EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO Y COSTOS DE LA PECTINA

EXTRAÍDA A PARTIR DE CÁSCARAS DE MARACUYÁ (Passiflora edulis

flavicarpa) UTILIZANDO LA TÉCNICA DE EXTRACCIÓN ASISTIDA POR

MICROONDAS (EAM).

MARÍA NELA MARTÍNEZ MIRANDA

KATTY JOHANNA URANGO ANAYA

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

BERÁSTEGUI, CÓRDOBA

2016

EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO Y COSTOS DE LA PECTINA

EXTRAÍDA A PARTIR DE CÁSCARAS DE MARACUYÁ (Passiflora edulis

flavicarpa) UTILIZANDO LA TÉCNICA DE EXTRACCIÓN ASISTIDA POR

MICROONDAS (EAM).

MARÍA NELA MARTÍNEZ MIRANDA

KATTY JOHANNA URANGO ANAYA

Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de INGENIERO

DE ALIMENTOS

Director (s):

M.Sc. GABRIEL IGNACIO VÉLEZ HERNÁNDEZ

M.Sc. FABIÁN ALBERTO ORTEGA QUINTANA

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

BERÁSTEGUI, CÓRDOBA

2016

La responsabilidad ética, legal y científica de las ideas, conceptos y resultados

del proyecto, serán responsabilidad de los autores.

Artículo 61, acuerdo N° 093 del 26 de noviembre de 2002 del consejo superior.

Nota de aceptación

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_______________________________

________________________________

Firma del jurado

________________________________

Firma del jurado

Mi trabajo de grado quiero dedicarlo especialmente a mi Dios, que siempre ha sido

mi fortaleza y me ha dado la sabiduría necesaria para desarrollar cada proyecto en

mi vida.

A mis padres Vilma Miranda y Luis Martínez por apoyarme y acompañarme en

cada paso de mi vida.

A mi abuelo Juan Miranda que me regalo la oportunidad de estudiar y su apoyo

económico durante todo el tiempo en la universidad.

A mis hermanas Melisa Martínez y Celis Martínez que me han brindado su cariño y

comprensión en los momentos más importantes de mi vida.

A mi jefe de la empresa Panificadora del Litoral S.A. Marlon Vizcaíno que me ha

brindado la confianza y el ánimo suficiente para mi desarrollo profesional.

A mis compañeros de la Universidad de Córdoba y amigos de la Iglesia Casa del Rey

por su acompañamiento y ayuda durante todo este proceso.

Maria Nela Martinez Miranda

Dedico este logro de manera especial a mi padre celestial por acompañarme y ser mi

guía en cada segundo de mi vida.

A mi madre Nelly Anaya por su gran amor y paciencia, mujer luchadora, mi

inspiración y motivación más grande, a ella debo todo lo que soy.

A mis abuelos Antonio Anaya y Nancy Mendoza, por apoyarme de manera

incondicional.

A mis hermanos Janer Urango, Daner Urango y Albanelly Anaya, por impulsarme

cada día a dar mi mayor esfuerzo.

A Luis Manjarrez por ayudarme a perseguir mis sueños, acompañarme en cada uno

de ellos y por su gran apoyo en los momentos más difíciles.

A mis profesores Fabián Ortega y Gabriel Vélez por todo su conocimiento, paciencia

y apoyo incondicional, a todos mis compañeros y amigos de la Universidad de

Córdoba, por su gran ayuda durante todo este proceso.

Katty Johanna Urango Anaya

Agradecimientos

Enorme agradecimiento a Dios que fue nuestra guía y luz en este proyecto.

A nuestros familiares y amigos por su apoyo incondicional y consejos que nos han

ayudado en nuestro crecimiento personal.

A nuestros profesores Gabriel Vélez y Fabián Ortega por su orientación y

dedicación en el desarrollo de esta idea.

A la empresa Panificadora del Litoral S.A. por permitirnos terminar el desarrollo

experimental de este proyecto desplazándonos hasta la Universidad.

Al ingeniero Reynaldo Espitia por su orientación en el análisis estadístico.

A la UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA por la formación impartida durante todos

estos años.

viii

TABLA DE CONTENIDO

Pag.

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 15

1. REVISIÓN LITERARIA ........................................................................................ 17

1.1. ASPECTOS GENERALES DE LA MARACUYÁ ............................................ 17

1.1.1. Características Generales .............................................................................. 17

1.1.2. Usos ............................................................................................................... 18

1.2. PECTINAS ........................................................................................................... 18

1.2.1. Propiedades generales ................................................................................... 19

1.2.2. Clase o grado de la pectina (poder gelificante) ............................................. 19

1.2.3. Clasificación de las sustancias pécticas. ....................................................... 20

1.2.4. Presencia y función biológica ....................................................................... 20

1.2.5. Usos y aplicaciones de las pectinas ............................................................... 21

1.2.6. Importancia económica de las pectinas ......................................................... 21

1.2.7. Fuentes de pectina convencionales y no convencionales .............................. 23

1.3. EXTRACCIÓN .................................................................................................... 27

2. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................ 29

2.1. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO ................................................................. 29

2.2. MATERIA PRIMA .......................................................................................... 29

2.3. MATERIALES Y EQUIPOS ........................................................................... 29

2.4. PROCEDIMIENTOS ........................................................................................... 30

2.4.1. Extracción de pectina: ................................................................................... 30

2.4.2. Determinación del contenido de Metoxilo .................................................... 31

2.5 DISEÑO EXPERIMENTAL ............................................................................ 31

3. RESULTADOS Y DISCUSIONES ........................................................................ 32

3.1. EXTRACCIÓN DE PECTINA ............................................................................ 32

3.2. COSTOS DE PRODUCCIÓN (MEJOR TRATAMIENTO). ............................. 39

4. CONCLUSIONES .................................................................................................. 41

ix

5. RECOMENDACIONES ......................................................................................... 42

6. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 43

ANEXOS ........................................................................................................................ 49

x

LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo A. Montaje del equipo de microondas para la extracción de la pectina a partir

de cáscara de maracuyá. ............................................................................................. 49

Anexo B. Maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa). .................................................. 50

Anexo C. Principales componentes de la maracuyá.. ................................................ 50

Anexo D. Análisis de varianza para el porcentaje de rendimiento de la pectina. ...... 51

Anexo E. Prueba de comparación de medias Duncan para el tiempo (segundos). .... 51

Anexo F. Prueba de comparación de medias Duncan para el Concentración de la

solución acidulada (N). .............................................................................................. 52

Anexo G. Prueba de comparación de medias Duncan para la potencia (Vatios). ...... 52

xi

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1. Rendimiento (%p/p B. H.) para un tiempo de hidrólisis de 60 segundos ........ 32

Tabla 2. Rendimiento (%p/p B. H.) para un tiempo de hidrólisis de 80 segundos ........ 33

Tabla 3.Rendimiento (%p/p B. H.) para un tiempo de hidrólisis de 100 segundos ........ 34

Tabla 4. Evaluación de los costos por equipo. ................................................................ 39

Tabla 5.Evaluación de los costos por insumo. ................................................................ 40

xii

LISTA DE GRÁFICAS

Pag.

Grafica 1.Efectos Principales para % Rendimiento de Pectina ...................................... 35

Grafica 2.Interacción para % Rendimiento de Pectina ................................................... 35

Grafica 3.Interacción AB (Concentración HCl*Tiempo) ............................................... 36

Grafica 4.Interacción AB (Concentración HCl*Tiempo) ............................................... 36

Grafica 5.Interacción AB (Concentración HCl*Tiempo) ............................................... 36

xiii

RESUMEN

En el presente trabajo se realizó una hidrólisis asistida por microondas (EAM) para la

extracción de pectina de la cáscara de la maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa)

variando el tiempo, potencia del microondas y concentración de la solución de HCl.

En el análisis estadístico se empleó un diseño completamente aleatorizado (CDA)

con arreglo factorial 33, se hicieron muestras por triplicado para cada tratamiento y se

realizó un estudio de análisis de varianza (ANOVA) con un nivel de significancia de

5%, a través del software STATGRAPHICS CENTURION XV, obteniendo que el

mejor tratamiento fue un tiempo de 100 segundos, potencia 1000 Vatios y

concentración de la solución de HCl 0,24 N. El rendimiento obtenido con el mejor

tratamiento fue del 68,733 % de pectina en base húmeda, lo que supera los resultados

esperados. El porcentaje del contenido de metoxilo fue del 6,863% que la clasifica

como pectina de bajo metoxilo, el análisis de costos realizado al mejor tratamiento

indicó que el costo total extraer a nivel laboratorio 13,746g de pectina es de COP

1.930,7 (pesos colombianos).

Palabras claves: EAM, Extracción, pectina.

xiv

ABSTRACT

Microwave assisted Extraction (MAE) was realized to extract pectin from passion

fruit (Passiflora edulis flavicarpa) peel varying conditions such as time, microwave

power and HCl concentration. A completely randomized design (CRD) with factorial

arrangement 33 was followed, and analysis of the variance (ANOVA) at 5%

significance using the software STATGRAPHICS CENTURION XV was used for

the statistical analysis. Each measurement was carried out on triplicate. The

treatment with time 100 seconds, power 1000watt, and HCl concentration 0,24 N

showed the best yield (68.73% pectin west basis) and a methoxyl content of 6,863%,

which classifies the product as low methoxyl pectin. Cost analysis for the best

treatment revealed that extract in the laboratory 13,746g of pectin had a cost of

1.930,7 COP (Colombian pesos).

Key words: MAE, Extraction, pectin.

INTRODUCCIÓN

El fruto de Maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa) es una planta enredadera que ha

sido introducida y cultivada con gran interés comercial en la mayoría de las regiones

tropicales y subtropicales del planeta. Es altamente apreciada por su fruto debido a

los beneficios que proporciona y gracias a su contenido de pectina es empleado en la

industria alimenticia e industria farmacéutia.

La pectina es un producto tecnológicamente funcional de interés para la industria de

alimentos en el desarrollo de productos por sus propiedades reológicas que son

favorables para la elaboración de diferentes productos aportando textura y

consistencia (Rivadeneira y Cáceres 2010).

Para la extracción de pectinas se han empleados diversas técnicas: i) las

convencionales, como la extracción por arrastre de vapor e hidrodestilación y ii) las

no convencionales, como la extracción asistida por microondas (EAM) y iii) la

extracción por hidrólisis ácida que es aplicada ampliamente a nivel industrial.

La extracción asistida por microondas (EAM) es un método recientemente utilizado

con el propósito de liberar la pectina a partir de diversas materias primas como la

maracuyá. Con su utilización se han encontrado resultados bastante deseables en la

pectina como lo son la reducción en los tiempos de extracción, altos rendimientos y

buena calidad de las pectinas (López et al. 2011).

La técnica de extracción asistida por microondas, se basa en el uso de la energía de

microondas para conseguir que los compuestos de interés pasen de la muestra a un

disolvente adecuado. Es una técnica rápida, que utiliza volúmenes pequeños de

16

solvente y que permite el control de una serie de parámetros que afectan a la eficacia

de extracción (Álvarez y Burgos 2012).

Debido a la gran importancia industrial de la pectina, se requieren métodos menos

costosos y que den como resultado un producto de buena calidad. Algunas

características importantes de las pectinas son: el grado de metoxilación

(contenido de metoxilo), el cual se refiere a la esterificación de los grupos carboxilos

por radicales metilo. El contenido de metoxilo de pectinas comerciales varía

generalmente entre el 8 y 11%; si es menor del 7%, se considera de bajo metoxilo.

El poder gelificante, el cual se define como la capacidad que tiene una pectina para

formar gel depende de la molécula péctica y de su grado de metoxilación (Álvarez y

Burgos 2012).

En el presente proyecto se planteó como objetivo evaluar el efecto de las variables

independientes tales como el tiempo de extracción (s), la concentración de ácido

clorhídrico (N) y la potencia del microondas (Vatios) en el rendimiento de la pectina

extraída a partir de cáscaras de maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa) utilizando la

técnica de extracción asistida por microondas y evaluar el costo de extracción del

mejor tratamiento.

17

1. REVISIÓN LITERARIA

1.1. ASPECTOS GENERALES DE LA MARACUYÁ

1.1.1. Características Generales

Es originaria del Brasil, cultivada principalmente en los países de la comunidad

Andina (Bolivia, Colombia, Ecuador, Perú y Venezuela), en Australia, Nueva

Zelanda, Hawai, Sur África e Israel (FAO 2006).

El fruto es una baya de 230 g de peso en promedio, con forma semejante a un

cilindro, con un diámetro de 4-8 cm. y 6-8 cm. de largo. La base y el ápice son

redondeados. La corteza es de color amarillo, de consistencia dura, lisa y cerosa, de

unos 3 mm de espesor. El pericarpio es grueso, conteniendo de 200-300 semillas,

cada una rodeada de un arilo (membrana mucilaginosa) o pulpa que contiene un jugo

aromático ácido de color amarillo claro o naranja intenso (Taborda 2013).

El color presenta grandes diferencias entre variedades. El color de la maracuyá más

frecuente en los países de origen es amarillo, obtenida de la variedad P. edulis f.

flavicarpa pero, por su superior atractivo visual, suele exportarse a los mercados

europeos y norteamericanos el fruto de la P. edulis f. edulis, de color rojo, naranja

intenso o púrpura (Taborda 2013).

18

1.1.2. Usos

Fruta fresca: se consume como fruta entera al natural y se preparan jugos,

helados y sorbetes caseros.

Fruta procesada: se elaboran jugos concentrados y sin concentrar, néctares,

jaleas, pulpas, mermeladas, gelatinas, helados, yogurts, postres, dulces y

cócteles, entre otros. Los productos se pueden empacar al vacío y/o congelar.

Se procesa fruta deshidratada y congelada (FAO 2006).

1.2. PECTINAS

Las pectinas son un grupo complejo de heteropolisacáridos estructurales que

contienen sobre todo unidades de ácido galacturónico. Estos compuestos están

presentes en las paredes celulares primarias y en la laminilla media de las células

parenquimáticas de muchas plantas, donde están frecuentemente asociadas con otros

componentes de la pared celular, tales como la celulosa, hemicelulosa y la lignina, y

son responsables de la firmeza de algunos productos. La disolución de los

componentes de dicha pared celular, sobre todo de las pectinas se ha relacionado con

el ablandamiento de diversas especies vegetales. (Zhongdong et al. 2006).

La cantidad y calidad de pectina útil que presentan los frutos dependen de la especie

y del tipo de fruto, de la cantidad que el fruto contiene naturalmente, del estado de

maduración en la cosecha, de las condiciones de manejo y de la actividad enzimática

después de la recolección y desde luego, del proceso de extracción. Dependen

también de la parte del fruto que se utilice y de la tecnología empleada en el proceso

de obtención. En frutos sin madurar la mayor cantidad de material péctico es

insoluble en agua, la cantidad y la solubilidad aumentan con la madurez; esto genera

cambios en la firmeza del fruto.

19

1.2.1. Propiedades generales

Como otros biopolímeros, las propiedades funcionales de las pectinas dependen en

gran medida de factores intrínsecos, como su peso molecular y grado de

esterificación (que a su vez dependen de la materia prima, estado de madurez del

fruto y de las condiciones de fabricación, entre otros), y por factores extrínsecos,

tales como el pH, las sales disueltas y la presencia de azúcares.

La viscosidad de sus dispersiones, al igual que la de otros polisacáridos, se

incrementa a medida que aumenta el peso molecular; en el caso de las pectinas, la

viscosidad es mayor cuanto más se incrementa el grado de esterificación (Zhongdong

et al. 2006).

A temperatura ambiente y a su propio pH, (2.8 – 3.2) las pectinas son más solubles

en agua cuando su grado de esterificación es mayor. Las disoluciones que se

obtienen presentan un carácter aniónico (carga negativa) que puede comportar

incompatibilidades en la formulación de algunos productos alimenticios.

El peso molecular de la pectina, que depende directamente de la longitud de la

cadena molecular, influye en la solidez del gel producido, es decir, en el poder

gelificante de la pectina expresado por convención en grados SAG. Estos grados se

definen como el número de gramos de sacarosa que en una solución acuosa de 65

°Brix y un valor de pH 3.2 aproximadamente, son gelificados por un gramo de

pectina, obteniéndose un gel de una consistencia determinada (Zhongdong et al.

2006).

1.2.2. Clase o grado de la pectina (poder gelificante)

El grado de la pectina se define como el número de gramos de azúcar con los cuales

un gramo de pectina forma un gel de firmeza estándar bajo condiciones también

controladas de acidez y de sólidos solubles. Los grados SAG de una pectina son el

número de gramos de sacarosa que es capaz de gelificar un gramo de la misma para

obtener un gel de condiciones estandarizadas (Brix 65º), pH 3 - 3, 5 y de consistencia

determinada. La consistencia o fuerza del gel obtenido al emplear una formulación

determinada, nos da una medida de la graduación de la pectina, esta medida se puede

20

hacer por diversos métodos: por ello, al expresar el grado de la pectina es

indispensable anotar el método analítico empleado. Uno de estos métodos es el

denominado USA -SAG (IFT).

Este método está recomendado por el Comité de Expertos IFT (International Food

Technologist) para la normalización de pectinas desde 1959. Se encuentra publicado

en la revista Food Technology (1959), y su aplicación es común entre todos los

fabricantes de pectinas.

1.2.3. Clasificación de las sustancias pécticas.

Se pueden distinguir dos clases principales de sustancias pécticas: los ácidos

pectínicos, que tienen una pequeña porción de sus ácidos galacturónicos como

ésteres metílicos, y los ácidos pécticos, que sólo contienen moléculas de ácido

galacturónico libre de esterificación. Por definición las pectinas son ácidos pectínicos

con diferentes grados de esterificación y neutralización, que pueden contener de 200

a 1000 unidades de ácido galacturónico.

Existen otros compuestos de este tipo, las protopectinas, altamente esterificadas con

metanol y muy insolubles en agua, que se encuentran en los tejidos de los frutos y

son responsables de su textura rígida; sin embargo, la acción de la enzima

protopectinasa hace que se conviertan en pectinas solubles o ácido pectínico, en un

proceso que ocurre durante la maduración y que trae consigo el ablandamiento del

fruto (Calvo 2006).

De todas estas sustancias, las pectinas son las más abundantes e importantes, están

presentes especialmente en algunos tejidos suaves, como en la corteza de los cítricos,

en las manzanas, las peras, entre otros. Aún dentro del propio vegetal existe una

distribución de las pectinas.

1.2.4. Presencia y función biológica

Las sustancias pécticas son conocidas por contribuir a la adhesión entre las células y

al mecanismo de fuerza de la pared celular, a través de su habilidad para formar geles

estabilizantes, y tienen también un importante papel en el crecimiento de las células

21

de las plantas. Adicionalmente a estas importantes funciones fisiológicas, estos

polisacáridos estructurales están involucrados también en las interacciones entre

plantas y agentes patógenos; la cantidad y la naturaleza de la pectina son

determinantes para la estructura de los frutos y vegetales durante su crecimiento,

madurez, almacenamiento y procesamiento; adicionalmente ellas tienen un

importante papel como fibra nutricional, y pueden tener interesantes propiedades

terapéuticas (Zhongdong et al. 2006).

1.2.5. Usos y aplicaciones de las pectinas

La principal aplicación de las pectinas en la industria de alimentos es la fabricación

de compotas y mermeladas; se utiliza también como agente gelificante en pudines,

estabilizante de emulsiones y suspensiones, agente viscosante en bebidas, agente

estabilizante en helados y postres fríos, y en soluciones para recubrir salchichas y

carnes enlatadas.

En el campo farmacéutico las pectinas se emplean por su acción protectora y

reguladora del sistema gastrointestinal, su acción desintoxicante, anticolesterol,

inmunológica, antihemorrágica, anticancerígena y cicatrizante; prolonga la acción

terapéutica al aumentar los tiempos de liberación de los principios activos

(Zhongdong et al. 2006).

Se usan también en la formación de películas para recubrir papel y dar características

de suavidad en el papel de envoltura, como vehículo en la preparación de

suspensiones de sulfato de bario para aplicar en las radiografías por rayos X, en la

fabricación de películas biodegradables en forma de mezclas de pectina y alcohol

polivinílico como reemplazantes de derivados del petróleo; estas películas son

biodegradables, reciclables y permitidas para formas farmacéuticas de liberación

prolongada y como protectores o adhesivos en preparaciones farmacéuticas para la

piel (Zhongdong et al. 2006).

1.2.6. Importancia económica de las pectinas

La pectina es un aditivo muy importante en los alimentos, usado en el procesamiento

de frutas, vegetales y en las industrias farmacéuticas. Anualmente se producen

22

aproximadamente 35000 toneladas métricas de pectina en el mundo; el uso de

pectina en mermeladas de alto contenido de azúcar es una de las más conocidas

aplicaciones a uno de los mercados más grandes para la pectina (Acevedo y Ramírez

2011).

Las pectinas de alto metoxilo son usadas solamente en jaleas estándar por encima del

60% de sólidos solubles. Algunos países, ahora, permiten reducir el azúcar hasta el

30-55% de sólidos solubles o un porcentaje aún inferior. La selección de la pectina

correcta es importante (la que es efectiva al contenido de menor cantidad de sólidos

solubles y la de más sensibilidad al calcio, será la pectina que debe usarse) pero el

contenido en fruto es también importante. Pueden prepararse gamas de glaseados

para pastelería y flanes, mediante una formulación con pectina de bajo

metoxiloamidada y secuestrante de calcio como difosfatos (Acevedo y Ramírez

2011).

En el mundo, los mayores productores de pectina, producen más de 8 mil toneladas

anuales. Por su parte, Colombia importó en el año 2010, unos 463.411,27 kilogramos

del químico, con una inversión aproximada de US$ 2.335.000.000. El mercado de la

pectina en Colombia está enfocado principalmente a la industria de alimentos, tales

como: mermeladas, gelatinas, yogures, postres y todo aquel alimento que necesite

una consistencia en su preparación.

Lo importante aquí es destacar que esta sustancia en su gran mayoría es importada;

se tiene conocimiento que en los últimos años se han creado empresas dedicadas a la

producción de pectina con el fin de satisfacer la demanda interna , siendo relevante

para el desarrollo económico del país.

Debido a la alta demanda de este producto, las empresas establecidas no alcanzan a

suplirla, por ello la importación sigue siendo predominante, esto conlleva a que los

precios sean muy elevados en el mercado. Representando una gran oportunidad para

incursionar en el (Acevedo y Ramírez 2011).

23

1.2.7. Fuentes de pectina convencionales y no convencionales

Los residuos de manzana y las cortezas de cítricos son las materias primas

tradicionalmente usadas para la extracción industrial de pectinas. Ambos materiales

contienen altas cantidades de sustancias pécticas y están disponibles en abundancia

como residuos de la producción de jugo. Sin embargo, estos frutos producen pectinas

ligeramente diferentes, lo cual hace que la una o la otra sea más adecuada para

aplicaciones específicas, aunque ambas tienen buen reconocimiento de deseabilidad

y propiedades comercialmente atractivas (Gaviria y López 2005).

Los orujos de manzana secos generalmente contienen entre un 15 a 20% de pectina,

mientras que las corteza de cítricos secos rinden de un 30 a 35% de pectina. Existe

un interés general en el uso de desperdicios de productos obtenidos de bio-industrias,

para minimizar los problemas ambientales y aprovechar las grandes cantidades de

biomasa para elaborar productos con valor agregado. Por tanto, la búsqueda de otras

fuentes de pectina, ha atraído el interés en los últimos años, aunque con resultados

que aún no proveen ningún uso comercial significante (Gaviria y López 2005).

Algunos de los trabajos para la obtención de pectinas de fuentes no convencionales

se citan a continuación:

Orujo de oliva, pulpa de tomate, desperdicio del almidón de papa y semillas

de linaza. (Stephen et al., 2006): En este libro proporcionan información

fundamental acerca de las fuentes, el análisis, la estructura y función de los

polisacáridos en relación con su aplicación para uso alimentario y, por otro

lado, las propiedades químicas y bioquímicas de los polisacáridos y

bioquímicos, para indicar el potencial de estas sustancias en la industria

alimentaria.

Frutos de mora de castilla (Rubusglaucus), de uchuva (Physalis peruviana) y

residuos de la industrialización de piña (Ananas comosus). (Ferreira, 2007):

Este compendio corresponde a la recopilación de la experiencia tanto teórica

como práctica acumulada durante cerca de 25 años de investigación en el

24

campo de las pectinas de frutas, especialmente de frutas tropicales, y de los

residuos de su procesamiento industrial.

Maracuyá (Passiflora edulis f. flavicarpa L.). (Kulkarni y Vijayanand, 2010):

Se estudió la utilización de la cáscara de la fruta maracuyá para la extracción

de pectina investigando el efecto del pH, la proporción del agente de

extracción, el número de extracciones, tiempo de extracción y la temperatura

sobre las características de rendimiento y calidad de la pectina.

Repollo (Brassica oleracea var. viridis). (Westereng, 2008): El propósito de

este estudio fue aislar y realizar análisis químicos y pruebas biológicas del

material péctico del repollo aislado por soluciones acuosas secuenciales

iónicas y una extracción de agua pura sencilla. El material péctico resultante

de las diversas etapas de extracción se caracterizó y probó, con el fin de

determinar si la actividad estructural y biológica fueron influenciados a través

de diferentes procedimientos de aislamiento.

Cáscara de plátano (Musa AAB). (Vásquez et al., 2008): Este estudio tuvó

como objetivo la extracción y caracterización de la pectina a partir de la

cáscara de plátano (Musa AAB subgrupo plátano, clon Hartón). El aislamiento

del material péctico se realizó mediante el método de hidrólisis ácida

utilizando HCl como agente de extracción. Se ensayaron dos condiciones de

pH (2,0 y 3,0) durante 60 minutos a 85ºC. La calidad de la pectina extraída se

evaluó mediante las variables: contenido de humedad, cenizas, ácido

anhidrourónico y metoxilo, tiempo de gelificación, viscosidad relativa,

espectroscopía de infrarrojo y se elaboró mermelada de manzana con la

pectina extraída para evaluar sus propiedades organolépticas.

Auyama (Cucurbita maxima). (Ptichkina et al., 2008): Se estableció un

procedimiento optimizado para la extracción de la pectina de la pulpa de

calabaza, usando una preparación enzimática de Aspergillus awamori. Se

sugieren algunos posibles usos medicinales y alimenticios.

Cáscara de cocoa (Theobroma cacao). (Mollea et al., 2008): Se realizó un

estudio preliminar para la extracción y caracterización de pectinas de cáscaras

25

de cacao de dos orígenes diferentes (Ghana y Venezuela) entera y picada;

extrayendo pectinas en diversas condiciones (pH 7.0, 4.0, 2.5, 1.5 y 1.0;

periodos de extracción 01-03 horas). La caracterización preliminar de las

pectinas, en términos de contenido de metoxilos y éster de acetilo, también

se llevó a cabo con el fin de investigar la influencia de diferentes condiciones

de extracción sobre la composición química de los extractos.

Ambarella (Spondias dulcis Fort). (Koubala et al., 2008): Se analizaron

algunas propiedades fisicoquímicas y bioquímicas de las pectinas de cáscaras

de Ambarella, tratadas por separado con HCl, agua desionizada y soluciones

de oxalato de ácido / amonio oxálico. Los resultados mostraron que el

rendimiento de la pectina fue de 30.9%.

Remolacha azucarera. (Yapo et al., 2007): Se estudió el efecto de las

condiciones de extracción sobre las propiedades de rendimiento, pureza de la

pectina extraída a partir remolacha azucarera. Aplicando diferentes

condiciones de extracción para investigar el efecto de la temperatura, el

tiempo de extracción y proporción de sustrato extractante en la extracción de

pectina. La extracción de pectinas de pulpa de remolacha azucarera se llevó a

cabo en un medio ácido acuoso a diferentes condiciones (pH, temperatura y

tiempo). Los rendimientos de las pectinas extraídas variaron de 4,1% al

16,2%.

Mango (Mangifera indica). (Koubala, 2007): En este trabajo se evaluó el

efecto de las condiciones de extracción sobre las características físico-

químicas de las pectinas de las cáscaras de dos variedades de mango

("Mango" y "améliorée") variando las condiciones extracción (HCl, agua

desionizada, oxalato de amonio).

Guayaba (Psidium guajava). (Buitrago, 2007): Con el propósito de buscar

nuevos usos para la guayaba, aprovechando su alto valor nutricional y con

ello aumentar a futuro la comercialización, tanto nacional como internacional,

de nuevos productos que contengan los beneficios nutricionales de esta fruta,

se realizó este estudio en el cual se empleó la pectina extraída de la guayaba,

para enriquecer alimentos de uso común en la población colombiana como

26

pan y arepa. Se evaluó si el consumo de dichos alimentos enriquecidos con

pectina de guayaba afecta los niveles sanguíneos de colesterol y triglicéridos

en adultos.

Soya (Gly cinemax), (Crandall, 2006): Estableció un nuevo procedimiento

para extraer la pectina a partir de residuos de cáscara/hipocolito de soya

usando un agente de extracción química además de calor y la agitación,

seguido por precipitación en alcohol, secado y blanqueamiento para la

obtención de un producto de pectina de soya blanqueado.

Abuta (Cissampelos pareira). (Singthong et al., 2005): Se establecieron las

condiciones óptimas para la extracción de pectina a partir de Abuta utilizando

una relación solido: disolvente 1:50 en agua destilada, a 25-28°C y pH (3.8-

4.0), sometiéndola posteriormente a una diálisis y liofilización, para la

evaluación de las propiedades fisicoquímicas.

Girasol (Helianthu sannuus). (Iglesias y Solano, 2004): En este artículo se

determinó la composición química y las propiedades reológicas de la pectina

de girasol. La pectina a partir de residuos de la cabeza de girasol se

caracterizaron y se comparó con pectinas comerciales de bajo metoxilo.

Cascara de banano (Musa supientum). (Qiu et al., 2010): En esta

investigación se utilizó la metodología de superficie de respuesta para evaluar

los efectos de combinados de las variables independientes (valor de pH,

temperatura de extracción, tiempo de extracción) sobre la extracción de

pectina de cáscara de banano.

Morera (Morus alba L.). (Liu et al., 2010): Se realizó un experimento para la

extracción de pectinas a partir de la corteza de la rama de morera, un

subproducto de la industria de la sericultura, con diferentes grados de

esterificación. En condiciones óptimas, los rendimientos de ácido

galacturónico de la corteza con y sin epidermis fueron 61,73±1,39% y

35,12±0,24%, respectivamente.

27

Pumila (Ficusawkeotsang Makino). (Jiang et al., 2002): Por medio de este

trabajo se estudiaron los cambios en las propiedades físico-químicas de la

pectina de las semillas de higo (Ficus awkeotsang Makino) durante la

extracción y gelificacion (contenido de calcio libre, enlaces de esteres totales

y esteres de metilo).

Melocotón (Prunus persica). (Pagán y Ibarz, 1999): Este trabajo presentó un

estudio de la extracción de pectina a partir de orujo de melocotón fresco en

diferentes condiciones de temperatura (40 °C, 60 °C y 80 °C), la acidez (pH

1,20 a 2,53) y el tiempo (10-80 min). Los mayores rendimientos de pectina

extraída se obtuvieron a las temperaturas más altas y al pH ensayado más

bajo.

1.3. EXTRACCIÓN

La extracción es un proceso de separación donde dos sustancias inmiscibles entre sí,

se ponen en contacto, y las sustancias a separar se disuelven en diferente proporción

en las distintas fases. Es una operación unitaria por la cual un componente se separa

o elimina mediante el contacto con otro material o fase, que tiene mayor afinidad por

él; el resto de los componentes, en cambio, permanecen en la matriz vegetal (Álvarez

y Burgos 2012).

La extracción asistida por microondas es un método empleado para la obtención de

pectina. Existen reportes de su aplicación en cáscara de naranja (Fishman et al.

2000); (Kratchanova et al. 2004); (Liu et al. 2006), pulpa de remolacha azucarera

(Fishman et al. 2008) y pomaza de manzana (Wang et al. 2007). Las condiciones

utilizadas para llevar a cabo las extracciones por medio de esta tecnología van de los

100ºC y tiempos de tres minutos.

Una de las principales ventajas de la extracción por microondas es la notable

reducción de tiempo de extracción con respecto al método convencional. De esta

manera mientras en el método convencional se invierten tiempos largos de

28

aproximadamente de una hora, en la extracción por microondas se requieren

únicamente de 3 a 10 minutos (Fishman et al. 2000). Esta reducción de tiempo

también tiene un efecto en la calidad de la pectina ya que a periodos de extracción

largos se ha observado una degradación de la molécula de pectina (Fishman et al.

2000); (Fishman et al. 2008).

En cuanto al rendimiento, con el uso de microondas se han observado mejoras con

respecto al método convencional (Fishman et al. 2008). Investigadores que han

estudiado el efecto del pre-tratamiento con microondas sobre el rendimiento en la

extracción de pectina, atribuyen que la mejora se debe a un aumento en la capilaridad

(creación de espacios porosos) y en consecuencia un aumento en la capacidad de

absorción de agua del material vegetal. Así mismo, las altas temperaturas

involucradas en el pre-tratamiento con microondas inhiben la actividad de la

pectinesterasa, la cual es una enzima que disminuye el grado de metíl esterificación

de la pectina antes de la extracción.

Todas estas características de la tecnología de microondas hacen posible mejorar los

rendimientos, masa molar y fuerza de gel de la pectina extraída. Algo importante que

también ofrece el uso del microondas es un mejor aprovechamiento de la energía de

calentamiento, en comparación con el método convencional en donde se sub-utiliza

gran parte de la energía (Liu et al. 2006).

29

2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

La investigación se llevó a cabo en el laboratorio de Análisis de Alimentos de la sede

Berástegui de la Universidad De Córdoba, ubicada en el kilómetro 10 vía Cereté -

Ciénaga de Oro del departamento de Córdoba, con una temperatura promedio de 29

°C, 86 % de humedad relativa y 20 m.s.n.m. con precipitación promedio de 1200 mm

anuales, enmarcada geográficamente entre los 8° 31‟ de longitud norte y 75° 58‟

longitud oeste del meridiano de Greenwich.

2.2. MATERIA PRIMA

Se utilizó como materia prima la cáscara de maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa)

adquirida en el mercado de Cereté- córdoba, seleccionadas de forma homogénea en

cuanto al grado de madurez, tamaño, firmeza.

2.3. MATERIALES Y EQUIPOS

En la investigación se utilizaron los siguientes materiales y equipos: HCl 6N, etanol

al 99%, papel filtro, tela filtrante, montaje completo del equipo de extracción por

microondas (Anexo A.), medidor de pH, estufa eléctrica, balanza analítica, agitador

para procesos biotecnológicos y medio ambientales, tabla para cortar, cuchillas para

los cortes, recipientes plásticos, beaker de 500 y 100, 50 ml, probeta de 100 ml, caja

de Petri, NaOH 0,1N, Fenolftaleína y montaje para titulación.

30

2.4. PROCEDIMIENTOS

2.4.1. Extracción de pectina: utilizando un equipo microondas comercial (Anexo

A.), se realizó el siguiente procedimiento:

Pulpa de maracuyá Cáscara de maracuyá

Fruto de Maracuyá

(Selección)

Troceado

(Cubos 0,4 X 0,4 cm)

Escaldado

(10 min.; 100 ºC)

Extracción

Asistida por

Microondas

(Muestra: 30

g)

Concentración de la sln acidulada

(0.12; 0.18 y 0.24 N)

Potencia (600, 800 y 1000 W)

Tiempo (60,80 y 100 s)

Filtrado

Residuos Extracto de Pectina

Precipitación

(Etanol 99%)

Filtrado

Alcohol + mezcla

de extracto

Pectina

Dejar escurrir

Pesar

Almacenar

(En recipientes sellados de 0 a 4ºC)

31

2.4.2. Determinación del contenido de Metoxilo: El contenido de metoxilo se

determinó a partir de la titulación de una cantidad conocida de pectina extraída (2g

de muestra del mejor tratamiento), utilizando NaOH 0,1 N y fenolftaleína como

indicador (Singthong et al. 2004).

2.5 DISEÑO EXPERIMENTAL

Para el análisis del efecto del tiempo, potencia y concentración de la solución de HCl

sobre el rendimiento de la pectina (%Pectina Húmeda), se empleó un diseño

completamente aleatorizado (DCA) con arreglo factorial 33 a diferentes niveles,

como se señala a continuación: tiempo (60,80 y 100 s), potencia (600, 800 y 1000

Vatios) y concentración de la solución de HCl (0,12, 0,18 y 0,24 N) y un número de

réplicas de 3, para cada tratamiento.

Para el análisis estadístico se realizó un estudio de análisis de varianza (ANOVA)

con un nivel de significancia de 5%, a través del software STATGRAPHICS

CENTURION XV, y se aplicó prueba de comparación de medias de Duncan donde

fue necesario.

32

3. RESULTADOS Y DISCUSIONES

3.1. EXTRACCIÓN DE PECTINA

La Tabla 1 muestra los porcentajes promedios de rendimiento obtenidos para un

tiempo de hidrólisis de 60 segundos y diferentes niveles de potencia y concentración

de HCl.

Tabla 1. Rendimiento (%p/p B. H.) para un tiempo de hidrólisis de 60 segundos.

Concentración

Solución de HCl

(N)

Potencia

(W)

Rendimiento

(%p/p B.H)

0,12

600 47,94±0,54a

800 48,80±0,61b

1000 49,23±0,39c

0,18 600 49,30±0,28 a

800 53,34±0,96b

1000 54,45±0,28c

0,24

600 50,75±0,22 a

800 56,11±0,79b

1000 60,00±0,33c

B.H.: Base Húmeda.

33

En la Tabla 2 se dan a conocer porcentajes promedios de rendimiento a diferentes

potencias y concentraciones de HCl y un tiempo de hidrólisis de 80 segundos

Tabla 2. Rendimiento (%p/p B. H.) para un tiempo de hidrólisis de 80 segundos.

Se presentan en la Tabla 3 porcentajes promedios de rendimiento determinados a un

tiempo de hidrólisis de 100 segundos, a diferentes concentraciones de HCl y

variando la potencia.

Concentración

Solución de HCl

(N)

Potencia

(W)

Rendimiento

(%p/p B.H.)

0,12

600 54,47±0,73a

800 56,57±0,77b

1000 58,22±0,43c

0,18

600 63,48±0,24a

800 64,79±0,34b

1000 65,91±2,61c

0,24

600 57,52±0,86a

800 64,97±0,39b

1000 66,93±0,34c

34

Tabla 3. Rendimiento (%p/p B. H.) para un tiempo de hidrólisis de 100 segundos.

Concentración

Solución de HCl

(N)

Potencia

(W)

Rendimiento

(% p/p B.H.)

0,12

600 59,07±0,44a

800 59,86±0,38b

1000 61,02±1,22c

0,18

600 63,64±0,61a

800 66,52±0,80b

1000 67,94±0,86c

0,24

600 65,79±0,91a

800 68,41±0,84b

1000 68,73±0,30c

En la Tabla 1, 2 y 3 los valores medios dentro de una misma columna sin ninguna

letra en común presentan diferencias significativas a un nivel de confianza del 5 %.

Empleando un análisis de varianza (ANOVA), se evaluó el efecto de cada uno de los

factores como: concentración de HCl (0,12; 0,18 y 0,24 N); Tiempo de hidrólisis

(60, 80 y 100 segundos) y Potencia (600, 800 y 1000 vatios), sobre el Rendimiento

de pectina (%p/p B.H.). De acuerdo al Anexo C, todas las variables y sus

respectivas combinaciones tienen una P-valor menor que 0,05, indicando que son

significativamente diferentes con un nivel de confianza del 95,0%.

A medida que aumenta el tiempo de hidrólisis, la potencia y la concentración de HCl,

se obtienen mayores rendimientos (%), las condiciones que presentaron altos

rendimientos de pectina (en porcentaje) , las siguientes: tiempo de hidrólisis de 100

segundos, concentración de la solución de acidulada (HCl) al 0,24 N y una potencia

de 1000 vatios.

35

Gráfica de Efectos Principales para Rendimiento Pectina

54

57

60

63

66

69

Re

nd

imie

nto

Pe

cti

na

Concentración HCl

0,12 0,24

Tiempo

60,0 100,0

Potencia

600,0 1000,0

Grafica 1. Efectos Principales para % Rendimiento de Pectina

En la gráfica 1, se observa la influencia de cada factor sobre el rendimiento de la

pectina para lo cual el tiempo tiene un efecto significativo, ya que a medida que

aumenta el tiempo aumenta también el rendimiento, para el caso de la concentración

de HCl la curva empieza a decrecer en el punto máximo de concentración evaluado,

y finalmente la potencia se da un crecimiento de manera lineal con respecto al %

rendimiento. La gráfica 2, indica la interacción que existe entre los factores por lo

que no pueden estudiarse de forma independiente, si vemos el comportamiento de las

gráficas estas tienden a cortarse en algún punto lo cual establece la interacción de

acuerdo a las variables evaluadas; los signos negativos (-) y (+) indican los valores

mínimos y máximos del factor evaluado respectivamente. Gráfica de Interacción para Rendimiento Pectina

48

52

56

60

64

68

72

Re

nd

imie

nto

Pe

cti

na

AB

0,12 0,24

-

-

+

+

AC

0,12 0,24

-

-

+

+

BC

60,0 100,0

-

-

+

+

Grafica 2. Interacción para % Rendimiento de Pectina

Para una mayor interpretación de la gráfica 2, se representaron de manera detallada

cada una de las interacciones, en las siguientes gráficas.

36

0,12

Tiempo=60,0

Tiempo=100,0

0,120,24--+-+

Gráfica de Interacción para Rendimiento Pectina

48

52

56

60

64

68

72

Re

nd

imie

nto

Pe

cti

na

Concentración HCl

0,24

Tiempo=60,0

Tiempo=100,0

Grafica 3. Interacción AB (Concentración HCl*Tiempo)

0,12

Potencia=600,0

Potencia=1000,0

0,120,24--+-+

Gráfica de Interacción para Rendimiento Pectina

55

58

61

64

67

70

Re

nd

imie

nto

Pe

cti

na

Concentración HCl

0,24

Potencia=600,0

Potencia=1000,0

Grafica 4. Interacción AC (Concentración HCl*Potencia).

60,0

Potencia=600,0

Potencia=1000,0

0,120,24--+-+

Gráfica de Interacción para Rendimiento Pectina

50

53

56

59

62

65

68

Re

nd

imie

nto

Pe

cti

na

Tiempo

100,0

Potencia=600,0

Potencia=1000,0

Grafica 5. Interacción BC (Tiempo*Potencia)

37

De acuerdo a la información presentada en las gráficas 3, 4 y 5, es posible observar

que a una potencia de 1000 vatios se obtiene un mayor %rendimiento de pectina en

este estudio (grafica 4 y 5); además en la interacción entre la concentración HCl y el

tiempo AB se observa que la concentración y tiempo que presentan un mayor

rendimiento corresponden a 0,24 N y 100 segundos respectivamente.

Es necesario evaluar el porcentaje de rendimiento de la pectina a las diferentes

condiciones de concentración de solución acidulada, tiempo y potencia de acuerdo a

la tabla Anova (Anexo C) donde se evidenciaron diferencias estadísticamente

significativas (p<0,05). Para el caso de las interacciones las variables de

concentración de solución acidulada y tiempo presentaron un mayor efecto con P-

valor <.0001 sobre la variable respuesta, comparadas con las demás interacciones el

p-valor es de 0,0011, que indica una menor interacción; sin embargo este valor es

menor de 0,05 lo que establece la diferencia significativa en cada una de las variables

y las interacciones planteadas.

Evaluando el efecto de cada una de las variables, los mejores rendimientos se

observaron a condiciones de mayor tiempo y potencia, 100 segundos y 1000 vatios

respectivamente; lo que concuerda con estudios realizados por Álvarez y Burgos,

utilizando la técnica de microondas con un tiempo límite de 44 segundos y potencia

de 1000 vatios.

Variando la concentración de la solución acidulada, se obtuvo un mayor porcentaje

de rendimiento a valores de concentración mayores, esto coincide con los resultados

de Cuesta y Muñoz (2012) encontrando que a mayores concentraciones de ácido el

porcentaje de pectina extraída es mayor.

Con la técnica de microondas utilizada en el presente trabajo de investigación se

estudió el rendimiento de la pectina con tiempo máximo de 100 segundos,

presentándose rendimientos entre el 45 y 68%p/p B.H., resultados mayores con

respecto a lo reportado en otras investigaciones.

38

Al comparar los diferentes métodos que se utilizan para la extracción de pectina,

resulta más eficiente el método asistido por microondas en cuanto a rendimiento,

calidad de la pectina y tiempos de extracción. Por lo cual se propone el empleo de

esta técnica para la obtención de pectinas a partir de frutos cítricos y su aplicación en

la industria alimentaria.

En las técnicas utilizadas convencionales e industriales comparadas con el método de

extracción asistida por microondas se observaron que para este estudio los valores de

rendimientos son menores teniendo en cuenta el tiempo que emplean las demás

técnicas, que es bastante alto.

A pesar de obtener rendimientos altos de pectina también debe tenerse en cuenta la

calidad de la pectina obtenida en esta investigación donde se tomó como parámetro

de evaluación el contenido de metoxilos (%) a la muestra que obtuvo un mayor

rendimiento (%p/p B.H.).

El porcentaje de contenido de metoxilo se midió en condiciones de tiempo de 100

segundos, concentración de la solución de HCl 0,24 N y potencia de 1000 vatios,

obteniendo un valor medio de 6,86%. La pectina extraída a partir de cáscara de

maracuyá con mayor porcentaje de rendimiento de 68,73 %p/p B.H., tiene menos del

7% de metoxilo, por esta razón es de bajo metoxilo, aunque este valor se encuentra

muy cerca al límite (valores mayores o iguales a 7%) y podría comportarse como de

alto metoxilo.

Lo anterior se puede relacionar con la concentración de la solución acidulada que

para este caso es la de mayor concentración de ácido lo cual puede afectar la calidad

de la pectina obtenida por la descomposición de su estructura, que disminuyó el

contenido de metoxilo debido a la acción del ácido sobre la muestra evaluada.

39

3.2. COSTOS TOTALES A NIVEL LABORATORIO DEL MEJOR

TRATAMIENTO.

Para hallar los costos totales a nivel laboratorio, primero se requiere obtener los

costos unitarios. (Acevedo y Ramírez 2011)

Los costos se evaluaron a la muestra de mayor rendimiento, se usó la siguiente

fórmula para evaluar la energía eléctrica gastada por cada uno de los equipos:

Energía Eléctrica = Potencia Eléctrica (W) * tiempo de operación (h)

Luego, teniendo en cuenta el valor del kW/h en el municipio de Ciénaga de Oro

(COP 384) y el tiempo de operación de cada equipo, se evalúan los costos unitarios y

totales.

Tabla 4. Evaluación de los costos por equipo.

Equipos

utilizados

Potencia

(Vatios)

Tiempo

(h)

Energía

eléctrica (kWh)

Costo kW/h

(COP)

COSTO

TOTAL

(COP)

Microondas 1000 0,028 0,028 384 10,667

Estufa

eléctrica

600 0,167 0,100 384 38,400

Motor del

agitador

50 0,028 0,001 384 0,533

TOTAL 49,60

COP: pesos colombiano.

Los costos unitarios y totales de los insumos en el caso de los reactivos, se evalúan

de acuerdo a los costos de suministrados por el proveedor de la Universidad de

Córdoba y teniendo en cuenta la cantidad utilizada.

40

Tabla 5. Evaluación de los costos por insumo.

Insumos Unidad Costo

(COP)

Cantidad COSTO

TOTAL

(COP)

Maracuyá Kilo 1.200 0,030 36,000

HCl L 14.250 0,004 57,000

Agua destilada L 500 0,100 50,000

Etanol L 4.761 0,050 238,050

Papel filtro Unid. 800 1 800

TOTAL 1181,05

El salario de un auxiliar de laboratorio es de COP 3.590 por hora (Tomado del

salario de un auxiliar de laboratorio que trabaja 48 horas semanales en el área de

investigación y desarrollo en la empresa Productos del Campo San Gregorio S.A.S.),

el tiempo total empleado en la extracción de mejor tratamiento (13,746 g) fue de

0,195 horas, lo cual nos indica que el costo de personal equivale a COP 700,05

Costo total a nivel laboratorio= Costo total equipos + costo total insumos + costos

de personal

Costo total a nivel laboratorio = COP 49,60 + COP 1.181,05 + COP 700,05

Costo total a nivel laboratorio = COP 1.930,7

Por tanto, COP 1.930,7 (pesos colombianos) es el costo total de extraer a nivel

laboratorio 13,746g de pectina de bajo metoxilo.

41

4. CONCLUSIONES

En la extracción de pectina a partir de cáscaras de maracuyá asistida por

microondas, se pudo establecer de acuerdo a los resultados obtenidos las

condiciones del proceso de extracción y la influencia de las variables

evaluadas que afectan el rendimiento y la calidad de la pectina y de esta

manera poder ser empleada en la industria.

Las condiciones del mejor tratamiento del proceso de extracción de pectina

asistida por microondas, en el cual se obtuvo un mayor rendimiento fueron a

un tiempo de 100 segundos, potencia de 1000 vatios y concentración de la

solución acidulada (HCl) de 0,24 N. El porcentaje de pectina en base húmeda

obtenida a estas condiciones fue del 68,733%.

El porcentaje del contenido de metoxilos fue del 6,86% que la clasifica como

pectina de bajo metoxilo. Sin embargo.

El costo total de extraer a nivel laboratorio 13,746g de pectina de bajo

metoxilo es de COP 1.930,7 (pesos colombianos).

42

5. RECOMENDACIONES

Evaluar el mismo proceso con diferentes tipos de ácidos para estudiar la

influencia de estos sobre el rendimiento y la calidad de la pectina extraída.

Evaluar el rendimiento de la pectina variando los valores de relación solido:

líquido y cambiando el tamaño de partículas de la muestra (cáscara troceada o

macerada).

Realizar ensayos de gelificación en productos elaborados.

43

6. BIBLIOGRAFÍA

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49

ANEXOS

Anexo A. Montaje del equipo de microondas para la extracción de la pectina a partir

de cáscara de maracuyá.

Anexo B. Maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa).

50

Anexo C. Principales componentes de la maracuyá. Fuente: Álvarez y Burgos,

2012.

Jugo de

maracuyá

Cantidad

contenida en

100cc de jugo

Fruta

(cal./100g de

Jugo)

Cáscara

(c/100g)

Semillas

Agua 90g 88,31g 20,50g

Calorías 53 calorías 78 calorías 0,00g 0,00g

Proteína 0,67g 2,20g 4,38g 1,00. 10-2

g

Grasa 0,05g 0,60g 0,00g 2,50. 10-2

g

Carbohidratos 13,73g 2,40g 0,41g 0,44g

Fibras 0,17g 0,40g 25,66g 0,00g

Cenizas 0,49g Trazas 6,00g 1,70. 10-3

g

Calcio 3,80. 10-3

g 1,30. 10-2

g 0,00g 0,00g

Fosforo 2,42. 10-2

g 6,40.10-2

g 0,00g 0,00g

Hierro 4,00. 10-4

g 1,60. 10-3

g 0,00g 0,00g

Vitamina A 2,41g 2,41g 0,00g 0,00g

Niacina 2.20. 10-3

g 2,20.10-3

g 4,58. 10-2

g 0,00g

Ácido

ascórbico

2,00. 10-2

g 0,00g 0,00g 0,00g

51

Anexo D. Análisis de varianza para el porcentaje de rendimiento de la pectina.

Fuente DF ANOVA SS Cuadrado de

la media

F-valor Pr > F

A 2 2221.528484 1110.764242 1624.20 <.0001

B 2 789.507632 394.753816 577.22 <.0001

C 2 285.357647 142.678823 208.63 <.0001

A*B 4 69.839575 17.459894 25.53 <.0001

A*C 4 14.611983 3.652996 5.34 0.0011

B*C 4 61.958901 15.489725 22.65 0.0011

A*B*C 8 43.811425 5.476428 8.01 0.0011

A: concentración de solución acidulada (N), B: tiempo (segundos), C: potencia

(Vatios)

Anexo E. Prueba de comparación de medias Duncan para el tiempo (segundos).

Duncan Media Numero de

observaciones

Tiempo (s)

A 64.5567 27 100

B 61.4322 27 80

C 52.2196 27 60

52

Anexo F. Prueba de comparación de medias Duncan para el Concentración de la

solución acidulada (N).

Duncan Media Numero de

observaciones

Concentración de la solución

acidulada (N)

A 62.1322 27 0,24

B 61.0437 27 0,18

C 55.0326 27 0,12

Anexo G. Prueba de comparación de medias Duncan para la potencia (Vatios).

Duncan Media Numero de

observaciones

Potencia (W)

A 61.3830 27 1000

B 59.9437 27 800

C 56.8819 27 600