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“AÑO DE LA LUCHA CONTRA LA CORRUPCIÓN E IMPUNIDAD”

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE CHOTA ESCUELA PROFESIONAL DE INGERÍA AGROINDUSTRIAL CURSO PROCESAMIENTO DE FRUTAS Y HORTALIZAS INFORME EXTRACCIÓN DE PECTINA DOCENTE Mg. MECHATO ANASTASIO, Augusto Antonio ALUMNA TICLLA IRIGOIN, María Yaqueline

CICLO VI

Chota junio de 2019

I.- INTRODUCCIÓN

La pectina se elabora a partir de desecho de frutas y hortalizas como la cascara. Entre las frutas cítricas utilizadas para la extracción de pectina esta la naranja, toronja, manzana, plátano, entre otros. La técnica utilizada para la extracción de pectina es fácil, pero demanda de un tiempo largo. El acido utilizado para la extracción de pectina es el ácido clorhídrico el cual es la etapa mas larga que dura 70 minutos. La pectina es una sustancia utilizada para dar espesor a los productos como mermelada entre otros usos que veremos a continuación. II.- OBJETIVOS   

Conocer el proceso de extracción de la pectina, a partir de cascara de naranja. Evaluar el rendimiento de la extracción. Conocer las propiedades y aplicaciones en la agroindustria.

III.- MARCO TEORICO Las pectinas se encuentran en los espacios intercelulares de los tejidos vegetales. En los tejidos jóvenes de las frutas se encuentran presentes en grandes cantidades, estrechamente unidas a la celulosa denominándose a esta forma nativa “proto pectina” insoluble en agua y precursora de la verdadera pectina. Cuando se calienta en agua acidulada los materiales vegetales ricos en pectinas, tales como las cáscaras de los cítricos bagazos de la manzana, se convierte la protopectina en pectina que es soluble en agua. Las propiedades funcionales de las pectina están determinadas por el grado de estirificación y el peso molecular, así, las pectinas totalmente metiladas (16% de metilación) formaran gel con la sola permanencia de azúcar y esta formación será si su peso molecular es elevado, mientras que si es de baja metilación (menos del 8 %), solo formará geles con la presencia del calcio u otros iones polivalentes. En cambio, si es de alto grado de metilación (entre 8 y 14 %) formará gel con la presencia de azúcar y ácidos (pH de 3,2 a 3,6). (CONDORI VALVERDE, 2007) Clasificación de las sustancias pécticas Según cuántos grupos carboxílicos están esterificados en la cadena o polímero, se clasifican en: Protopectinas: Si todos los carboxilos están esterificados. Éstas son insolubles en agua y se hallan en mayor cantidad en los tejidos de los frutos no maduros o verdes. Ácidos pectínicos: Si solo una parte pero mayoritaria de los carboxilos está esterificada. Estos compuestos son capaces de formar geles si las condiciones de sólidos solubles y pH son adecuadas. Las sales de estos ácidos se llaman pectinatos. Pectinas: Son los ácidos pectínicos, solubles en agua caliente, con un contenido medio de éster metílico. La principal característica es su capacidad de formar geles en presencia de suficientes sólidos solubles, ácidos o iones polivalentes. Ácidos pécticos: Estos compuestos no poseen grupos carboxílicos esterificados. Las sales de estos se denominan pectatos y reaccionan fácilmente con los iones calcio de las células para producir compuestos insolubles en los jugos de frutas. Composición química y estructura de la pectina Se trata de poliósidos compuestos, esencialmente, por cadenas de ácidos galacturónico unidos en α (1-4). La función ácido está más o menos esterificada con el metanol. Las moléculas de ramnosa (metilpentosa) se intercalan en la cadena poligalacturónica por enlaces α (1-2) y (1-4) produciendo una irregularidad en la estructura de la cadena. Esta cadena lleva, igualmente, ramificaciones laterales más o menos largas (arabanas, galactanas) unidas a nivel de las funciones alcohol secundario. El parámetro químico más importante es el grado de esterificación (M.), es decir, el número de funciones carboxilo esterificadas por 100 grupos galacturónicos; esto permite distinguir dos grupos de pectinas: (Franco, 2015) pectinas fuertemente metiladas (H.M. > 55 %); pectinas débilmente metiladas (L.M. < 45 %).

PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DE LA PECTINA Solubilidad: El agua es el mejor solvente para las pectinas también es soluble en formamida, dimetilformamida y glicerina caliente. La pectina es insoluble en solventes orgánica y en soluciones de detergentes cuaternarios, polímeros, proteínas y cationes polivalentes; éstos agentes se emplean para precipitar la pectina de las soluciones después de un proceso de hidrólisis por tratamiento de la materia prima. Acidez: Las pectinas son neutras en su estado natural, en solución tienen carácter ácido el cual depende del medio y del grado de esterificación. El pH de las soluciones de pectina varía entre 2.8 y 3.4 como función del grado de esterificación. La pectina tiene una constante de disociación de 0.1 a 10x10-4 a 19ºC. Viscosidad: Las pectinas forman soluciones viscosas en agua, ésta propiedad depende del grado de polimerización de la pectina, el pH, la temperatura, la concentración y la presencia de electrolitos. En las pectinas con alto grado de esterificación, la viscosidad por efecto de su presencia aumenta al aumentar el peso molecular, los grupos laterales y la concentración de la pectina en solución. El calcio y otros iones polivalentes aumentan la viscosidad de las soluciones de pectinas y algunas pectinas de bajo metoxilo pueden gelificar si la concentración de calcio supera un cierto límite. Poder de gelificación en geles de pectina: Para las pectinas con alto metoxilo, se considera que a un pH de 3.4 por lo menos un 40% de los ésteres metílicos están desesterificados y por lo tanto será difícil lograr la formación de un gel estable con presencia de concentraciones de 65% de azúcares. Un exceso en la concentración del azúcar puede producir cristalización en el almacenamiento. En el caso de las pectinas de bajo metoxilo, los geles son menos rígidos y se pueden trabajar con menos sólidos solubles, no dependen tanto del pH, de hecho se pueden obtener buenos geles entre valores de pH de 2.5 y 6.5, pero requieren calcio en una concentración adecuada que varía entre 0.01 y 0.1% p/p en base húmeda. Una mayor concentración de calcio puede conducir una sinéresis excesiva. Un gel de pectina puede considerarse como un sistema en el cual el polímero está en una forma entre completamente disuelto y precipitado. Segmentos de la cadena molecular están juntos por cristalización limitada para formar una red tridimensional, en la cual el agua, el azúcar y otros solutos se mantienen. (yoker, 2016) Longitud de las cadenas: Determina la consistencia del gel y está por lo tanto íntimamente relacionada con el poder gelificante. Peso molecular: El peso molecular de la pectina, relacionado con la longitud de la cadena, es una característica muy importante de la que dependen la viscosidad de sus disoluciones y su comportamiento en la gelificación de las jaleas. La determinación cuidadosa del peso molecular es difícil, parcialmente debido a la extrema heterogeneidad de las muestras y a la tendencia de las pectinas a agregarse, aún bajo condiciones no favorables a la gelación. Los pesos moleculares de pectinas

y su distribución fueron estudiados sistemáticamente por viscosimetría y determinaron que los pesos moleculares variaban de 20000 a 300000 Acción de las bases: La adición de hidróxido de sodio permite obtener primero las sales ácidas, luego los pectinatos neutros y después ocurre el fenómeno de demetoxilación o sea rompimiento de los ésteres metílicos. Los grupos éster pueden ser separados de la molécula aun a baja temperatura, sin depolimerización. 4.2.4.8. Acción de los ácidos: Solubilizan la protopectina, por esta razón se emplea medio ácido controlado en los procesos de extracción de la pectina; aceleran la separación de los metoxilos, si su efecto se continúa se afectan los enlaces glicosídicos 1 – 4 y se pueden romper, y a un pH fuertemente ácido, temperaturas altas y tiempos largos, se presenta la decarboxilación con formación de CO2 y furfural. A bajas temperaturas predomina la saponificación y altas temperaturas la depolimerización. Acción de las enzimas: Sobre las pectinas pueden actuar la pectinmetilesterasa (PME) y la poligaractunosa (PG). La primera ataca a los grupos carboxilo esterificados con metanol liberando los grupos ácidos y el metanol, y la PG ataca las uniones de las unidades de ácido galacturónicos disminuyendo el peso molecular, cambiando así todas las propiedades que dependen de éstas características. Las enzimas pectinolíticas son producidas por hongos y bacterias, para fabricar industrialmente pectinas con características especiales. Se han desarrollado enzimas que son capaces de degradar las conchas de las diferentes frutas para la separación de la pectina, entre éstas está la endo-poligalacturonasa producida por el hongo Aspergillus niger que degrada con alta eficiencia las cáscaras, logrando liberar un alto porcentaje de material péctico . Aplicaciones de la pectina En La Industria Alimentaria El uso de pectina en mermeladas de alto contenido de azúcar es una de las más conocidas aplicaciones a uno de los mercados más grandes para la pectina. Las pectinas de alto metoxilo, en orden decreciente de su porcentaje de esterificación y de su rapidez en la formación del gel, Empleo en los Caramelos de la Industria de Confitería. Las pectinas proporcionan, la elasticidad, estructura y realce natural del sabor inherente de la fruta y permite un corte liso, brillante. Las pectinas tienen un gran potencial de aplicación en el campo de confitería: las jaleas de fruta, gomas de fruta, rollos de fruta delicados, crema artificial de postre, rellenos para bombones. Empleo en la Industria láctea .Los preparados de fruta de productos lácteos ácidos requieren pectina, ya que ésta proporciona las propiedades reológicas requeridas y garantiza una regular distribución de fruta en el contenedor debido a su punto de producción, una mezcla homogénea con el producto lácteo fermentado y una buena duración del producto final. En el yogurth de fruta, las pectinas proporcionarán los preparados de fruta

con una estructura lisa y cremosa y a la fruta el sabor específico. Ayudan también en una distribución regular de las partículas de fruta. En estos productos tienen un efecto que estabiliza y guarda la preparación de fruta separada del yogur. Las Pectinas en bebidas de yogur protegen la proteína en una gama de pH baja, contra el calor (desnaturalización) durante el proceso de pasterización, previniendo así la sedimentación y floculación. Esto garantiza un producto estable. (Calvo, 2011) Empleo en la Industria de las Bebidas. Las pectinas son componentes sumamente convenientes en refrescos debido a su naturaleza de hidrato de carbono de poca calorías y la estabilización de turbiedad y la viscosidad. Empleo en el Sector Alimentos SALSA DE TOMATE Las salsas ketchup de tomate de alta calidad tendrán que presentar características reológicas muy específicas y estrictas. La adición de una Pectina compensará los defectos de la pectina natal a la vista al punto de producción definido y el comportamiento estructural viscoso. Además, las propiedades reológicas de chutneys y salsas de barbacoa puede ser controlado con el empleo de pectina. Aplicaciones en La Industria Farmacéutica y de Cosméticos. La base de las aplicaciones farmacéuticas de la pectina son sus propiedades hidrocoloidales y terapéuticas. Además, frecuentemente produce un efecto de sinergia y aumenta la acción de otros principios activos componentes de la especialidad. (Navarro y Navarro, 1985). Debido a la exploración y la utilización de las propiedades naturales de las pectinas, sus aplicaciones tienden a hacerse cada vez más variadas y sofisticadas, esto es mostrado en los campos de productos farmacéuticos y cosméticos. El efecto astringente y los efectos curativos de las pectinas son empleados en ungüentos . Además, las pectinas ayudan evitar la elevación de los niveles de glucosa en la sangre y provocan la disminución del colesterol. Las medicinas son encapsuladas con una película de pectina para proteger la mucosa gástrica y permitir a la liberación sostenida de la sustancia activa en la circulación de sangre. En la industria de cosméticos, la pectina es usada como un proveedor de estructura natural para pastas. (BARZOLA, 2014) Otras Aplicaciones De La Pectina En la industria tabacalera, especialmente la pectina es usada como un pegamento natural para los envoltorios de cigarros. Estos ejemplos demuestran el potencial de desarrollo de pectina y las posibilidades y ocasiones que esperan en el futuro. Además de las aplicaciones expuestas anteriormente, puede citarse otras que también son importantes en otros campos así se utiliza pectina en: Medios de cultivo en microbiología Conservación del suelo Alimentación animal

RENDIMIENTO La determinación del porcentaje de pectina se realizó sobre la materia prima pretratad. Empleando 5 g de esta, se obtuvo 2,09 y 2,50 gramos de pectina, que representan el 41,9 y 41,7 % con un promedio de 41,8 %. En base al último dato y al porcentaje de humedad determinado, el valor del porcentaje de pectina en base húmeda es 7,73%. (Franco, 2015) IV.- MATERIALES             

Cascara de naranja Cuchillos Tabla de picar Acido clorhídrico Cocina eléctrica Baso de precipitación Barilla agitadora de vidrio Tasón Balanza Centrifuga Alcohol Estufa Placas Petri

V.- METODO 1.- Se corta la cáscara de 1x1. 2.- Se pesa la materia primag 3.- Se coloca en vaso de precipitación con agua destilada por 20 minutos agitando 4.- Se filtra y luego se coloca en acido clorhídrico a 70 °C por 70 minutos agitando. 5.- Se filtra la cascara se bota y el liquido se le agrega alcohol de 96°. 6.- Se enfría y se deja reposar y luego se lleva a centrifugar. 7.- Luego se lleva a estufa por 18 horas. VI.- RESULTADOS De 200g de cascara se obtuvo 1.3g de pectina. Se obtuvo un rendimiento de 0.65% de la cascara de naranja.

VII.- DISCUCIONES De cada 5 gramos debe extraerse 2.5 g de pectina (Franco, 2015). En el caso de nuestra practica no se pudo determinar eso ya que se extrajo mal y influyo en el rendimiento se extrajo 1.3 g de 200 g de cascara. Para centrifugar la solución tiene que ser homogénea es decir que no tiene que separase para que se puede extraer bien. En nuestro caso nuestro error fue que no la movimos la pectina estaba separada del acido lo cual no se pudo centrifugar de una manera correcta. VIII.- CONCLUCIONES    

Se aprendió el proceso de extracción de pectina de naranja, pero no el proceso de secado y molienda. Se obtuvo un rendimiento mínimo de pectina debido al mal extracción de pectina. La pectina tiene diferentes aplicaciones en la agroindustria y en sus diferentes campos industriales. Al momento de centrifugar al no agitar la solución perjudico para que no se pueda extraer bien la pectina.

IX.- RECOMENDACIONES o Se recomienda agitar la solución al momento de centrifugar. o Se recomienda percatarse que el acido este bien preparado en las condiciones que se necesita ya que eso influye en la extracción. o Se recomienda solo conseguir cascara ya que si compras la fruta entera sale mas costoso.

X.-Bibliografía BARZOLA, D. A. (3 de junio de 2014). SCRIBD. Obtenido de https://es.scribd.com/doc/227796363/Extraccion-y-Produccion-a-Nivel-Industrial-dePectina-Proyecto-Final Calvo, M. (10 de junio de 2011). Bioquimica de los alimentos . Obtenido de http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/azucares/pectinas.html CONDORI VALVERDE, E. (2007). EXTRACCION DE PECTINA. Apurimac. Franco, V. Y. (20 de mayo de 2015). Sclelo. Obtenido de http://www.scielo.org.bo/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S251844312015000100007 yoker, P. E. (22 de mayo de 2016). SCRIBD. Obtenido de https://es.scribd.com/doc/313447302/PECTINA-pdf

Anexos Pelado de naranja

Cortando la cascara

Calentando la cascara en agua

Calentando el HCl

Agitando por 70 min

Filtrado

Pesando la cascar

Agregando la cascara a HCl

centrifuga