Obtención de la pectina a partir de desechos industriales de maracuyá (página 2)

P.e.B.s.a., laboratorio de
Control de
Calidad, Pascuales.

La metodología empleada para el desarrollo de
esta Tesis fue el
analítico – sintético.

Partiendo del tema de investigación se pudo realizar la
descomposición del mismo en sus partes elementales para de
esta manera comprender su estructura y
así, planificar los capítulos y subcapítulos
del mismo.

Mediante la síntesis
de contexto se logró la completa comprensión de la
esencia de lo que se ha investigado. El empleo de
técnicas secundarias tales como: textos,
revistas, materia
dictada en el transcurso de la carrera y la información obtenida a través del
Internet,
permitió la recopilación de datos para
completar este informe.

Diagrama de Flujo para la
Obtención de la Pectina

Materia Prima

• Selección à consiste en clasificar la fruta
  de maracuyá, debe estar sana, libre de magulladuras,
  picaduras y partes obscuras.
• Cortado à
  partir la fruta por la mitad para eliminar las partes no
  aprovechables (semillas y jugo) y obtener solamente la
  cáscara, luego cortarla en partes
  pequeñas.
• Secado à
  colocar los trozos de cáscara en trozos en una estufa
  por una hora a 60°C, para eliminar la humedad y evitar que
  se deteriore.
• Molienda à a la cáscara seca se la
  tritura en un molino para que faciliten luego la
  operación.
• Pesada à
  Primero pesar las cáscaras húmedas con el fin de
  determinar el peso promedio, luego pesar las cáscaras
  secas y molidas para proceder al respectivo análisis.
• Extracción de la Pectina à Se realizarán dos tipos
  de proceso de
  extracción: una como medio de extracción el
  ácido clorhídrico y en el otro ácido
  sulfúrico.
• Filtración à el extracto líquido se
  separa de la cáscara molida por medio de la
  filtración.
• Decoloración à como el extracto que se obtiene
  es un poco turbio, es necesario decolorarlo.
• Precipitación à el extracto ligeramente
  decolorado es precipitado mediante la adición de
  alcohol, el
  cual rápidamente forma coágulos gelatinosos, es
  decir formando un gel, el mismo que tiene una coloración
  cremosa.
• Filtración à el precipitado obtenido se lo
  lleva a filtración para poder
  separarlo del alcohol.
• lavado del Precipitado à este lavado se lo realiza con
  el objeto de eliminar el ácido clorhídrico que se
  encuentra impregnado en la pectina precipitada, esto se logra
  mediante sucesivos lavados, con alcohol al 60%.
• Secado à
  una vez lavada y filtrada la pectina se procede a secarla en
  una estufa por una hora a 60°C, cuando está bien
  seca la pesamos.
• Molienda à la pectina seca es finalmente
  pulverizada, obteniendo una coloración
  beige.

2. REVISION
   DE LITERATURA

1. GENERALIDADES

1. Generalidades de la Pectina

Braverman J.B.S. (1967), introducción a la bioquímica de los alimentos
señala: Las pectinas o sustancias pécticas son
polisacáridos que se componen principalmente de ácidos
poligalacturónicos coloides, se hallan en los tejidos de las
plantas.

Las pectinas tienen la capacidad de formar geles con
compuestos polihidroxilados, como los azúcares o
cantidades diminutas de iones polivalentes.

Kertesz Z.I.(1951), the pectic substances indica: El
nombre de pectina, es originado del término griego
(coagulado, duro) fue empleado para denominar a estas
sustancias por Braconnot en 1825, en reconocimiento a su
capacidad de formar geles. En realidad se trata de sustancias
estrechamente relacionadas. Estas llenan los espacios
intercelulares en los tejidos vegetales. En los tejidos
jóvenes especialmente en los frutos, las pectinas se
encuentran en cantidades abundantes formando canales anchos,
apartando entre sí a las células.

1. Estructura de la
   Pectina

Lawrence (1976), Pectina muestra: Las
sustancias pécticas son polímeros lineales del
ácido galacturónico, que tienen una parte
más o menos amplia de grupos
carboxilos esterificados por radicales metilo.

La base de su estructura química la
constituye el ácido D-galacturónico, cuyos grupos
carboxilos están esterificados por radicales metilos en
diferente proporción, lo que le da un grado de
metilación del cual dependerá su capacidad de
producir geles en condiciones normales con azúcar y ácido.

www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/2006228/teoria/obmerm/p3.htm
avisa: El grado de metilación mencionado, es lo que
hará que a las pectinas se les pueda clasificar entre
las de alto contenido de metoxilos o las de bajo contenido de
metoxilo.

Estudios de Voragen y Pilnik se han orientado hacia la
aclaración de la estructura de la pectina en
relación a los cambios que pueda sufrir al ser
extraída de los frutos, sobre todo de los
cítricos para la producción comercial, pues se sabe que
los diferentes métodos
de extracción hacen variar las propiedades y
características de las pectinas, sobre todo su capacidad
de producir geles, que es la característica más
importante.

Kertesz Z.I.(1951), the pectin substances apunta: Las
sustancias pécticas se encuentran principalmente en las
paredes celulares y los espacios intercelulares de los tejidos
vegetales; son capaces de retener gran cantidad de agua y
participan en la transferencia de agua en las
plantas.

1. Braverman J.B.S. (1967), propiedades de la pectina
   señala: La pectina es la más conocida de las
   sustancias pécticas. Es un material de peso
   molecular elevado; se dispersa en el agua
   para formar una solución coloidal viscosa
   reversible, es decir que pueda ser disuelta en agua,
   precipitada, secada y redisuelta, sin perder sus
   propiedades físicas.

   La pectina seca se disuelve en agua; la
   solución se efectúa más
   rápidamente por medio del calor y
   por adición de azúcar.

   El alcohol y varias sales precipitan las pectinas,
   se obtendrá una solución clara por
   transición de luz y
   obscura si la luz es reflejada.

   Bajo el microscopio se encontrará en
   ésta solución numerosas partículas en
   libre movimiento, estas partículas
   varían en tamaño, aunque todas son
   pequeñas.

2. Propiedades Físicas
3. Propiedades Químicas

Amos A. J. (1969), manual de
industrias
de los alimentos/Pectina indica: El principal componente de la
pectina es el ácido galacturónico parcialmente
metilado.

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. Si se usa amoniaco durante la
desestirificación de las pectinas de alto metoxilo
serán convertidos en grupos amidas.

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.

www.ucm.es/info/nutrihum/Nutricion05-06.pdf afirma:
Desde entonces se ha comprobado que el contenido de metoxil es
crítico para la facilidad en la formación de gel.
Al ác. Galacturónico se le agrega los grupos
ésteres. Y el éster del ác.
Galacturónico con los arabanos forman la molécula
de la pectina, de gran tamaño que se encuentra en los
tejidos de las frutas.

Los álcalis destruyen las pectinas aún
en estado
frío, mientras que la acidez débil también
le afecta pero bajo la influencia de calor. Las temperaturas
altas sin la intervención de otro agente, parten la
molécula de la pectina, que invariablemente provocan la
reducción de su poder gelificante.

1. Localización

Avila J. (1979), Diccionario
de los Alimentos muestra: Las pectinas se encuentran en las
plantas esencialmente bajo cuatro formas distintas según
su solubilidad y composición.

1. Kertsz Z.I.(1951), Passion substnaces
   señala: Está acumulada en los jugos de las
   bayas especialmente y es de gran tendencia a la
   formación de geles.

2. Pectina Disuelta en los Jugos
   Vegetales
1. Pectina Fácilmente Soluble en
   Agua Caliente

Loesecke H.W.(1949), Outlines of food Technology
afirma: Se obtiene de la carne de los frutos que han sido
privados de su jugo, o de otras partes de las plantas prensadas
o hervidas con alcohol, por una corta ebullición en agua
o por un calentamiento de mayor duración con agua a 80 –
90 °C y precipitados de estos extractos por medio de
alcohol.

Su composición es variable, parcialmente
descompuesta por fermentación y con gran tendencia a la
formación de geles. Una vez aislada es reversiblemente
soluble en agua fría.

1. Pectina Genuina Estable de las Laminillas
   Centrales

www.food-info.net/es/qa/qa-wi6/solubilidad.htm avisa:
Se encuentra bajo una forma completamente insoluble en agua
fría, sustancia fundamental que constituye el esqueleto
de los frutos carnosos y de las raíces, así como
de las partes verdes de las hojas y los tallos.

Consiste probablemente del carbón con sales de
ácido pectínico. Se disuelve lentamente por
ebullición con agua durante largo tiempo y
más rápidamente bajo presión,
y en este caso resulta por desdoblamiento hidrólico una
forma química modificada, la hidrapectina.

Una vez conseguido el extracto se puede precipitar en
su mayor parte con alcohol.

1. Combinaciones Intercelulares de Pectina y
   Lignina

www.lalinaza.com/pectina.htm apunta: Se trata
aquí de formas de transición de la pectina a la
lignina, (según Ehrlich por la acción enzimática y procesos
químicos, la pectina se convierte en lignina) que se
encuentra en la parte leñosa de los tallos.

En la hidrólisis con ácidos, dan los
productos de
desdoblamiento de la pectina normal, pero en otras proporciones
y entre ellos, dan siempre una sustancia que en sus propiedades
y reacciones es muy parecida a la lignina.

1. Características

1. Precipitación

Hurtado P.F.(1968), Propiedades químicas de la
pectina señala: 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.

Esta precipitación puede lograrse
también mediante ciertas sales, como sulfato de aluminio e
hidróxido amónico, con lo que se forma
hidróxido de aluminio.

Cuando la precipitación se logra por
adición de alcohol o acetona en más de un 60% la
pectina precipita en forma de hilos, fibras y masas
esponjosas.

1. Solubilidad

Braverman(1967), Introducción a la
química de los alimentos/pectina/solubilidad afirma: Una
vez lograda la precipitación de la pectina, ésta
puede ser secada y convertida en polvo siendo el tamaño
de la partícula un factor importante.

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 poco
de azúcar (5 – 8 veces su peso), sales amortiguadoras, o
también humedecer con etanol antes de añadir
agua.

Al adicionarles pequeñas cantidades de iones
metálicos como aluminio, cobre,
níquel, hierro,
etc., se logrará un aumento en la dispersión. La
dispersibilidad de las partículas está en
función del revestimiento con una capa
delgada de iones tales como: aluminio, níquel, cromo y
cobre.

1. Degradación

Braverman J.B.S.(1967), Introducción a la
bioquímica de los alimentos/pectina/degradación
enzimátiza anuncia: Según Cheftel, las pectinas
una vez liberadas de sus enlaces con la celulosa
pueden degradarse según dos procesos
diferentes:

• Despolimerización.- El calentamiento
  en medio ácido o la acción de hidrolasas
  (pectinasas, pectino-hidrolasas, etc.) originan escisiones de
  las cadenas en trozos más cortos. La acción de
  estas enzimas se
  llevan a cabo a un pH
  óptimo de 4.0 a menos que sea la
  polimetilgalacturonasa, en la despolimerización
  sólo se produce la ruptura de los restos de
  ácido galacturónico no metilados.

Las poligalacturonasas producidas por las levaduras
son endoglucosidasas que pueden romper la cadena
péctica, o bien reducirla en ácidos
digalacturónico y galacturónico.

También existen enzimas (exogalacturonasas)
capaces de despolimerizar completamente la cadena
péctica; éstas se preparan
industrialmente.

• Desmetilización.- Durante el madurado
  de las frutas ocurre variaciones en la metilación, es
  decir con la maduración disminuye el grado de
  metilación.

Kertsz Z.I.(1951), The pectic substances/Enzimatic
degradation indica: La acción de alcoholes
aún en frío, o de las pectinometilesterasas tiene
como efecto desmetilar la pectina que se transforma en
ác. Péctico, insoluble en agua, el calentamiento
en medio ácido también puede efectuarse la
desmetilación pero al mismo tiempo fragmenta la cadena
poligalacturónica.

1. Coagulación

www.lalinaza.com/pectina.htm avisa: Según
Doesburg el fenómeno de coagulación de las
pectinas depende de los siguientes factores:

1. Constituyentes del compuesto orgánico
   añadido.
2. Presencia, distribución y números de grupos
   disociados o disueltos y sus
   características.
3. El número de ramificaciones y no
   ramificaciones de los polímeros.
4. Concentración de los
   polímeros.
5. El grado de polimerización de los
   polímeros.
6. Valencia de los electrolitos.
7. Presencia de grupos terminales que son encubridores
   de los grupos funcionales, que después con los grupos
   disociados influyen en los cambios con los
   polímeros.

4. Grado de Metilación

Braverman J.B.S.(1967), Introducción a la
bioquímica de los alimentos/pectina/Grado de
metilación apunta: Como parte de la estructura de la
pectina se encuentran los grupos carboxilos, los cuales son
esterificados por radicales metilo, a éstos se los
conoce como metilación de una pectina.

La importancia de la metilación radica con la
propiedad
más importante de la pectina que es la capacidad de
formar geles.

1. Pectina de Gelificación
   Rápida

Con un grado de metilación de por lo menos el
70%, que forma geles con adición de azúcar y
ácidos a pH de 3,0 – 3,4; y a temperaturas superiores a
los 85°C. Esta pectina produce el espesamiento o
gelificación al poco tiempo de ser agregada. Esto
mantiene las frutas y las partículas de pulpa
uniformemente en todo el lote o en los envases, evitando el
problema de "flotación".

1. Pectina de Gelificación
   Lenta

www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/2006228/teoria/obmerm/p3.htm
señala: Con un grado de metilación entre el 50 –
70%, que forma geles con azúcar y ácido a pH
óptimo entre 2,8 – 3,2 y su gelificación puede
empezar a temperaturas menores a 85°C.

El uso de esta pectina evita que la jalea se
solidifique antes de ser colocada en los envases.

1. Pectina de Alto Contenido de
   Metilación

Son aquellas que forman geles con un contenido de
azúcar superior al 50%.

Cuando la pectina tiene un alto contenido de metoxilo
el grado de hidratación se reduce mediante la
adición de azúcar y la disminución de
carga eléctrica que se consigue por un aporte de iones
(hidrógeno) H+, o dicho de otra
forma de ácido, el enlace de unas moléculas
pécticas a otras queda básicamente asegurado, en
este caso por uniones de hidrógeno entre grupos
hidroxilos, éstos son enlaces débiles y los geles
pécticos de este tipo se caracterizan por una gran
plasticidad, lo que induce a pensar que se debe a la movilidad
de unas moléculas con relación a
otras.

1. Pectina de Bajo Contenido de
   Metilación

www.producciondepectina/gradosdemetilacion.htm
anuncia: Tiene un grado de metilación inferior al 50%.
No forma geles con adición de azúcar y
ácido; pero sí en presencia de iones divalentes
como el calcio, magnesio y otros.

Este tipo de gel se denomina "gel iónico" en
este caso la pectina tiene gran cantidad de grupos -COOH. Si se
agrega una sustancia que pueda formar un enlace entre
éstos se formará un gel.

Los geles iónicos se emplean como alimento
dietético de bajo valor
calorífico, útiles para
diabéticos.

4. Usos y Aplicaciones de la
   Pectina

Amos A.J.(1969), Manual de industrias de los
alimentos/pectina/usos afirma: El uso principal de las pectinas
es para la fabricación de jaleas y conservas de
frutas.

Las industrias de productos de frutas emplean pectina
líquida y pectina en polvo, y algunas empresas
fabrican su propia pectina.

• Empleo de la pectina en alimentos.- la
  pectina es utilizada en la preparación de geles,
  mermeladas, jaleas, como estabilizantes, etc.
• Empleo de pectinas para fines medicinales.-
  la pectina puede ser utilizada como emulgente para la
  preparación de ungüentos, polvos, tabletas y
  otros medicamentos.

4. Posibles Sustitutos de la
   Pectina

Kirk, Othmer(1962), Enciclopedia de Tecnología
Química/Pectinas/sustitutos de la Pectina indica: Entre
los principales tenemos:

Agar-agar, carragenina, goma de zapote, gelatinas sin
sabor y almidón modificado.

4. Pectina como Agente Gelificante

Calvet(1959), Química general Aplicada a la
Industria/pectina/agente gelificante
señala: La etapa más crítica para la obtención de una
buena mermelada o jalea lo constituye la etapa de cocimiento,
en la cual se debe producir el fenómeno de
gelificación en forma adecuada, factor muy importante en
la calidad del
producto
final.

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.

4. Propiedades del Poder
   Gelificante

Braverman J.B.S.(1967), Introducción a la
bioquímica de los alimentos/pectina/gelificación
muestra: Desde el punto de vista de la tecnología
alimentaria la propiedad más importante de las pectinas
es su aptitud para formar geles; por lo que concierne a la
pectina en sí misma, los caracteres del gel dependen
esencialmente de dos factores: Longitud de la molécula
péctica y su grado de metilación.

Para un mismo contenido en pectina del gel final la
longitud de la molécula condiciona su rigidez o firmeza;
por debajo de una cierta longitud molecular una pectina no
forma geles, cualquiera que sea la dosis empleada y las
restantes condiciones del medio. En cuanto al 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.

2. ESTUDIO DE LA MATERIA
   PRIMA

4. Característica de la Planta de
   Maracuyá

www.upbusiness.net/Descripcióndelproducto.html apunta:
La familia
de las Passifloraceae cuenta con 600 especies herbáceas
o plantas que dan frutos, de las cuales 2 son cultivadas
industrialmente: la Passiflora edulis sims o Fruta de la
Pasión Morada y la Passiflora edulis flavicarpa o Fruta
de la Pasión Amarilla.

Mientras que la Fruta de la Pasión Morada crece
a altitudes en áreas templadas, la variedad amarilla es
más adaptable a las bajas regiones
tropicales.

www.agronegocios.gob.sv/comoproducir/guiascenta/Maracu.pdf
afirma: La passiflora es una planta trepadora que tiene
zarcillos y con una base de madera; los
tallos alcanzan entre 20 y 50 mts. de largo, y algunas veces
crecen hasta 80 mts.

Las hojas de la planta son ovaladas, lobuladas,
dentadas de color verde
claro para la variedad morada y más larga con marcas rojizas
similares al tallo en la variedad amarilla.

www.upbusiness.net/descripcióndelproducto
indica: Las flores son blancas con estrías moradas que
se vuelven más desarrolladas con la variedad
flavicarpa.

www.agronegocios.gob.sv/comoproducir/guiascenta/Maracu.pdf
indica: La fruta es como una baya redonda u ovoide, con un
diámetro de 35 a 80 mm y un peso hasta de 30 gr. La
Fruta de la Pasión Amarilla es más larga que la
Morada. La delgadez, el grosor de la piel depende
de la variedad ya sea si es morada o amarilla. El endocarpio es
blanco; la cavidad contiene numerosas pepitas comestibles con
una pulpa dulce de color naranja – amarillo con un aroma muy
característico. Cuando la fruta está madura se
cae al piso y empieza a arrugarse. Para exportación como fruta fresca este
deberá ser cosechado antes de este estado.

La variedad amarilla es más rica en minerales y en
vitamina A que la morada. Ambas variedades tienen propiedades
sedantes y relajantes.

4. Variedad Principal entre el Maracuyá
   Amarillo y el Púrpura

4. Composición
   Química

www.huitoto.udea.edu.co/FrutasTropicales/maracuya.html
indica: Estudios realizados sobre la composición
química revelan que el contenido total de sólidos
es de 19.6%, sólidos solubles 17.4%, carbohidratos 12.4% y ácidos
orgánicos 3.4%. Los carbohidratos por lo tanto
constituyen el 63.3% de sólidos totales y el 71.3% de
los sólidos solubles aproximadamente, estos
carbohidratos han son los siguientes:

• Azúcares
• Almidón
• Vitaminas
• Carotenoides
• Sustancias Pécticas
• Contenido de Nitrógeno

En resumen podemos decir, que la fruta del
maracuyá es un alimento nutritivo, rico en
carbohidratos, carotenos, ácido ascórbico,
ácido nicotínico, riboflavina y materias
minerales.

4. Valor Nutritivo

www.agronegocios.gob.sv/comoproducir/guiascenta/Maracu.pdf
muestra: Valor nutritivo de 0.01 kg de jugo de maracuyá
amarillo.

10. Procesamiento del
    Maracuyá

Lawrence A.A.(1976), proceso del Maracuyá
apunta: Para fabricar los distintos productos del
maracuyá es necesario primero extraer su jugo natural,
el cual se emplea en la elaboración de concentrados,
jugo natural preservado, mezclas de
jugos, néctares, refrescos, jarabes, ponches, cocotales,
ponches, helados, jaleas, mermeladas, pectinas, etc.

1. Jugos

www.Sniaecuador.org/internas/boletin07/boletín_contenido07.htm
señala: El jugo de maracuyá se extrae de la pulpa
mediante procesos tecnológicos adecuados.

Su color es amarillo-oro,
principalmente a causa de la presencia de pigmentos como el
caroteno xantófila esterificada y compuestos no
saponificables. Se caracteriza por poseer alta acidez, debido
al elevado porcentaje de ác. Cítrico, ác.
Tartárico en menor cantidad y ausencia de ác.
Oxálico.

1. Concentrado

www.proexant.org.ec/Ht_maracuy%C3%A1.html afirma: Para
la obtención del jugo concentrado es preciso que el
proceso tecnológico de producción ofrezca las
mejores garantías de conservación de las
características organolépticas y bioalimentarias
del jugo fresco.

1. Subproductos

www.detounpocotv.com/yerbas/maracuya.htm avisa:
Además de los productos anteriormente mencionados se
puede obtener algunos subproductos a partir de la
cáscara y de las semillas.

• Cáscaras.- la composición de
  las cáscaras muestran que tiene entre un 17 y un 20%
  de materia seca, alta en carbohidratos y fibra, baja en
  materiales
  solubles y es una buena fuente de proteína, pectina y
  minerales. Puede ser utilizada en la alimentación del
  ganado vacuno, también en las dietas de
  cerdo de engorde y crecimiento.

Un análisis de la cáscara deshidratada
mostró los siguientes resultados:

La cáscara fresca o deshidratada también
puede ser utilizada como abono.

• Semillas.- constituye del 7 al 12% del peso
  del fruto y contiene un 20% de lípidos, lo cual se lo puede utilizar
  como fuente de grasas
  comestibles o para uso industrial en la fabricación de
  barnices y pinturas.
• Tallos, Hojas y Plantas.- de estos se puede
  extraer la pasiflorita, que es un producto medicinal
  utilizado ampliamente en el Brasil por
  sus cualidades sedantes derivadas
  de la presencia de alcaloides.

3. INGENIERIA DEL
   PROCESO

3.1 Procedimiento
Técnico para la Extracción de la Pectina a Partir
de Desechos Industriales del Maracuyá

1. Procedimiento General

Se clasifica las frutas y se las lava para quitarle la
suciedad, se parten a la mitad y se separa la cáscara
del jugo. Una vez realizado esto se parten en pedazos
pequeños la cáscara y son calentadas en una
estufa para evitar que las enzimas causen alteraciones
perjudiciales a la buena calidad de la pectina.

La pectina se extrae por medio del agua caliente
acidulada, en un medio de pH bajo, el ácido empleado
puede ser ácido clorhídrico ó ácido
sulfúrico; el tiempo de calentamiento depende de la
temperatura
de extracción, cuanto más alta más corta
es la duración del calentamiento.

Dos horas de calentamiento a 79-85 °C o una hora a
95 °C pueden ser empleados.

El extracto líquido se separa del bagazo y
éste se prensa.

El extracto péctico turbio se deja reposar por
varias horas para su sedimentación. Cuando su
temperatura ha descendido a unos 38 °C, se eleva el pH a
4.5 y se agregan enzimas clarificadas para descomponer el
almidón, las dextrinas y algunas proteínas; después de esto el
extracto es rápidamente calentado para inactivar las
enzimas.

Se filtra y el extracto de pectina resultante se
precipita con etanol al 95% que contiene ácido
clorhídrico 0.05 N.

La pectina precipitada es lavada con etanol al 60%
hasta que quede libre de cloruros, finalmente se la seca a 60
°C; luego de secada se muele y se normalizan. La
recuperación de pectina varía entre el 14 y el
25% en base seca.

3.2 Selección de los Métodos de
Obtención

Se encontraron varios métodos de
extracción de la pectina, en algunos casos los procedimientos
están ligados al tipo de materia
prima utilizados como fuente de pectina. Para la
selección del proceso empleado en este trabajo de
investigación se consideró la disponibilidad de
equipos y la facilidad para la obtención de los
reactivos a nivel local.

El proceso como se indica más adelante consiste
básicamente de las siguientes operaciones:
secado, extracción, filtración,
decoloración, precipitación, lavado y
secado.

En el proceso de extracción se utilizan dos
reactivos el ác. Clorhídrico y el ác.
Sulfúrico, a fin de determinar el que produce mejor
rendimiento al extraer la pectina.

3.3 Descripción del Proceso Experimental
para la Obtención de la Pectina

1. Selección y Clasificación de la
   Fruta

Esta es una operación muy importante, consiste
en clasificar la fruta del maracuyá, la que debe estar
sana; es decir libre de magulladuras, picaduras y partes
obscuras.

En esta operación se hicieron los siguientes
análisis a la cáscara del maracuyá tanto
físicos como químicos.

Físicos: como son peso, longitud y
diámetro.

Químicos: como son: humedad, grasa,
proteína, fibra, acidez, pH y carbohidratos.

1. Cortado

Se partió la fruta por la mitad para eliminar
las partes no aprovechables (semillas y jugo) y obtener
solamente la cáscara que luego fue cortada en partes
pequeñas.

1. Secado

Luego de cortadas las cáscaras en trozos
pequeños se las colocó en una estufa por una hora
a 60 °C, con el objeto de eliminar la humedad y evitar que
se deteriore la misma por acción de las
enzimas.

1. Molienda

Cuando la cáscara estuvo seca se las
trituró en un molino de 800 r.p.m. para que faciliten
luego la operación.

1. Pesada

Primero fueron pesadas las cáscaras
húmedas con el fin de determinar su peso promedio, luego
se pesó las cáscaras secas y molidas para
proceder al respectivo análisis.

1. Extracción de la Pectina

Para el proceso de extracción se realizaron 2
tipos de pruebas: en
la una se utilizó como medio de extracción
ác. Clorhídrico y en la otra ác.
Sulfúrico, se pesaron muestras de 120g. de
cáscara y se traspasaron a un vaso de
precipitación de 1000 ml. Agregamos ClH 0.5%
(V/V) o SO4H2 en
solución acuosa al 1%. Las muestras se calentaron
durante 1 hr. a temperatura de 90 a 95 °C, luego de
transcurrido este tiempo se retiró el vaso y se lo
dejó enfriar, se tomó el pH de la mezcla y el
volumen de la
misma.

1. Filtración

El extracto líquido se separó de la
cáscara molida por medio de la filtración, a este
extracto se le determinó la densidad a
temperatura ambiente y
su volumen.

1. Decoloración

Como el extracto se lo obtiene con cierto grado de
turbidez es necesario decolorarlo utilizando para este
propósito tierras diatomeas, en la proporción de
1% en 100 ml. del concentrado. La decoloración se la
determina por medio de calentamiento a temperatura media y con
agitación constante durante 15 minutos, inmediatamente
se lo filtra en caliente para facilitar su
filtración.

1. Precipitación

El extracto ligeramente decolorado es precipitado
mediante la adición de alcohol, el cual
rápidamente forma coagulos gelatinosos, es decir
formando un gel, el mismo que tiene una coloración
cremosa.

Se eligió para esta operación el alcohol
etílico debido a que su costo es
bajo y lo hace apropiado para este tipo de precipitaciones, su
adquisición es fácil, muy utilizado en la
industria y puede ser recuperado por destilación y que luego será
utilizado para sus posteriores lavados.

1. Filtración

El precipitado obtenido se lo lleva a
filtración para poder separarlo del alcohol.

1. Lavado del Precipitado

Se realiza el lavado del precipitado con el objeto de
eliminar el ácido clorhídrico que se encuentra
impregnado en la pectina precipitada, esto se logra mediante
sucesivos lavados con alcohol a 60% hasta comprobar que ha sido
eliminado completamente el ácido. Esta
comprobación se realiza agregando unas gotas de nitrato
de plata al líquido filtrado hasta que no de
reacción positiva al ión
Cl-.

1. Secado

Una vez lavada y filtrada la pectina se procede a
secarla en una estufa por una hora a 60 °C, cuando
está bien seca la pesamos.

1. Molienda

La pectina seca es finalmente pulverizada; la pectina
obtenida tuvo una coloración beige.

3.4 Análisis del Producto
Obtenido

1. Identificación

Se lo puede identificar de la siguiente
manera:

• En agua.- Calentamos 9 partes de agua y una parte
  de muestra en baño maría, la formación
  del gel nos indica que el producto tratado era
  pectina.
• En alcohol.- Preparamos una solución (1:100)
  con la muestra, la misma que para su identificación la
  mezclamos con un volumen igual de alcohol
  produciéndose un precipitado gelatinoso, indicando por
  lo tanto que la muestra es pectina.

1. Solubilidad

La pectina obtenida de la cáscara de
maracuyá la tratamos con el objeto de determinar la
solubilidad.

Las soluciones
empleadas fueron las siguientes:

1. Una parte de pectina y 20 de agua.
2. Una parte de pectina mezclada con 7.5 de sacarosa y
   35 cc de agua.
   1. Determinación de azúcares y
      ácidos orgánicos
3. Es insoluble en alcohol u otros solventes
   orgánicos.

Se colocó 1g de pectina en un frasco de 500ml
luego se humedeció con 3 ó 4 cc de alcohol a
95° C, agregamos
rápidamente 100cc de agua destilada, agitamos bien y
dejamos reposar hasta que la solución esté
completa. A esta solución le agregamos 100cc de alcohol
a 95° C que contenga 0.3cc de
HCl, agitamos hasta un mezclado completo y filtramos
rápidamente.

Luego medimos 25cc del filtrado en un recipiente
tarado, evaporamos el líquido en un baño de agua
y secamos el residuo en una estufa a 50° C por 2 horas.

1. Determinación del
   almidón

Hervimos una solución acuosa de pectina al 1%,
luego enfriamos y agregamos unas gotas de yodo; si no hay un
cambio de
color azul esto nos indica la ausencia de almidón en la
pectina.

5. Análisis de la Materia
   Prima

1. • Se pesa en la bandeja 3g de
     muestra.
   • Dejar en la estufa por 2 horas a
     120° C.
   • Retirar de la estufa y meterlo al desecador
     por 15 minutos.
   • Pesar hasta obtener peso
     constante.
   • Hacer cálculos.
2. Determinación de
   Humedad

%H = __(cáps + Mta.) – (caps + Mta.
Después del secado)_* 100

Peso muestra

1. Determinación de
   cenizas

• Pesar el crisol.
• Pesar 2g de muestra en el crisol.
• Ponerlo en la mufla por 4 horas a 500° C.
• Retirar hata obtener un peso
  constante.
• Hacer los cálculos.

% C = __(peso del crisol + ceniza)- peso del
crisol vacío__

Peso muestra

1. 1. La determinación del pH se debe
      efectuarse por duplicado sobre la muestra
      convenientemente homogenizada.
   2. Colocar aproximadamente 300cc de la
      solución preparada en un beaker
      limpio.
   3. Introducir los electrodos del
      phchímetro en la solución.
   4. Efectuar la
      lectura.
2. Determinación del pH

5. Equipos y Materiales
   Utilizados

• Estufa
• Mortero
• Mufla
• Balanza
• Termómetro
• Materiales de vidrio
• Embudos
• Balones de fondo plano
• Agitador
• Cápsulas de porcelana
• Pinzas
• Buretas
• Espátula
• Papel filtro
• Materia prima
• Reactivos

4. RESULTADOS Y DISCUSION

• Todas las muestras de pectina obtenidas en el
  laboratorio pasaron las pruebas estándar de
  identificación
• Las pruebas de normalización de la pectina indican
  que una parte que las muestras de pectina obtenida en el
  laboratorio presentan características casi similares
  a la comercial.
• Los resultados de los análisis practicados
  sobre las muestras de pectina obtenidas en el laboratorio
  mediante la extracción con HCl y con
  SO4H2.
• Las pruebas organolépticas que se
  efectuaron sobre las muestras de pectina obtenidas en el
  laboratorio y las comerciales no muestran conforme a los
  datos de la tabla #, diferencias extraídas con el
  HCl y la comercial, pero en el caso de la extraída
  con SO4H2 si se presentan diferencias
  principalmente en cuanto la apariencia, color y
  textura.
• De los resultados obtenidos se observa que la
  temperatura y el tiempo de calentamiento empleados en el
  proceso no influyen en forma proporcional sobre los
  rendimientos de pectina.

CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES

Como resultado de la elaboración de esta tesis
puedo determinar las siguientes conclusiones y
resultados:

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.
• Los mejores resultados tanto en rendimiento como en
  apariencia se obtuvieron empleando disoluciones de
  ácido clorhídrico como medio de
  extracción.
• El grado de metilación de la pectina y el
  tamaño del polímero son factores determinantes
  en el tipo de pectina en cuanto a su poder de
  gelificación; por lo tanto, aquellas que se obtuvieron
  de la extracción mediante ácido
  clorhídrico tienen un mayor contenido de
  metóxilos de ácido galacturónico, estos
  presentan las mejores características de
  calidad.
• Un aumento de la cantidad de alcohol recomendado en
  la técnica para precipitar las pectinas no incrementa
  el rendimiento, por el contrario cuando se aumentó su
  dosis se produjo una dispersión del gel
  formado.
• La variación del tiempo de extracción
  y la temperatura recomendada por la técnica
  seleccionada para esta investigación no incide en el
  rendimiento; por el contrario el uso de una temperatura muy
  alta provoca la desnaturalización de la pectina. Se
  puede considerar óptima la temperatura empleada y los
  minutos de extracción.

Recomendaciones:

Con respecto a los procedimientos operacionales para
la obtención de la pectina se puede formular las
siguientes recomendaciones:

• Los equipos utilizados deben ser construidos de
  materiales que no reaccionen con los reactivos empleados en
  el proceso, deben ser de acero
  metálico y los materiales de vidrio
  perfectamente bien lavados para que no suceda ninguna
  reacción.
• El agua que se utilice en el proceso de
  obtención de la pectina no debe contener metales
  pesados, su contenido de calcio y magnesio debe ser muy
  bajo.
• Para inhibir la acción enzimática que
  disminuye el contenido de pectina de las cáscaras de
  maracuyá se recomienda secarlas inmediatamente a
  60° C durante unos 60
  minutos.
• La cantidad de alcohol empleada no debe exceder de
  la proporción indicada, pues un exceso de alcohol
  disminuye el rendimiento de pectina y su poder de
  gelificación.
• Cuando se deja la pectina almacenada por mucho
  tiempo su grado de gelificación se va
  deteriorando.
• Los residuos del ácido clorhídrico
  empleado en el proceso de extracción deben ser
  eliminados completamente, para lo cual se recomienda efectuar
  tantos lavados como sean necesarios.
• Para blanquear la pectina se pueden usar tierras
  diatomeas.

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    up_business.docs/mercados13.htm
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ANEXOS

PRUEBAS DE IDENTIFICACIÓN DE LA
PECTINA

NORMALIZACIÓN DE LA
PECTINA

ANALISIS DE LA
PECTINA

ANALISIS ORGANOLEPTICO DE LAS
PECTINAS

RENDIMIENTO OBTENIDO DE LA EXTRACCIÓN CON
ClH

RENDIMIENTO OBTENIDO DE LA EXTRACCIÓN CON
SO4H2

DETERMINACIÓN DEL GRADO DE
PECTINA POR MEDIO DEL VISCOSÍMETRO DE OSWALD A
28° C

RESUMEN DE LOS DATOS
EXPERIMENTALES OBTENIDOS EN EL LABORATORIO

(EXTRACCIÓN CON
ÁCIDO CLORHIDRICO)

RESUMEN DE LOS DATOS
EXPERIMENTALES OBTENIDOS EN EL LABORATORIO

(EXTRACCIÓN CON
ÁCIDO SULFÚRICO)

ANÁLISIS DE LA CÁSCARA
DESHIDRATADA

Agradezco a Dios, por darme la fuerza
necesaria para poder realizar este trabajo. A la U. A. E por la
oportunidad a través de sus enseñanzas
impartidas. Al Ing. Víctor Núñez por su
orientación como tutor de este trabajo.

A mis Padres:

Gustavo Mueckay y Rosa Vareles, por su amor y su
guía por el camino del bien.

A Javier Mueckay que me inculcó el
espíritu de superación.

A mi Tía y mis primos que con su ayuda pude
culminar otra etapa de mi vida.

Todas las afirmaciones, conclusiones e
ideas son de absoluta responsabilidad del autor; los derechos corresponden a
la

Universidad Agraria del Ecuador.

Autor:

Mauro Adolfo Mueckay Varerles

UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGIENERIA
AGRÍCOLA

MENCIÓN AGROINDUSTRIAL

PROGRAMA DE TECNOLOGÍA EN
ALIMENTOS

TESIS DE GRADO

PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL
TÍTULO DE

INGENIERO AGRÍCOLA MENCIÓN
AGROINDUSTRIAL

TEMA

OBTENCIÓN DE LA PECTINA A PARTIR DE
DESECHOS

INDUSTRIALES DE MARACUYÁ

GUAYAQUIL – ECUADOR

2006