Factibilidad técnica y económica para el escalado de la tecnología productiva de plántulas de cacao (Theobroma cacao L.) a nivel de Biofábrica.

Abstract

Cocoa (Theobroma cacao L.) is a cash crop in many developing countries and provides the main ingredients for chocolate production. As the demand for food increases, it is necessary to establish optimal crops and, in this sense, the production of plants on a scale is necessary to meet the growing demand, making propagation systems a challenge for agro-industrial strengthening. To overcome this obstacle, somatic embryogenesis (SE) is proposed and the transition from a research scale to a commercial scale is proposed. The estimated time to produce is usually underestimated, which results in it being unfeasible to face the markets. The first chapter presents the production of the CCN51 genotype on a pilot scale in the laboratory with a view to reducing time in the process. It was possible to define the different stages of seedling production by SE: initiation, multiplication, maturation, germination, and acclimatization. The minimum time obtained to produce CCN51 was 30, 70, 50, 70 and 30 days, respectively. To continue technically enabling the propagation system via ES, it was necessary to evaluate the clonal fidelity of the regenerated seedlings as a first step to respond to quality. In chapter 2, the genetic stability of cocoa seedlings propagated by SE with respect to conventional grafting was studied for the CCN51 and TSH565 genotypes using 13 microsatellites (SSR). The 13 loci analyzed revealed 25 alleles in the CCN51 genotype and 24 alleles in the TSH565 genotype. According to the results, no differences were observed in the allelic composition, this indicates that the plants propagated by SE did not show perceptible detriment in their genome with the SSR used. Next, with a view to larger-scale production such as commercial laboratories or biofactories, it is necessary to interconnect propagation with effective and efficient management of the production process on an industrial scale. Chapter 3 presents a production planning and control system (PPC) for SE multiplication through a pilot production of 100,000 for CCN51. The main indicators of the process in materials, labour, quality, and performance are detailed. Finally, considering ES as a technology that is usually expensive compared to other propagation techniques, in chapter 4 the key factors in the financial viability of the production process were identified. The costs of the process were estimated, identifying the factors that influence the process with a Monte Carlo Simulation (MCS). The cost components identified were culture medium (CM), indirect manufacturing costs (IMC), labour (direct and indirect), and operating expenses (GO). Labour had the highest share of costs, with 53%, followed by GO, with 30%, CM, with 12% and IMC, with 5%. The MCS helped define that the variables with the greatest impact on the unit price were the response of the embryos in the germination stage and the proliferation coefficient. This projection gave a figure of US$0.73 per plantlet.

El cacao (Theobroma cacao L.) es un cultivo comercial en muchos países en desarrollo y provee la materia prima para la producción de chocolate. A medida que aumenta la demanda de alimentos, se requiere establecer cultivos óptimos y en este sentido, la producción de plantas a escala es necesaria para satisfacer la creciente demanda, convirtiéndose los sistemas de propagación de plántulas en un reto para el fortalecimiento agroindustrial. Para hacer frente a este obstáculo, se plantea el método de la embriogénesis somática (ES) y realizar la transición de una escala de investigación a una escala comercial. El tiempo estimado para la producción suele estar subestimado, lo que resulta que sea inviable para enfrentar los mercados. En el primer capítulo se presenta la producción del genotipo CCN51 a escala piloto en laboratorio con miras a la reducción de tiempo en el proceso. Se lograron definir las diferentes etapas de producción de plántulas por SE: iniciación, multiplicación, maduración, germinación y aclimatación. El tiempo mínimo obtenido para la producción de CCN51 fue de 30, 70, 50, 70 y 30 días respectivamente. Con el fin de continuar habilitando técnicamente el sistema de propagación vía ES fue necesario evaluar la fidelidad clonal de las plántulas regeneradas como un primer paso para responder a la calidad. En el capítulo 2 se estudió la estabilidad genética de plántulas de cacao propagadas por SE respecto al injerto convencional para los genotipos CCN51 y TSH565 usando 13 microsatélites (SSR). Los 13 loci analizados revelaron 25 alelos en el genotipo CCN51 y 24 alelos en el genotipo TSH565. De acuerdo con los resultados, no se observaron diferencias en la composición alélica, esto indica que las plantas propagadas por SE no mostraron detrimento perceptible en su genoma con los SSR utilizados. Seguidamente, con miras a la producción a mayor escala como laboratorios comerciales o biofabricas, es necesario interconectar la propagación con una Resumen y Abstract X gestión eficaz y eficiente del proceso productivo a escala industrial. En el capítulo 3 se presenta un sistema de control y planificación de la producción (PPC) para la multiplicación por SE a través de un piloto de producción de 100.000 plántulas para CCN51. Se detalla los principales indicadores del proceso en materiales, mano de obra, calidad y rendimiento. Finalmente, considerando la ES como una tecnología que suele ser costosa en comparación con otras técnicas de propagación, en el capítulo 4 se identificaron los factores claves en la viabilidad financiera para el proceso productivo. Se estimaron los costos del proceso, identificando los factores que influyen en el proceso con una Simulación de Monte Carlo (MCS). Los componentes del costo identificados fueron medio de cultivo (CM), costos indirectos de fabricación (IMC), mano de obra (directa e indirecta) y gastos operativos (GO). La mano de obra tuvo la mayor participación de los costos, con un 53%, seguida de los GO, con un 30%, CM, con un 12% e IMC, con un 5%. La MCS ayudó a definir que las variables con mayor impacto en el precio unitario fueron la respuesta de los embriones en la etapa de germinación y el coeficiente de proliferación. Esta proyección arrojó una cifra de US $ 0,73 por plántula. (texto tomado de la fuente)