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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAÉN

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS PRACTÍCA 4

TEMA: “EXTRACCIÓN DE PÉCTINA POR HIDROLISIS ÁCIDA” DOCENTE: Dr. Óscar Díaz Gamboa.

CURSO: Tecnología de Alimentos III. INTEGRANTES: Alberca Gárcia Henrry Cabrejos Castillo Karla. Cieza Callirgos Frank. Molocho Yajahuanca Lesly

CICLO: XIII. JAÉN – PERÚ

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I. INTRODUCCIÓN La determinación de usar la cáscara de frutas para obtener pectina es por su abundancia y utilización en zumo de frutas principalmente. El desecho industrial que constituyen las cáscaras de estos cítricos (albedo) es la principal materia prima para la obtención de pectina. Los Residuos propician la proliferación de insectos, hongos, bacterias y olores por descomposición. Se estudian otros usos para aprovechar estos desechos. En este caso se obtendrá pectina, que es muy útil para la fabricación de distintos productos que se utilizan en la industria alimenticia, farmacéutica, cosmética y de plásticos. Las pectinas son, en la actualidad, ingredientes muy importantes en la industria de los alimentos para hacer gelatinas, helados, salsas, queso. También en la fabricación de productos espumantes, como agente de clarificación y aglutinantes. La pectina comercial se obtiene de las cortezas de cítricos (limón, lima, maracuyá, naranja, etc.) principalmente, ya que sus sustancias pécticas son de alta calidad, y están presentes en cantidades suficientes para hacerlos comercialmente disponibles. En cuanto a la aplicación de conocimientos, el proceso de extracción de pectina permite en la práctica profundizar en el equilibrio de fases y el comportamiento de los líquidos inmiscibles, como el caso de la pectina que precipita con el alcohol, creando dos fases claramente identificadas.

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II. OBJETIVOS Objetivo General

2.1.

Obtener pectina de la cáscara de frutas para utilizarse como gelificante en mermeladas; a través del proceso de Hidrólisis ácida, utilizando equipos y materiales existentes en el laboratorio de la facultad de ingeniería de Industrias Alimentarias. Objetivos específicos.

2.2. 

Conocer los parámetros que afectan en la extracción de la pectina de cáscara de frutas tales como temperatura, pH, madurez de la fruta a emplear, entre otras.



Determinar el rendimiento de pectina con las condiciones establecidas en el proceso de extracción.

III. MARCO TEÓRICO 3.1.

¿Qué es la pectina?

La pectina fue definida por Kertesz (1951) como los ácidos pectínicos solubles en agua de grado de metilación variado que son capaces de formar geles con azúcar y ácido bajo condiciones determinadas.

También se señala que las pectinas son heteropolisacáridos que se presentan en la naturaleza como elementos estructurales del sistema celular de las plantas., que existe parcialmente esterificado con metanol. Se encuentran principalmente en las frutas y vegetales, para aprovechar su capacidad para balancear el equilibrio del agua dentro del sistema (Herbstreith, 2001). La palabra pectina se origina del griego “Pekos” (denso, espeso, coagulado), es una sustancia mucilaginosa de las plantas superiores. Esta sustancia se asocia con la celulosa y le otorga a la pared celular la habilidad de absorber grandes cantidades de agua. La celulosa tiene un importante rol en la estructura ya que le da rigidez a las células, mientras que la pectina contribuye a su textura. 3.2.

Propiedades físico-químicas y características.

El principal componente de la pectina es el ácido galacturónico parcialmente metilado. (Amos A. J- 1969). 3

Las pectinas son polímeros lineales de gran peso molecular proveniente de las paredes o cáscaras de las frutas. Las propiedades físicas y químicas de la pectina variarán según la naturaleza de la planta, el estado de maduración y el método de extracción que se utilice, lo que termina estableciendo la calidad de la pectina y la cantidad que se pueda extraer de la misma Algunos azúcares neutrales se encuentran también presentes en la molécula. El porcentaje de unidades de ácido galacturónico que están esterificados con etanol dan el grado de esterificación, lo cual influye en las propiedades gelificantes de la pectina. el ácido pectínico forma a través de sus grupos de ésteres (grupo metoxil CH3O). Las temperaturas altas sin la intervención de otro agente, parten la molécula de la pectina, que invariablemente provocan la reducción de su poder gelificante. En solución las pectinas presentan grandes áreas superficiales que están relacionadas con su carga eléctrica negativa. El químico suizo Von Fellemberg, encontró que el ácido pectínico forma a través de sus grupos de ésteres (grupo metoxil CH3O), un componente importante en la molécula de la pectina. Las principales características de la pectina son:  La precipitación Hurtado P.F.(1968), expresa que, las pectinas, después de haber sido sometidos a una ebullición prolongada en agua pura o ligeramente acidulada, es fácilmente precipitada por adición de alcohol o acetona, que actúan como agentes deshidratantes, en forma de una suspensión gelatinosa, que volverá a ser soluble en agua.  Solubilidad La pectina es soluble en agua y en ella se dispersa para dar soluciones muy viscosas, esta solubilidad disminuye cuando aumenta su tamaño molecular. La solubilidad de la pectina será rápida cuando muestre un alto grado de dispersión, de lo contrario al adicionarle agua tenderá a formar grumos viscosos por fuera y secos por dentro, por esta razón es recomendable que la pectina se mezcle siempre antes con un 4

poco de azúcar (5 - 8 veces su peso), sales amortiguadoras, o también humedecer con etanol antes de añadir agua.  Grado de metilación Radica en la propiedad de hacer geles de una pectina. El grado de metilación contribuye por un lado a regular la velocidad de gelificación, pero debido fundamentalmente a la influencia de los enlaces entre moléculas pécticas también es responsable de algunas propiedades organolépticas de los geles pectina-azúcar-ácido, que forman las pectinas de alto contenido de metoxilo 3.3.

Uso y aplicaciones de la pectina.

Aplicaciones en la industria alimenticia Las industrias de productos de frutas emplean pectina líquida y pectina en polvo, principalmente en la producción de alimentos. También se preparan gelatinas, mermeladas, sorbetes, etc. Para la gelificación en la elaboración de jaleas y mermeladas es necesaria la presencia de tres factores: azúcar, ácido y pectina en las proporciones correctas. Los caracteres del gel dependen esencialmente de dos factores: Longitud de la molécula péctica y su grado de metilación. (Braverman J.B.S. - 1967) 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. Las pectinas en bebidas de yogurt protegen la proteína en una gama de pH baja, contra el calor (desnaturalización) en el proceso de pasteurización, previniendo así la sedimentación y floculación para garantizar un producto estable. En la industria de bebidas y aderezos (salsas) pectinas son convenientes en refrescos, debido a su naturaleza de hidrato de carbono de pocas calorías y la estabilización de turbiedad y la viscosidad. En las salsas de tomate de alta calidad deben presentar características reológicas muy específicas y estrictas.

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3.4.

Extracción de pectina por el método convencional (Hidrólisis)

Frecuentemente las pectinas se extraen y se separan de los desechos de diferentes frutos mediante la acidificación. Dado que la pectina es un ácido con ph de aproximadamente 3.5, se extrae tratando la materia prima con ácido mineral caliente y diluido a pH bajo. Comercialmente las pectinas se extraen a altas temperaturas para hidrolizar la protopectina. Los ácidos más usados ácidos son: el ácido sulfúrico, fosfórico, nítrico, clorhídrico o cítrico. El intervalo preciso de tiempo varía con la materia prima y el tipo de pectina deseada. Las condiciones típicas varían de 50º a 96º C de temperatura, pH de 1 a 3 (el pH bajo disocia las uniones iónicas). Después de la concentración, la petina se precipita con la adición de alcohol, Se considera más apropiado para precipitar la pectina el 2-propanol. Para La aplicación de alcohol se usa un rango entre 60 y 80% en relación al total de la concentración de pectina líquida obtenida. se seca, se granula y finalmente se tamiza. Existen algunos datos experimentales sobre la extracción de pectinas con soluciones neutras o básicas, pero no se ha confirmado con certeza, la concentración adecuada de alcohol para la precipitación de la pectina. Los factores del medio que influyen en la formación del gel son: la temperatura, pH, iones de calcio, azúcar y otros solutos. El rendimiento de pectina depende de las condiciones de operación como la temperatura, el tiempo de extracción, el pH, los tipos de solventes de extracción usados y el uso de agentes quelantes adicionados, como es el caso del ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) y del ácido ciclo hexanodiaminotetraacético (CDTA), para ayudar a liberar pectina de la pared celular.  Hidrólisis ácida. En esta fase, se tuvo cuidado en la obtención del pH adecuado, agregando poco a poco el ácido cítrico hasta lograr un pH de 2.8 - 3. Se consideró la información de la revisión bibliográfica que señala que si la hidrólisis ácida se realiza a un pH superior a 3.5, no habría formación de geles. Tampoco se debe tener un pH < 2, la firmeza del gel crece a medida que se baja el pH. La Hidrólisis ácida es la etapa más importante dentro del proceso porque también tiene la función de disminuir la presencia de algunas sales

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contenidas en las frutas que tienen poder estabilizante sobre los iones dados. Si no existe proceso de hidrólisis ácida, la formación de geles disminuye.

IV.

MATERIALES Y MÉTODOS Equipos, materiales y reactivos

4.1. -

Materia prima: Albedo de (maracuyá) pHmetro

-

Espátula

-

Balanza analítica

-

Trituradora

-

Termómetro

-

malla fina

-

Agitador de vidrio

-

Ácido cítrico ( en polvo)

-

Alcohol al 96% de pureza

-

1 Beaker de 50 ml

-

cuchillos

-

Vasos de vidrio

-

1 olla de cocina Descripción general del proceso productivo.

4.2.

La materia prima para este proceso consistió en utilizar el albedo de la fruta (maracuyá) a la que se le dio el siguiente tratamiento: 

Selección: Consistió en clasificar la fruta (maracuyá), la cual debía estar sana, libre de magulladuras, picaduras y partes obscuras, para seleccionar el albedo (hollejo) apropiado.



Pesamos 2kg de maracuyá de la cual se obtendría el albedo.



Cortado: El albedo obtenido se cortó en partes pequeñas.



Pesado: Utilizando la balanza analítica pesamos el albedo

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Diagrama de flujo de extracción de pectina por hidrolisis ácida (1ra Semana). Materia prima

Pesado y pelado

Obtención del albedo

Trituración (licuado)

Escaldado

(90°C x 10min)

Filtrado (escurrido)

Lavado (2 veces)

Secado

(55°C x 36-48 horas)



Pesamos la maracuyá y extraemos el albedo.



Escaldamos el albedo a 90°C x 10 min.



Luego licuamos el albedo, para posteriormente lavarlo 2 veces y filtrarlo con tela organza.



Finalmente colocamos el albedo filtrado en placas Petri para llevar a la estufa y secar a 55°C x 36-48 horas).



Al cabo de las 48 horas hemos retirado de la estufa el albedo seco contenido en las placas Petri.

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Diagrama de flujo de extracción de pectina por hidrolisis ácida (2da Semana).

Albedo seco Ph: 2.4 – 2.8 Ácido cítrico

Hidrolisis acida

Agua acidulada 1:3 Calentamiento

Reposar

60°C X 40 min

20 min

Filtrar

Extracción de pectina

Adición de OH al 60% del volumen

Filtrar

Secado



Obtuvimos un total de 20.84 gr de albedo seco.



Pesamos 5gr de albedo seco



En un vaso de precipitación agregamos 200ml de agua destilada.



Mezclamos la muestra



Posteriormente medimos el pH de la muestra, obteniendo un total de 5.01 de pH inicial.

V. RESULTADOS Y DISCUSION

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VI.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA.

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