An Overview of Nejayote, A Nixtamalization by Product A Nixtamalization by Product

Review article doi: 10.5154/r.inagbi.2016.03.
002
An overview of nejayote,
a nixtamalization by product
Exploración del subproducto de la
nixtamalización, nejayote: un panorama
Elsa Díaz-Montes1; Roberto Castro-Muñoz2; Jorge Yáñez-Fernández1*
¹Instituto Politécnico Nacional, Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología. Av. Acueducto s/n,
col. Barrio La Laguna, Ticomán, Ciudad de México, C. P. 07340, MÉXICO.
jyanezfe@ipn.mx, tel.: (+52) 55 57 29 6000, ext. 56477 (*Corresponding author).
2
University of Chemistry and Technology Prague, Technická 5, 166 28 Prague 6, CZECH REPUBLIC.
Abstract
T
he demand for nixtamalized products has broadened the industrialization of maize. The
nejayote is a product of the alkaline cooking of grain, and unfortunately contributes to
environmental deterioration after being dumped into the public sewer system. There
is evidence that adequate treatment of this byproduct not only reduces pollution, but it is also
a source of compounds with high added value with potential for technological applications.
The objective of this review was to provide an overview of the main methodologies and
technological developments which have been implemented to explore the physico-chemical
properties of nejayote and to assign a treatment or an application to it. With the work performed
it was possible to detect that the recovery of materials with high added value (polyphenols,
carbohydrates, sugars, gums and calcium components) can be used in various areas such as
Keywords: Zea mays, the food. pharmaceutical and biotechnological sectors. In addition, it was identified that the
pollutant, treatments, obtaining of these components can be carried out through the coupling of various bioprocesses
valuation, industrial use. (fermentation, filtration, centrifugation and decantation).
Resumen
L
a demanda de productos nixtamalizados ha incrementado la industrialización del maíz.
El nejayote surge de la cocción alcalina del grano, y desafortunadamente contribuye
en el deterioro ambiental tras ser vertido al alcantarillado público. Existe evidencia
de que el tratamiento adecuado de este subproducto no sólo disminuye la contaminación,
también es fuente de compuestos de valor agregado alto con potencial para aplicaciones
tecnológicas. El objetivo de esta revisión fue proveer un panorama sobre las principales
metodologías y desarrollos tecnológicos que se han implementado para explorar las
propiedades físico-químicas del nejayote y proveerle un tratamiento o aplicación. Con el
trabajo realizado se pudo detectar que la recuperación de materiales con valor agregado alto
(polifenoles, carbohidratos, azúcares, gomas y componentes de calcio) puede ser utilizada
Palabras clave: Zea mays, en diversas áreas como la alimenticia, farmacéutica y biotecnológica. Además, se identificó
contaminante, tratamientos, que la obtención de dichos componentes se puede llevar a cabo mediante el acoplamiento de
valoración, uso industrial. diversos bioprocesos (fermentación, filtración, centrifugación y decantación).
Please cite this article as follows (APA 6): Díaz-Montes, E., Castro-Muñoz, R., &
Yáñez-Fernández, J. (2016). An overview of nejayote, a nixtamalization by product.
Ingeniería Agrícola y Biosistemas, 8(2), 41-60. doi: 10.5154/r.inagbi.2016.03.002 Ingeniería Agrícola
y Biosistemas
Received: March 29, 2016 / Accepted: November 4, 2016. www.chapingo.mx/revistas/inagbi
42 An overview of nejayote...
Introduction Introducción
Maize is the cereal with the greatest consumption El maíz es el cereal con mayor demanda de consumo
demand in Mexico with approximately 23,200 Mt. en México, aproximadamente 23,200 Mt. Se estima
These figures are expected to increase to 24,600 Mt, que para el 2020 las cifras aumenten a 24,600 Mt
by 2020 (Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo (Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo
Rural, Pesca y Alimentación [SAGARPA], 2011); this is due Rural, Pesca y Alimentación [SAGARPA], 2011); esto
to the large number of products that are derived from debido a la gran cantidad de productos que se derivan
it, such as tortillas, tortilla chips, tostadas, tacos, del mismo, tales como tortillas, totopos, tostadas,
flours (Valderrama-Bravo et al., 2012) and other grain- tacos, harinas (Valderrama-Bravo et al., 2012) y demás
derived products. derivados del grano.
Nixtamalization is a thermal-alkaline process native La nixtamalización es un proceso térmico-alcalino

to Mexico and carried out in Central America, the autóctono de México y efectuado en América central,
northern United States and parts of Europe and Asia el norte de Estados Unidos y parte de Europa y Asia
(Valderrama-Bravo et al., 2012). This process improves (Valderrama-Bravo et al., 2012). Dicho proceso mejora
the nutritional and sensory characteristics of maize, las características nutricionales y sensoriales del maíz,
since it allows the partial removal of the pericarp ya que permite la remoción parcial del pericarpio
(Valderrama-Bravo et al., 2013; Acosta-Estrada, Lazo- (Valderrama-Bravo et al., 2013; Acosta-Estrada, Lazo-
Vélez, Nava-Valdez, Gutiérrez-Uribe, & Serna-Saldívar, Vélez, Nava-Valdez, Gutiérrez-Uribe, & Serna-Saldívar,
2014), starch gelling and hydrolysis of the fibers 2014), la gelificación del almidón y la hidrólisis de las
(Domínguez-Espinosa & Pacho-Carrillo, 2003). fibras (Domínguez-Espinosa & Pacho-Carrillo, 2003).
The conditions to which maize is subjected during Las condiciones a las que se somete el maíz durante
nixtamalization are very important, as temperature la nixtamalización son de gran importancia, ya que la
and agitation have a significant effect on the removal temperatura y la agitación tienen un efecto significativo
of superficial layers, as well as on the adsorption of en la remoción de las capas superficiales, así como en
water and calcium (Ruiz-Gutiérrez et al., 2010). During la adsorción del agua y el calcio (Ruiz-Gutiérrez et al.,
this process, the action of calcium hydroxide generates 2010). En dicho proceso, la acción del hidróxido de
two products: nixtamal, which is the soft grain used for calcio genera dos productos: el nixtamal, que es el
making masa or derived products (Pflugfelder, Rooney, grano suave disponible para la elaboración de masa o
& Waniska, 1988), and nejayote, which is the wastewater productos derivados (Pflugfelder, Rooney, & Waniska,
whose physico-chemical properties result from the 1988), y el nejayote, que es el agua de cocimiento y cuyas
components in the maize (Acosta-Estrada et al., 2014). propiedades físico-químicas resultan de los componentes
presentes en el maíz (Acosta-Estrada et al., 2014).
Certain biological properties (antioxidant activity)
of nejayote are attributed to the presence of Ciertas propiedades biológicas (actividad antioxidante)
bioactive compounds, such as arabinoxylans (AX) del nejayote se atribuyen a la presencia de compuestos
and polyphenols. The former are polymers of xylose bioactivos, tales como arabinoxilanos (AX) y polifenoles.
replaced by an arabinofuranosyl, which are commonly Los primeros son polímeros de xilosa sustituida por un
present in cereals and grasses without cellulose arabinofuranosil, los cuales están presentes en cereales
(Mendis & Simsek, 2014). The later serve as a structural y gramíneas sin celulosa (Mendis & Simsek, 2014). Los
link between the pericarp and endosperm of the grain segundos fungen como vínculo estructural entre el
(Castro-Muñoz & Yáñez-Fernández, 2015). pericarpio y el endospermo del grano (Castro-Muñoz &
Yáñez-Fernández, 2015).
It has been estimated that a maize processing plant,
producing nixtamal, with a 600 t∙day-1 capacity, can Se ha estimado que una planta procesadora de maíz,
produce between 1,500 and 2,000 m3 of nejayote per productora de nixtamal, con capacidad de 600 t∙día-1,
day. This effluent is considered as a pollutant because llega a generar entre 1,500 y 2,000 m3 de nejayote por
of its high pH (12 to 14) (Salmerón-Alcocer et al., día. Este efluente se considera contaminante debido
2003) and its high organic matter load (2,540 mg∙L-1) a su pH alto (12 a 14) (Salmerón-Alcocer et al., 2003)
(Valderrama-Bravo et al., 2012). Recently, industrial y su elevada carga de materia orgánica (2,540 mg∙L-1)
nejayote has been dumped into water bodies (rivers or (Valderrama-Bravo et al., 2012). Recientemente, el
lakes), in soils or in the public sewer system, and rarely nejayote industrial se vierte en cuerpos de agua (ríos o
is previously treated (Salmerón-Alcocer et al., 2003). lagos), en suelos o en el alcantarillado público, y pocas
Due to its physico-chemical properties (Table 1), rarely veces se le aplica algún tratamiento previo (Salmerón-
has an attempt been made to find a use for the extract. Alcocer et al., 2003). Debido a sus propiedades físico-
Ingeniería Agrícola y Biosistemas | Vol. VIII, núm. 2, julio-diciembre 2016.

Díaz-Montes et al. 43
Table 1. Physico-chemical properties eval uated in nejayote.

Cuadro 1. Propiedades físico-químicas evaluadas del nejayote.
Properties / Propiedad Parameter / Parámetro
-1 -1
Total solids content (g∙L ) / Contenido total de sólidos (g∙L ) 11.68
Total soluble solids (°Brix) / Sólidos solubles totales (°Brix) 1.53
-1 -1
Total organic carbon (mg∙L ) / Carbón orgánico total (mg∙L ) 2,984.10
Chemical oxygen demand (mg∙L -1) / Demanda química de oxígeno (mg∙L -1) 25,000 – 30,000
Total polyphenols (mg gallic acid∙L -1) / Polifenoles totales (mg ácido gálico∙L -1) 1,190
pH 12 – 14
Density (kg∙m-3) / Densidad (kg∙m-3) 1,003.54
Viscosity (Pa∙s) / Viscosidad (Pa∙s) 0.002301
Free nitrogen (ppm) / Nitrógeno libre (ppm) 200 – 300
-1 -1
Calcium (mg∙L ) / Calcio (mg∙L ) 1,526.21
Moisture (%) / Humedad (%) 97.72
Ash (%) / Cenizas (%) 0.767
Crude protein (%) / Proteína cruda (%) 7.42
Crude fat (%) / Grasa cruda (%) 1.48
Crude fiber (%) / Fibra cruda (%) 19.3
Carbohydrates (%) / Carbohidratos (%) 0.862
Adapted from: Acosta-Estrada et al. (2014), Castro-Muñoz and Yáñez-Fernández (2015), González, Reguera, Figueroa, and Martínez (2003), Salmerón-Alcocer et al.
(2003), Valderrama-Bravo et al. (2012) and Velasco-Martínez, Angulo, Vázquez-Couturier, Arroyo-Lara, and Monroy-Rivera (1997).
Adaptado de: Acosta-Estrada et al. (2014), Castro-Muñoz y Yáñez-Fernández (2015), González, Reguera, Figueroa, y Martínez (2003), Salmerón-Alcocer et al. (2003),
Valderrama-Bravo et al. (2012) y Velasco-Martínez, Angulo, Vázquez-Couturier, Arroyo-Lara, y Monroy-Rivera (1997).
The uses that have been given to nejayote are aimed químicas (Cuadro 1), rara vez se ha intentado darle
at recovering components of high added value alguna aplicación al extracto.
(González et al., 2003; Niño-Medina et al., 2009; Paz-
Samaniego et al., 2015), as a source of enrichment for Los usos que se le han dado al nejayote están
functional foods (Acosta-Estrada et al., 2014) or as a encaminados a la recuperación de componentes
culture medium for bacterial growth (Blanco-Gámez, de valor agregado alto (González et al., 2003; Niño-
Sánchez-González, Valladares, & Olvera, 2008). It Medina et al., 2009; Paz-Samaniego et al., 2015),
has also been investigated how to treat the effluent como fuente de enriquecimiento para alimentos
with flocculant materials (Suarez-Meraz et al., 2016), funcionales (Acosta-Estrada et al., 2014) o como medio
through membrane technology (Castro-Muñoz & de cultivo para crecimiento de bacterias (Blanco-
Yáñez-Fernández, 2015) or biological systems (Pulido, Gámez, Sánchez-González, Valladares, & Olvera, 2008).
Escárcega, & Durán-de Bazúa, 1987), to diminish the También se ha indagado cómo tratar el efluente con
polluting action generated by the extract. Based on materiales floculantes (Suarez-Meraz et al., 2016),
the above, the aim of this review was to provide an mediante tecnología de membranas (Castro-Muñoz &
overview of the main methodologies and technological Yáñez-Fernández, 2015) o sistemas biológicos (Pulido,
developments that have been implemented to explore Escárcega, & Durán-de Bazúa, 1987), para disminuir
the physico-chemical properties of nejayote and to la acción contaminante que el extracto genera. Por
provide it with a treatment or application. lo anterior, el objetivo de esta revisión fue proveer
un panorama sobre las principales metodologías y
Treatments applied to nejayote desarrollos tecnológicos que se han implementado para
explorar las propiedades físico-químicas del nejayote y
González-Martínez (1984) began the search for proveerle un tratamiento o aplicación.
alternatives to reduce the pollution caused by alkaline
liquor; for that purpose, he used two aerobic systems (a Tratamientos realizados al nejayote
fixed-film cascade reactor and the other with activated
sludge, 24 and 17 L, respectively) and two anaerobic González-Martínez (1984) inició la búsqueda de
systems (packed-bed and contact reactors, 11.5 and alternativas para disminuir la contaminación
9.1 L, respectively). The operating time of the reactors ocasionada por el licor alcalino; para ello utilizó dos
varied from 5 to 20 days. The results showed that the sistemas aerobios (reactor de cascada con película fija
packed-bed and activated sludge reactors were the most y con lodos activados, 24 y 17 L, respectivamente) y dos

efficient in the removal of chemical oxygen demand anaerobios (reactor de lecho empacado y de contacto,
(COD) (91 and 90 %, respectively) in the first five days of 11.5 y 9.1 L, respectivamente). El tiempo de operación
the process, whereas the lowest percentage was shown de los reactores varió de 5 a 20 días. Los resultados
by the contact reactor (31 %). Based on the efficiency of demostraron que los reactores de lecho empacado
each process, the author suggested that the pH of the y de lodo activado fueron los más eficientes en la
nejayote should be neutralized prior to being subjected remoción de la demanda química de oxígeno (DQO) (91
to treatment to improve COD removal. y 90 %, respectivamente) en los primeros cinco días de
proceso; mientras que el menor porcentaje lo presentó
Pulido et al. (1987) conducted assays in rotatory el reactor de contacto (31 %). Con base en la eficiencia
biological reactors of various capacities (15, 50 and 250 L), de cada proceso, el autor sugirió que el pH del nejayote
with the purpose of treating larger effluent volumes debe neutralizarse antes de someterse al tratamiento
(2,500 L). The experimental results revealed that the para mejorar la remoción de la DQO.
treatment, in any of the reactors used, considerably
reduces the organic matter load in nejayote (96.43, Pulido et al. (1987) realizaron ensayos en reactores
54.62 and 70.97 %, respectively). Finally, with the use biológicos rotatorios de diversas capacidades (15, 50
of mathematical models, the authors estimated that the y 250 L), cuya finalidad era tratar volúmenes mayores
organic load can be reduced by up to 92.02 % (in 2,500 L). del efluente (2,500 L). Los resultados experimentales
The foregoing allows considering the biological systems revelaron que el tratamiento, en cualquiera de los
as capable of reducing the pollution generated by the reactores utilizados, disminuye la carga de materia
extract, at least at laboratory level. However, in order orgánica considerablemente en el nejayote (96.43, 54.62
to consider them as viable, evaluations on an industrial y 70.97 %, respectivamente). Finalmente, con el uso
scale are needed. It is also important to consider and de modelos matemáticos, estimaron que la reducción de
standardize the composition of nejayote because its carga orgánica puede alcanzar hasta 92.02 % (en 2,500 L).
characteristics and properties depend, to a great extent, Lo anterior permite considerar a los sistemas biológicos
on the maize type (Acosta-Estrada et al., 2014), and the capaces de disminuir la contaminación generada por el
degradative capacity of bacteria directly depends on extracto, al menos a nivel laboratorio. Sin embargo, para
substrate availability. que puedan ser viables faltaría realizar evaluaciones a
escala industrial. Además, es importante considerar
Krishnan, Ríos, Salinas, and Durán-de Bazúa (1998) y estandarizar la composición del nejayote, ya que
used two treatments (primary and secondary) to sus características y propiedades dependen, en gran
evaluate their effect on nejayote. Each treatment had medida, del tipo de maíz (Acosta-Estrada et al., 2014),
three different percolators packed with five different y la capacidad degradativa de las bacterias depende
possible materials (gravel, soil sawdust, bark and directamente de la disponibilidad del sustrato.
Sphangum peat moss) (Figure 1), where the treated
effluent in each percolator of the primary treatment Krishnan, Ríos, Salinas, y Durán-de Bazúa (1998)
continued in the same secondary treatment column. utilizaron dos tratamientos (primario y secundario) para
evaluar su efecto en el nejayote. Cada tratamiento tenía
Krishnan et al. (1998) indicated that, in the primary tres diferentes percoladores empaquetados con cinco
treatment, column A was the one that most reduced materiales posibles diferentes (grava, tierra, aserrín,
pH (4.6 %), whereas column C removed COD more corteza y musgo esfango) (Figura 1); donde el efluente
efficiently (45 %) and was also the most efficient tratado en cada percolador del tratamiento primario
for treating the extract. On the other hand, in the continuaba en la misma columna del secundario.
secondary treatment, column A decreased pH to 5.2
and column B reduced COD to 15,240 mg∙L-1 showing Krishnan et al. (1998) indicaron que en el tratamiento
the best results during the process. From this research primario la columna A fue la que redujo mayormente el
it can be concluded that the procedures used are a pH (4.6 %); mientras que la C removió más eficientemente
good alternative for nejayote treatment, since the la DQO (45 %) y fue la más eficiente para tratar el
percolating materials are inexpensive and treatment extracto. Por otro lado, en el tratamiento secundario,
columns are easy to design. la columna A disminuyó el pH hasta 5.2 y la B redujo la
DQO a 15,240 mg∙L-1 mostrando los mejores resultados
Reyes-Vidal, Aceves-Diez, Martínez-Silva, and Asaff durante el proceso. De esta investigación se puede
(2012) propose the use of nanofiltration membranes concluir que los procedimientos utilizados resultan ser
for recovering phenolic acids and fermentable una buena alternativa para el tratamiento del nejayote,
carbohydrates, as well as the reuse of water within the ya que los materiales percoladores son de costo bajo y
same nixtamalization process. Their results indicate las columnas de tratamiento son de diseño fácil.
the removal of 83.4 % of total solids, 77.5 % of COD and
70 % of biochemical oxygen demand (BOD). Reyes-Vidal, Aceves-Diez, Martínez-Silva, y Asaff (2012)
Castro-Muñoz, Cerón-Montes, Barragán-Huerta, and proponen el uso de membranas de nanofiltración con

Primary treatment / Tratamiento primario Secondary treatment / Tratamiento secundario
Effluent / Effluent / Effluent / Effluent / Effluent / Effluent /

Efluente Efluente Efluente Efluente Efluente Efluente
Treated Treated Treated Treated Treated Treated

effluent / effluent / effluent / effluent / effluent / effluent /
Efluente Efluente Efluente Efluente Efluente Efluente
tratado tratado tratado tratado tratado tratado
Gravel / Grava Soil / Tierra Sawdust / Aserrín Bark / Corteza Sphangum peat moss / Esfango
Figure 1. Percolating columns for nejayote treatment (adapted from Krishnan et al., 1998).
Figura 1. Columnas de percolación para tratamiento de nejayote (adaptado de Krishnan et al., 1998).
Yáñez-Fernández (2015a) used an ultrafiltration (UF) el fin de recuperar ácidos fenólicos y carbohidratos
system at laboratory level to treat these wastewaters. fermentables, así como el reúso del agua dentro del
To do this, they used a polysulphone membrane with mismo proceso de nixtamalización. Sus resultados
0.2 µm pore size, which reduced (in the permeate flux) indican la remoción de 83.4 % de los sólidos totales,
total soluble solids by 15.03 %, turbidity by 72.77 %, 77.5 % de la DQO y 70 % de la demanda bioquímica de
calcium content by 11.36 %, and total organic carbon oxígeno (DBO).
by 16.70 % (Table 2). The retentate kept 14.70 % of the
carbohydrates (from 104 to 106 Da) and 18.97 % of total Castro-Muñoz, Cerón-Montes, Barragán-Huerta, y
polyphenols (100 to 500 Da). The loss of organic acids Yáñez-Fernández (2015a) utilizaron un sistema de
could be due to the fouling phenomenon that the microfiltración (MF) a nivel laboratorio para tratar estas
membrane underwent, mainly due to the reversible aguas de cocción. Para ello, emplearon una membrana
Table 2. Physico-chemical properties of nixtamalization wastewater permeates, before and after the membrane
process.
Cuadro 2. Propiedades físico-químicas de los permeados de aguas residuales de la nixtamalización, antes y
después del proceso con membranas.
Integrated system
MF (MF-UF-UF)* /
Parameter / Parámetro Nejayote UF (100 kDa)
(0.2 µm) Sistema integrado
(MF-UF-UF)*
Total soluble solids (°Brix) / 1.53 1.30 0.80 0.00
Sólidos solubles totales (°Brix)
Total solids (%) / 1.34 1.02 0.80 0.17
Sólidos totales (%)
Total organic carbon (mg∙L -1) / 2,984.10 2,485.5 1,966.40 381.99
Carbón orgánico total (mg∙L -1)
Turbidity / Turbidez 538.09 146.51 6.70 3.78
-1 -1
Calcium (mg∙L ) / Calcio (mg∙L ) 1,078.30 955.70 814.80 --
-1
Total carbohydrates (mg glucose∙mL ) / 3.47 2.96 1.61 0.26
Carbohidratos totales (mg glucosa∙mL -1)
Total polyphenols (mg gallic acid∙L -1) / 1,190.74 964.81 950.00 951.85
Polifenoles totales (mg ácido gálico∙L -1) /
MF: microfiltration, UF: ultrafiltration
*Coupled system with three membranes: 0.2 µm (MF), 100 kDa (UF) and 1 kDa (UF).
Adapted from: Castro-Muñoz et al. (2015a, b) and Castro-Muñoz and Yáñez-Fernández (2015).
MF: microfiltración, UF: ultrafiltración
*Sistema acoplado con tres membranas: 0.2 µm (MF), 100 kDa (UF) y 1 kDa (UF).
Adaptado de: Castro-Muñoz et al. (2015a, b) y Castro-Muñoz y Yáñez-Fernández (2015).

obstruction caused by the polysaccharides when de polisulfona con tamaño de poro de 0.2 µm, la cual
saturating the pores and the fouling by polarization, redujo (en la corriente de permeado) 15.03 % los sólidos
which was generated by the dynamic flux used (Choi, solubles totales, 72.77 % la turbidez, 11.36 % el contenido
Zhang, Dionysiou, Oerther, & Sorial, 2005; Tejeda, de calcio y 16.70 % el carbón orgánico total (Cuadro 2).
Montesinos, & Guzmán, 1995). El retenido mantuvo 14.70 % de los carbohidratos (de
104 a 106 Da) y 18.97 % de polifenoles totales (de 100
Castro-Muñoz, Orozco-Alvarez, Cerón-Montes, and a 500 Da). La pérdida de los ácidos orgánicos pudo
Yáñez-Fernandez (2015b) used an ultrafiltration (UF) deberse al fenómeno de ensuciamiento que sufrió
system with a 100 kDa membrane, called a nominal la membrana, principalmente por la obstrucción
molecular weight cutoff (NMWCO). This system reversible ocasionada por los polisacáridos al saturarse
allowed reducing the components present in the los poros y al ensuciamiento por polarización, el cual
effluent, so that in the permeate the total soluble solids se generó por el flujo dinámico utilizado (Choi, Zhang,
were reduced by 20 %, turbidity by 95.40 %, calcium Dionysiou, Oerther, & Sorial, 2005; Tejeda, Montesinos,
content by 14.74 % and the organic load, in terms of & Guzmán, 1995).
total organic carbon, by 29.38 % (Table 2), whereas the
retentate after UF concentrated the carbohydrates by Castro-Muñoz, Orozco-Álvarez, Cerón-Montes, y
46.69 %. Yáñez-Fernández (2015b) utilizaron un sistema de
ultrafiltración (UF) con membrana de 100 kDa,
Castro-Muñoz and Yáñez-Fernández (2015) used a denominado corte molecular nominal (NMWCO, por
coupled membrane system, better known as an sus siglas en inglés). Dicho sistema permitió reducir los
"Integrated Membrane System," defined as a sequential componentes presentes en el efluente, de manera que
membrane operations design. The objective of the en el permeado los sólidos solubles totales se redujeron
study was to analyze the fractionation of nejayote 20 %, la turbidez 95.40 %, el contenido de calcio 14.74 % y
using three separation stages. The equipment la carga orgánica, en términos de carbón orgánico total,
was composed of three polysulphone hollow ﬁber 29.38 % (Cuadro 2); mientras que el retenido posterior a
membranes (MF = 0.2 µm, UF = 100 kDa and 1 kDa). la UF concentró los carbohidratos 46.69 %.
The integrated membrane design was able to reduce in
the permeate the total soluble solids (100 %), turbidity Castro-Muñoz y Yáñez-Fernández (2015) emplearon un
(99.5 %) and total organic carbon (87.2 %), as well as sistema acoplado de membranas, mejor conocido como
concentrated the polyphenols (79.94 %) (Table 2); in “Sistema Integrado de Membranas”, definido como un
addition, the retentate stream maintained 92.5 % of the diseño secuencial de operaciones de membrana. El
carbohydrates. The results showed that each membrane objetivo del estudio era analizar el fraccionamiento del
is efficient in the removal of solids. Similarly, by the nejayote utilizando tres etapas de separación. El equipo
yields obtained in the recovery of the components estaba formado por tres membranas de polisulfona en
present, the methodology evaluated showed a high combinación con fibra hueca (MF = 0.2 µm, UF = 100
potential to be applied in the treatment of nejayote in kDa y 1 kDa). El diseño integrado de membranas logró
the nixtamalization industry. reducir en el permeado los sólidos solubles totales
(100 %), la turbidez (99.5 %), el carbón orgánico total
As mentioned, nixtamalization produces a highly (87.2 %) y concentró los polifenoles (79.94 %) (Cuadro 2);
polluting effluent due to the addition of Ca(OH)2 to además, la corriente de retenido mantuvo 92.5 % de
perform surface hydrolysis of the grain. Carrera- los carbohidratos. Los resultados mostraron que cada
Campechano et al. (2012) and Rodríguez-Méndez, membrana es eficiente en la remoción de sólidos.
Figueroa-Cárdenas, Ramos-Gómez, and Méndez- De igual manera, por los rendimientos obtenidos
Lagunas (2013) propose replacing table salt with weaker en la recuperación de los componentes presentes,
calcium salts [CaCO3, CaCl2, CaSO4 or Ca(CH3CO2)2] la metodología evaluada demostró un potencial alto
to evaluate their effect on final pH. Although their para ser aplicada en el tratamiento del nejayote en la
assessments focus on the chemical composition of the industria nixtamalera.
products obtained (flour and tortillas), in relation to
polyphenols, anthocyanins and antioxidants, the final Como se mencionó, la nixtamalización produce un
pH of hydrolyzed extracts (of white maize) reported efluente altamente contaminante debido a la adición
by Carrera-Campechano et al. (2012) were 5.5, 6.4, de Ca(OH)2 para realizar la hidrólisis superficial del
5.8 and 6.5, respectively, and those determined by grano. Carrera-Campechano et al. (2012) y Rodríguez-
Rodríguez-Méndez et al. (2013) were 7.29, 4.92 and Méndez, Figueroa-Cárdenas, Ramos-Gómez, y Méndez-
4.28, respectively [they did not evaluate Ca(CH3CO2)2], Lagunas (2013) proponen sustituir la sal de uso común
whereas the pH reported with table salt is 11.95. por sales de calcio más débiles [CaCO3, CaCl2, CaSO4
o Ca(CH3CO2)2] para evaluar el efecto de éstas sobre
Rodríguez-Méndez et al. (2013) indicated that products el pH final. Aunque sus evaluaciones se enfocan en
made with different salts mostly maintain the la composición química de los productos obtenidos

nutritional properties of maize, because the hydrolysis (harina y tortillas), en relación con los polifenoles,
of the grain components (endosperm and pericarp) is antocianinas y antioxidantes, el pH final de los
less aggressive in comparison to the traditional process. extractos hidrolizados (de maíz blanco) reportados
Although this process benefits the characteristics of the por Carrera-Campechano et al. (2012) fueron 5.5, 6.4,
products made, it restricts the properties of nejayote 5.8 y 6.5, respectivamente, y los determinados por
(Table 3); this is due to the hardness of the salts, which Rodríguez-Méndez et al. (2013) fueron 7.29, 4.92 y 4.28,
is reflected in the structural breakdown of the grain respectivamente [no evaluaron Ca(CH3CO2)2]; mientras
(Ruiz-Gutierrez et al., 2010) and in this case, most of que el pH reportado con la sal habitual es de 11.95.
the components are maintained in the nixtamal. In
spite of this, the obtained effluent has a more neutral Rodríguez-Méndez et al. (2013) indicaron que los
pH, turning it into a less polluting residue. productos elaborados con las distintas sales mantienen
mayormente las propiedades nutrimentales del maíz,
Garcia-Zamora et al. (2015) conducted an enzymatic debido a que la hidrólisis de los componentes del
treatment with laccase and chitosan (as adsorbent) to grano (endospermo y pericarpio) es menos agresiva en
reduce the COD and ferulic acid content of the alkaline comparación con la tradicional. Aunque este proceso
extract. The enzymatic oxidation of ferulic acid was beneficia las características de los productos elaborados,
conducted with 10 mL of the extract, 0.3025 nmoles limita las propiedades del nejayote (Cuadro 3); esto debido
laccase and 40 mL of phosphate buffer (pH 4.5 to 6), a que la dureza de las sales se refleja en el rompimiento
allowing the mixture to stand for 10 min; then 1 g of estructural del grano (Ruiz-Gutiérrez et al., 2010) y en
chitosan was added and incubated for 24 h at 35 °C. este caso, la mayoría de los componentes se mantienen
Subsequently, NaOH was added until a pH of 6 was en el nixtamal. A pesar de esto, el efluente obtenido
reached. The precipitates were eliminated through presenta pH más neutro, convirtiéndolo en un residuo
centrifugation (6,000 rpm for 5 min) and washed menos contaminante.
with 50 % isopropanol. At the end of the experiment, the
authors observed a reduction in total polyphenols (70 %) García-Zamora et al. (2015) realizaron un tratamiento
and COD (78 %). Because the process involved the enzimático con lacasa y quitosano (como adsorbente)
use of an enzyme, it can be considered viable for para reducir la DQO y el contenido de ácido ferúlico
the reduction of polluting compounds of the effluent, del extracto alcalino. La oxidación enzimática del ácido
in addition to potential application in the food and ferúlico se llevó a cabo con 10 mL del extracto, 0.3025
pharmaceutical areas. nmoles de lacasa y 40 mL de tampón de fosfatos (pH
4.5 a 6), dejando reposar la mezcla durante 10 min;
Suarez-Meraz et al. (2016) used high and low molecular luego, se añadió 1 g de quitosano y se incubó por 24 h a
weight chitosan, exposed to different proportions (23, 35 °C. Posteriormente, se adiciono NaOH hasta obtener
35, 47, 58, 70 and 117 mg) with nejayote centrifuged un pH 6. Los precipitados se eliminaron mediante
at different pH (4.5 to 6.5) to remove the solids centrifugación (6,000 rpm por 5 min) y se lavaron
from the nixtamalization extract (46.523 g∙L-1). They con isopropanol al 50 %. Al término del experimento,
evaluated the turbidity and zeta potential (ζ, capacity observaron disminución de polifenoles totales (70 %) y
Table 3. Chemical composition of the nejayote solids from nixtamalization with different calcium salts.
Cuadro 3. Composición química de los sólidos del nejayote proveniente de la nixtamalización con diferentes
sales de calcio.
Parameter / Parámetro Ca(OH)2 CaCl2 CaCO3 CaSO4 Ca(CH3CO2)2
Ash (%) / Cenizas (%) 31.2 45.6 40.5 34.1 40.5
FAt (%) / Grasa (%) 0.3 0.2 0.4 0.9 0.9
Protein (%) / Proteína (%) 2.9 5 3.1 3.9 4.4
Total dietary fiber (%) /
41.2 19.6 23.6 15.6 10.8
Fibra dietética total (%)
Total soluble fiber (%) /
30.4 7.9 6.2 7.9 7.6
Fibra soluble total (%) /
Insoluble dietary fiber (%) /
10.8 11.6 17.4 7.8 3.2
Fibra dietética insoluble (%)
Ca(OH)2: calcium hydroxide, CaCl2: calcium chloride, CaCO3: calcium carbonate, CaSO4: calcium sulfate, Ca(CH3CO2)2: calcium acetate.
Adapted from Carrera-Campechano et al. (2012).
Ca(OH)2: hidróxido de calcio, CaCl2: cloruro de calcio, CaCO3: carbonato de calcio, CaSO4: sulfato de calcio, Ca(CH3CO2)2: acetato de calcio.
Adaptado de Carrera-Campechano et al. (2012).

of the colloids to adsorb ions and dipolar molecules de la DQO (78 %). Debido a que el proceso involucró
[Aguilar, Sáez, Lloréns, Soler, & Ortuño, 2002]) that el uso de una enzima, permite ser considerado viable
each suspension presented. They showed that the para la reducción de compuestos contaminantes del
maximum ζ for low molecular weight chitosan was -2.5 efluente; además de aplicación potencial en el área
and for the other -0.7. In total, 46 % of total solids was alimenticia y farmacéutica.
removed (using 2.35 or 2.9 g of low and high molecular
weight chitosan, respectively, per liter of nejayote at Suarez-Meraz et al. (2016) utilizaron quitosano de
pH 5.5) and with both polymers turbidity was reduced alto y bajo peso molecular, expuestos a diferentes
by 80 %. The values of ζ indicated that chitosan is proporciones (23, 35, 47, 58, 70 y 117 mg) con el
highly encapsulating, since the agglomeration was the nejayote centrifugado a distintos pH (4.5 a 6.5) para
maximum possible. The effluent failed to be within eliminar los sólidos del extracto de la nixtamalización
the permissible limits for solids in wastewaters (200 (46.523 g∙L-1). Evaluaron la turbidez y el potencial
mg∙L-1 maximum), as indicated by the Official Mexican zeta (ζ, capacidad de los coloides para adsorber iones
Standard (NOM-001-SEMARNAT-1996, Secretaría de y moléculas dipolares [Aguilar, Sáez, Lloréns, Soler,
Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT], 1996); & Ortuño, 2002]) que presentaba cada suspensión.
they only obtained an extract that was less aggressive Demostraron que el máximo ζ para el quitosano de
with the environment. bajo peso molecular fue de -2.5 y para el otro de -0.7.
Se removió 46 % de sólidos totales (utilizando 2.35
Main nejayote applications o 2.9 g de quitosano de bajo y alto peso molecular,
respectivamente, por litro de nejayote a pH de 5.5) y
The intention of using nejayote has been reported for con ambos polímeros se redujo la turbidez 80 %. Los
more than two decades. Velasco-Martínez et al. (1997) valores del ζ indicaron que el quitosano es altamente
used nejayote solids, obtained by sedimentation- encapsulante, ya que la aglomeración fue la máxima
centrifugation, in combination with soy and sorghum posible. El efluente no logró estar dentro de los límites
as the diet for broilers. The purpose of the study was permisibles de sólidos en aguas residuales (máximo 200
to evaluate the growth of the animals for seven weeks, mg∙L-1), tal como lo indica la norma oficial mexicana
for which they were provided 3,200 kcal·kg-1 based on (NOM-001-SEMARNAT-1996, Secretaría de Medio
formulations of different proportions of solids (2, 4 and Ambiente y Recursos Naturales [SEMARNAT], 1996),
6 %, plus a commercial feed as a control). únicamente obtuvieron un extracto menos agresivo
con el ambiente.
Velasco-Martínez et al. (1997) reported that the
livestock fed with commercial feed weighed 2.686 kg on Principales aplicaciones del nejayote
average, whereas the animals fed with the formulations
weighed 2.696, 2.689 and 2.835 kg, respectively. This La intención de usar el nejayote se reporta desde hace
demonstrated that the protein and calcium provided más de dos décadas. Velasco-Martínez et al. (1997)
by the solids play an important role in the nutrition, utilizaron los sólidos del extracto, obtenidos por
growth and development of livestock. Similarly, it was sedimentación-centrifugación, en combinación con
reported that the animals had no physical changes, soya y sorgo como base de la alimentación de ganado
and that mortality was not affected in the treatment avícola. Esto con la finalidad de evaluar el crecimiento
period. The study provides evidence that the solids can de los animales durante siete semanas, para lo cual
be used as fodder in the feeding of this type of livestock, se les suministraron 3,200 kcal∙kg-1 con base en
including benefits not only to the environment but also formulaciones de diferentes proporciones de sólidos (2,
to performance due to the weight gain of the animals 4 y 6 %, más un alimento comercial como control).
during the rearing period.
Velasco-Martínez et al. (1997) reportaron que el
Domínguez-Espinosa and Pacho-Carrillo (2003) ganado que consumió el alimento comercial pesó en
produced enzymes with amylolytic activity by promedio 2.686 kg; mientras que el que se alimentó
incubating Aspergillus awamori in nixtamalization con las formulaciones pesó 2.696, 2.595 y 2.835 kg,
extract; these enzymes helped to degrade the effluent. respectivamente. Lo anterior demostró que la proteína
The fermentation started with pH 4.5 and lasted 100 h, y el calcio proporcionados por los sólidos juegan
resulting in amylolytic activity of 16 IU, which caused un papel importante en la nutrición, crecimiento y
a reduction of 42 % in soluble solids and up to 21 % desarrollo del ganado. De igual manera, se reportó
in COD. While the study contributes to the treatment que los animales no tuvieron cambios físicos, ni la
of industrial residue, it also proposes establishing a mortalidad se vio afectada en el periodo de tratamiento.
nejayote bio-processing plant with a 10 m3 capacity, El estudio deja evidencia de que los sólidos pueden ser
which would produce 13.5 g of enzymatic extract with utilizados como forraje en la alimentación de este tipo
a potential for 82 UI∙g-1 and 695 g of biomass (with 18 % de ganado con beneficios no sólo ambientales sino

protein). The biomass would be used as animal fodder, de rendimiento debido a la ganancia de peso de los
enabling the recovery of the initial plant investment in animales durante la crianza.
two years.
Domínguez-Espinosa y Pacho-Carrillo (2003) produjeron
González et al. (2003) used nejayote as an agglutinant to enzimas con actividad amilolítica al incubar Aspergillus
form carbon black (CB) agglomerates. They analyzed the awamori en el extracto de la nixtamalización;
properties presented by CB using the effluent and other tales enzimas ayudaron a degradar el efluente. La
additives (water, furfuryl alcohol [FA] and potassium fermentación inició con pH de 4.5 y se prolongó durante
lingosulfonate [PLS]). Their results showed that nejayote 100 h, propiciando la actividad amilolítica de 16 UI, lo
pellets have cohesive strength similar to that of pellets que se traduce en la reducción de 42 % de los sólidos
generated with commercial additives, and electrical solubles y hasta 21 % de la DQO. Si bien el estudio
conductivity exceeding that of pellets manufactured contribuye al tratamiento del residuo industrial,
with FA and very similar to PLS ones (Table 4). This shows también propone una planta bio-transformadora de
that despite being a waste material, nejayote can be nejayote con capacidad de 10 m3; la cual produciría
used as an agglutinant not only of CB, but also of other 13.5 g de extracto enzimático con potencia de 82 UI∙g-1
materials with applications in the wiring or insulator y 695 g de biomasa (con 18 % de proteína). Esto último
industries. In this regard, its use as an input represents como propuesta de forraje animal, cuya inversión
an interesting application in the polymer industry. inicial se recuperaría en dos años.
Table 4. Electrical and physical properties of carbon black agglomerates.

Cuadro 4. Propiedades eléctricas y físicas de los aglomerados de carbón negro.
Density Cohesive strength Electrical conductivity
(g∙cm-3) / (g∙mm-1) / (Ω-1∙cm-1) /
Additive / Aditivo
Densidad Fuerza de agrietamiento Conductividad eléctrica
(g∙cm-3) (g∙mm-1) (Ω-1∙cm-1)
Without additive / Sin aditivo 0.0613 40 0.25
Commercial (NH-234) / Comercial (NH-234) 0.1055 50 0.44
Potassium lingosulfonate / Lignosulfato de potasio 0.1366 716 0.99
Furfuril alcohol 0.1594 660 0.39
Water / Agua 0.0993 50 0.28
Nejayote 0.2818 649 0.73
Adapted from González et al. (2003).
Adaptado de González et al. (2003).
Salmerón-Alcocer et al. (2003) treated nejayote González et al. (2003) utilizaron el nejayote como
biologically with microorganisms isolated from medio aglutinante para formar aglomerados de carbón
soil contaminated by the same effluent. They used a negro (CB). Analizaron las propiedades que presentaba
triple-cascade bioreactor system (Figure 2) and used el CB usando el efluente y otros aditivos (agua, alcohol
the residue as a culture medium for Paenibacillus furfuril [FA] y lignosulfonato de potasio [LSP]). Sus
amylolyticus, Pseudomonas putida and Acinetobacter spp. resultados mostraron que los pellets de nejayote tienen
The results showed a decrease in COD from 28,000 resistencia al agrietamiento similar a los generados
to 3,612 ppm after treatment; moreover, the COD con aditivos comerciales, además de conductividad
generated by supplying (NH4)2SO4 and KH2PO4 (with 1 and eléctrica superior a los pellets fabricados con FA y muy
0.3 g∙L-1, respectively), as an enrichment of the medium, similar a los de LSP (Cuadro 4). Lo anterior demuestra
fell by 87.3 and 87.6 %, respectively. Additionally, due que a pesar de ser un material de desecho, el nejayote
to the nature of the isolated bacteria, they may be of puede utilizarse como aglutinante no solo del CB,
interest to the oil industry, since these microorganisms sino también de otros materiales con aplicaciones en
are used to degrade aromatic hydrocarbons and their industrias de cableado o aislantes. En este sentido, su
derivatives (phenol, benzene, toluene and xylene) uso como insumo representa una aplicación interesante
(Riser-Roberts, 1998). en la industria de polímeros.
Carvajal-Millán, Rascón-Chu, and Márquez-Escalante Salmerón-Alcocer et al. (2003) trataron biológicamente

(2005) patented the process of obtaining maize gum el nejayote con microorganismos aislados de suelo
from nixtamalization residue. The process consists of contaminado por el mismo efluente. Utilizaron un
eight general stages: 1) obtaining nejayote, 2) filtrating sistema de biorreactores en cascada triple (Figura 2)

1. Effluent / Efluente
2. Sedimentator / Sedimentador
3. Solids / Sólidos
4. Supernatant / Sobrenadante
5. NA 2CO3
6. Mixer / Mezclador
7. CaCO3
8. Decalcified effluent / Efluente descalcificado
9. HCI
10. Neutralized effluent / Efluente neutralizado
11. Aerobic biological bioreactor / Bioreactor biológico aerobio
12. (NH4)SO4
13. KH2PO4
14. Treated effluent / Efluente tratado
Figure 2. Triple-cascade aerobic system for nejayote treatment (adapted from Salmerón-Alcocer et al., 2003).
Figura 2. Sistema aeróbico de triple cascada para tratamiento de nejayote (adaptado de Salmerón-Alcocer et al., 2003).
the extract, 3) centrifuging the filtrate, 4) acidifying the y emplearon el residuo como medio de cultivo para
supernatant, 5) precipitating by standing, 6) filtrating Paenibacillus amylolyticus, Pseudomonas putida y Acinetobacter
the gum, 7) washing the gum and 8) drying the gum. spp. Los resultados demostraron disminución en la
The research suggests using the residue within DQO de 28,000 a 3,612 ppm después del tratamiento;
4 h after the nixtamalization process. Based on this además, la DQO generada por el suministro de las
methodology, Niño-Medina, Carvajal-Millán, Gardea- (NH4)2SO4 y KH2PO4 (con 1 y 0.3 g∙L-1, respectivamente),
Bejar, Rascón-Chu, and Márquez-Escalante (2007) como enriquecimiento del medio, se redujo 87.3 y 87.6 %,
characterized gum obtained from the alkaline effluent. respectivamente. Adicionalmente, por la naturaleza
According to the study, they obtained AX with 75 % de las bacterias aisladas, pueden ser de interés para la
purity (w/w), of which 47 % was identified as xylose and industria del petróleo, ya que estos microorganismos
28 % as arabinose. Due to the gelling capacity of the AX, se emplean para degradar hidrocarburos aromáticos y
gel formation was conducted with the enzyme laccase sus derivados (fenol, benceno, tolueno y xileno) (Riser-
at 4 % (w/v). In the results, they rated the gum obtained Roberts, 1998).
as a potential food industry material.
Carvajal-Millán, Rascón-Chu, y Márquez-Escalante
Durán-de Bazúa, Sánchez-Tovar, Hernández-Morales, and (2005) patentaron la obtención de goma de maíz a partir
Bernal-González (2007) used an aerobic system to treat del residuo de la nixtamalización. El proceso consta de
the byproduct of low-capacity (0.5 to 50 m3∙day-1) nixtamal ocho etapas generales: 1) obtención del nejayote, 2)
industries and an anaerobic-aerobic system for mills with filtración del extracto, 3) centrifugación del filtrado,
greater capacity (2,500 m3∙day-1) (Figure 3), in order to 4) acidificación del sobrenadante, 5) precipitación por
obtain reusable water in the same process and, at the reposo, 6) filtración de la goma, 7) lavado de la goma y
same time, generate energy from the methane produced. 8) secado de la goma. La investigación sugiere el uso del
The authors reported that in small mills the treatment residuo dentro de las 4 h después de realizado el proceso
was barely profitable, since the energy expenditure was de nixtamalización. Con base en esta metodología,
higher. In the higher-capacity mill, production was 9.6 to Niño-Medina, Carvajal-Millán, Gardea-Bejar, Rascón-
16.8 m3 of methane per ton of maize, which was used Chu, y Márquez-Escalante (2007) caracterizaron goma
to generate energy, 23 kg of solid residue and 10.6 kg of obtenida a partir del efluente alcalino. De acuerdo con
biomass, with which pellets for fish feed were made. In el estudio, obtuvieron AX con 75 % de pureza (p/p); de
addition, the treated water was reused. los cuales, 47 % se identificó como xilosa y 28 % como
arabinosa. Debido a la capacidad gelificante de los AX,
Ferreira-Rolón, Ramírez-Romero, and Ramírez-Vives (2014) la formación de gel se realizó con la enzima lacasa al 4 %
used a 1.9-L UASB reactor to treat the wastewater from (p/v). En los resultados calificaron a la goma obtenida
various maize mills in order to produce methane through como material potencial en la industria alimentaria.

1. Water / Agua
2. Lime / Cal
3. Maize / Maíz
4. Nixtamalization tank / Tanque de nixtamalización
6. Nixtamal / Nixtamal
7. Washing tank / Tanque de lavado
8. Washing water / Agua de lavado
9. Clean nixtamal / Nixtamal limpio
10. Pump / Bomba
11. Rolling mill / Molino de rodillos
12. Mass / Masa
13. Sedimentator / Sedimentador
15. Solids / Sólidos
16. Aerobic reactor / Reactor aeróbico
17. Anaerobic reactor / Reactor anaeróbico
18. Biogas / Biogás
19. Bobbin / Bobina
21. Biomass / Biomasa
22. Supernatant / Sobrenadante
24. Biomass / Biomasa
26. Biological reactor / Reactor biológico
27. Treated water / Agua tratada
28. Mixer / Mezclador
29. Fish feed / Alimento para peces
Figure 3. Anaerobic-aerobic system for wastewater treatment in large mills (adapted from Durán-de Bazúa et
al., 2007).
Figura 3. Sistema anaeróbico-aeróbico para tratamiento de aguas residuales en plantas grandes (adaptado de
Durán-de Bazúa et al., 2007).
seven stages. The mixture was subjected to mechanical Durán-de Bazúa, Sánchez-Tovar, Hernández-Morales, y
sedimentation to remove more than 50 % of the initial Bernal-González (2007) emplearon un sistema aeróbico
solids; subsequently, two systems were generated to para tratar el subproducto de plantas nixtamaleras de
evaluate the bubbling effect (CO2) in the precipitation capacidad baja (0.5 a 50 m3∙día-1) y un sistema acoplado
of calcium carbonate (from the nixtamalization process anaeróbico-aeróbico para plantas con capacidad mayor
itself). The first was through direct bubbling in the (2,500 m3∙día-1) (Figura 3); esto con la finalidad de
supernatant obtained from the sedimentation, and obtener agua reutilizable en el mismo proceso y, al
the second was with bubbling in a mixture of supernatant mismo tiempo, generar energía a partir del metano
with residual sludge (from a food industry), which producido. Los autores reportaron que en plantas
contained 28.8 g of volatile solids per liter. pequeñas el tratamiento era poco redituable, ya que el
gasto de energía fue mayor. En la planta con capacidad
In both systems the greatest efficiency occurred at 35 mayor, la producción fue de 9.6 a 16.8 m3 de metano por
min of bubbling, with the sludge being 15 % higher tonelada de maíz, el cual se destinó a la generación de
(52.3 % efficiency). Subsequently, the extracts were energía, 23 kg de residuos sólidos y 10.6 kg de biomasa,
placed in the reactor for anaerobic degradation with con los que se elaboraron pellets para alimento de
sludge (ratio of 1:0.4 v/v); in the first four stages of the peces. Además, el agua tratada se reusó.
process, the feed was adjusted to different volumetric
organic loads (VOL) (1.8, 2.7, 1.5 and 0.9 g COD∙L-1∙d-1, Ferreira-Rolón, Ramírez-Romero, y Ramírez-Vives
respectively). In the last three stages the reactor was (2014) emplearon un reactor UASB de 1.9 L para
fed with the nejayote supernatant. The generation tratar el agua residual proveniente de distintos
of methane in each stage was different (1.54, 3.42, molinos de maíz con el fin de producir metano a
˂1.05, 1.25, 1.96, ˃1.52 and ˃1.52 L∙L-1∙d-1, respectively), través de siete etapas. La mezcla se sometió a una
directly depending on the initial VOL. sedimentación mecánica para retirar más de 50 % de
sólidos iniciales; posteriormente se generaron dos
Finally, the process achieved the removal of more than sistemas para evaluar el efecto de burbujeo (CO2) en
90 % of total organic matter, showing that when nejayote la precipitación del carbonato de calcio (propio del
is subjected to a previous CO2 bubbling up to 90 % of the proceso de nixtamalización). El primero fue mediante
biogas produced is methanol. Based on the foregoing, el burbujeo directo en el sobrenadante obtenido de
Ferreira-Rolón et al. (2014) suggest a scale system to la sedimentación, y el segundo fue con el burbujeo
treat 3 m3 of nejayote per day, which promises 50 % en una mezcla de sobrenadante con lodos residuales
recovery of solids and calcium sedimentation, as well as (provenientes de una industria de alimentos), los cuales
improving the methane generation (90 %) in the biogas. contenían 28.8 g de sólidos volátiles por litro.

Given the results, the last two studies are useful for En ambos sistemas, la mayor eficiencia se mostró
companies that might make use of the byproducts a los 35 min de burbujeo, siendo 15 % mayor el de
generated by the treatment, whose benefits are: 1) lodos residuales (52.3 % de eficiencia). Posteriormente,
wastewater treatment through disposal of the effluent, los extractos se pasaron al reactor para la degradación
and 2) remuneration for the generation of products of anaerobia con lodos residuales (relación 1:0.4 v/v);
potential use. en donde las primeras cuatro etapa del proceso, la
alimentación se ajustó a diferentes cargas orgánicas
Blanco-Gámez et al. (2008) isolated and characterized volumétricas (COV) (1.8, 2.7, 1.5 y 0.9 g DQO∙L-1∙d-1,
bacteria from a culture medium composed of nejayote. respectivamente). En las últimas tres etapas el reactor
They demonstrated that the microorganisms present se alimentó con el sobrenadante de nejayote. La
in the medium were gram-positive bacteria and had generación de metano en cada etapa fue diferente
catalytic activity. In addition, the results showed (1.54, 3.42, ˂1.05, 1.25, 1.96, ˃1.52 y ˃1.52 L∙L-1∙d-1,
that the isolated bacteria had 96 to 99 % similarity respectivamente), dependiendo directamente de la
with Bacillus megaterium, which is of pharmaceutical COV inicial.
importance because it produces the enzyme Penicillin
G acylase with bio-catalyzing ability in the production Finalmente, el proceso logró la remoción de más de 90 %
of semisynthetic β-lactams (Nucci, Silva, Gomes, de la materia orgánica total, mostrando que cuando
Giordano, & Cruz, 2005). These are used as antibiotics el nejayote se somete a un burbujeo previo con CO2
to eliminate gram-positive bacteria, interfering hasta 90 % del biogás producido es metanol. Con base
with the peptidoglycans that form the cell wall and en lo anterior, Ferreira-Rolón et al. (2014) proponen
inhibiting biosynthesis in it (Tortora-Gerard, Funke- un sistema a escala que trate 3 m3 de nejayote por
Berdell, & Case-Christine, 2007; Voet & Voet, 2006), día, el cual promete 50 % de recuperación de sólidos
thereby combating various infections. In addition, y sedimentación del calcio, así como la generación de
costs generated by the input, in the implementation of metano del 90 % del biogás total.
synthetic media, could be minimized by using nejayote.
Ante los resultados, los últimos dos estudios exhiben
Niño-Medina et al. (2009) and Paz-Samaniego et al. utilidad para las empresas que pueden aprovechar
(2015) extracted the solids from nejayote to evaluate los subproductos generados por el tratamiento, cuyos
AX compounds and polyphenols present in the residue. beneficios pueden ser: 1) tratamiento al residuo
Paz-Samaniego et al. (2015) varied the nixtamalization mediante la disposición del efluente y 2) remuneración
time to evaluate its effect on the production of the por la generación de productos de uso potencial.
components of interest. Although they used similar
methodologies, Niño-Medina et al. (2009) obtained Blanco-Gámez et al. (2008) aislaron y caracterizaron
higher yield values (81 % AX) and 20 to 30 times more bacterias de un medio de cultivo compuesto de nejayote.
ferulic acid (Table 5). Demostraron que los microorganismos presentes eran
bacilos gram positivos y tenían actividad catalítica.
The variation in results in the two reports is related to the Aunado a ello, los resultados mostraron que las
quality of the raw materials (maize and alkaline agent) bacterias aisladas eran de 96 a 99 % similares a Bacillus
Table 5. Arabinoxylans in nejayote gum.

Cuadro 5. Arabinoxilanos presentes en la goma de nejayote.
Content / Contenido
Compound type /
Component / Componente Niño-Medina Paz-Samaniego
Tipo de compuesto
et al. (2009) et al. (2015)
Arabinoxylans / Arabinose (g∙100 g-1 AX) / Arabinosa (g∙100 g-1 AX) 32.00 0.9*
Arabinoxilanos -1 -1
Xilose (g∙100 g AX) / Xilosa (g∙100 g AX) 49.00 0.5**
Polyphenols / 0.012*
Ferulic acid (µg∙mg-1 AX) /Ácido ferúlico (µg∙mg-1 AX) 0.23
Polifenoles 0.008**
Diferulic acid (µg∙mg-1 AX) / Ácido di-ferúlico (µg∙mg-1 AX) 0.58 --
-1 -1
Triferulic acid (µg∙mg AX) / Ácido tri-ferúlico (µg∙mg AX) 0.30 --
AX: arabinoxylans
*Result for 24-hour alkaline hydrolysis
**Result for 4-hour alkaline hydrolysis
AX: arabinoxilanos
*Resultado para hidrólisis alcalina de 24 horas.
**Resultado para hidrólisis alcalina de 4 horas.

used in nixtamalization and to the conditions under megaterium; la cual es de importancia farmacéutica
which the process was carried out. However, because debido a que es productora de la enzima penicilina G
of the functional characteristics possessed by the AX, acilasa con capacidad biocatalizadora en la producción
they are considered important for the food industry as de β-lactámicos semisintéticos (Nucci, Silva, Gomes,
stabilizing agents since they provide viscosity, texture Giordano, & Cruz, 2005). Éstos son utilizados como
and structure to bakery products (Matos-Chamorro & antibióticos para eliminar bacterias gram positivas,
Chambilla-Mamani, 2010). In addition, the feruloylated interfiriendo con los peptidoglucanos que forman la
AX are an important source of antioxidants and dietary pared celular y provocando la inhibición de la biosíntesis
fiber, not only relevant in the making of bread and de la misma (Tortora-Gerard, Funke-Berdell, & Case-
beer, but also in the pharmaceutical industry that Christine, 2007; Voet & Voet, 2006); combatiendo así
has demonstrated the link between antioxidants and diversas infecciones. Además, los costos generados por
chronic diseases (Niño-Medina et al., 2010). el insumo, en la implementación de medios sintéticos,
podrían minimizarse al utilizar nejayote.
Gutiérrez-Uribe, Rojas-García, García-Lara, and Serna-
Saldívar (2010) and Rojas-García, García-Lara, Serna- Niño-Medina et al. (2009) y Paz-Samaniego et al. (2015)
Saldívar, and Gutiérrez-Uribe (2012) extracted phenolic extrajeron los sólidos del nejayote para evaluar los
compounds of nejayote from six varieties of maize compuestos AX y polifenoles presentes en el residuo.
(blue maize [BLU], high-carotenoid maize [HCA], normal Paz-Samaniego et al. (2015) variaron el tiempo de
white maize [NWH], normal yellow maize [NYE], quality nixtamalización para apreciar el efecto que tenía en
protein maize [QPM] and red maize [RED]). Both studies la producción de los componentes de interés. Aunque
used the same nixtamalization parameters; however, utilizaron metodologías similares, Niño-Medina et al.
Gutiérrez-Uribe et al. (2010) suggest that the QPM (2009) obtuvieron valores superiores de rendimiento
alkaline broth presents a higher total polyphenols (81 % de AX) y de 20 a 30 veces más de ácido ferúlico
content (650 mg GAE∙100 g-1), whereas Rojas-García et (Cuadro 5).
al. (2012) place the RED extract (87.98 mg GAE∙g-1) in
this category. On the other hand, ferulic acid is more La variación de resultados en ambos reportes se
present in the QPM extract (3,539.2 mg∙100 g-1 and relaciona con la calidad de las materias primas (maíz
388.38 mg∙g-1, respectively, in each study). The results y agente alcalino) usadas en la nixtamalización y
suggest variation in the characteristics of the grain las condiciones a las que se llevó a cabo el proceso.
itself relative to the place of cultivation and the purity No obstante, por las características funcionales que
of the alkali used in nixtamalization. The latter is poseen los AX se consideran importantes para la
directly related to hydrolysis efficiency of the maize industria alimentaria como agentes estabilizantes,
components (Pappa, Palacios, & Bressani, 2010). ya que proveen viscosidad, textura y estructura a
los productos de panificación (Matos-Chamorro &
Sanchez-Gonzalez et al. (2011) isolated two Chambilla-Mamani, 2010). Además, los AX ferulados
microorganisms from nejayote (NJY2 and NJY4), son una fuente importante de antioxidantes y fibra
which by their morphology and physiological dietética, no sólo relevante en la fabricación pan y
characteristics proved to be a species of Bacillus. cerveza, sino también en la industria farmacéutica que
When comparing their genome with various species, ha demostrado el vínculo entre los antioxidantes y las
they had almost 100 % similarity with Bacillus flexus, enfermedades crónicas (Niño-Medina et al., 2010).
facultative alkaliphilic salt tolerant microorganisms.
Subsequently, they studied strain NJY2 and found that Gutiérrez-Uribe, Rojas-García, García-Lara, y Serna-
it had xylanolytic capacity, since by sequencing 10 Saldívar (2010) y Rojas-García, García-Lara, Serna-
families of glycohydrolases they identified endo-1,4- Saldívar, y Gutiérrez-Uribe (2012) extrajeron compuestos
β-xylanase and esterase enzymes; the latter only acted fenólicos de nejayote de seis variedades de maíz (maíz
at pH above neutrality, specifically in ferulic acid azul [BLU], maíz con alto contenido de carotenoides
or some other esters. In addition, they determined [HCA], maíz blanco [NWH], maíz amarillo [NYE],
that the calcium from the nixtamalization process maíz con calidad proteica [QPM] y maíz rojo [RED]).
increased the production of esterases by strain NJY2. Ambos estudios utilizaron los mismos parámetros de
nixtamalización; sin embargo, Gutiérrez-Uribe et al.
Both endo-1,4-β-xylanase and esterase are important in (2010) sugieren que el caldo alcalino de QPM presenta
the paper industry since together they remove up to un contenido mayor de polifenoles totales (650 mg
95 % of the lignin in wood, which provides the final GAE∙100 g-1), mientras que Rojas-García et al. (2012)
physical characteristics to paper (Ponce-Noyola & posicionan en esta categoría al extracto de RED
Pérez-Avalos, 2002). Also, in the food industry they are (87.98 mg GAE∙g-1). Por otro lado, el ácido ferúlico está
involved in clarifying juices and wines (Ponce-Noyola más presente en el extracto de QPM (3,539.2 mg∙100 g-1
& Pérez-Avalos, 2002), obtaining flavorings (vanillin) y 388.38 mg∙g-1, respectivamente en cada estudio). Los

from ferulic acid (Sánchez-González et al., 2011), and resultados sugieren variación en las características
improving the texture and flavor of bakery products propias del grano respecto del lugar de cultivo y la
(Ponce-Noyola & Pérez-Avalos, 2002) pureza del álcali usado en la nixtamalización. Éste
último se relaciona directamente con la eficiencia
Ramírez-Romero, Reyes-Velazquez, and Cruz-Guerrero de la hidrólisis de los componentes del maíz (Pappa, de
(2013) used nejayote from three different maize mills Palacios, & Bressani, 2010).
as a culture medium for lactic acid bacteria (Lactobacillus
rhamnosus, Lactobacillus casei and Lactobacillus helveticus) Sánchez-González et al. (2011) aislaron dos
to generate probiotics with production of bacteriocins. microorganismos del nejayote (NJY2 y NJY4), mismos
They fermented 50 mL of the supernatant of each que por su morfología y características fisiológicas
extract for 48 h at 37 °C. They evaluated bactericidal resultaron ser una especie de Bacillus. Al comparar
activity with Echerichia coli and Listeria innocua, which su genoma con varias especies tuvieron similitud
were cultured individually in the supernatant of the de casi 100 % con Bacillus flexus, microorganismos
fermentation for 3 h, and at 37 °C and 150 rpm. They alcalófilos facultativos y halotolerantes. Posteriormente,
observed that the strains grew mainly in nejayote with estudiaron la cepa NJY2 y encontraron que poseía
reducing sugars, protein and carbohydrates (1.12, 17.6 capacidad xilanolítica, ya que al secuenciar 10 familias
and 86.39 %, respectively). The bacterium with the de glicohidrolasas se identificaron enzimas endo-1,4-
strongest inhibitory action against E. coli (10 %) and L. β-xilanasas, y esterasas; estas últimas sólo actuaban
innocua (13 %) was L. helveticus, which they attributed a pH por arriba de la neutralidad, específicamente
to the bacteriocins developed in the strains. Thus, the en el ácido ferúlico o algunos otros ésteres. Además,
study generated an alternative use of nejayote as a determinaron que el calcio proveniente del proceso de
growth and development medium for microorganisms nixtamalización aumentaba la producción de esterasas
with biological capacity as an antimicrobial barrier at por la cepa NJY2.
digestive tract level.
Tanto la endo-1,4-β-xilanasa como la esterasa son
Ayala-Soto, Serna-Saldívar, García-Lara, and Pérez- importantes en la industria del papel ya que en conjunto
Carrillo (2014) assessed the hydroxycinnamic acids, sugar remueven hasta 95 % de la lignina de la madera, lo
composition and antioxidant capacity of arabinoxylans que provee las características físicas finales al papel
(AX) extracted from different maize sources: maize (Ponce-Noyola & Pérez-Avalos, 2002). Asimismo, en la
fiber, insect-resistant maize pericarp, insect-susceptible industria alimentaria participan en la clarificación de
maize pericarp and nejayote. The highest AX yield was jugos y vinos (Ponce-Noyola & Pérez-Avalos, 2002), en la
with maize fiber (20.9 %), with 2 % more than nejayote. obtención de saborizantes (vainillina) a partir del ácido
With regard to sugar content, the nejayote showed the ferúlico (Sánchez-González et al., 2011), y mejoran la
highest concentration of glucose and galactose (3.79 textura y sabor de los productos de panificación (Ponce-
and 4.97 g∙100 g-1 AX, respectively). The insect-resistant Noyola & Pérez-Avalos, 2002).
maize pericarp presented the highest total polyphenol
content (350 mg GAE∙100 g-1), 42 % more than nejayote, Ramírez-Romero, Reyes-Velazquez, y Cruz-Guerrero
concentration of identified hydroxycinnamic acids (2013) emplearon nejayote de tres diferentes molinos
(1.89 µg·mg-1 AX) and antioxidant capacity (6 mM de maíz como medio de cultivo de bacterias ácido
TE∙100 g-1); this last element is 50 % higher than the lácticas (Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei
nejayote. The foregoing indicates a direct relationship y Lactobacillus helveticus) para generar probióticos
between these compounds. con producción de bacteriocinas. Fermentaron
50 mL del sobrenadante de cada extracto durante
The previous research shows the potential of the waste, 48 h a 37 °C. Evaluaron la actividad bactericida
since various AX sources are used for the making of con Echerichia coli y Listeria innocua; las cuales se
maize-based food products; however, nejayote is an cultivaron individualmente en el sobrenadante de la
unappreciated byproduct, without treatment and fermentación por 3 h, 37 °C y 150 rpm. Observaron
without apparent commercial value. However, phenolic que las cepas crecieron principalmente en nejayote
compounds are considered to be high value-added con azúcares reductores, proteína y carbohidratos
substances and part of dietary fiber, and are also valued (1.12, 17.6 y 81.25 %, respectivamente). La bacteria con
for their prebiotic property and their participation as mayor inhibición ante E. coli (10 %) y L. innocua (13 %)
immunomodulators against degenerative diseases fue L. helveticus, lo que atribuyeron a las bacteriocinas
such as cancer (Mendis & Simsek, 2014). desarrolladas en las cepas. Con ello, el estudio generó
una alternativa de uso del nejayote como medio de
Acosta-Estrada et al. (2014) used the solids contained crecimiento y desarrollo de microorganismos con
in the effluent (11.68 g∙L-1) and wheat gluten (4:1 capacidad biológica como barrera antimicrobiana a
ratio) to make bakery products. They noted that the nivel tracto digestivo.

sensory and nutritional characteristics improved in Ayala-Soto, Serna-Saldívar, García-Lara, y Pérez-

comparison with bread without the nejayote additive. Carrillo (2014) evaluaron el contenido de ácidos
This suggests that nejayote solids can be incorporated hidroxinámicos, composición de azúcares y capacidad
into bread without affecting its acceptability and antioxidante de los AX al ser extraídos del maíz: grano
adding an important source of dietary fiber, calcium completo, pericarpio de dos tipos de maíz (resistente y
and antioxidants. In this regard, the use of nejayote susceptible a plagas) y nejayote. El mayor rendimiento
solids as an additive in the food industry is worthy of de AX fue con el grano completo (20.9 %), con 2 % más
consideration, not only in baking but also in products que el nejayote. Con respecto al contenido de azúcares,
that would benefit from raising their fiber content. el nejayote mostró concentración mayor de glucosa y
In medicine they can help reduce cardiovascular galactosa (3.79 y 4.97 g∙100 g-1 AX, respectivamente).
diseases and prevent several types of cancer thanks to El pericarpio de maíz resistente presentó mayor
the antioxidant capacity of ferulic acid (Abbas, Sabir, contenido total de polifenoles (350 mg GAE∙100 g-1),
Ahmad, Boligon, & Athayde, 2014). 42 % más que el nejayote, concentración de ácidos
hidroxicinámicos identificados (1.89 µg∙mg-1 AX) y
Castro-Muñoz, Barragán-Huerta, and Yáñez-Fernández capacidad antioxidante (6 mM TE∙100 g-1); este último
(2016) evaluated the antioxidant activity with 50 % superior al nejayote. Lo anterior indica una
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl from the extract obtained relación directa entre estos compuestos.
from the "Integrated Membrane System" (Figure 4) by
fractionating the nejayote (Castro-Muñoz & Yanez- La investigación anterior muestra el potencial que
Fernandez, 2015). The result is expressed as micromoles tiene el desecho, ya que diversas fuentes de AX son
Trolox equivalents per liter of extract (TEAC). The utilizadas para la elaboración de productos alimenticios
antioxidant activity increased 105.26 % at the end of a base de maíz; sin embargo, el nejayote resulta ser un
the separation from that determined at the start (0.76 subproducto no valorado, sin tratamiento y sin valor
TEAC); they attributed this to the molecular cutoff of comercial aparente. No obstante, los componentes
the membranes. Each stage allowed the removal fenólicos se consideran sustancias de valor agregado
of organic matter of various sizes and the permeate of alto y parte de la fibra dietética, además son valorados
compounds weighing less than 1 kDa, such as the por su propiedad prebiótica y su participación como
polyphenols. Antioxidants are considered secondary inmunomoduladores ante enfermedades degenerativas
metabolites of plant species, they are related to the como el cáncer (Mendis & Simsek, 2014).
elimination of free radicals by acting as reducing agents
or by inducing the generation of reducing enzymes Acosta-Estrada et al. (2014) emplearon los sólidos
and they participate in anti-mutagenic activities in contenidos en el efluente (11.68 g∙L-1) y gluten de trigo
mammals (López-Martínez et al., 2008). The recovery (relación 4:1) para elaborar productos de panificación.
of these molecules can benefit the food industry (as a Observaron que las características sensoriales y
nutraceutical agent) or the pharmaceutical sector. nutritivas mejoraron en comparación con el pan
1. Feed (Nejayote) / Alimentación (nejayote) 7. Retentate (carbohydrates) / Retenido (carbohidratos)

2. Pump / Bomba 8. Permeate / Permeado
3. Polisulfone membrane (hollow fiber configuration with 420 cm2, 9. Polisulfone membrane (hollow fiber configuration with 420 cm2,
0.1 μm surface area) / Membrana de polisulfona (configuración 1 kDa surface area) / Membrana de polisulfona (configuración
de fibra hueca con área superficial de 420 cm2, 0.1 μm de fibra hueca con área superficial de 420 cm2, 1 kDa
4. Retentate (pericarp, endosperm, polysaccharides, calcium) / 10. Retentate (sugars, calcium) / Retenido (azúcares, calcio)
Retenido (pericarpio, endospermo, polisacáridos, calcio) 11. Permeate (polyphenols) / Permeado (polifenoles)
5. Permeate / Permeado
6. Polisulfone membrane (hollow fiber configuration with 420 cm2,
100 kDa surface area) / Membrana de polisulfona (configuración
de fibra hueca con área superficial de 420 cm2, 100k Da
Pressure (bar) / Presión (bar)
Figure 4. Integrated membrane system used for the fractionation of nejayote (adapted from Castro-Muñoz &
Yánez-Fernández, 2015).
Figura 4. Sistema integrado de membranas empleado para el fraccionamiento del nejayote (adaptado de Castro-
Muñoz & Yánez-Fernández, 2015).

The current problem sin aditivo. Lo anterior sugiere que los sólidos del
nejayote pueden incorporarse al pan sin afectar su
Treatments applied to the effluent, generated as a aceptabilidad y añadiendo una fuente importante de
byproduct of a traditional process in Mexico, largely fibra dietética, calcio y antioxidantes. En este sentido,
diminish its polluting effect by considerably reducing es relevante el uso de los sólidos como aditivo en la
the pH, total organic carbon, total solids and COD. industria alimentaria; no sólo en la panificación, sino
en productos que deseen elevar su contenido en fibra.
The use of different methodologies to treat nejayote En medicina pueden ayudar a reducir enfermedades
helps protect the environment by recovering cardiovasculares y prevenir varios tipos de cáncer
components that can be reused in the same treatment gracias a la capacidad antioxidante del ácido ferúlico
system (reuse of the calcium components) or in (Abbas, Sabir, Ahmad, Boligon, & Athayde, 2014).
different processes, as well as in the obtaining of
value-added products (Castro-Muñoz, Orozco-Álvarez, Castro-Muñoz, Barragán-Huerta, y Yáñez-Fernández
& Yáñez-Fernández, 2015c; Galanakis, Castro-Muñoz, (2016) evaluaron la actividad antioxidante con
Cassano, & Conidi, 2016). 2,2-difenil-1-picrilhidrazil del extracto obtenido
del “Sistema integrado de membranas” (Figura 4)
The quality of the extract is directly related to the initial al fraccionar el nejayote (Castro-Muñoz & Yánez-
properties of the raw materials (maize, water and calcium Fernández, 2015). El resultado se expresó en µmoles
hydroxide) and the conditions of the nixtamalization equivalentes de Trolox por litro de extracto (TEAC).
processes (Trejo-González, Feria-Morales, & Wild- La actividad antioxidante aumentó 105.26 % al final
Altamirano, 1982). The alkali, temperature and mixing de la separación respecto de la determinada al inicio
time are some of the parameters that interact with the (0.76 TEAC); esto lo atribuyeron al corte molecular de
inputs, resulting in extracts with a higher content of las membranas. Cada etapa permitió la remoción de
components (Escalante-Aburto et al., 2013; Fernández- materia orgánica de diversos tamaños y el permeado
Muñoz et al., 2006; Ruiz-Gutiérrez et al., 2010). de compuestos de pesos inferiores a 1 kDa, como
los polifenoles. Los antioxidantes son considerados
On the other hand, the purity percentage of the metabolitos secundarios de especies vegetales, se
components obtained from nejayote depends directly relacionan con la eliminación de radicales libres
on the methods used to extract them, whether they are al actuar como agentes reductores o al inducir la
physical (centrifugation, evaporation, sedimentation or generación de enzimas reductoras y participan en
filtration), chemical (solvents) or biological (enzymes, actividades anti-mutagénicas en mamíferos (López-
microorganisms or reactors). Operating conditions Martínez et al., 2008). La recuperación de estas
during each process provide specific characteristics moléculas pueden enfocarse a la industria de alimentos
to the final extracts, which can be used by various (como agente nutracéutico) o farmacéutica.
areas in the food (human and animal), pharmaceutical
and medical industries, as well as for construction or La problemática actual
production of electric energy (Acosta-Estrada et al.,
2014; Durán-of Bazúa et al., 2007; González et al., 2003). Los tratamientos realizados al efluente, generado como
subproducto de un proceso tradicional en México,
Finally, the methodologies described provide disminuyen en gran medida el efecto contaminante
alternatives to treat an industrial residue without any que éste posee, al reducir considerablemente el pH,
commercial value and generate products or obtain carbono orgánico total, sólidos totales y DQO.
compounds with economic utility.
El uso de diferentes metodologías para tratar el nejayote
Conclusions contribuye con el ambiente a través de la recuperación
de componentes que pueden ser reutilizados en el
This review showed the state of the art of studies focused mismo (reúso de los componentes cálcicos) o en
on the treatment of the byproduct of nixtamalization. diferentes procesos, así como en la obtención de
Although it should be explored in greater depth, productos con valor agregado (Castro-Muñoz, Orozco-
nejayote has been proposed as a raw material in the Álvarez, & Yáñez-Fernández, 2015c; Galanakis, Castro-
obtaining and development of products; it has also Muñoz, Cassano, & Conidi, 2016).
been used as a substrate in the culturing of different
bacterial strains of biotechnological interest. La calidad del extracto está directamente relacionada
con las propiedades iniciales de las materias primas
Based on the analysis, the methodologies shown prove (maíz, agua e hidróxido de calcio) y las condiciones
to be viable to generate technological applications that del proceso de nixtamalización (Trejo-González,
help recover high added-value components, such as Feria-Morales, & Wild-Altamirano, 1982). El álcali,
polyphenols, carbohydrates, sugars, gums and calcium la temperatura y el tiempo de mezclado son algunos

components, of interest in the food, pharmaceutical and de los parámetros que presentan interacción con los
biotechnology areas. In addition, their incorporation as insumos participantes, lo que resulta en extractos con
a raw material in the polymer industry could increase mayor contenido de componentes (Escalante-Aburto et
the degradation rate of plastic products. al., 2013; Fernández-Muñoz et al., 2006; Ruiz-Gutiérrez
et al., 2010).
Although the studies presented here allowed knowing
the technologies used (fermentation, filtration, Por otro lado, el porcentaje de pureza de los componentes
centrifugation and decantation) to treat nejayote obtenidos del nejayote depende directamente de
in order to reduce its environmental impact, the los métodos utilizados para extraerlos, ya sean
biotechnological importance lies in bringing attention físicos (centrifugación, evaporación, sedimentación o
to the compounds that could be obtained. Therefore, the filtración), químicos (solventes) o biológicos (enzimas,
prospects for using nejayote depend on the employment microorganismos o reactores). Las condiciones de
of the extracted components (mainly polyphenolic), operación durante cada proceso proveen características
such as the production of food with high nutraceutical específicas en los extractos finales, mismas que pueden
content (by providing antioxidant compounds) and the ser aprovechables por diversas industrias del área
generation of new pharmaceutical formulations. alimentaria (humana y animal), farmacéutica, médica,
dedicadas a la construcción o a la producción de energía
Acknowledgments eléctrica (Acosta-Estrada et al., 2014; Durán-de Bazúa et
al., 2007; González et al., 2003).
We thank the National Science and Technology Council
(CONACyT) and the National Polytechnic Institute for Por último, las metodologías descritas proveen
the funding granted, and the Education, Audiovisual alternativas para tratar un residuo industrial sin
and Culture Executive Agency (EACEA) for the doctoral algún valor comercial y generar productos u obtener
scholarship awarded to Roberto Castro-Muñoz within compuestos con utilidad económica.
the framework of the Erasmus Mundus Doctorate in
Membrane Engineering (EUDIME) program. Conclusiones
La presente revisión mostró el estado del arte de

estudios enfocados al tratamiento del subproducto de la
End of English version nixtamalización. Aunque se debe estudiar con mayor
detenimiento, el nejayote ha sido propuesto como
materia prima en la obtención y elaboración de productos;
References / Referencias además, ha sido utilizado como sustrato en el cultivo de
diferentes cepas bacterianas de interés biotecnológico.
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Gutiérrez-Uribe, J. A., & Serna-Saldívar, S. O. (2014). en el área alimenticia, farmacéutica y biotecnológica.
Improvement of dietary fiber, ferulic acid and calcium Además, su incorporación como materia prima en la
contents in pan bread enriched with nejayote food industria de los polímeros podría incrementar la tasa
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Science, 60(1), 264-269. doi: 10.1016/j.jcs.2014.04.006
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Review article doi: 10.5154/r.inagbi.2016.03.

Nixtamalization is a thermal-alkaline process native La nixtamalización es un proceso térmico-alcalino

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Table 1. Physico-chemical properties eval uated in nejayote.

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Primary treatment / Tratamiento primario Secondary treatment / Tratamiento secundario

Effluent / Effluent / Effluent / Effluent / Effluent / Effluent /

Treated Treated Treated Treated Treated Treated

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Table 4. Electrical and physical properties of carbon black agglomerates.

Carvajal-Millán, Rascón-Chu, and Márquez-Escalante Salmerón-Alcocer et al. (2003) trataron biológicamente

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Table 5. Arabinoxylans in nejayote gum.

Ingeniería Agrícola y Biosistemas | Vol. VIII, núm. 2, julio-diciembre 2016.

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sensory and nutritional characteristics improved in Ayala-Soto, Serna-Saldívar, García-Lara, y Pérez-

1. Feed (Nejayote) / Alimentación (nejayote) 7. Retentate (carbohydrates) / Retenido (carbohidratos)

Pressure (bar) / Presión (bar)

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La presente revisión mostró el estado del arte de

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microorganismos aislados del nejayote. Revista salud Agradecimientos

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