La dextranasa a lo largo de la industria azucarera
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Efraín Rodríguez Jiménez La dextranasa en la producción de azúcar Biotecnología Aplicada 2005; Vol.22, No.1 12 Algunas estadísticas realizadas durante 5 años en Louisiana, aportaron que en el 60% del tiempo de zafra, el contenido de las dextranas no excedió las 250 ppm en el jugo de la caña cortada sin trozar, mientras que la caña trozada exhibió mayor velocidad de formación de dextranas, debido a la mayor área de tallos expuestos y, por lo tanto, mayor grado de infección bacteriana [6]. Por otro lado se reportó que en la caña trozada, después de dos horas de acopiada, se observó la infección masiva con Leuconostoc y otras bacterias, hasta a seis pulgadas de distancia de los extremos [7, 8]. En la caña quemada se observó el rápido aumento del nivel de dextranas en casi diez veces desde las 12 a las 48 horas, hasta alcanzar las 3 200 ppm [7]. También se reportó que el contenido de las dextranas en la caña quemada aún sin cortar, se incrementó de manera rápida de 280 ppm presentes al tercer día a 2 900 ppm, al cabo de la semana [1].
en la producción de azúcar Una vez que las dextranas están en el proceso de producción de azúcar, la viscosidad de la solución se incrementa en dependencia de la concentración y del peso molecular de los polímeros formados, el cual puede oscilar entre 10 5 y 10 7 o más [3]. Las dextranas de peso molecular muy elevado son insolubles. Las de menor peso y solubles aportan mayor dificultad al proceso de producción de azúcar [6, 9]. El control de las dextranas en la agroindustria azucarera se ejecuta mediante el riguroso ajuste entre la quema, si esta se realiza, el corte, mecanizado o manual, y la entrega de la caña fresca al central. También se emplean las técnicas de saneamiento con vapor del equipamiento productivo cada 8 horas durante el funcionamiento del central, y el uso de biocidas sobre la caña en el tándem [1]. Cualquier eventualidad que retarde el arribo de la caña cortada al central, por encima de 14 horas en un ambiente cálido y húmedo, actúa de forma favorable en la formación de las dextranas [3], las cuales alcanzarán los molinos y entrarán con el jugo al flujo industrial. El contenido de las dextranas se incrementa progresivamente a lo largo del proceso, del jugo diluido a la miel final [1]. El efecto perjudicial de las dextranas comienza desde el momento en que estas se forman, ya que para ello se consume sacarosa de manera irreversible. Un estudio para evaluar tales pérdidas aportó que la presencia de 0.05% de dextranas en el azúcar crudo para su formación consumió 0.2 kg/t de azúcar o 0.02 kg/t de caña procesada [1]. Algunos estudios recientes muestran que una cepa de L. mesenteroides, aislada en un central de Argentina, durante las primeras 6 horas de crecimiento a 30 ºC consumió la sacarosa a razón de 8.46 g/L/h [1]. El consumo de la sacarosa se redujo con el incremento de la temperatura. Las pérdidas económicas ocasionadas por las dextranas son continuas a lo largo del proceso de producción de azúcar, ya que desde temprano su presencia en los jugos incrementa, de manera falsa, el valor de la cantidad de azúcar calculada para estos y altera los indicadores productivos de la fábrica. Ello se debe a la característica dextrorrotatoria de las dextranas que polarizan alrededor de tres veces más que la sacarosa y generan un elevado y falso valor de Pol [1]. Un estudio acerca de la adición de dextranas patrones a soluciones de sacarosa pura aportó que por cada 180 ppm del polisacárido, el incremento promedio de la polarización fue de 0.05 ºS [10]. La elevada viscosidad de los jugos y la presencia en ellos de dextranas de elevado peso molecular junto a otros sólidos insolubles, obstruyen las mallas filtrantes y provocan pérdidas de los jugos por derrames de los molinos a los drenajes, que general- mente son subestimadas. La viscosidad de la solución durante la clarificación del azúcar reduce la velocidad de la precipitación de las impurezas, forma incrustaciones, disminuye la eficiencia calorífica del flujo y empobrece, de manera general, ese proceso. El jugo que proviene de las cañas deterioradas con valores de pH más ácidos, consume mayor cantidad de cal para su neutralización, lo cual le aporta mayor turbiedad y genera mayor volumen de cachaza con características pegajosas que tupen los filtros prensa [3]. Durante la evaporación, la presencia de las dextranas provoca el aumento de incrustaciones en las superficies de calentamiento y con ello un mayor gasto energético. El tiempo de cocción de las masas también se incrementa y el agotamiento de estas se reduce. Debido al incremento del tiempo de cristalización del azúcar, la masa cocida en los cristalizadores se enfría más de lo apropiado y aumenta aún más la anormal viscosidad del fluido, se incrementan los tiempos de lavado en las centrífugas para alcanzar la calidad requerida del azúcar, así como los tiempos totales de la centrifugación y de la purga [9]. El azúcar crudo, derivado de tales masas cocidas, es pegajoso, difícil de manipular, secar y envasar [1]. Algunos estudios confirmaron que la calidad de la masa cocida afectó significativamente el rendimiento de los cristales de azúcar, pues se redujo al 86% en el caso de 755 ppm de dextranas en las masas cocidas con 84.3% de pureza [9]. La reducción de la velocidad de cristalización del azúcar se manifiesta específicamente en la disminución de la velocidad de crecimiento del cristal en los ejes a y b. Es decir, los cristales de azúcar se deforman en el eje c, y adquieren una forma alargada con las dextranas ocluidas en ellos [3]. Este cristal, llamado “de aguja”, reduce la eficiencia de la purga de las masas cocidas durante la centrifugación, lo cual provoca la pobre separación del cristal de las mieles y decae la calidad de refinación del azúcar [1]. Varios estudios mostraron que en presencia de concentraciones bajas de dextranas, cerca del 10% de estas se incluyeron en los cristales de azúcar, mientras que cuando la concentración en meladura sobrepasó las 5 000 ppm, la inclusión llegó hasta el 30% [6, 9 ]. El azúcar crudo, con contenido de dextranas superior a las 250 ppm [5], está sujeto al pago de la penalidad de magnitud igual a 0.007% del precio, multiplicado por la cantidad de las toneladas vendidas. El valor de la multa se incrementa gradualmente en 0.002% con el aumento de la concentración de dextranas cada 160 ppm, hasta llegar al 0.013% para el contenido, igual o superior a las 1 010 ppm [6]. 5. Cuddihy JA, Rauh JS, Porro ME. Improving sugar recovery with sugar process chemicals. Midland Research Laboratories, Inc. [Publicación periódica en línea] 1998. Available from URL: http://
www.midlandresearchlabsinc.com/doclib/ sugrcvry.pdf . 6. Cuddihy JA, Day DF. The process and financial impact of dextran on sugar factory. Midland Research Laboratories, Inc. [Publicación periódica en línea] 1999. Available from URL: http://www. midlandresearchlabsinc.com/doclib/ dexfinan.pdf . 7. Cuddihy JA, Mendez F, Bernhard C. Dextranase in sugar production: factory experience. Midland Research La- boratories, Inc. [Publicación periódica en línea] 1999. Available from URL: http://www.midlandresearchlabsinc.com/ doclib/dexexper.pdf . 8. Midland Research Laboratories, Inc. Recovery of additional sucrose with an integrated program using biocide and dextranasa to reduce undetermined losses. [Publicación periódica en línea] 1998. Available from URL: http://www. midlandresearchlabsinc.com/doclib/ biodxtrn.pdf . 9. Rauh JS, Cuddihy JA, Falgout RN. Analyzing Dextran in the Sugar Industry: A Review of Dextran in the Factory and a New Analytical Technique. Midland Research Laboratories, Inc. [Publicación periódica en línea] 1999. Available from URL: http://
www.midlandresearchlabsinc.com doclib/dexrevew.pdf . 10. De la Rosa RD. Las dextranas: su efecto sobre la polarización de la sacarosa y la economía azucarera. II. International Sugar Journal 1998;100(1192):198-203.
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