Extraccion de Pectina de Toronja

8/20/2019 Extraccion de Pectina de Toronja

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INTRODUCCION

Las pectinas son heteropolisacáridos que se presentan en lanaturaleza como elementos estructurales del sistema celular delas plantas. Las pectinas se obtienen de materiales vegetales quetienen un alto contenido de éstas, tales como manzanas, frutascítricas, piña, guayaba dulce, tomate de árbol, maracuyá,remolacha y pomelo. Estas pectinas son, en la actualidad,ingredientes muy importantes en la industria de los alimentos, parahacer gelatinas, helados, salsas, queso. ambién se emplean enotras industrias, y en la industria de los plásticos así como en lafabricaci!n de productos espumantes, como agente de clari"caci!ny aglutinantes. Es por ello en el siguiente traba#o se presenta losprocesos de e$tracci!n de pectina a partir del pomelo, materiaprima propia de las zonas templadas de %purimac, así mismo laevaluaci!n del rendimiento para demostrar su posible viabilidadcomercial.


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I REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

1.1 Pectinas

Las pectinas o sustancias pécticas son polisacáridos que se

componen principalmente de ácidos poligalactur!nicos coloides&poliur!nidos derivados del ácido galactur!nico '()&'()(*+'))(.e hallan en los te#idos de las plantas. Las pectinas son -tiles por su

capacidad para formar geles o #aleas con compuestospolihidro$ilados, como los az-cares o con cantidades diminutas deiones polivalentes &%royo, ). %. . /00/*.

%demas se puede de"nir como heteropolímeros de alto peso molecularque contienen mayoritariamente unidades de ácido galactur!nico&mínimo un 123 del peso* u otros ácidos ur!nicos unidos por enlaces4&5→ +* esteri"cados en proporci!n variable con metanol y parcial ototalmente neutralizados con una base &Leoni y 6ortini, 57829 :hillips y;illiams, /0009 9 'itado por?iu, %. @. /002*.

1.2 Po e!o o To"on#a.El pomelo es una hibridaci!n natural, entre un naran#o dulce y unpummelo &'itrus grandis*.:ertenece a la familia de Rutaceae, g éneroCitrus , especie Citrus paradisi @acf.

Va!o" n$t"iciona! %e! &o e!o en 1'' ( %e s$stanciaco esti)!e

%gua &g* 88.+

:roteínas &g* 0.1

Lípidos &g* 0.5

'arbohidratos &g* 7.8

6uenteA Bnfoagro

1.* I &o"tancia econ+ icaus frutos en fresco se consumen en las comidas, de entrada o de

postre, y transformados en mermeladas o en zumos, tanto naturalescomo concentrados. La industria aprovecha un /03 de su producci!n,principalmente para la elaboraci!n de zumos y pequeñas cantidadespara mermeladas.

?endimiento de pectina


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En el Cuadro 1, en el cual se puede observar que los mayores rendimientos fueron en elbagazo de limón, obteniéndose hasta un 21% de e tracto pect!nico, el que le sigue es lanaran"a con un 1#$ %, y el rendimiento de toron"a es de 11% de e tracto pactico$

1., F"$to

El fruto es un hesperidio globoso o apenas piriforme, de hasta 52 cmde diámetro. Está recubierto de una cáscara gruesa, carnosa,despegada del endocarpo, de color amarillo o rosáceo, con glándulasoleosas pequeñas y muy aromáticas, rugosa.La pectina en la maduración de frutosEl incremento de la pectina soluble en agua está balanceadaen parte por un decremento de la protopectina. En losgenotipos por &no maduraci!n* y sin &maduraci!n inhibida* hay unpequeño incremento de pectina soluble en agua y lapoligalacturonasa está totalmente ausente.Estos genotipos de maduraci!n inhibida han hecho posibles estudiose$tensivos sobre la genética de la maduraci!n y la relaci!n del C=%al fen!meno de maduraci!n & chuch et al., 5787*.La incorporaci!n de genes antisentido de poligalacturonasa conducea decrecer los niveles del poligalacturonasa y menor disminuci!n delpeso molecular medio de la pectina. La incorporaci!n del gen de lapoligalacturonasa en las líneas resultantes de la maduraci!ninhibida en la formaci!n de galacturonasa en las líneastransformadas. & iovanoni et al.,5787*

Características físicas y químicas de la pectina

G"a%o %e este"i-caci+nDn factor importante que caracteriza las cadenas de pectina esel grado de esteri"caci!n &CE* de los grupos carbo$ilos de losresiduos de ácido ur!nico con alcohol metílico. Las pectinasprobablemente se forman inicialmente en forma altamenteesteri"cada, pero e$perimentan algo de desesteri"caci!n despuésde insertarse en la pared celular o lámina media.(ay una amplia gama de grados de esteri"caci!n dependiendo deespecies, te#ido y madurez. En general las pectinas del te#ido tienen


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una gama de grados de esteri"caci!n que va del 10 al 703. :areceser que la distribuci!n de los grupos carbo$ílicos libres a lo largo delas cadenas de pectina es regular y los grupos carbo$ílicos libresestán muy aislados unos de otros. El efecto de fortalecimiento de los te#idos implica dos fen!menosseparados. En te#ido fresco, la formaci!n de carbo$ilos libresincrementa las posibilidades y la fortaleza de los enlaces calcioentre polímeros. En los te#idos calentados se da la combinaci!nde un incremento de los enlaces de calcio y un decremento de lasusceptibilidad de la pectina a despolimerizarse por % eliminaci!n.Las pectinas están clasi"cadas como de alto meto$ilo &(@* y ba#ometo$ilo &L@* pectinas, dependiendo del grado de esteri"caci!n. Laseparaci!n entre (@ y L@ es arbitraria del +0 al 203 de CE &FanGuren, 5775*.

E! &eso o!ec$!a"El peso molecular de pectina, que depende directamente de lalongitud de la cadena molecular, inHuirá en la solidez del gelproducido, es decir del poder geli"cante de la pectina.Este poder se ha convenido e$presarlo en los ("a%os SAG . Estosgrados se de"nen como Iel n-mero de gramos de sacarosa que enuna soluci!n acuosa de 12 J Gri$ y un valor de p( >,/apro$imadamente, son geli"cados por un gramo de pectina,obteniéndose un gel de una consistencia determinadaI.Los grados % de una determinada pectina e$traida de una frutacomo la manzana o cáscaras de cítricos, varían principalmente seg-nel grado de madurez de la fruta, del proceso de e$tracci!n ycondiciones de almacenamiento de la pectina obtenida.Estas pectinas de alto meto$ilo se caracterizan por un diferentecomportamiento respecto a la geli"caci!n, entendiéndose porgeli"caci!n el inicio de la formaci!n del gel que aparece cuando unavez completada la cocci!n, la masa se enfría y alcanza la temperaturacrítica de geli"caci!n Esta temperatura es característica de cadapectina.Las disoluciones de pectina son estables en medio ácido &p(A /,2 a+,2* incluso a temperaturas elevada9 por el contrario sufren unarápida degradaci!n en medio alcalino. Las enzimas pectolíticasdegradan las soluciones de pectina. eg-n el tipo de enzima seproducirá una reacci!n diferente que afectará el grado deesteri"caci!n o su peso molecular y con esto su poder geli"cante.

P"o&ie%a%es %e !as %iso!$ciones.% temperatura ambiente y a su propio p(, &/,8 >,/* las pectinas sontanto mas solubles en agua cuanto mayor es su grado deesteri"caci!n. Las disoluciones que se obtienen presentan un carácter

ani!nico &carga negativa* que puede comportar incompatibilidades enla formulaci!n de algunos productos alimenticios.


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La viscosidad de la soluci!n depende deA

La concentraci!n y la temperatura, El peso molecular y el grado de esteri"caci!n de la pectina,

La presencia de electrolitos en el medio, La dureza del agua, especialmente en las pectinas de ba#o meto$ilo.

Este grado de esteri"caci!n determinará el comportamiento de laspectinas #unto a los ingredientes necesarios para la gelifcación . Es así que las pectinas con alto meto$ilo necesitan para formar geles contarcon una concentraci!n mínima de s!lidos solubles y un valor de p(que oscila entre un rango relativamente estrecho.

Dis&e"sa)i!i%a% so!$)i!i%a%/ La disoluci!n en agua de las pectinas en polvo tiene lugar en tresetapasA Cispersi!n, hinchado y disoluci!n.:ara la dispersi!n del polvo es necesaria una fuerte agitaci!n a "n deseparar bien los gránulos de pectina e impedir la formaci!n degrumos que serían posteriormente insolubles.Dna vez dispersada, la pectina necesita tiempo más o menos largo&funci!n de la temperatura, de la concentraci!n, de la dureza delagua, etc.* para hidratarseA es la etapa de hinchado. :or e#emplo parauna pectina (@ 520 % , se dispersa en una soluci!n al +3 en aguafría o tibia. 6inalmente cuando las moléculas han "#ado una cantidadsu"ciente de agua, entre 52 y /2 veces su propio peso seg-n las

condiciones de traba#o, se obtiene una soluci!n homogénea.So!$)i!i%a% A on solubles en disoluciones acuosas lo que esnecesario para elaborar geles y sustancias viscosas. La solubilidadvaría en funci!n de las condiciones, los enlaces metílicos provocan unseparamiento entre las cadenas de polipéptidos lo que las hace mássolubles. 'uanto mayor sea el grado de esteri"caci!n, mayor será lasolubilidad. :ueden ser insolubles en presencia de calcio o de otroscationes bivalentes por la formaci!n de pectatos cálcicos que van aprecipitar. ambién son insolubles en alcohol.E! ("a%o %e eti!aci+n 'ontribuye por un lado a regular la velocidad de geli"caci!n ytambién es responsable de algunas propiedades organolépticas delos geles pectina az-car ácido que forman las pectinas de altometo$ilo.

La "i0$e a en ci%o (a!act$"+nico 3AGA4 Cara una idea de la pureza de la pectina e$traída. El porcenta#e de% % es una constante de la pectina de cada variedad de fruto y hayque tener en cuenta de que el % % en la pectina viene acompañadode az-cares neutros como pueden ser la C galactosa, L arabinosa yL ramnosa. :ero en las e$tracciones de pectina, el % % se veráacompañado también de impurezas que no son componentes de lapectina.


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E! &o"centa#e %e ("$&os aceti!o .La pectina de buena calidad tiene un ba#o porcenta#e de grupos

acetilo &generalmente menor del >3*. Las pectinas de alto contenido

de estos grupos tienen una ba#a capacidad de geli"caci!n.La 5iscosi%a%La viscosidad de las soluciones de pectina de (@ es muydependiente del n-mero de variables, grado de esteri"caci!n,longitud de la molécula, concentraci!n de electrolitos, p( ytemperatura.

'oncentraciones diferentes de un az-car y diferentes az-caresafectan a la viscosidad de manera diferente. La viscosidad seincrementa marcadamente a medida que la temperatura se acerca ala temperatura de ebullici!n.

En el Cuadro se reportan los resultados del an&lisis de calidad a las diferentes pectinas que se

obtuvieron el laboratorio$'e acuerdo a estos resultados podemos decir que la calidad de la pectina obtenida es muysatisfactoria al compararla con la marcada en la literatura ()lic*man, 1+ +- .CC, 1+/10 ytomando como referencia el an&lisis de una pectina comercial$

La Ge!i-caci+n %e !a &ectina

Cesde el punto de vista de la tecnología alimentaria la propiedadmás importante de las pectinas es su aptitud para formar geles.Los geles consisten en moléculas poliméricas con enlaces

entrecruzados para formar una red interconectada y tupida inmersaen un líquido. En geles de pectina y otros sistemas de alimentosconteniendo pectina, este líquido es agua. Las propiedades del gelson el resultado neto de interacciones comple#as entre el soluto ysolvente. La influencia del agua como solvente, la naturaleza ymagnitud de las fuerzas intermoleculares que mantienen laintegridad del gel permiten tener una gran capacidad de retenci!n deagua.En la mayoría de geles alimentarios, los enlaces entrecruzados en lared no son puntos de interacci!n ya que incluyen segmentose$tensos a partir de dos o más moléculas poliméricas,

generalmente en estructuras bien definidas llamadas zonas deuni!n que son estabilizadas por una combinaci!n de fuerzas


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intermoleculares débiles. Bndividualmente estas fuerzas sonsu"cientes para mantener la integridad estructural de las zonas deuni!n, pero su efecto es acumulativo y le imparte estabilidadtermodinámica. Las fuerzas intermoleculares estabilizantes de la reddel gel son los enlaces de puentes de hidr!geno y las interacciones

hidrof!bicas &'hen y Koslyn s, 571M*.

Est"$ct$"a 0$6 ica %e !as s$stancias &7&ticas La estructura química de la pectina está básicamente constituida pordos tipos de polímerosA galacturonanos, cuyo esqueleto principal estáformado por residuos de ácido galactur!nico &% %* conectadosmediante enlaces 4 &5N+* y ramnogalacturonanos formado porresiduos alternados de % % y ramnosa &?am*.

II 8ATERIALES 9 8ETODOS

2.1. L$(a" %e T"a)a#o

El traba#o de e$tracci!n se realiz! en el Laboratorio de :rocesos de%groindustriales de carrera :rofesional de Bngeniería %groindustrial dela Dniversidad =acional @icaela Gastidas de %purímac.

2.2. 8ate"ia!es : e0$i&os

2.2.1 8ate"ia P"i a

Los frutos de pomelo fueron traídos del Cistrito de alavera,:rovincia de %ndahuaylas departamento de %purímac, de lascuales se utilizaron 800 gramos de cascara de pomelo.

2.2.2 Reacti5os 0$6 icos

• %lcohol Etílico• %lmid!n citrico

2.2.* 8ate"ia! %e 5i%"io

• erm!metros• Farilla de vidrio• :lacas :etri

2.2., E0$i&os

• Galanza manual• Galanza comercial• Galanza analítica• Estufa


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2.2.; Ot"os 8ate"ia!es

• amices• )lla de acero ino$idable

2.2.< P"e&a"aci+n %e 8$est"as

'on el "n de preparar las muestras para la e$tracci!n depectina, se prepararon el pomelo de forma uniformesometiéndose a los siguientes procesos descritos a continuaci!n&6igura =J 5*A

8ate"ia &"i a

e utiliza preferentemente la fruta sana, de madurezintermedia, sin presentar magulladuras en la corteza y partesen estado de descomposici!n9 esto para obtener un buenrendimiento y buena calidad de pectina.

La5a%o/ Curante > minutos con agua potable a chorrocontinuo, se somete a las cáscaras a un lavado, para eliminarsustancias solubles en agua caliente, las cuales per#udican suscaracterísticas organolépticas, es decir, puede la pectinaadquirir mal sabor y olor.

Pe!a%o/ 'onsiste en la separaci!n de la cascara &mesocarpio ye$ocarpio* de la pulpa de la toron#a.

Co"ta%o/ e realiza para reducir el tamaño de los pedazos de lacascara, para aumentar el área super"cial de contacto deliquido acidulado.

E=t"acci+n/ % las cáscaras cortadas se las somete a unahidr!lisis ácida, durante >2 minutos apro$imadamente en aguaacidulada &p( O / P /.1, utilizando ácido cítrico*, en una relaci!ncáscaras Q agua acidulada de 5Q2, a 87R' y agitaci!nconstante.

:roceso en que la protopectina &insoluble en agua* presenteen la materia prima se transforma en pectina &soluble en agua*,que luego es fácilmente separada del resto de componentesinsolubles de la materia prima &celulosa especialmente*. Esimportante mencionar que para realizar la hidr!lisis ácida seutiliza agua desmineralizada, con el prop!sito de eliminarespecialmente los iones calcio, los cuales tienen un efectonegativo en el rendimiento del proceso.

Fi!t"aci+n/ Los residuos vegetales se separan de la soluci!nheterogénea mediante "ltraci!n por medio de un tamiz,

haciendo un poco de presi!n, para obtener una soluci!n decolor amarillo oscuro, libre de solido, y una torta residual.


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P"eci&itaci+n/ e lleva a cabo con la "nalidad de precipitarmediante la adici!n de alcohol de concentraci!n 103 FQF.

Re&oso/ e de#a precipitar durante / minutos

Fi!t"aci+n/ e realiza para eliminar el agua por medio de tamiz,haciendo un poco de presi!n.

Seca%o/ 'ontrolando la temperatura a 12R', durante 8 horaspara secarla totalmente, se obtiene pectina s!lida, para estaoperaci!n se utiliza una estufa.

8o!ien%a/ La pectina seca es sometida a un proceso demolienda hasta pulverizaci!n total.

Fi($"a N> 1/ Ciagrama de bloques de e$tracci!n de pectina depomelo.

8ATERIA PRI8A

LAVADO

CORTADO

PELADO

8OLIENDA 9 ENVASADO

SECADO

E?TRACCION

PRECIPITACION

FILTRACION

REPOSO

FILTRADO

PECTINA

1/; A($aaci%$!a%a

P@ / 2 2.<

*; 8in$tos

Concent"aci+n


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III RESULTADOS*.1 Datos

@ateria prima O 800 gr

:laca vacía O +>.18gr

:laca S muestra eca O 2/.8/gr

@uestra total seca O 7.5+ gr

*.2 Ren%i iento

/20gr 5003

7.5+ gr $

T O &7.5+grU500*Q/20gr

? *.


11/11

3(bs O &2/.8/ 0.002*Q&>.>1*

@)s 1;.J1

*., Costo %e &"o%$cci+nCANTIDAD PRECIO

to"on#a '' (". '.,'Ene"(6a e!7ct"ica ". '.;'INSU8OSAci%o c6t"ico 1

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