TAPPI Press. Atlanta.
TAPPI T 222 OS-74. 1978. Acid-insoluble
in wood and pulp. Technical Association for
the Pulp and Paper Industries. TAPPI Press.
Atlanta.
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'0"/)N '%+$+"$0/',*0#K/$+G,%$2(#($"+2"'0"+$2%'%$'%3*/"+$%$'*(/-%$+"($0/-0+2"/+(!,"5
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Esunpárrafo,conunmáximode250palabras,dondeseanotaránlosaspectosmásimportantes
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'%/',*+0%/"+$3K+$#","1(/)"+9$(2%4(-(+$2%#$#"+*,)(-%+$"+2"'N '%+$-"$,($0/1"+)08('0G/5$
49&*&"$&7 2*&:#
Incluir después del resumen un total de cinco palabras clave como máximo, diferentes a las
utilizadas en el título, y por orden alfabético.
!"#$%&'$()(*+)(,-%.#
Son exactamente los mismos textos traducidos al inglés del resumen y las palabras clave,
respectivamente.
4+'.$(%1003;'
P/3(#'(#$',(#(3"/)"$",$2#%!,"3($($#"+%,1"#9$O*+)0 '('0G/9$+*+)"/)%$)"G#0'%$4$%!O")01%+$(,$
/(,5$Z*/-(3"/)(#$2#"&"#"/)"3"/)"$'%/$#"&"#"/'0(+$(')*(,0I(-(+$"/$#"10+)(+$-"$'0#'*,('0G/$
nacional o internacional, al menos de los últimos 10 años.
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