También investiga antimicrobianos y antioxidantes naturales para envases de alimentos.
Francisco Hernández Centeno es un mexicano en la ciencia con 18 años de carrera, tiene autoría en 32 artículos científicos y un capítulo de libro. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y en años recientes ha impartido conferencias en nueve estados de la República Mexicana y en Costa Rica. Él es Ingeniero en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Maestro en Empresas Agrozootécnicas y Doctor en Ciencias en Biopolímeros.
Egresó de la licenciatura y maestría de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro de Saltillo, Coahuila, con una estancia de investigación en el Centro de Investigación en Recursos Naturales, en el municipio de López, Chihuahua. Cursó su doctorado en el Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, unidad Cuauhtémoc, Chihuahua.
Actualmente trabaja en el Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos, División de Ciencia Animal, en la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro de Saltillo, Coahuila. Su especialidad es el aprovechamiento de residuos agroindustriales y materias primas alimenticias alternativas, desarrollo y caracterización de biomateriales para su aplicación como empaques alimentarios.
Actualmente trabaja en una investigación que busca compuestos bioactivos de fuentes no aprovechadas y de utilidad en el procesamiento y la conservación de alimentos, principalmente con acción antimicrobiana y/o antioxidante. Por otro lado, busca también desarrollar materiales biobasados en componentes orgánicos de origen natural, como almidones y fibras.
Trabaja también en la elaboración de plásticos biobasados a partir de almidón de raíz de calabacilla loca (Cucurbita foetidissima Kunth) y microcelulosa de lechuguilla (Agave lechuguilla Torr.), incluyendo compuestos bioactivos, tendiente a la producción de envases alimentarios de tercera generación (empaques bioactivos y/o inteligentes), ya que actualmente los que se usan a nivel comercial son de primera y segunda generación.
Otra investigación paralela que realiza es la obtención, purificación y caracterización de aceite vegetal y almidones de fuentes no convencionales.
Lo que este investigador mexicano intenta resolver, es el uso masivo de envases y empaques basados en polímeros derivados del petróleo que han acarreado una problemática de contaminación sin precedentes de prácticamente todos los ecosistemas del planeta a causa de desechos sólidos plásticos, de lenta y muy fraccionada degradación por fragmentación (microplásticos), con consecuencias muy severas.
Explica que la mayoría de esos materiales de desecho provienen de empaques y envases de un solo uso, principalmente provenientes del procesamiento, conservación y logística de distribución de productos alimenticios.
La intención al desarrollar materiales basados en biopolímeros es contribuir a la disminución del uso de los plásticos contaminantes, utilizando materiales de alta y más rápida biodegradabilidad en comparación con los plásticos derivados del petróleo (más de 300 años vs. unos cuantos meses) en condiciones ambientales.
Trabaja en vinculación con investigadores del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo y el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), ambos centros CONACYT, con el Instituto de Tecnología e Ingeniería de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, de la Facultad de Ecología y Zootecnia de la Universidad Autónoma de Chihuahua y de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Coahuila.
También tiene una investigación en proceso para el aprovechamiento de especies del semidesierto como materia prima para el desarrollo de plásticos biobasados. Anteriormente ha realizado la extracción, purificación y caracterización del almidón de raíz de calabacilla loca (C. foetidissima Kunth) y, en colaboración, de fibra y microfibra de celulosa proveniente de la lechuguilla (A. lechuguilla Torr), en conjunto con la Dra. María Hernández González y la Dra. Haydee Yajaira López de la Peña, del Cuerpo Académico “Ciencia y Tecnología de Materiales Agroinsdustriales”, con quien ha desarrollado películas con inclusión de aceite esencial de orégano (Lippia berlandienri Schauer).
En otra de sus investigaciones en conjunto con la Dra. Haydee Yajaira, han logrado obtener nanopartículas de carbonato de calcio a partir de cascarones de huevo para diversas aplicaciones alimentarias y no alimentarias, ambos productos con potenciales aplicaciones en la industria de los alimentos como envases, empaques o aditivos como fortificantes en alimentos procesados.
Esta investigación busca contribuir con la reducción de plástico de un solo uso circulante como desecho sólido contaminante. Aunado a ello, pretende dar valor agregado a las materias primas que se producen en las regiones semidesérticas del país, cuyo precio es generalmente bajo cuando se compra al productor/recolector.
A pesar de que, las propiedades fisicoquímicas de los materiales plásticos biobasados aún están lejos de asemejarse a las que poseen los plásticos convencionales se ha trabajado en mejorar las propiedades de los plásticos basados en biopolímeros, al modificar para bien sobre todo las propiedades mecánicas (tensión a la fractura, porcentaje de elongación y módulo de elasticidad), así como las propiedades de barrera (permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno).
Como resultado de la última investigación, actualmente en proceso de publicación, se obtuvieron películas plásticas con buena transparencia, una menor solubilidad, mayor elasticidad y menor permeabilidad al vapor de agua que las películas testigo, las cuales no contenían agente funcionalizante; y aunque están aún lejos de competir con las películas de plástico convencional, como el polipropileno, sí pudieran empelarse como material de empaque para la manipulación y transporte de algunos alimentos sólidos bajos en humedad.
Como autor principal, en los últimos cinco años ha publicado 11 artículos científicos y de divulgación, un capítulo de libro y 21 artículos científicos como co-autor.
ALGUNAS DE SUS PUBLICACIONES CIENTÍFICAS SON LAS SIGUIENTES:
Hernández-Centeno, F., Hernández-González, M., Tirado-Gallegos, J. M., Rodríguez-González, C., Rios-Velasco, C., Rodríguez-Hernández, A. M., … & Zamudio-Flores, P. B. (2022). Effect of oregano essential oil (Lippia berlandieri Schauer) inclusion on physicochemical properties of buffalo gourd (Cucurbita foetidissima Kunth) root starch films. (en proceso de publicación)
Olivas-Orozco, G. I., Salas-Tovar, J. A., De la Peña-Baca, A., Pérez-Ordoñez, G., Pérez-Corral, D., Hernández-Centeno, F., … & Sepúlveda, D. (2022). Moléculas bioactivas de los alimentos como un aporte hacia una estrategia integral para el manejo de la enfermedad COVID-19 en México. Revista Médica de la Universidad Autónoma de Sinaloa REVMEDUAS, 11(4), 351-385. http://dx.doi.org/10.28960/revmeduas.2007-8013.v11.n4.009
Hernández-Centeno, F., Hernández-González, M., López-De la Peña, H., López-Trujillo, R., Zamudio-Flores, P., Ochoa-Reyes, E., Tirado-Gallegos, J., & Martínez-Vázquez, D. (2020). Changes in oxidative stability, composition and physical characteristics of oil from a non-conventional source before and after processing. Revista Mexicana De Ingeniería Química, 19(3), 1389-1400. https://doi.org/10.24275/rmiq/Alim937
Hernández-Centeno, F., López-De la Peña, H.Y., Hernández-González, M. et al. Physicochemical, thermal, rheological and morphological characteristics of flour and starch from a non-conventional source: Cucurbita foetidissima Kunth roots. Food Measure 14, 1976–1985 (2020). https://doi.org/10.1007/s11694-020-00444-x
Tirado-Gallegos, Juan Manuel, Paul Baruk Zamudio-Flores, José de Jesús Ornelas-Paz, Claudio Rios-Velasco, Guadalupe Isela Olivas Orozco, Miguel Espino-Díaz, Ramiro Baeza-Jiménez, José Juan Buenrostro-Figueroa, Miguel Angel Aguilar-González, Daniel Lardizábal-Gutiérrez, María Hernández-González, Francisco Hernández-Centeno, and Haydee Yajaira López-De la Peña. 2018. «Elaboration and Characterization of Active Apple Starch Films Incorporated with Ellagic Acid» Coatings 8, no. 11: 384. https://doi.org/10.3390/coatings8110384
Hernández-Centeno, F., López-De la Peña, H. Y., Guigón-López, C., & Hernández-González, M. (2018). Biolixiviación y su impacto en el rendimiento de aceite de semillas de Cucurbita foetidissima Kunth en dos métodos de extracción. Investigación y Ciencia de la Universidad Autónoma de Aguascalientes, (75), 13-19. https://doi.org/10.33064/iycuaa2018751765
ALGUNOS DE LOS RESÚMENES DE SUS ARTÍCULOS CIENTÍFICOS SON LOS SIGIENTES:
Hernández-Centeno, F., Hernández-González, M., López-De la Peña, H., López-Trujillo, R., Zamudio-Flores, P., Ochoa-Reyes, E., Tirado-Gallegos, J., & Martínez-Vázquez, D. (2020). Changes in oxidative stability, composition and physical characteristics of oil from a non-conventional source before and after processing. Revista Mexicana De Ingeniería Química, 19(3), 1389-1400. https://doi.org/10.24275/rmiq/Alim937
Abstract
The growing demand for vegetable oils has led to the study of unconventional sources. Buffalo gourd (C. foetidissima Kunth) could be an alternative one. The effect of the refining process on the composition and physicochemical characteristics of the oil, obtained by the soxhlet method and refined by the combined method, was determined. A yield of 34% crude oil was obtained, as well as differences in color (L* from 78.36 to 87.51, b* from 18.52 to 11.31). In the fatty acid profile, unsaturated predominated: 87.97% and 73.20%, respectively. No foreign functional groups were detected, the viscosity changed from 0.045 to 0.062 Pa*s and the oxidative stability decreased markedly in the refined oil. In the sensory test, no difference was identified between fritters obtained with refined buffalo gourd seed oil and those made with commercial canola oil. Due to the composition and characteristics observed, both crude and refined oil could be an alternative for consumption.
Hernández-Centeno, F., López-De la Peña, H.Y., Hernández-González, M. et al. Physicochemical, thermal, rheological and morphological characteristics of flour and starch from a non-conventional source: Cucurbita foetidissima Kunth roots. Food Measure 14, 1976–1985 (2020). https://doi.org/10.1007/s11694-020-00444-x
Abstract
Starch is a biopolymer which demand has increased because of its multiple industrial applications. The present work was performed to characterize, both flour and starch obtained from Cucurbita foetidissima root as a non-conventional source. According to its physicochemical, rheological (flow curves), thermal and morphological properties. The flour was composed of a 77% total of carbohydrates, and the isolated starch showed 88% purity. Granules found in both samples exhibited birefringence and mixed morphology. Particle size distribution varied from 1 to 35 µm for flour and from 1 to 29 µm for starch. The k and n indices from their evaluated suspensions at 25, 50 and 70 °C indicated a non-Newtonian behavior of pseudoplastic type for both materials. Gelatinization temperature was 63.58 ± 3.08 °C with ΔH = 5.64 ± 3.81 J/g for flour, and of 66.50 ± 0.06 °C with ΔH = 12.27 ± 0.17 J/g for starch. XRD patterns were mixed A and B, characteristic of cereal starches and rubbers, with changes in the crystallinity percentage with each other. These materials characteristics are similar to those of other sources such as cassava (Manihot esculenta), but different from cereals as corn (Zea mays), and other tubers, as potato (Solanum tuberosum).
Hernández-Centeno, F., López-De la Peña, H. Y., Guigón-López, C., & Hernández-González, M. (2018). Biolixiviación y su impacto en el rendimiento de aceite de semillas de Cucurbita foetidissima Kunth en dos métodos de extracción. Investigación y Ciencia de la Universidad Autónoma de Aguascalientes, (75), 13-19. https://doi.org/10.33064/iycuaa2018751765
Resumen
La calabacilla loca (Cucurbita foetidissima Kunth) es una planta con amplio potencial de aprovechamiento. Se buscó determinar condiciones óptimas
para extraer aceite de sus semillas, se les sometió a tratamiento previo de degradación de pared celular utilizando un hongo celulolítico para incrementar los rendimientos de aceite durante la extracción. El hongo Aspergillus niger, clasificado como GRAS, fue inducido en carboximetilcelulosa para promover producción de celulasas y después inocular un medio formulado con semilla de calabacilla loca como única fuente de carbono, más micronutrientes. Se utilizó prensado hidráulico y método Soxhlet para la extracción. Las mejores condiciones fueron: pH 7 a 25 °C por 96 h, según la prueba de Tukey (p ≤0.01). Con el método Soxhlet se obtuvo rendimiento de 34% para la muestra no tratada y 43.76% para la biolixiviada, y en el prensado fue de 24.44% para la muestra no biolixiviada y 27.54% para muestra con tratamiento.
Tirado-Gallegos, Juan Manuel, Paul Baruk Zamudio-Flores, José de Jesús Ornelas-Paz, Claudio Rios-Velasco, Guadalupe Isela Olivas Orozco, Miguel Espino-Díaz, Ramiro Baeza-Jiménez, José Juan Buenrostro-Figueroa, Miguel Angel Aguilar-González, Daniel Lardizábal-Gutiérrez, María Hernández-González, Francisco Hernández-Centeno, and Haydee Yajaira López-De la Peña. 2018. «Elaboration and Characterization of Active Apple Starch Films Incorporated with Ellagic Acid» Coatings 8, no. 11: 384. https://doi.org/10.3390/coatings8110384
Abstract
Apple starch films were obtained from apples harvested at 60, 70, 80 and 90 days after full bloom (DAFB). Mechanical properties and water vapor permeability (WVP) were evaluated. The apple starch films at 70 DAFB presented higher values in the variables of tensile strength (8.12 MPa), elastic modulus (3.10 MPa) and lower values of water vapor permeability (6.77 × 10−11 g m−1 s−1 Pa−1) than apple starch films from apples harvested at 60, 80 and 90 DAFB. Therefore, these films were chosen to continue the study incorporating ellagic acid (EA). The EA was added at three concentrations [0.02% (FILM-EA0.02%), 0.05% (FILM-EA0.05%) and 0.1% (FILM-EA0.1%) w/w] and compared with the apple starch films without EA (FILM-Control). The films were characterized by their physicochemical, optical, morphological and mechanical properties. Their thermal stability and antioxidant capacity were also evaluated. The FILM-Control and FILM-EA0.02% showed a uniform surface, while FILM-EA0.05% and FILM-EA0.1% showed a rough surface and insoluble EA particles. Compared to FILM-Control, EA modified the values of tensile strength, elasticity modulus and elongation at break. The antioxidant capacity increased as EA concentration did. EA incorporation allowed obtaining films with higher antioxidant capacity, capable of blocking UV light with better mechanical properties than film without EA.
ALGUNOS DE SUS ARTÍCULOS DE ACCESO ABIERTO SON LOS SIGUIENTES:
Olivas-Orozco, G. I., Salas-Tovar, J. A., De la Peña-Baca, A., Pérez-Ordoñez, G., Pérez-Corral, D., Hernández-Centeno, F., … & Sepúlveda, D. (2022). Moléculas bioactivas de los alimentos como un aporte hacia una estrategia integral para el manejo de la enfermedad COVID-19 en México. Revista Médica de la Universidad Autónoma de Sinaloa REVMEDUAS, 11(4), 351-385. http://dx.doi.org/10.28960/revmeduas.2007-8013.v11.n4.009
Hernández-Centeno, F., Hernández-González, M., López-De la Peña, H., López-Trujillo, R., Zamudio-Flores, P., Ochoa-Reyes, E., Tirado-Gallegos, J., & Martínez-Vázquez, D. (2020). Changes in oxidative stability, composition and physical characteristics of oil from a non-conventional source before and after processing. Revista Mexicana De Ingeniería Química, 19(3), 1389-1400. https://doi.org/10.24275/rmiq/Alim937
Tirado-Gallegos, Juan Manuel, Paul Baruk Zamudio-Flores, José de Jesús Ornelas-Paz, Claudio Rios-Velasco, Guadalupe Isela Olivas Orozco, Miguel Espino-Díaz, Ramiro Baeza-Jiménez, José Juan Buenrostro-Figueroa, Miguel Angel Aguilar-González, Daniel Lardizábal-Gutiérrez, María Hernández-González, Francisco Hernández-Centeno, and Haydee Yajaira López-De la Peña. 2018. «Elaboration and Characterization of Active Apple Starch Films Incorporated with Ellagic Acid» Coatings 8, no. 11: 384. https://doi.org/10.3390/coatings8110384
Hernández-Centeno, F., López-De la Peña, H. Y., Guigón-López, C., & Hernández-González, M. (2018). Biolixiviación y su impacto en el rendimiento de aceite de semillas de Cucurbita foetidissima Kunth en dos métodos de extracción. Investigación y Ciencia de la Universidad Autónoma de Aguascalientes, (75), 13-19. https://doi.org/10.33064/iycuaa2018751765
CAPÍTULO DE LIBRO:
Hernandez-Centeno, F., López-De La Peña, H. Y., & Rojas, R. (2018). Candelilla (Euphorbia antisiphylitica Zucc): Geographical Distribution Climate and Edaphology. In Food Process Engineering and Quality Assurance (pp. 473-492). Apple Academic Press. https://doi.org/10.1201/9781315232966
ABSTRACT
Within the means of production in arid and semiarid areas of Mexico, specifically in the chihuahuan desert, the activities of exploitation of natural resources are, which account for many communities the basis of its economy. One of those resources is the candelilla, which is exclusive to this ecosystem, distributed from southwestern Texas, in the US, throughout the Mexican highlands, to the San Luis Potosi state, highlighting the Coahuila de Zaragoza state as the largest producer of this species exploited to extract the wax, which has very special properties and increasingly diverse applications in the world. This plant grows in areas of semi-desert climate, with highly adaptable to drought conditions. The candelilla area is among the most unfavorable climates to develop agricultural activities, but is suitable for the production of waxes. The climate is steppe or desert type, with erratic rainfall regime with rainfall of 150–500 mm annually and extreme temperatures of 44°C to −2°C. The geology for candelilla are sort litosol floors, regosol and xerosol mainly with medium texture (90%), the type of relief would plains, hills and mountains preferably with exposure to the east and south and altitudes below 2,000 m. It is noteworthy that in some regions there have been limiting factors caused or not by man, where this species is considered endangered, so they should take action in areas where abundant ensure that harvesting is sustainable and not put and at risk species in its entire range to, in this way, continue to have this noble raw material for the benefit of present and future humanity.
SE PUEDE ACCESAR A ÉL EN LA SIGUIENTE LIGA:
ALGUNAS PONENCIAS EN LAS QUE HA PARTICIPADO:
2022 – Qualitative profile of plants for medicinal use in the semi-arid region of southeastern Coahuila, México. Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica. Huatulco, Oaxaca, México.
2022 – Structural characterization and functional properties of buffalo gourd roots starch as a botanical alternative of a non-conventional source. 2º Taller internacional de investigación alimentaria en la región del desierto de Chihuahua de América de Norte. Chihuahua, Chihuahua, México.
2021 – Plantas comestibles en el medio rural semidesértico del sureste de Coahuila: un estudio exploratorio. 16ª Reunión internacional de Investigación en Productos Naturales. Zacatecas, Zacatecas, México.
2021 – Development and partial charactrization of biobased films from an unconventional starch source. XXIX Congreso Internacional de Investigación de Materiales. Cancún, Quntana Roo, México.
2021 – Desarrollo y caracterización de un helado potencialmente apto para personas con diabetes tipo II. XI Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica. Ciudad de México, México.
2020 – Determination of the inclusion of a natural antimicrobial agent in matrix based on thermoplastic starch as a possible material for an active food packing. LATINFOOD 2020 – 9th Food Science, Biotechnology & Safety Congress. Modalidad Virtual. México.
2019 – Composition, functional and termal properties of conventional (Zea mays L.) and unconventional (Cucurbita foetidissima Kunt) source starch. XXVIII Congreso Internacional de Investigación de Materiales. Cancún, Quintana Roo, México.
2019 – Obtención y caracterización de almidón y aceite de fuente no convencional. V Foro de Ingeniería en Industrias Alimentarias. Xalapa, Veracruz, México.
2019 – Estabilidad oxidativa de aceite vegetal crudo y refinado de fuente no convencional. XXI Congreso internacional de Inocuidad de Alimentos, Puerto Vallarta, Jalisco, México.
2018 – Caracterización integral de harina de una fuente no convencional. 7º Simposio nacional y 1er Internacional de Ingeniería Química y Bioquímica Aplicada. Irapuato, Guanajuato, México.
2018 – Obtención de aceite vegetal de una fuente no convencional y su evaluación en un proceso de freído. 7º Simposio nacional y 1er Internacional de Ingeniería Química y Bioquímica Aplicada. Irapuato, Guanajuato, México.
2018 – Rheological properties of flour and starch from jackfruit (Artocarpus heterophyllus Lam.) seed. LATINFOOD 2018 – 8th Food Science, Biotechnology & Safety Congress. Puerto Vallarta, Jalisco, México.
2018 – Caracterización estructural, reológica y térmica de almidón de una fuente no convencional. V Congreso Internacional de Ingeniaría Agroindustrial. Santa Clara, San Carlos Costa Rica.
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