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• Bhig Brock

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=Proyecto Fármaco biológico=

Semana de la Ciencia y la Tecnología

NOMBRE DEL PROYECTO: Extracción de Pectina a partir de Physalis Ixocarpa (tomate verde) y Solanum Tuberosum (papa) INTEGRANTES: •

Laura Alonso Gutiérrez

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Gerardo López Escobedo

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Sheila Méndez Landa

OBJETIVOS: Obtener pectina de la pared celular primaria de las células vegetales de los comúnmente conocidos como tomate verde y papa alfa. Comúnmente la pectina es extraída de frutos cítricos y/o plátano, creando en este proyecto cierta variación para su extracción, y usando ahora las propiedades de el fruto Physalis Ixocarpa (tomatillo, tomate de cáscara, tomate de fresadilla, tomate milpero, tomate verde, tomatillo, miltomate o simplemente tomate) y el tubérculo Solanum Tuberosum (papa alfa), demostrando así que las propiedades de estas son viables a extraer nutrimentos como la pectina. Como ejemplificación del uso de esta procederemos a la producción de un mermelada de 1er nivel usando la pectina como espesante, siendo esto solo un de sus tantos usos como gelificante, estabilizante, emulsionante y conserva natural. JUSTIFICACIÓN: La pectina se ha venido utilizando como absorbente intestinal desde hace muchos años. Además, se le han atribuido ciertos efectos beneficiosos para la prevención del cáncer, sobre todo colorrectal. Recientemente un equipo de investigadores halló en estudios de laboratorio que ciertos componentes de la pectina se unen y, quizás, inhiben una proteína que facilitaría la diseminación del cáncer en el organismo. Al parecer, ciertos azúcares en la pectina se unen a la galectina 3, una proteína sobre la superficie de las células tumorales que favorece el crecimiento celular y se disemina en el organismo. Esa unión, a la vez, permitiría que la pectina inhiba la galectina-3* y, por lo tanto, retrase o incluso revierta la diseminación de las células tumorales. *Las Lectinas son proteínas que se unen a azúcares con una elevada especificidad para cada tipo distinto. Su principal papel está en los fenómenos de reconocimiento, tanto a nivel molecular como celular. Por ejemplo, algunas bacterias utilizan lectinas para acoplarse a las células del organismo hospedador durante la infección. ¿Qué es la pectina? Las pectinas son una mezcla de polímeros ácidos y neutros muy ramificados. Constituyen el 30% del peso seco de la pared celular primaria de células vegetales. En presencia de aguas forman geles. Determinan la porosidad de la pared, y por tanto el

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grado de disponibilidad de los sustratos de las enzimas implicadas en las modificaciones de la misma. Las pectinas también proporcionan superficies cargadas que regulan el pH y el balance iónico. Las pectinas tienen tres dominios principales: homogalacturonanos, ramnogalacturonano I y ramnogalacturonano II. Homogalacturonanos Compuestos por residuos de ácido D-galacturónico (GalU) unidos por un enlace α(1 →4). Los grupos carboxilo del C6 (carbono número 6 del GalU) pueden estar metilesterificados o permanecer libres. Los grupos carboxilo libres, si están disociados, dan lugar a enlaces de calcio entre las cadenas de HG vecinas, formando la denominada estructura en caja de huevos. Para que una región de HG sea sensible al enlace de calcio son necesarias diez moléculas de GalU sin esterificar, la formación de enlaces de este tipo está relacinada con la detención de la extensión de la pared celular y, por tanto, con el cese del crecimiento y el aumento de rigidez de la pared. El GalU puede encontrarse acetilado en O2 (oxígeno número 2 del GalU) o en O3. Ramnogalacturonano I GalU enlazado en α(1-4) con restos de L-ramnosa (Rha) intercalados con un enlace α(1-2); es decir: [(1-2)-α-L-Rha-(1-4)-α-D-GalU]n, donde n puede ser mayor de 100. Estos restos de Rha son el anclaje de cadenas laterales, aproximadamente la mitad están unidas por el C4 a cadenas de arabinanos, formados por α-L-arabinosa (Ara) enlazadas en α(1-5) como eje principal que pueden estar sustituidas con las cadenas Ara(1-2)-α-Ara(1-3) y/o Ara(1-3)-α-Ara(1-3); o Arabinogalactano I (AGI), cadenas de β-(14)-D-galactosa (Gal), con ramificaciones C6-Gal. Pueden estar sustituidas también e α(15)Ara en el C3 de Gal. Ramnogalacturonano II Polisacárido pequeño de estructura muy compleja; formado por GalU, Rha, Ara, Gal y pequeñas cantidades de azúcares poco frecuentes como apiosa, o ácido acérico. Los restos Rha pueden estar sustituidos en C3; en C3 y C4, en C2, C3, y C4 o ser terminales. El arabinogalactano del RGII presenta ramificaciones en C3 y C6 de Gal y en C3 y C5 de Ara. Las cadenas laterales contienen un alto número de residuos distintos unidos con diversos enlaces, aun así el RGII tiene una estructura altamente conservada y puede formar dímeros mediante un puente borato, con dos enlaces éster. Arabinanos y galactanos del RGII de la familia Amaranthaceae pueden asociarse a ácido ferúlico mediante un enlace éster, lo que posibilita el enlace de varias cadenas por puentes diferuil, mediante la acción de las peroxidasas. También se provocan enlaces por la dimerización de ácidos hidroxicinámicos enlazados a arabinanos y galactanos del RGI debido a la acción de peroxidasas. Physalis Ixocarpa (tomate verde) Es papirácea envoltorio utilizados

una fruta pequeña, esférica y verde o violácea rodeada por una envoltura formada por el cálix originario de México. Cuando la fruta madura, rompe el adyacente, el cual es de color marrón. Los Tomatillos son ampliamente como ingredientes de salsas verdes en varios países latinoamericanos. La

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frescura y verdor de las bayas es el principal criterio de selección. Aunque los tomatillos son de color verde, no deben ser confundidos con tomates verdaderos no maduros, debido a que estos últimos pueden ser venenosos debido a su contenido de solanina. Otras partes de la planta de tomatillo diferentes a los frutos no deben ser empleadas en la alimentación por su contenido de toxinas. Solanum Tuberosum La papa o patata (nombre científico: Solanum tuberosum) es una especie perteneciente a la familia de las solanáceas, originaria de América del Sur y cultivada en todo el mundo por sus tubérculos comestibles. Domesticada en el altiplano andino por sus habitantes hace unos 7.000 años, fue llevada a Europa por los conquistadores españoles más como una curiosidad botánica que como una planta alimenticia. Con el tiempo su consumo fue creciendo y su cultivo se expandió a todo el mundo hasta posicionarse como uno de los principales para el ser humano. Este tubérculo continúa siendo la base de la alimentación de millones de personas, es una delicia culinaria en muchas regiones del globo que ha generado decenas de platos que la tienen de protagonista y, además, representa un verdadero desafío para científicos de varias disciplinas, que tratan de dilucidar su origen, genética y fisiología. El campo de la tecnología, encuentran una gran cantidad de aplicaciones no convencionales para este tubérculo, desde los cosméticos y el alcohol hasta el papel prensa. Espesantes Las substancias capaces de formar geles se han utilizado en la producción de alimentos elaborados desde hace mucho tiempo. Entre las sustancias capaces de formar geles está el almidón y la gelatina. Ésta, obtenida de subproductos animales, solamente forma geles a temperaturas bajas, por lo tanto cuando se desea que el gel se mantenga a temperatura ambiente, o incluso más elevada, debe recurrirse a otras substancias. El almidón actúa muy bien como espesante en condiciones normales, pero tiene tendencia a perder líquido cuando el alimento se congela y se descongela. Algunos derivados del almidón tienen mejores propiedades y se utilizan con valores nutricionales semejantes y aportando casi las mismas calorías. Se utilizan también otras substancias, bastante complejas, obtenidas de vegetales o microorganismos no digeribles por el organismo humano. Por esta última razón, al no aportar nutrientes, se utilizan ampliamente en los alimentos bajos en calorías. Algunos de estos productos no están bien definidos químicamente, al ser exudados de plantas, pero todos tienen en común cadenas muy largas formadas por la unión de muchas moléculas de azúcares más o menos modificados. Tienen propiedades comunes con el componente de la dieta conocido como "fibra", aumentando el volumen del contenido intestinal y su velocidad de tránsito.

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FECHAS DE INICIO-CIERRE: •

27 de agosto de 2009- Fecha inicio de Extracción de Pectina a partir de Physalis Ixocarpa (tomate verde) y Solanum Tuberosum (papa).

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22 de Enero de 2010-Fecha de entrega publica y exposición ante el foro de la Semana de la ciencia y la tecnología en plantel del Colegio México Preparatoria.

METODOLOGIA: Extracción de Pectina del tomate verde: 1. 2. 3. 4. 5.

Seleccionar los tomates, lavarlos y cortarlos. Pesar 50 g. Agregar 200ml de agua destilada fría y moler en licuadora Calentar a 93°C durante 45 minutos Enfriar a temperatura ambiente Calentar con 40ml de NaOH (.1N) y 200ml de agua destilada durante 30 minutos, con agitación constante 6. Usar manta de cielo para separar la mezcla, presando con las manos. 7. Agregar 100ml de agua destilada y 60ml de EDTA a 5% 8. Calentar a 25°C por media hora 9. Acidificar con un PH de 5 a 5.5 con acido acético 10. Adicionar poco a poco 40ml de cloruro de calcio al 5% y agitar lentamente durante 20 minutos 11. Dejar reposar durante 3 horas aproximadamente 12. Poner a evaporar la mezcla en una parrilla eléctrica a una temperatura de 70°C durante 25 minutos con agitación continua 13. Agregar 40ml de alcohol etílico al 75% y agitar 14. Filtrar la pectina usando papel filtro #41 15. Agregar más alcohol a la solución para ver si se precipita mas sustancia y filtrar 16. Dejar secar la pectina en el papel filtro en un vidrio de reloj al fuego a 90°C durante 2 horas 17. Mantener en un desecador Extracción de pectina de la papa: 1. Se usa el mismo procedimiento anterior solo que se desinfectan primero las papas para evitar contaminar la sustancia.

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Elaboración de mermelada de fresa con pectina de tomate verde: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Retirarle la raíz a las fresas, lavarlas y desinfectarlas Picar la fruta y mezclarla con media taza de azúcar y agua Verter la fruta en una olla y hervir Cuando comience la ebullición adicionar la vitamina C y otra media taza de azúcar Mezclar el azúcar restante con la pectina e incorporar todo a la mezcla moviendo con una cuchara Mezclar al fuego hasta que su volumen se reduzca a una tercera parte (sin exceder los 20 minutos) Envasar caliente en frascos de vidrio esterilizados Dejar un espacio de 1cm entre el producto y la tapa, apretando perfectamente para provocar vacio Etiquetar el producto (Caducidad de 3 meses)

Elaboración de mermelada con pectina de papa: 1. Se usa el mismo procedimiento anterior usando la misma fruta o alguna otra. HIPOTESIS: Probablemente esto comprobará una vez mas la simplicidad de extracción de productos químicos naturales, observando su procedimiento y reacciones inmediatas así como la ayuda en la economía de la industria a partir de metodologías mas sencillas y menos costosas. COSTOS:

MATERIAL O SUSTANCIA TOMATE VERDE AGUA DESTILADA HIDROXIDO DE SODIO MANTA DE CIELO EDTA AL 5% ACIDO ACETICO CLORURO DE CALCIO AL 5% ALCOHOL ETILICO AL 75% PAPEL FILTRO #41 PAPA FRESAS AZUCAR PASTILLAS DE VITAMINA C Suma Estimada:

PORCIÓN 3 kg 20 lt 1 Kg 10 mts 500 gr 1 Kg 1 Kg 3 lt 50 pzs. 5 Kg 2 Kg 3 Kg 1 Cja.

PRECIO $45.00 $22.00 $20.00 $20.00 $42.00 $60.00 $80.00 $90.00 $60.00 $55.00 $80.00 $25.00 $60.00 $659.00

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Proyecto con un costo aproximado de $700.ºº m.n.

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Actividades Diseño del proyecto Cotización de materiales Elaboración de informe de proyecto Entrega de informe de proyecto Compra de materiales Elaboración de pectina de tomate (etapa 1) Elaboración de pectina de tomate(etapa 2) Elaboración de pectina de tomate(etapa 3) Entrega de avances (1° Bimestre) Elaboración de pectina de papa (etapa 1) Elaboración de pectina de papa (etapa 2) Elaboración de pectina de papa (etapa 3) Entrega de avances (1° Bimestre) Elaboración de mermelada con pectina de tomate Entrega de avances (2° Bimestre) Elaboración de mermelada con pectina de papa Entrega de avances (2° Bimestre)

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Agosto 2 2 3 8 9 0 * * *

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Programa de actividades Septiembre 5 1 1 1 1 2 2 1 2 3 8 4 5

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Octubre 1 1 2 6 7 3

Noviembre 1 1 2 3 4 0

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Enero 5 8 1822

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Preparación para entrega final del proyecto Entrega final del proyecto Semana de la ciencia

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