Cuestionarioa.

Porque la extraccin de la pectina involucra un proceso con agua acidulada pH 2,5 3,0?

Cuando se utiliza agua acidulada en materiales vegetales ricos en pectinas, como el bagazo de manzana o la cascara de frutas ctricas, se libera la protopectina, transformndose en pectina hidrosoluble. Se realiza a un pH entre 2.5 3 debido a que para obtener geles de pectina de alto metoxilo se requiere pH bajo, para que los grupos cidos, minoritarios, se encuentren fundamentalmente en forma no ionizada, y no existan repulsiones entre cargas. b. Qu pasa si realiza a pH > 3,5 o a un pH < 2? La caracterstica qumica ms importante de las pectinas es que, a diferencia de la gran mayora de los polisacridos, stos contienen grupos carboxilo que pueden estar protonados (vg... COOH) a pH < 3; en forma ionizada (COO-) a pH > 3, o como ster metilico (COOCH3); en cada caso las pectinas tienen diferente capacidad de interaccin con los otros constituyentes de los alimentos, pero en el de los carboxilos ionizados son mas reactivas. A un pH > 3.5 Se obtendran pectinas de bajo metoxilo y el rendimiento del proceso sera menor; ya que a pH 3,5, aproximadamente la mitad de los grupos carboxilo del cido galacturnico se encuentran ionizados, En el caso de las de baja esterificacin se requiere la presencia de iones calcio y de un pH de 2.8 a 6.5, ya que en estas condiciones los carboxilos se encuentran ionizados y pueden establecer uniones inicas con otras molculas de pectina mediante el Ca++; de esta manera se crea la estructura bsica del gel, en la cual, a su vez, los hidroxilos de los residuos del cido galacturnico retienen agua por medio de puentes de hidrgeno. El uso de pH muy bajo tiene el inconveniente de reducir el poder gelificante de la pectina. c. Cul es la funcin de la hidrlisis acida para la obtencin de la pectina? 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.

La funcin de la hidrlisis acida es hacer que la protopectina (insoluble en agua) presente en la materia prima se transforma en pectina (soluble en agua), que luego es fcilmente separada del resto de componentes insolubles de la materia prima (celulosa especialmente). Es importante mencionar que para realizar la hidrlisis cida se utiliza agua desmineralizada, con el propsito de eliminar especialmente los iones calcio, los cuales tienen un efecto negativo en el rendimiento del proceso. d. Qu enzimas se inactivan en el proceso del calentamiento de las cscaras? Qu funcin cumple cada una de estas enzimas? El proceso de calentamiento de las cscaras, se realiza con el fin de inactivar las enzimas pectolticas, adems de eliminar suciedades o microorganismos presentes en el albedo de la cscara y por consiguiente lograr una extraccin ms efectiva de la pectina. Se tiene que inactivar total o parcialmente la pectin estereasa de la materia prima y evitar la presencia de enzimas pectoliticas de procedencia microbiana. Las enzimas pectoliticas de origen vegetal utilizadas en la produccin de pectina son:

Pectin metilesterasa (PME): hidroliza el enlace ster formado por el grupo metoxilo con la funcin carboxilo del cido galacturnico, que se halla en todos los productos vegetales.

Poligalacturonasa (PG): abunda en los hongos y se halla presente tambin en los vegetales superiores. La poligalacturonasa hidroliza los enlaces glicosdicos prximos a un grupo carboxlico libre.

Pectin liasa (PTE, PATE): Rompen las cadenas pcticas, removiendo una molcula de agua y liberando productos con un doble enlace insaturado.

a. De qu forma analizara usted la pectina obtenida para decidir su utilizacin comercial?

Analizaria las propiedades fsicas (tiempo de gelificacin) y las propiedades qumicas (contenido de metoxilo, contenido de cido galacturnico, grado de esterificacin y viscosidad) en la molcula de pectina; estas propiedades son funcin de la naturaleza de la planta, del estado de maduracin y de la metodologa de extraccin, establecindose variaciones en cuanto al contenido y calidad de pectina. El parmetro quimico ms importante; el grado de Esterificacin (M); es el nmero de funciones carboxilo esterificadas por 100 grupos galacturnicos; esto permite distinguir dos grupos de pectinas:

Pectinas fuertemente metiladas (H.M. > 55 %); Pectinas debilmente metiladas (L.M. < 45 %).

a. Qu otros mtodos de extraccin de pectina se conoce en la actualidad? Actualmente se conocen varios mtodos de obtencin de pectina, a escala industrial el ms utilizado es la hidrlisis cida. Por esta razn se prueba este mtodo con algunas modificaciones hasta obtener un proceso sencillo y acorde a nuestro medio, as se trabaja utilizando varios cidos como el sulfrico, tartrico y ctrico, concluyendo que el ltimo reactivo es el ms conveniente por varios factores, incluyendo el econmico. Entre otros mtodos tenemos: 1. Se puede obtener pectinas en forma granular, poniendo la materia prima en contacto con una proteina comestible, soluble en agua, para solubilizar la pectina y luego precipitarla con ayuda de un solvente. 2. Por intercambio inico: Consiste en hacer reaccionar una suspensin acuosa de una fibra comestible con una solucin de un metal alcalino terreo y luego separar la suspensin resultante en una fraccin slida rica en pectina y la fraccin liquida con menor contenido de esta, el material obtenido se hace pasar por una columna de intercambio inico, para cambiar los iones H+ por los iones metlicos agregados previamente y proceder a recuperar la pectina. 3. Por un proceso biotecnolgico: Consiste en someter el tejido vegetal que contiene las sustancias pcticas a la accin de microorganismos del genero bacillus, cuya actividad

permite la liberacin y recuperacin de las pectinas. Se obtienen fcilmente pectinas de alto peso molecular con un buen rendimiento. 4. Aplicando presin y calentamiento por microondas: Las pectinas obtenidas se caracterizan por un alto peso molecular y una buena viscosidad, cuando se comparan con pectinas obtenidas con tcnicas tradicionales de calentamiento.

b. Cul es la funcin del alcohol en el proceso de extraccin de pectinas? La funcin del alcohol es precipitar la pectina, como la pectina es insoluble en alcohol se emplea este para precipitarla de sus soluciones. Los alcoholes ms empleados en esta industria son: el etlico desnaturalizado especialmente y el isiproplico debido a su bajo impuesto.

c. Para un trabajo de investigacin, Qu parmetros tomara en cuenta para una extraccin adecuada de la pectina?

Seleccin de la materia prima. Preferentemente, la fruta a utilizarse debe ser sana, la madurez debe ser intermedia, la corteza no debe presentar magulladuras y partes en estado de descomposicin; esto permite tener un buen rendimiento y buena calidad de pectina. Lavado. Durante 10 minutos con agua a 60 C se somete a las cscaras a un lavado, para eliminar sustancias solubles en agua caliente, las cuales perjudican sus caractersticas organolpticas, es decir, puede la pectina adquirir mal sabor y olor. Inactivacin bacteriana. Durante 3 minutos con agua a 100 C se somete a las cscaras a ste proceso, para controlar la proliferacin de microorganismos que pueden degradar la materia prima.

Hidrlisis cida. A las cscaras se las somete a una hidrlisis cida, durante 80 minutos aproximadamente, se adiciona agua acidulada (pH = 2, utilizando cido ctrico), en una relacin cscaras / agua acidulada de 1/3, a 85C y agitacin constante de 400 rpm. Proceso en que la protopectina (insoluble en agua) presente en la materia prima se transforma en pectina (soluble en agua), que luego es fcilmente separada del resto de componentes insolubles de la materia prima (celulosa especialmente). Es importante mencionar que para realizar la hidrlisis cida se utiliza agua desmineralizada, con el propsito de

eliminar especialmente los iones calcio, los cuales tienen un efecto negativo en el rendimiento del proceso.

Evaporacin. El producto del proceso anterior, se lo somete a evaporacin y tiempo suficiente para evaporar el 75 % de la carga inicial. Se controla rigurosamente la temperatura, no debe superar los 65C ya que la pectina es muy susceptible de degradacin a temperaturas altas, para lo cual es necesario trabajar en condiciones de vaco; la pectina lquida as obtenida se la puede envasar y comercializar directamente.

Secado. Controlando de igual manera la temperatura, 65C, y tiempo suficiente para secarla totalmente, se obtiene pectina slida, para esta operacin se utiliza un secador de bandejas y se trabaja en condiciones de vaco.

Molienda. La pectina seca es sometida a un proceso de molienda, que se realiza en un molino de bolas hasta pulverizacin total, para tener un producto semejante al importado. Las operaciones de secado y molienda, antes descritos, se los debe realizar en forma continua y envasarlos lo ms rpidamente posible, en recipientes hermticamente sellados, para as evitar la oxidacin y humedecimiento de la pectina, ya que sta es fcilmente oxidada y altamente higroscpica, o sea, adquiere humedad del medio ambiente de forma casi inmediata.

a. Qu es el grado SAG?

Grados SAG. Estos grados se definen como "el nmero de gramos de sacarosa que en una solucin acuosa de 65 Brix y un valor de pH 3,2 aproximadamente, son gelificados por un gramo de pectina, obtenindose un gel de una consistencia determinada". Los grados sag de una determinada pectina extraida de una fruta como la manzana o cscaras de ctricos, varan principalmente segn el grado de madurez de la fruta, del proceso de extraccin y condiciones de almacenamiento de la pectina obtenida.

Extraccin de Materia Seca (Limn)Lavado

Pesado

Pelado Superficial Cortado

Extraccin del jugo

Analisis del Jugo Trituracin Brix, pH, Acidez, Indice de

Albedo (Cscaras)

Pesado Agua hirviendo x 10 min

Lavado Filtracin 2 do. Lavado 2da. Filtracin

0-2 Brix

Secado

T = 60C T=2 horas

Extraccin de la PectinaPesar 25 g de albedo seco Agua acidulada (2 L)

Agregar agua acidulada

Calentar a ebullicin Reposar x 30 min Filtrado

T = 90 - 95C Con agitacin x 30

Extraccin de la pectina

Agregar alcohol, 60% del volumen total

Separacin de la pectina

Lavado T = 60C T = 24 horas Secado Caracterizacin de la pectina -Grado de gelificacion -Peso Equivalente - % de Metoxilo

Conclusiones

El rendimiento obtenido en el proceso de extraccin de pectina de desecho de limn fue de

COMPLETAR

La cantidad de alcohol empleada no debe exceder de la proporcin indicada, pues un exceso de alcohol disminuye el rendimiento de pectina y su poder de gelificacin.

RECOMENDACIONES:

Se puede realizar la extraccin de pectina de limn probando en diferentes estados de madurez, para poder comparar cual es la madurez ideal para obtener mayor rendimiento.

Aplicar diferentes temperaturas, pH, tiempos diferentes en el diseo de extraccin de pectina y diferentes cidos para determinar el diseo experimental ptimo.

Los equipos utilizados deben ser construidos de materiales que no reaccionen con los reactivos empleados en el proceso, deben ser de acerometlico y los materiales de vidrio perfectamente bien lavados para que no suceda ninguna reaccin.