Pretratamiento 

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Se cortó la hoja del Agave hasta un tamaño de 30x15x8cm y peso de 1 kg aproximadamente tomando la región baja y parte de la sección media donde se ubica la mayor concentración de azúcares solubles (Pinos-Rodríguez, Zamudio, & González, 2008). Posteriormente se calentaron en una olla de presión (con capacidad de 5 L) con 4300 mL de agua a 80°C durante 60 minutos para eliminar la hemicelulosa, solubilizar la lignina y obtener una mayor recuperación de pentosas y hexosas (Maurya, Singla, & Negi, 2015).

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Fermentación 

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Se inoculó en la parte superior de la hoja con un volumen del 10% de Saccharomyces cerevisiae (ATCC® 20252™) con respecto al peso de la hoja. Además, se utilizó esta cepa por su capacidad de metabolizar hexosas y pentosas para alcanzar una mayor concentración de etanol a diferencia de las levaduras silvestres (Westman & Franzén, 2015).

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Se utilizó una dilución de aguamiel (con el agua utilizada para el calentamiento) al 1% para el medio debido a su perfil químico y nutricional que proporciona la fuente de carbono, nitrógeno y los requerimientos para el crecimiento de levaduras (Isabel Enríquez-Salazar et al., 2017). 

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La fermentación se efectuó en unos tanques de plástico  de 40 L con tapa y con dimensiones de 44 cm de altura, 7 mm de grosor y de 39.5 cm de diámetro colocando los fragmentos de las hojas en posición vertical parcialmente sumergida donde no se registró cambios de pH fuera del intervalo de 6-6.5, temperatura de 30°C-35°C y durante 24, 48 y 72 horas sin agitación en condiciones de anaerobiosis. Este ambiente fue generado al succionar el aire del interior con una bomba de vacío y cubriendo con una película de PVC auto adherible Inix Film® para un sellado hermético sobre la tapa. Se controló la presión en las paredes del recipiente conectando una manguera en el recipiente a un matraz Erlenmeyer con agua para asegurar la salida del CO2 y restringir la entrada del O2. Estos fueron los parámetros semejantes a los óptimos ya reportados (Tesfaw & Assefa, 2014). No obstante, se decidió ejercer un control menos riguroso para escalar el proceso con mayor facilidad.

 

Extracción

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Se utilizó una prensa mecánica metálica con materiales reciclados para la obtención del alcohol en el interior de la hoja por gravedad.  Esto se realizó porque en el ejido el Porvenir la recuperación de solventes y reciclado del agua es necesaria debido a su escasez y el uso de métodos físicos es recomendable por su ventaja económica (Han, Moon, & Choi., 2014).

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Centrifugación

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La solución con etanol del interior de la hoja se recolectó en un recipiente de 1 L y se separó en tubos de 50 mL, los cuales fueron centrifugados (Thermo Fisher IEC CL40R Centrifuge) a 4000 rpm durante 30 minutos (Trivedi et al., 2016). El sobrenadante se colocó en tubos Falcon limpios de 50 mL y almacenó a -20°C para su posterior destilación y análisis. Esta etapa se realizó para separar los restos celulares y otros que interfieren con la densidad del etanol y por lo tanto con su determinación de porcentaje volumen.

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Destilación

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La destilación se realizó durante 60 min en el rotavapor BUCHI R220 de 20 L a una temperatura de 45°C y una agitación de 49 rpm en donde se midió el volumen recuperado cada 20 minutos.

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Evaluación de etanol por método colorimétrico

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La estimación cuantitativa de etanol se realizó a través del método basado en la oxidación del etanol por el dicromato de potasio en el medio de aguamiel al 1% y en el líquido de la hoja extraído con la prensa midiendo la absorbancia a 600 nm en el espectrofotómetro Thermo Scientific GENESYS 10 Scanning UV Visible Spectrophotometer y correlacionandolo con la  curva de calibración de línea de tendencia y=0.001x+0.9811 y R2=0.9585 (Koshy, Pandey, & Bhatnagar, 2014).

Se utilizó el densímetro alcoholimétrico de Gay-Lussac para medir la pureza de la mezcla resultante del producto destilado (Son, Hong, Park, Yu, & Lee, 2009).

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Evaluación de AA y péptidos

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El contenido de aminoácidos libres se determinó mediante la reacción con ninhidrina. La lectura se realizó a 570 nm en el espectrofotómetro y se utilizó la ecuación y=0.0825x+0.0044 con R2= 0.991 para su correlación en g/L (Wang, 2006).

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Evaluación de azúcares reductores

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Para la determinación de azúcares reductores se utilizó el método de DNS por espectrofotometría a 540 nm basado en el modelo lineal y=0.3188x-0.0886  con  R2= 0.9893 para cálculo de azúcares reductores (mM) y concentración en g/L (G, 1959).

 

 

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CONSIDERACIONES ÉTICAS, SOCIALES, AMBIENTALES Y ECONÓMICAS

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Con base a los estudios realizados se concluye que es posible obtener conversión de etanol a través de su fermentación a partir de la hoja de Agave Salmiana. Las etapas del proceso correspondientes al pretratamiento, fermentación y extracción realizadas  se pueden desarrollar en el ejido el Porvenir debido a su adaptación y diseño ya validado en las condiciones económicas, sociales y ambientales de la comunidad.

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La finalidad de este proyecto como se plantea anteriormente y se infiere en el texto de este segmento es mejorar la calidad de vida de los habitantes del ejido El Porvenir a través de un desarrollo económico y científico que les permitieran aprovechar plantas (en este caso el agave) que se encuentran en su entorno. Para esto fue necesario realizar entrevistas que nos permitiera entender su cosmovisión del mundo y su realidad actual resultado de una serie de transformaciones geológicas históricas y biológicas detalladas en las otras secciones.

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No se pretende únicamente transferir conocimientos, sino como la ciencia misma, se espera que este proceso se convierta en una actividad humana en busca de un progreso (condicionado por la interpretación de cada individuo) en esta comunidad por lo que es necesario darle continuidad ya sea como semestre i, servicio social o a través de una plataforma que incentive la participación en este proyecto social en particular. 

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Considerando el principio de precaución y responsabilidad ante los futuros desafíos y amenazas que trae consigo un nuevo proyecto tecnocientífico como la deforestación y desaparición de la especie del agave en esa zona es compromiso de los actores involucrados y obligación de los guionistas, en este caso nosotros, esclarecer estos dilemas éticos y proponer soluciones como las técnicas de cultivo in vitro para reforestación, planes de cultivo cada determinado periodo de tiempo, entre otros que se ajusten a las circunstancias de la comunidad.

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En este proyecto se considera el medio ambiente no únicamente al utilizar el residuo de una empresa como materia prima, sino que también se reutiliza el agua del calentamiento, la prensa utilizada y se apoya una economía circular al usar una dilución de aguamiel como medio de cultivo. 

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Cabe señalar que todo proceso puede ser optimizado y mejorado cada vez más por lo que aunque en este semestre se haya planteado el proceso de esta manera y bajo cierto control limitaciones (observado notablemente en la fase de destilación) es posible acotar etapas y poder diseñar el proceso completo en el ejido El Porvenir sin intermediarios ni infraestructura como la utilizada en los laboratorios de la institución.

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En el futuro se perciben muchas incógnitas e incertidumbre. Sin embargo, estamos conscientes que lo que tenemos que hacer en el presente es reconectar lo social a través de la comunicación con los habitantes del ejido. Se diseñó un poster para explicar cómo funciona el proceso, cómo se puede hacer en los hogares de El Porvenir y al presentarlo frente a sus habitantes, ellos evaluaban la aplicación del proceso y a partir de éste ellos ya decidian su aplicaión en sus respectivos hogares. No obstante, para tener una experiencia real de que la tecología que estamos haciendo es útil lo recomendable es permanecer más tiempo en la comunidad y formar parte de ella, no ser únicamente visitantes, sino moradores frecuentes.

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