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PRCTICA N1: EXTRACCIN DE PECTINAS
V. RESULTADOS Y DISCUSIN
En la presente prctica de laboratorio se evalu el rendimiento
obtenido de
pectina mediante una hidrlisis cida a partir de la extraccin de
subproductos
de la industria de zumos de ctricos como lo son las cscaras de
naranja (Citrus
sinensis), obtenindose los siguientes resultados:
Tabla 1.Rendimiento de pectina (%) a partir de cscara de naranja
(Citrus
sinensis)
Materia PrimaPeso
Cscaras (g)
Peso final:Pectina
obtenida (g)
Rendimiento(%)
Cscara de
Naranja100 0.2166 0.2166
La Pectina es una sustancia de origen vegetal, presente en las
plantas,
principalmente en sus frutos, su caracterstica principal es ser
un gelificante
natural. El mtodo ms conocido para obtener pectina es la
hidrlisis cida, el
cual consiste en someter a las cscaras a una coccin en medio
cido, posterior
filtracin y purificacin, con lo cual se logra separar la pectina
presente del
resto de compuestos de las cscaras, para luego secarla y molerla
hasta tener
un fino polvo listo para comercializarlo (Ocampo y Ros,
2008).
Pilnik y Voragen (1970), manifiestan que son varias las formas
de determinar
las sustancias pcticas en el material vegetal, y se divide
fundamentalmente los
mtodos que aplican la extraccin del material pctico y su
posterior anlisis;
es as, que debido a la naturaleza heterognea de las sustancias
pcticas, los
resultados varan de un mtodo a otro debido al estado de la
pectina, el tipo de
tejido vegetal, entre otros; en la presenta prctica de
laboratorio se emple el
mtodo de hidrlisis cida para la extraccin de pectina utilizando
como agente
de extraccin cida el cido clorhdrico a una relacin 1/6 (Kg de
cscara de
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naranja/L de agua acidulada) y pH 1.8, obtenindose un
rendimiento de 0.21%
de pectina seca (Tabla 1).
De acuerdo a Kelco (2005), la extraccin de pectina a nivel
industrial suele
realizarse con agua caliente acidificada (hidrlisis cida); sta
se realiza con
cido diluido (pH 1.5 3.0), en un rango de temperatura de
60-100C. El
extracto es filtrado y la pectina es precipitada, con lo cual se
logra separar la
pectina presente del resto de los compuestos de la cscara, para
luego secarla y
molerla hasta obtener un fino polvo listo para
comercializarlo.
Segn lo propuesto por Kelco (2005), Pilnik y Voragen (2000),
Ocampo y Ros
(2008); el proceso de extraccin de las pectinas es
efectivamente, una simple
hidrlisis cida, para lo cual existen dos mtodos: abierto y
cerrado. Para
nuestro caso se utiliz el mtodo abierto, el cual consisti en
calentar la
solucin en un recipiente abierto a la atmsfera.
Segn Glahn (2000), un proceso para la fabricacin de pectina de
los ctricos
consiste en calentar la cscara molida en agua a 96 98C por l0
minutos, a fin
de inactivar las enzimas pectolticas. La cscara calentada se
lava con agua fra,y la pectina se extrae con cido diluido a alta
temperatura. La hidrlisis cida
convierte la protopectina en pectina soluble. En nuestro caso la
extraccin fue
con agua acidulada a un pH de 1.8 y a una temperatura
aproximadamente de
70 C por 70 minutos.
La pectina en el extracto se precipita como un complejo de
pectina con
aluminio, aadiendo cantidades determinadas de cloruro de
aluminio y
carbonato de sodio o hidrxido de amonio y sulfato de aluminio.
La sal
compleja de color verde opaco, llamada pectina verde" se trata
posteriormente
con alcohol acidificado para regenerar la pectina. La pectina
del extracto puede
recuperarse tambin por precipitacin en alcohol, generalmente
isoproplico
(Charles, 2007). En nuestra prctica de laboratorio se utiliz
alcohol (etanol)
de 96 para realizar el proceso de precipitacin.
Segn Fishman (2000), La pectina se seca hasta un contenido de
humedad de
6 a 8 %. Este paso puede llevarse a cabo en un secador al vaco,
pero en todo
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caso la temperatura no deber ser mayor de 70C pues un
sobrecalentamiento
es perjudicial para la calidad. La pectina seca se pulveriza en
un molino de
martillos hasta un tamao de malla 60 y luego se envasa. En
nuestra experienciala pectina se llev a la estufa para secar a una
temperatura menor a 70C pues
como se indica en la bibliografa mayores temperaturas pueden
causar la
prdida de propiedades inherentes a la pectina.
Segn Ocampo y Ros (2008), otra forma de extraccin es que se
quita la
corteza de una naranja, eliminando la parte amarilla de la
corteza. Pesar 25 g
de alveolo y dividido finamente, luego transferirlo a un beaker
de 250 ml.
Adicionar 50 ml de agua caliente y dejar hervir durante 20
minutos. Decantar
y eliminar el agua. Repetir el lavado con 50 ml de agua caliente
y eliminar
nuevamente el agua. El agua remueve las sales solubles mientras
que la pectina
permanece insoluble a este pH.
Wong (1995). Adicionar nuevamente a la pulpa 50 ml de agua
caliente y HCl
6 N gota a gota hasta un pH de 3, condicin indispensable para la
obtencin de
pectina. Se debe agitar continuamente. Tapar el beaker con un
vidrio de reloj y
dejar hervir durante 15 minutos. Filtrar sobre tela o lienzo,
exprimiendo el
lquido cido que contiene las pectinas. Medir el volumen del
lquido y
adicionar volumen y medio de etanol a 95%. El precipitado
formado es la
pectina. Filtrar la pectina y dejarla secar a una temperatura
inferior a 70 C. En
nuestro caso se trabaj de distinta forma a este mtodo, pues se
trabaj
utilizando toda la cascara de la naranja (Citrus sinensis).
En la precipitacin de las pectinas se recomienda un volumen de
alcohol
equivalente al 80% de la solucin que se va a precipitar. Sin
embargo, en
ensayos de laboratorio se encontr que disminuyendo el volumen de
alcohol a
un equivalente el 60% del volumen de la solucin no se disminuye
el
rendimiento de una manera notable y si disminuyen los costos
sustancialmente.
El alcohol que se usa en la precipitacin se recupera, para ser
reutilizado, por
destilacin (Attri, 1996).
Para Velasco (2007). La pectina es soluble en alcohol, acetona,
ter y casi todos
los disolventes orgnicos. Algunos electrolitos como: cloruro de
Aluminio,
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Sulfato de Amonio, Sulfato de Cobre, Cloruro Frrico, Sulfato de
Magnesio y
Sulfato de Aluminio, precipitan a la pectina en solucin, en
condiciones
apropiadas de pH.
Segn Devia (2003), dice que las pectinas se obtienen de
materiales vegetales
que tienen un alto contenido de stas, tales como manzanas,
frutas ctricas,
pia, guayaba dulce, tomate de rbol, maracuy y remolacha. Los
subproductos
de la industria de zumos de frutas, bagazo de manzanas y albedos
de ctricos
(limn, limn verde, naranja, toronja), constituyen bsicamente las
fuentes
industriales de pectinas. Debido a esto se opt por la utilizacin
de la cscara
de naranja para la obtencin de pectina, as tambin podramos
utilizar otros
subproductos provenientes de la agroindustria peruana;
primordialmente
ctricos.
Charchalac (2008). El proceso de secado de la pectina se realiz
a baja
temperatura (60C) en una corriente de aire caliente, por unas
doce horas, o el
aire libre durante varios das. Cuando se usa una estufa para el
secado se
observa que el color de la pectina se oscurece, este hecho se
observ en nuestra
prctica, pasando de un color amarillento a un color ms oscuro
despus del
secado.
Otro factor de considerable incidencia en el proceso de
extraccin, son las
caractersticas del producto (naranja) ya que este determinar la
calidad de la
pectina y su posterior destinatario. Los parmetros indicadores
de este factor
son el tamao del polmero, medido como cido galacturnico, la
cantidad de
grupos carboxilo esterificados presentes en la molcula y la
cantidad de grupos
metilo que esterifican a estos grupos carboxilo (Gmez,
1998).
Todos estos factores fueron influyentes en el proceso de
extraccin de pectina
a partir de cascara de naranja. Se lograron extraer 0.2166
gramos de pectina
bruta en estado viscoso, a partir de estos valores medidos se
puede calcular el
rendimiento de pectina Anexo 1.
Devia (2003) en el proceso para producir Pectinas Ctricas;
concluy que es
posible obtener una pectina en un rendimiento cercano al 10% y
con buenas
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caractersticas de gelacin por una extraccin en medio cido, con
un pH
cercano a 2.0 y tiempo de hidrlisis de unos 30 a 40 minutos.
Para mejorar el
rendimiento se puede hacer una segunda hidrlisis del residuo que
se obtieneuna vez filtrada la mezcla inicial. Para nuestro caso, se
utiliz agua acidulada
(HCL) con un pH de 1.8 y tiempo de hidrlisis de unos 70 minutos
a 70 C
obteniendo un rendimiento de 0.21%, por lo que nuestros rangos
de extraccin
no fueron los ms ptimos, ya que obtuvimos un rendimiento muy
bajo debido
al tiempo y temperatura de hidrlisis.
VI. CONCLUSIONES
Se conoci el flujo de procesamiento para la extraccin de pectina
a partir
de cscaras de naranja (Citrus sinensis).
Se pudo observar el efecto del alcohol para precipitar la
pectina obtenindose
as una pectina lquida de color medio amarillo verdosa propia de
los
pigmentos de la cscara de la naranja (Citrus sinensis)
Se demostr que la temperatura y el tiempo de hidrlisis cida
influyen
notablemente sobre el proceso de extraccin de las pectinas de la
cscara
de la naranja (Citrus sinensis).
Se obtuvo un rendimiento de 0.2166 % de pectina en base seca, es
decir se
obtuvieron 0.2166 gramos de pectina por cada 100 gramos de
cscaras de
naranja (materia prima).
VII. RECOMENDACIONES
La pectina es muy susceptible a la degradacin enzimtica, por lo
cual se
debe extraerse inmediatamente tanto como sea posible.
Trabajar de manera ordenada, siguiendo los pasos ya
indicados.
Las personas a preparar la pectina deben estar con la limpias y
vestidas
con la debido indumentaria.
Los materiales a utilizar deben estar estriles, lavados, boca
abajo.
Dejar escurrir boca abajo sobre un lienzo o secador limpio
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Realizar los anlisis correspondientes, para asegurarnos la
calidad de la
pectina.
Medir el rendimiento de la pectina.
VIII. BIBLIOGRAFA
Attri, B.L. 1996. Mtodos para la extraccin pectinas. Pag
89-91.
Charchalac, Lilian Raquel. 2008. Efecto del agente de extraccin
y tiempo de
hidrlisis cida en el rendimiento de pectina de cscaras de
maracuy
(Passiflora edulis var. Flavicarpa). Tesis de Ingeniera en
Industrias
alimentarias, Universidad Zamorano, honduras. 29pp.
Charles M., 2007. Cultivo de Ctricos. 2da edicin.
Devia J., 2003. Proceso para producir pectinas ctricas.
Medellin, CO. Revista
Universidad EAFIT 120. 2130.
Fishman, M.L. 2000. Extraccin de Pectinas. U.S. Patente 6,
143,337.
Glahn, P.E. 2000. Pectina, procesos y composicin. U.S. Patente
6, 159,503.
Gmez, Z.F. 1998. Factibilidad Tcnica del Aislamiento y la
caracterizacin
de Pectina ctrica para el Sector Agroindustrial.
Iglesias, MT; Lozano, JE. 2003. Extraction and characterization
of sunflower
pectin. Journal of Food Engineering. Vol. 62: 215-223.
Kelco C.P. 2005. Powder Characteristics and Storage Stability.
Disponible
en: http://www.cpkelco.com/pectin/raw_material.html.
Ocampo R., Ros L., 2008. Curso prctico de qumica orgnica.
Enfocado a
biologa y alimentos
Pilnik, W. y Voragen, A.G. 1970. Pectic substances and other
uronides. Enhulme, A. A. ed. The Biochemistry of Fruits and their
products. London,
Academic Press. Vol. 1. Pd. 53-80.
Wong, D. W. 1995. Qumica de los alimentos: mecanismo y teora.
Zaragoza.
Acribia. 476 p.
Velasco B.(2007) Obtencin de la Pectina a partir de la cscara de
la naranja.
Pdf.
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ANEXOS
Cuadro 1.Rendimiento de pectina en varios frutos a nivel de
laboratorio.
Fuente: Iglesias y Lozano, (2003).
Figura 1. Diagrama de bloques para la obtencin de pectina a
partir dectricos.
Figura 2.Cscaras de naranja.
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Figura 3. Corte de la cscara de naranja en trozos pequeos.
Figura 4. Hidrolisis cida.
Figura 5. Pectina seca.
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Rendimiento final:
Cscara de Naranja:
=W final de Pectina
W de Cscara de Naranja 100 =
0. 2166
100 100
= . %
Acidez alcanzada: pH=1.8
