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• Jean Soto

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EXTRACCION DE PECTINA I.

OBJETIVOS:  Extraer la pectina que se encuentra en la cascara de los alimentos cítricos como es el maracuyá.  Evaluar el rendimiento de la extracción.  Conocer las técnicas de caracterización de la pectina.

II.

FUNDAMENTO:  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 “protopectina” 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 maracuyá, se convierte la protopectina en pectina que es soluble en agua. Las propiedades funcionales de las pectina están determinadas por el grado de esterificación 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).

III.

MARCO TEÓRICO: Las sustancias pecticas se encuentran sin excepción en todas las plantas superiores, en las regiones intercelulares y en las paredes celulares. Estas membranas se componen de celulosa, hemicelulosas y pectina, encontrándose estas últimas en la lámina media, sirviendo de material de cimentación entre las células. En los tejidos jóvenes, especialmente en los frutos, las pectinas se encuentran presentes en cantidades tan abundantes que a menudo forman canales anchos, apartando entre si a las células. Al ser un coloide hidrófilo, la pectina tiene la capacidad de absorber grandes cantidades agua. Por esta capacidad, las sustancias pecticas aparentemente juegan un rol importante en las primeras etapas de desarrollo de los tejidos vegetales cuando los sólidos se encuentran a un separadas y a una distancia relativamente grande de los vasos conductores de agua. Las sustancia pecticas absorben agua rápidamente y la transfieren a la células con mayor facilidad que la que podría lograrse por osmosis en las células mismas. Como constituyente natural de los tejidos vegetales, las sustancia pecticas son responsables en buena medida de la firmeza y textura de los frutos y las hortalizas. El ablandamiento del tejido del fruto durante la maduración, la ruptura de la estabilidad coloidal en los jugos de frutas, los cambios de consistencia en los purés y los concentrados

de frutas pueden atribuirse a menudo a modificaciones en las sustancias pecticas. En tanto las sustancias pecticas se encuentran en las paredes celulares exteriores, en la región de la laminilla central de los vegetales, se las considera estrechamente vinculadas a la celulosa. (Navarro y Navarro, 1985)

En la mayoría de los tejidos vegetales y en las frutas inmaduras gran cantidad de material está presente en forma insoluble en agua llamada protopectina, transformándose a su forma más soluble con la madurez. Esta variación de solubilidad influye en los cambios de textura anexados a la madurez (Navarro y Navarro, 1985) El contenido en pectinas de los tejidos vegetales varía según el origen botánico y anatómico de la planta, tal como se muestra en la Tabla 1. (Navarro y Navarro, 1985) Tabla 1: Contenido en sustancias pecticas en vegetales y tejidos vegetales. Origen Contenido en Pectina (%) Patata 2.5 Zanahoria

10.0

Tomate

3.0

Manzana

5.5

Torta de manzana (residuos)

17.5

Girasol

25.0

Albelo de agrios

32.5

Fibra de algodón

0.7

Pepitas de limón

6.0

Corteza de limón

32.0

Pulpa de limón

25.0

Fuente: Navarro y Navarro, 1985 El Grado de Esterificación Las pectinas son substancias coloidales y constituidas en su mayoría, por cadenas de ácidos D-galacturónicos unidos por enlaces  (1-4) con cadenas laterales de L-arabinosa y D-galactosa, y cuyos grupos carboxílicos pueden estar parcialmente metoxilados y parcial o totalmente neutralizados por bases. Un factor importante que caracteriza las cadenas de

pectina es el grado de esterificación (DE) de los grupos carboxilos de los residuos de ácido uránico con alcohol metílico. Las pectinas probablemente se forman inicialmente en forma altamente esterificada, pero experimentan algo de des esterificación después de insertarse en la pared celular o lámina media. Hay una amplia gama de grados de esterificación de pendiendo de especies, tejido y madurez. En general las pectinas del tejido tienen una gama de grados de esterificación que va del 60 al 90%. El grado de metilación tiene un papel importante en la firmeza y cohesión de los tejidos vegetales. La reducción del grado de metilación tiene como consecuencia un aumento de la cohesión, que es particularmente evidente en tejidos calentados. El efecto de fortalecimiento de los tejidos implica dos fenómenos separados. En tejido fresco, la formación de carboxilos libres incrementa las posibilidades y la fortaleza de los enlaces calcio entre polímeros. En los tejidos calentados se da la combinación de un incremento de los enlaces de calcio y un decremento de la susceptibilidad de la pectina a des polimerizarse por β-eliminación. ( Navarro y Navarro, 1985) Tipos de Pectina Según el Grado de Esterificación Las pectinas están clasificadas como de alto metóxilo (HM) y bajo metóxilo (LM) pectinas, dependiendo del grado de esterificación. La separación entre HM y LM es arbitraria del 40 al 50% de Pectinas de Alto Metóxilo.- Posee un grado metoxil de al menos 70%, forman geles al adicionarles ácidos y azucares entre un pH de 3.0 a 3.4 y a temperaturas relativamente elevadas. La cantidad de ácido es proporcional al porcentaje de carboxilos. Pectinas de Bajo Metóxilo.- Aquellas que poseen un grado metoxil de al menos de 50%. No forman geles en presencia de azúcar y ácido pero si con iones de calcio y otros cationes polivalente, la fuerza de los geles ligados de esterificación. ( Navarro y Navarro, 1985) IV.

PARTE EXPERIMENTAL: a) Materiales, reactivos y muestras:  Cuchillo  Vaso precipitado  Recipientes  Mechero  Bagueta  Tela tocuyo para filtrar  Estufa  Balanza analítica  Ácido cítrico  Alcohol de 95°  Muestra: Maracuyá

b) Procedimiento: 1. Pesar el maracuyá y extraer la cáscara. 2. Pesar la cascara extraída. 3. Colocar la cascara en un recipiente de acero inoxidable y cubrirlo con agua (cantidad de agua suficiente para que no se queme y se controle la extracción). 4. Hacer los cálculos correspondientes para añadir ácido cítrico, hasta que la solución llegue a un pH 3. 5. La solución debe llegar hasta ebullición hasta que la cáscara este blanda. 6. Colocar la cáscara ya blanda en la tela y empezar a exprimir; hasta que se obtenga un sólido (bagazo). 7. Colocar el sólido (bagazo) en un recipiente con alcohol de 95°, dejar reposar por 24 horas y lavarlo de nuevo con alcohol de 95°. 8. Filtrar y llevarlo a la estufa. 9. Pesar y presentar el porcentaje de pectina obtenida por el maracuyá. DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA EXTRACCION Y OBTENCION DE LA PECTINA DE MARACUYA

MATERIA PRIMA (Cáscara de maracuyá)

PESAR T= 80°C a 95 °C Ácido cítrico pH = 3

Escaldado

FILTRADO

EXTRACCIÓN DE PECTINA

Alcohol 95°

ADICIÓN DE ALCOHOL

SEPARACIÓN DE PECTINA

T= 100°C Aprox. 1 hora

SECADO

V.

RESULTADOS:  Pectina Obtenida : 2.2754 g  Rendimiento:

 Se observa que la maracuyá posee una alta cantidad de pectina, ya que se formó un precipitado gelatinoso y homogéneo, cuando se añadió el alcohol, el rendimiento está conforme con la pectina extraída. VI.

DISCUSIONES: Según DEVIA P. JORGE en su publicación Proceso para producir pectina pectinas cítricas menciona que: Para el proceso de obtención de la pectina se someten las cáscaras trituradas a un proceso de hidrólisis, donde estas son calentadas en una solución de agua acidulada a pH 3 con ácido cítrico, utilizando una relación de volumen agua-cáscara de 3:1 respectivamente. La mezcla acidulada se calentó a 90°C durante 80 min, transcurrido el tiempo de calentamiento se separó el extracto pectínico y el bagazo gastado por medio de un escurrimiento y prensado en liencillo, procurando que el bagazo quede bien seco. El tiempo de extracción es un factor importante, porque a tiempos muy cortos se reduce la eficiencia en la extracción mientras que con tiempos muy prolongados la materia prima comienza a degradarse. 

Efectivamente; en la práctica realizada seguimos paso a paso lo explicado por el autor; con la diferencia que no se utilizó el prensando en liencillo, ya que no se contaba con este en el laboratorio.

Según HELEN CHARLEY en su publicación tecnología de los alimentos menciona que: La concentración óptima de ion hidrógeno para la formación de gel, depende de la calidad de la pectina, especialmente de su contenido de metoxilo, también de las sales presentes en el extracto de fruta y de la concentración de azúcar en la jalea terminada. Siendo tan importante el pH para la elaboración de jalea. 

En la práctica de laboratorio se empleó ácido cítrico para regular el pH a 3, alcanzando así la pectina su grado de gelificación.

VII.

CONCLUSIONES:  Todas las pruebas estándares de identificación a que se han sometido las muestras de pectina en el laboratorio dieron resultados satisfactorios, por lo que puede concluirse la factibilidad de utilizar cáscaras de maracuyá como materia prima para la obtención de pectina.  La cantidad de alcohol recomendada para precipitar las pectinas incrementa el rendimiento.

VIII.

FUENTE BIBLIOGRAFICA:  REINOSO, BENJAMIN. OLLAGUE, VICENTE. Extracción y análisis experimental de la Pectina de las Cáscaras del Limón, Naranja y Toronja. (Tesis, Facultad de Ingeniería Química, Universidad de Guayaquil 1976).  DEVIA P. JORGE. Proceso para producir pectina pectinas cítricas, Universidad Eafit, Enero-Marzo número 19, Medellín Colombia 2003. Pág. 21-30.  ANZALDUA-MORALES, ANTONIO, La Evaluación sensorial de los alimentos en la teoría y la práctica, Editorial Acribia S.A, Zaragoza, España, 1994.  Navarro y Navarro. La Ciencia de los Alimentos. México, Harla, 1985. http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/2006228/teoria/obmerm/p3.h tm