Extraccion de pectina de manzana (1)
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EXTRACCIÓ N DE PECTINA DOCENTE : LIC. ELFER ORLANDO OBISPO GAVINO Alumnos: ALOR CANALES, PATRICIA DIAZ VILLANUEVA, ANAIS ESTULA SOLARI, CINDY LIVIAS CALDERON, EDER LLATA TELLO, LILIANA MAGUIÑO ECHAJALLA, ANGELICA MEZA TOLENTINO, HELEN SALINAS PATRICIO, GUISEL TRUJILLO ARROYO, JUNIOR PRÁCTICA Nª 1: EXTRACCION DE PECTINA A PARTIRDE LA MANZANA Universidad nacional José Faustino Sánchez Carrión 2014
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EXTRACCIÓ N DE PECTINA
DOCENTE : LIC. ELFER ORLANDO OBISPO GAVINO
Alumnos:
ALOR CANALES, PATRICIA
DIAZ VILLANUEVA, ANAIS
ESTULA SOLARI, CINDY
LIVIAS CALDERON, EDER
LLATA TELLO, LILIANA
MAGUIÑO ECHAJALLA, ANGELICA
MEZA TOLENTINO, HELEN
SALINAS PATRICIO, GUISEL
TRUJILLO ARROYO, JUNIOR
PRÁCTICA Nª 1: EXTRACCION DE PECTINA A PARTIRDE LA MANZANA
Universidad nacional José Faustino Sánchez Carrión
2014
EXTRACCIÓN DE PECTINA 2014
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INTRODUCCION
EXTRACCION DE PECTINA
I. INTRODUCCIÓN
La pectina es una sustancia de origen vegetal, presente en las plantas, principalmente en sus
frutos; su característica principal es ser un gelificante natural. Las pectinas son
hidrocoloides que en solución acuosa presentan propiedades espesantes, estabilizantes y
sobre todo gelificantes; son insolubles en alcoholes y disolventes orgánicos corrientes,
parcialmente solubles en jarabes ricos en azúcares
.
Las pectinas se obtienen de recursos vegetales que tienen un alto contenido de éstas, tales
como En la presente investigación se empleó como manzanas, frutas cítricas, piña, guayaba
dulce, tomate de árbol, maracuyá, remolacha etc. Durante el desarrollo y maduración de las
frutas se efectúa el por hidrólisis, de estos compuestos para formar azúcares y ácidos y
consecuentemente la cantidad y calidad de la pectina extraída dependerá, entre otras cosas
de la edad y madurez sus fuentes.
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La extracción se basa en una hidrólisis, separación y recuperación de la pectina; la
protopectina se hidroliza en medio ácido diluido, en caliente, removiendo así, no sólo la
pectina, sino también, otros productos tales como polisacáridos neutros y gomas. El grado
de esterificación final, depende la temperatura, del pH y de la duración del tratamiento
ácido; pudiendo obtenerse pectinas fuertemente metiladas o pectinas débilmente madurez
Metiladas.
II. OBJETIVO
Conocer el proceso de extracción de la pectina a partir de la manzana.
Realizar un balance de materia para el proceso.
III. FUNDAMENTO
EXTRACCIÓN DE PECTINA
El impulso y Desarrollo de la Industria Alimentaría en nuestro País, se ve reflejada en las
cifras de las exportaciones de mermeladas, yogurt y jaleas, en especial de tomate. El
incremento del consumo de aditivos gelificantes como la pectina, es otro argumentó de esta
afirmación. La pectina es un polisacárido constituido por unidades de ácido galacturónico,
que posee propiedades coloidales. Todas las plantas contienen sustancias pépticas que en
combinación con la celulosa son responsables de las propiedades estructurales de las frutas
y vegetales. Se obtiene por la extracción acuosa de plantas comestibles, las fuentes más
comunes comercialmente son las manzanas y las frutas cítricas. Como la pectina es uno de
los constituyentes principales de la pared celular, éstas encuentra en el albedo o cáscaras de
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las frutas, por lo que el limón y la naranja contienen gran cantidad de esta sustancia,
igualmente la maracuyá posee un porcentaje significativo de pectina. Según la fuente de
obtención y del método de extracción varía el rendimiento, calidad y aplicabilidad de la
pectina, porque su capacidad de formar geles está fuertemente relacionada con el tamaño de
la cadena de ácidos galacturónicos y con el porcentaje de grupos carboxilos que se
encuentren esterificados. La pectina también se usa en la industria láctea, farmacéutica, en
la manufactura de cigarrillo, en la preparación de medios microbiológicos y en la
alimentación animal. Existen frutos que contienen alto porcentaje de pectina como el
melocotón, manzana, níspero, limón, naranja, cebolla, semilla de girasol, maracayá, etc.
Las limas deben manipularse con cuidado, ya que son bastante más delicadas que sus
parientes los limones. Pierden agua fácilmente, por lo que se secan con rapidez,
arrugándose y perdiendo su jugosidad. Además tienen tendencia a amarillear si selas
expone a la luz intensa, al tiempo que su sabor se altera y pierden su acidez característica.
A temperatura ambiente se mantienen durante una semana aproximadamente en buenas
condiciones. Para lograr aumentar su periodo de conservación se las debe guardar en el
frigorífico. El zumo y la cáscara también se pueden congelar, mientras que la cáscara
desecada o confitada se ha de conservaren un ambiente fresco y seco.
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Pectina Sus orígenes
La pectina fue descubierta en 1890 cuando Vauquelin encontró en primer lugar una
sustancia soluble de los zumos de fruta. El científico francés Braconnot continuó el trabajo
de Vauquelin y encontró que "una sustancia ampliamente disponible de plantas vivas y ya
observada en el pasado, tenia propiedades gelificantes cuando se le añadía acido a su
solución". La llamó "pectina ácida" del griego "pectos" que significa sólido, coagulado.
La pectina fue definida por Kertesz (1895) como los ácidos pectínicossolubles en agua de
grado de metilación variado que son capaces de formargeles con azúcar y ácido bajo
condiciones determinadas.
Las especificaciones legales para pectinas están enunciadas internacionalmente.
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 dela pared, y por tanto el 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.
Clasificación de las pectinas.
Todas las sustancias pécticas son polímeros del ácido poligalacturónico y pueden ser
diferenciados por el grado de sustitución de los grupos metilos que se encuentran
esterificando los carboxilos de las pectinas.
El grado de metoxilo es un término ampliamente utilizado en la industria.
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Realizaron una división de las pectinas en tres grupos dependiendo de su velocidad de
gelificación.
Propiedades de la pectina
La pectina es una sustancia que podemos encontrar en todas las frutas y en un gran número
de vegetales, y que aporta a nuestro cuerpo grandes beneficios. La pectina se puede
encontrar de dos maneras en los alimentos, de forma simple cuando se concentra en
pequeñas cantidades, y en forma de gel cuando está en grandes dosis. La pectina simple no
realiza ninguna función en nuestro organismo, mientras que en forma de gel es muy
beneficiosa pues desempeña una función depurativa. La pectina está considerada por
muchos especialistas como un tipo de fibra, y es que su función es idéntica a la de ésta, ya
que no aporta ningún nutriente a nuestro cuerpo, pero se encarga de eliminar los residuos y
toxinas que se encuentran en nuestro organismo. De ahí que la pectina sea un buen aliado
para mantener nuestro cuerpo en perfectas condiciones. Pero no solamente la pectina actúa
eliminando toxinas y sustancias nocivas del organismo, sino que tiene un papel importante
en la eliminación del colesterol nocivo que se encuentra en nuestro organismo. Si la pectina
no actuase de esta manera, los líquidos digestivos, una vez terminada la digestión, volverían
a ser reabsorbidos por el organismo y los niveles de colesterol no disminuirían. Al ser
expulsados al exterior a través de ella, nuestro cuerpo tiene que echar mano del colesterol
que queda. Pará que la pectina actúe en nuestro cuerpo y sus efectos se noten es necesario
ingerir cada día alimentos que la contengan en forma de gel. Algunos de ellos son las
naranjas, la manzana, las uvas, zanahorias, castañas, membrillo... Muchas mermeladas
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contienen pectina pues se les añade de forma artificial a partir de la pulpa de naranjas y
manzanas. Sea como sea debe ser un habitual de nuestra dieta.Propiedades físicas.
Peso molecular:
El peso molecular de las pectinas varía de acuerdo a la materia prima, condiciones de
extracción, y procedimientos de purificación.
En base a viscosimetría, el peso molecular de las pectinas comerciales normalmente se
encuentra dentro del rango de 50,000 a 150,000 daltons.
Pureza:
Debe tener un mínimo del 78% de ácido anhidrourónico, así mismo debe estar libre de
humedad y cenizas.
pH:
Trazas de ácido mineral que contaminan las pectinas (derivadas de tratamiento de
extracción y purificación) pueden afectar la concentración de iones hidrógeno en mayor
magnitud de lo que afectaría la acidez titulable.
La mayor parte de las cenizas que acompañan a las pectinas consisten de carbonatos
alcalinos o bases. En general, una alta alcalinidad de cenizas acompaña a una baja acidez y
viceversa. Más aún, cuando es tomado en cuenta el pH es notable la relación existente entre
las tres propiedades. La alta alcalinidad-baja acidez acompaña a un pH alto, mientras que a
una baja alcalinidad-alta acidez lo hace con un pH bajo. Esto es lo que se esperaría si la
ceniza alcalina hubiera sido combinada en la pectina con una proporción de los grupos
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ácidos no esterificados; la relación entre los grupos ácidos libres y combinados gobernarían
el pH de la solución en un cierto grado.
El modo de preparación de las pectinas repercute directamente en la alcalinidad de las
cenizas. Esto se observa más claramente si se toma en cuenta que cuando las pectinas son
extraídas con agua (o con una solución muy débil de ácido) y se utiliza cloruro de sodio en
vez de ácido clorhídrico para ayudar a la coagulación durante las ultimas etapas de la
purificación, la proporción de constituyentes básicos es alta; mientras que cuando la
extracción se realiza con una solución fuerte de ácido clorhídrico o se adiciona ácido en
alguna etapa de la purificación, la alcalinidad de las cenizas es baja.
Esto demuestra que no hay importancia significativa en la proporción de bases metálicas en
las pectinas. La proporción encontrada es claramente dependiente de los métodos de
extracción y purificación utilizados
Solubilidad:
La pectina debe ser soluble en 20 partes de agua y formar una solución coloidal
opalescente, de fácil fluidez, ácida al papel tornasol e insoluble en alcohol o en alcohol
diluido y en otros solventes orgánicos.
La solubilidad de las pectinas aumenta con un incremento el grado de esterificación y con
un decremento en su peso molecular. Si las pectinas son completamente esterificadas no
son precipitadas por electrolitos, son estables en condiciones ligeramente ácidas, pero
inestables en álcalis y ácidos fuertes. Mientras más insoluble.
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Propiedades Químicas
Reactividad:
Las sustancias pécticas son carbohidratos complejos ya que a diferencia de la gran mayoría
de los polisacáridos, estas contienen grupos carboxilo que pueden estar protonados
(COOH) a pHc3; en forma ionizada (COO - ) a pH>3, o como éster metílico
(COOCH,); en cada caso las pectinas tienen diferente capacidad de interacción con los
otros constituyentes de los alimentos, pero en el de los carboxilos ionizados son más
reactivas.
Poder reductor:
En este caso el poder reductor ayuda a decidir entre las hipótesis alternativas de estructuras
de anillo o cadena. En el primer caso el poder reductor podría ser nulo en una pectina pura
si las unidades son condensadas a través de los grupos aldehídicos de las unidades o debería
ser muy alto si los grupos aldehídicos fueran expuestos por la condensación
EL GRADO DE ESTERIFICACIÓN
Un factor importante que caracteriza las cadenas de pectina es el grado deesterificación
(DE) de los grupos carbonilo de los residuos de ácido urónico conalcohol metílico. Las
pectinas probablemente se forman inicialmente en formaaltamente esterificada, pero
experimentan algo de desesterificación despuésde insertarse en la pared celular o lámina
media. En general las pectinas del tejido tienen una gama de grados de esterificación que va
del 60 a 90%. El grado de metilación tiene un papel importante en la firmeza y cohesión de
los tejidos vegetales.
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Las pectinas están clasificadas como de alto metoxilo (HM) y de bajo metoxilo(LM),
dependiendo del grado de esterificación. La separación entre HM y LM esarbitraria del 40
al 50% de DE.
LA GELIFICACIÓN DE LA PECTINA
Desde el punto de vista de la tecnología alimentaría la propiedad mas importantede las
pectinas es su aptitud para formar geles. Los geles consisten en moléculas poliméricas con
enlaces entrecruzados para formar una red interconectada y tupida inmersa en un líquido.
Las propiedades del gel son el resultado neto de interacciones complejas entre el soluto y el
solvente. La influencia del agua como solvente, la naturaleza y magnitud de las fuerzas
intermoleculares que mantiene la integridad del gel permiten tener una gran capacidad de
retención de agua.
En resumen, las cualidades de la pectina que influyen en los caracteres del gel son:
La longitud de la molécula péptica, Su grado de esterificación y La proporción entre
los grupos hidrofóbicos e hidrofilicos.
La longitud de la molécula: condiciona la rigidez o firmeza del gel. A valores de
longitud muy bajos una pectina no da geles, cualquiera que sea la dosis empleada y
las restantes condiciones del medio.
El grado de metilación: contribuye por un lado a regular la velocidad degelificación
y también es responsable de algunas propiedades organolépticas de los geles
pectina-azúcar ácido que forman las pectinas de alto metóxilo.
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La proporción entre grupos hidrofóbicos e hidrofílicos: en la molécula de pectina determina
la solubilidad de ésta. El grupo éster es menos hidrofílico que el grupo ácido y en
consecuencia una pectina de alto metóxilo con un alto grado deesterificación gelifica a
temperaturas más altas que otra con menor grado deesterificación. Esta diferencia se refleja
en la clasificación de las pectinas enpectinas de gelificación rápida, normal o lenta
Los factores del medio más importante que influyen en la formación del gel son:
La temperatura
ElpH
Azúcar y otros solutos
Temperatura:
Cuando se enfría una solución caliente que contiene pectina las energías térmicas de las
moléculas decrecen y su tendencia a melificar aumenta. Cualquier sistema que contenga
pectina, tiene un límite superior de temperatura por encima de la cual la gelificación nunca
ocurrirá. Por debajo de esta temperatura crítica, las pectinas de bajo metóxilo melifican casi
instantáneamente mientras que la gelificación de las de alto metóxilo depende del tiempo.
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OTRAS APLICACIONES DE LAPECTINA
Además de las aplicaciones expuestas anteriormente, puede citarse otras que también son
importantes en otros campos. ASÍ, se utilizapectina en:
Uso en odontología
Productos cosméticos
Manufactura de cigarrillos.
Medios de cultivo en microbiología.
Conservación del suelo.
Alimentación animal
La pectina es, en consecuencia, algo más que el "material que produce mermelada”. Es un
material versátil y sin peligro para la salud que se deriva de fuentes naturales y puede
ciertamente pretender ser un aditivo alimentario
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MATERIALES, EQUIPOS Y MÉTODOS
Materia Prima
Para esta práctica usaremos como materia primala manzana
Materiales
Ollas
cocina
Un termómetro.
Cuchillos.
Una tabla para picar.
Cintas ph
Equipos
Secador de Bandejas.
Balanza de Precisión.
Cocina.
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DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN DE LA PECTINA
T: 100°C
T: 20 minutos
MATERIA PRIMAPRIMA
INACTIVACION DE
ENZIMAS
FILTRACION
CONCENTRACION
Y PRECIPITACION
CORTE DEL ALBEDO
TAMISADO
SECADO
SEPARACION DEL ALBEDO
ALMACENAMIE
NTO
HIDROLISIS
SELECCIÓN DE LAS CASCARAS
FILTRACION
MOLIENDA
DESECHOS
ALVEDO: AGUA
(1:3)
ALBEDO: AGUA
ACIDULADA (1:3)
ALBEDO
ETANOL AL96%
P/P (80%
RESPECTO AL
FILTRADO)
T:40°C
T:12horas
PH: 2 t:50 minutos
T:90 0c
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RESULTADO: Cuadro de Balance
Etapas
Materia movimiento (g)
Entra Gana Pierde sale %OP %PROC. %PERDIDA
M.P 2500 - - 2500 100 100 0
Selección 2500 - 500 2000 80 80 20
Troceado 2000 - 152 1848 92.2 73.92 7.8
Inactivación 1848 5544 - 7392 100 295.68 0
hidrolisis 7392 - - 7392 100 295.68 0
filtración 7392 - 1511 5892 79.71 235.68 20.29
Concentración/prec. 5892 2000 - 7892 100 315.68 0
filtración 7892 - 486 7406 93.84 296.24 6.16
secado 7406 - 7347.78 58.22 0.78 2.32 99.22
molienda 58.22 - 2.32 55.9 96.02 2.23 3.98
tamizado 55.9 - - 55.9 100 0.23 0
almacenamiento 55.9 - - 55.9 100 0.23 0
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DISCUSIONES
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CONCLUSIONES
El método consta de la preparación de la materia prima la cual tiene cuatro
operaciones: pesado, selección, lavado y picado; luego viene la inactivación
enzimática, Hidrólisis Ácida, filtración, centrifugación, enfriado, precipitación con
alcohol, filtración, secado, molido, envasado y almacenado.
Los resultados que se obtuvieron en la extracción de pectina no fueron las
esperadas ocurrió un pardea miento porque se tornó de un color marrón después del
secado, esto se debió a la utilización del albedo más la cascara porque la hidrolisis
se tornó de un color marrón claro.
En el filtrado también hay pérdidas a pesar de que para filtrar se usó un tocuyo.
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RECOMENDACIONES
Para poder obtener resultados óptimos, se debe pelar la cascara y dejar libre el
albedo para trabajarlo y tener un resultado de mejor calidad en cuanto a la estética
porque ya no se tornarían de un color tan oscuro y sería mucho más apreciable.
Para el filtrado de sebe tener un filtro mucho más fino para tener menor perdida.
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BIBLIOGRAFÍA
Braverman J. B.S. 1967.- Introducción a la bioquímica de los alimentos.- Pectina.-
Editorial Acribia.- pags.
Calvet 1959.- Química general aplicada a la industria con prácticas de Laboratorio
Vol. Pectinas.- pags 696 - 697
http://www.buenastareas.com/ensayos/Extraccion-De-Pectina-De-Albumina-
De/2009474.html
http://www.slideshare.net/xilberferbeltranfernandez/extraccion-de-pectina
