EXTRACCIN Y CARACTERIZACIN DE PECTINA DE TORONJA (Citrus paradisi). Yaseny Bersel Daz LozanoRESUMENCon el fin de aprovechar las cascaras de toronja como fuente natural pctico se ha realizado el estudio sobre la obtencin y caracterizacin de pectina del ya mencionado fruto. Las principales etapas de estudio fueron: la extraccin cida, en la cual se realizaron y la caracterizacin del producto obtenido (pectina). Se us un ANOVA factorial para evaluar el efecto de tres niveles de pH (1.5, 1.7, 1.9) y tres niveles de tiempo de extraccin (60, 75, 90 min) sobre la extraccin de pectinas. Las comparaciones mltiples de medias fueron hechas con el Test de Duncan. Los resultados de estas muestras se evaluaron cuantitativamente en base al mximo rendimiento extractivo, los valores ptimos de las variables estudiadas fueron pH 1.5 y un tiempo de 90 minutos.Fijados en los parmetros ptimos de la extraccin, se procedi a la obtencin de la pectina en polvo, la pectina obtenida en polvo presento las siguientes caractersticas qumicas y fsicas, las cuales se relacionan directamente con su calidad: peso equivalente, contenido de metoxilos, porcentaje de AAG. Adems de lo indicado tambin se evalu el rendimiento de la pectina obtenida a partir del albedo de la toronja reducida en un humedad hasta 22.25%, el cual fue de (con respecto a la fruta) 2.1285%.Palabras claves: Toronja, gomas y pectina.EXTRACTION AND CHARACTERIZATION OF PECTIN FROM GRAPEFRUIT (Citrus paradisi).ABSTRACTTo take grapefruit peels as a natural source pectic study has been performed on the preparation and characterization of the aforementioned fruit pectin. Study main stages were: acid extraction, in which the characterization were performed and the product obtained (pectin). Factorial ANOVA was used to evaluate the effect of three levels of pH (1.5, 1.7, 1.9) and three levels of extraction time (60, 75, 90 min) on the extraction of pectins. Multiple comparisons of means were made with Duncan test. The results of these samples were quantitatively assessed at the highest extraction yield, the optimal values of the variables studied were pH 1.5 and a time of 90 minutes.Set in the optimal parameters of the extraction, proceeded to obtain the powdered pectin, powdered pectin obtained present the following physical and chemical characteristics, which are directly related to quality: equivalent weight methoxyl content, percent AAG. Addition to the above also evaluated the performance of the pectin obtained from the albedo of grapefruit reduced by up to 22.25% moisture, which was (with respect to the fruit) 2.1285%.Keywords: Grapefruit, gums and pectin.INTRODUCCINLa pectina polisacrido presente en frutas y hortalizas, es adems un conocido agente gelificante. Sus preparaciones fueron utilizadas en la manufactura de jaleas y conservas de frutas mucho antes que fuera definido su nombre. Hoy en da la pectina es un producto indispensable, para una gran cantidad de industria de alimentos y aunque el polisacrido se encuentra ampliamente distribuido en el reino vegetal su extraccin y transformacin en producto comercial parece limitarse a los pases ms desarrollados (Piza, 1984). Su uso no se limita a la industria alimentaria sino a la farmacutica en gran variedad de aplicaciones, sin embargo la fabricacin de jaleas, mermeladas y similares consume ms del 90% de la pectina producida en el mundo (Francis y Bell, 1985).Las cortezas de naranja y el bagazo residual de la extraccin del zumo de manzana, son las materias primas ms utilizadas para obtener pectina industrialmente. (Gmez, 1998 y Primo y Carrasco, 1981). Asimismo, la utilizacin industrial de los frutos ctricos deja como material de desecho una gran proporcin del peso total de la fruta muy rica en pectinas, el incremento notable en la utilizacin tcnica de los frutos ctricos, hace que el volumen de estos materiales de desecho se grande y en consecuencia la prdida de este material vegetal, fuente potencial importante para la obtencin de pectinas, por consiguiente sea importante. (Ferreira, 2007)ANTECEDENTES RELACIONADOS CON LA INVESTIGACIONLa Consulta a diferentes fuentes bibliogrficas revela que existen muy pocas investigaciones que en forma parcial han abordado el tema de extraccin de pectina de toronja (Citrus Paradisi). As se tiene que:En la Universidad de Costa Rica, el proyecto de graduacin de Jaime Piza fue Estudio Preliminar de la Obtencin y Caracterizacin de pectinas a partir de residuos de naranja de la variedad criolla del Cantn Acosta.Este estudio analiz cscaras de la naranja dulce (Citrus sinensis), de la variedad criolla del cantn Acosta, las cuales fueron estudiadas con el objetivo de estimar el contenido y evaluar las caractersticas de la pectina presente en las mismas.Asimismo, encontraron que la pectina presente en las cscaras de naranja criolla es de alta calidad para la manufactura de geles de alto contenido de slidos, as como para su normalizacin con el fin de adaptarla a los muy diversos usos que la industria de alimentos da a este polisacrido.La presente investigacin sobre el tema ya mencionado; tratar de investigar desde otro punto de vista, determinando los mejores parmetros de extraccin (pH y tiempo de extraccin) de pectina mediante un diseo factorial completo. Por lo cual consideramos que la misma es una investigacin original. Toronja Citrus ParadisiSe ha mencionado por primera vez en 1750 como rbol producido en Barbados y en 1789 en Jamaica. En 1830 y 1837, Macfadyen le dio el nombre Citrus Paradisi. Cuando se le conoci por primera vez en las Indias Occidentales, no parece que se hubiera conocido en ningn otro lugar ningn fruto ms parecido a l que las formas del pomelo. Se le conoce como toronja (espaol), pomelo (potugus), grapefruit (ingls), pamplemousse (francs), pompelmo (italiano) y pampelmuse (alemn). (De La Loma, 1962)El pomelo toronjo o grape fruit, citrus paradisi es un rbol frutal de tamao mediano, copa cnica, hojas grandes con pecolo alado ampliamente. Las flores forman generalmente racimos, lo mismo que ms tarde sus frutos. Estos son de tamao grande, de color amarillo plido, con un gusto amargo caracterstico ms o menos pronunciado. Su cscara es lisa amarillo verdoso. Su jugo es blanquecino y su sabor es dulce amargo. De la familia Rutaceas, es fruto hesperidio, grande, casi el doble de una naranja. Excelentes tanto para el consumo directo como para la industrializacin, se exportan en cada ao en mayor cantidad, durante el ao 1959 fueron 133. 087 kilos. (Soler, 1975 y Alvarado y Blanco, 2008). Datos agronmicos Partes del fruto. Segn Primo y Carrasco (1981) y Primo (1998).a) El flavedo es el tejido exterior que est en contacto con la epidermis y en l abundan vesculas, que contienen lpidos, aceites esenciales y cromoplastos. b) Debajo del flavedo est el albedo que es un tejido esponjoso, blanco y celulsico y constituye la mayor parte de la corteza. El mismo tejido forma el corazn o eje central del fruto y ambos contienen los vasos que proporcionan al fruto el agua y los materiales nutritivos. c) El endocarpio es la parte comestible de los ctricos y est formado por los carpelos o gajos que estn compuestos por vesculas en forma de huso, que contienen zumo y estn separados por las membranas intercarpelares, estn compuestos por vesculas, en forma de huso, que contienen zumo. d) Las semillas, de cubierta dura lignocelulsicas, contienen una importante cantidad de grasas.El albedo est constituido, principalmente, por celulosa, hemicelulosas y pectinas, y tambin contiene otros hidratos de carbono solubles. Algo menos del 50 por 100, del peso seco del albedo, est formado por slidos solubles en alcohol y algo ms del 50 por 100 es insoluble. El contenido en pectinas es del orden del 18-30 por 100. Tambin contiene cantidades importantes de vitamina C y de flavonoides. Se ha descrito la presencia de xilosa en la piel, que permitira detectar la contaminacin del zumo por el extracto de aqulla. (Primo y Carrasco 1981). Clasificacin hortcolaMorn 1985, clasifica a los toronjos cultivados en dos grupos naturales, en ambos grupos se encuentran cultivares precoces, intermedios y tardos, de acuerdo al nmero de unidades trmicas necesarias para la maduracin. En general parece ser que los cultivares con semilla tienden a ser ms precoces sin semilla.Toronjos comunes:Los principales cultivares son Duncan y Marsh. Los frutos del toronjo Duncan, son de tamao grande, oblados a globosos. El pericarpio es mediano a grueso, de superficie pareja y suave, con surcos basales cortos radicales. El endocarpio es tierno y jugoso, de excelente sabor, pero con abundantes semillas. La poca de maduracin es intermedia a precoz.Toronjos pigmentados:Los cultivare de este grupo tienen una coloracin rosada o rojiza, debida a la presencia de pigmentos de la serie de licopeno.Algunos ejemplos son: Ruby o Redblush y Thompson. Datos econmicosSon los ctricos como las naranjas la fruta ms consumida, plantada y distribuida en todo el mundo, aunque la mayor parte de su produccin se destina al zumo de naranja. Los ctricos se cultivan en las zonas clidas de todo el mundo de la china, hasta Espaa llegando a California y por el hemisferio sur en todo su recorrido desde Sudfrica, hasta Argentina(Kimball, 2002).a) Produccin nacional de toronja (citrus paradisi)La toronja (citrus paradis), fruta ctrica bastante importante en otros pases, es cultivada en pequea escala en el Per. En el Cuadro 1 se muestra la produccin nacional de toronja por regiones, en la que se puede distinguir un descenso en los ltimos cinco aos.

Cuadro 1. Produccin de toronja por Dpto (TM)

20032004200520062007200820092010

Tumbes45158202739608653

Piura14010025

Lambayeque274361365265162263267280

La libertad303134121111814

Ancash2331501858395

Lima110663036315921364

Ica

San Martn191286339222327451232288

Hunuco138132150143148148150149

Pasco17916616610380134141100

Junin670432447354368416375342

Huacavelica55629010536613019

Ayacucho3748373839381616

Cusco157250205290268272317336

Puno584577791636541564535530

Loreto843939353980100411081187877

Ucyali345280773824715

Total50364602441042414061355133443068

Fuente: Arestegui (2006)Composicin qumica Los sabores, olores y texturas que reconocemos de la toronja son el resultado de la combinacin del contenido de agua, hidratos de carbono, cidos orgnicos pigmentos (carotenoides y antocianinas), aceites (sesquiterpenos) y trazas de compuestos aromticos, as como de la textura pulposa y la turbidez del jugo (Kimball 2002).A continuacin en el Cuadro 2 se presenta la composicin qumica de la toronja.Cuadro 2.Composicin qumica y nutricional de la toronjaElementoUnidadValor

Caloriascal36.0

Aguag.89.8

Protenasg.0.6

Grasasg.0.4

Carbohidratosg.8.8

Fibrag.0.3

Ceniza g.0.4

Calciog.34

Fsforog.16.0

Hierrog.2.0

Vitamina B1 (Tiamina)cg.---

Vitamina B2 (Riboflamina)cg.0.01

Vitamina B5 (Niacina)cg.0.20

cido ascrbico reducidocg.50.60

Fuente: Arstegui (2003) Contenido en 100g de toronjaIndustrializacinDebido a que la toronja, puede aplicarse tanto como los dems ctricos, Kimball (2002) y Primo (1998) mencionan que de los ctricos se puede obtener, adems de los productos primarios, como son la fruta fresca y los zumos, tambin son importantes los aceites esenciales, el pienso de corteza, la pectina, asimismo se producen jaleas, mermeladas, confituras, gajos de fruta, bebidas a base de zumos y compotas.Tienen menos importancia, los lquidos del prensado de las cortezas y el aceite de semillas.Los ms importantes son:a. Zumos:Snchez (2003) menciona que se entiende por zumo o jugo de fruta, el obtenido a partir de las frutas por procedimientos mecnicos, susceptible de la fermentacin pero sin fermentar, que posea el color, el aroma y el sabor caractersticos de los zumos de las frutas que proviene. En el caso de los ctricos, el zumo de frutas proviene del endocarpio. b. Pectina: La produccin de pectina a gran escala no se desarroll hasta la primera dcada del siglo XX, cuando se construy la primera planta de elaboracin de pectina en Corona, California. Actualmente, la mayora de las pectinas se produce en los Estados Unidos, Europa e Israel. La corteza de limn es la materia prima ms utilizada para la elaboracin industrial de la pectina. (Kimball, 2002)c. Jaleas y confituras: La gelificacin se ha utilizado hace tiempo como medio para la conservacin de diversas frutas. El incremento de la viscosidad y el descenso de la actividad de agua inhiben el crecimiento microbiano y el deterioro del producto. Las confituras y jaleas normalmente se pueden almacenar a temperatura ambiente hasta que se abre el envase. d. Mermeladas: las mermeladas ctricas se elaboran a partir de pulpa y de las cscaras de las frutas. La mayora de la pectina se encuentra en la parte blanca de la cscara. La elaboracin de esta clase de mermelada es igual a la mermelada en general, excepto que la cscara requiere un tiempo ms largo de coccin. La mermelada ms conocida es la de naranja, pero tambin se elaboran mermeladas de limn, toronja y lima. Adems se elaboran mermeladas de mezclas de diferentes ctricos (Meyer, 2007)e. Gajos de frutas: Cada vez es ms frecuente la conservacin de gajos de ctricos enlatados y embotellados. Las ventajas de los gajos de ctricos enlatados o embotellados son su larga conservacin, la buena retencin de la mayora de los nutrientes de la fruta entera, y que pueden ser trasportados a regiones donde no hay produccin de ctricos o donde no es temporada de ctricos. (Kimball, 2002). PectinasDefinicinLas pectinas son heteropolisacridos que se presentan en la naturaleza como elementos estructurales del sistema celular de las plantas. Su componente principal es el cido -D-galacturnicounidos por enlaces (14) que est parcialmente esterificado con metanol se encuentran principalmente en frutas y vegetales, (Herbstreith y Fox, 2001). La cadena principal posee sin embargo segmentos que contienen abundantes restos de L-ramnosa. En pequesimas cantidades se encuentran tambin presentes D-galactanos, L-arabinanos y arabinogalactanos unidos por enlace convalente al galcturonano (Belitz y Grosch, 1997).ClasificacinComercialmente las pectinas son clasificadas de acuerdo a su grado de esterificacin (metoxilacin), siendo las pectinas de mayor calidad aquellas con mayor grado de esterificacin (Arthey y Ashurst, 1997). Segn sus propiedades de gelacin se dividen entre grupos, que estn asociadas con el grado de esterificacin metlica (Herbstreith y Fox, 2001 y Yfera, 1998).a. La pectina soluble en agua, que es la que tiene casi todos los grupos carboxlicos esterificados con metanol (metoxilados). Son pectinas con alto ndice de metoxilo, que determina el grado de esterificacin con radicales metlicos (Pilgrim, 1991). Contienen ms del 50% de unidades del cido poligalacturnico esterificadas por lo tanto no reaccionan con iones calcio. El poder de gelacin depende, entre otros, del contenido cido, del tipo de pectina y de la cantidad de slidos solubles que generalmente es mayor al 55%. Estas pectinas reaccionan con la casena y sirven para estabilizar bebidas fabricadas a partir de leche cida. Este tipo de pectina es el que se encuentra en la cscara de la naranja valencia.b. Las pectinas con bajo ndice de metoxilo, son las que tienen menos del 50% unidades esterificadas del cido poligalacturnico y por lo tanto forman geles no solo con slidos solubles que contienen iones calcio sino con azcares y otros cidos. En este caso el poder de gelacin tambin depende del pH y de la concentracin de iones calcio, lo cual influye en la textura de la gelatina formada.c. Las pectinas amdicas con bajo ndice de metoxilo, son aquellas que han sido desmetoxiladas con amonaco en lugar de usar cidos. Cuando se hace el proceso de desmetoxilacin, una parte de los grupos ster se reemplaza por grupos amida, los cual modifica las propiedades de gelacin de la pectina. Requieren pequeas cantidades de iones calcio para su gelatinizacin.DistribucinLa forma insoluble de la pectina, denominada protopectina, domina en frutos inmaduros (Pagani, 1990). Durante la maduracin de la fruta las pectinas son fuertemente despolimerizadas y solubilizadas (Huber, 1983), producto de la accin de las enzimas pectolticaspectinmetilesterasas, poligalacturona-sas y glicosidasas en la lmina media de la pared celular (Arthey y Ashurst, 1997; Cheftel y Cheftel, 2000). La modificacin de los polisacricos en la fruta afecta fuertemente la firmeza de las bayas maduras, por una fuerte desestirificacin de cidos urnicos metoxilados y una leve baja en el contenido de galactosa de los polisacridos insolubles. Diversos autores indican que con la maduracin baja el contenido y la calidad de las pectinas o su capacidad de gelificar, esta ltima caracterstica definida por su grado de metoxilacin (Vicenset al. 2009; Donald et al., 2001; Missanget al., 2001; Humead y Jousif, 2000). La protopectina puede convertirse en una pectina soluble en agua cuando el tejido vegetal se calienta a fuego lento o en agua hirviendo (Charley, 1991).Fuentes de pectinaLas pectinas son muy abundantes en todo el reino vegetal (Belitz y Grosh, 1997). Las pectinas se obtienen de materiales vegetales que tienen un alto contenido de stas, tales como manzanas, frutas ctricas, pia, guayaba dulce, tomate de rbol, maracuy y remolacha. Segn el tratamiento que se haga a las materias primas, se obtienen diferentes calidades de pectinas, de acuerdo con las necesidades de los productos terminados. (Gmez y Juan, 1998 y Schmidt, 1979)Los subproductos de la industria de zumos de frutas, marcos de la expresin de manzanas y albedos de ctricos (limn verde, naranja, toronja) constituyen bsicamente las fuentes industriales de pectinas. (Miranda y Gonzales 1993). La materia prima para la obtencin de pectina proviene principalmente de la industria de frutas ctricas, es un subproducto extrado de las cscaras y cortezas de naranjas, pomelos, limones y toronjas. Se encuentra en el albedo (parte esponjosa de la cscara), tambin se obtiene pectina a partir del bagazo de la manzana y el membrillo (Snchez, 2004).

Aplicacin y Comercializacina. AplicacionesEstas pectinas son en la actualidad ingredientes muy importantes en la industria de los alimentos, para hacer gelatinas, helados, salsas, quesos, mermeladas, jaleas, compotas y bebidas refrescantes, as como en la pastelera (Fennema, 1982). Las pectinas se usan en la industria de alimentos como espesantes, como gelificantes, emulsificantes y estabilizantes, cohesionantes. (Mesbahiet al, 2005 y Schimidt, 1979). Pectinas de alto y bajo metoxilo compiten con otras gomas tales como agar, y carragenano, en la preparacin de geles de leche altamente consistente, aditivo estndar de alimentos para nios y en general, en la industria alimentaria. (Fennema, 1982). Tambin se emplean en otras industrias como farmacuticos que requieren modificar la viscosidad de sus productos. Y en la industria de los plsticos, as como en la fabricacin de productos espumantes, como agente de clarificacin y aglutinantes. Los principales tipos utilizados son las propias pectinas y sus sales (pectato potsico, pectato sdico, todos E440(a) y la pectinamida (E440(b)) (Gmez, 1998 y Hugues, 1994).Aplicaciones industriales, en particular para papeles y textiles, son limitadas por el alto costo (Fennema, 1982)b. ComercializacinNuestro pas es importador de este gelificante, siendo sus principales proveedores Alemania, Suiza y Dinamarca. Principios activosAdems la pectina, por ser una fibra soluble disminuye las fracciones de lipoprotena de baja densidad en la sangre, sin modificar los niveles de lipoprotena de alta densidad que es buena para la salud humana. (Lui et al, 2006).En medicina se emplean para el tratamiento de la diarrea (Hugues, 1994).La pectina por sus propiedades coloidales acta como un lubricante entre la pared intestinal y el alimento promueve los movimientos peristlticos normales sin producir irritacin. Adems, diversos estudios sealan que tiende a disminuir el nivel de colesterol y presumiblemente retarda la arteoesclerosis. (Fennema, 1982)Extraccin de pectinaExisten numerosos patentados para obtener las pectinas y en cada uno de ellos se obtiene productos de diferente calidad porque sta, as como sus posibles aplicaciones, dependen mucho del mtodo de extraccin (Devia, 2003).Segn Belitz y Grosh (1997), la extraccin se lleva a pH 1,5-3 y 60-100C. Este proceso debe controlarse, sin embargo, muy cuidadosamente por las posibles hidrlisis de glicsidos y steres. El extracto, bien se concentra para dar preparados lquidos de pectinas, o bien se deseca (por pulverizacin o laminacin). Las preparaciones ms puras se consiguen por precipitacin de pectina con iones que forman sales insolubles (por ej. Al+3) y posterior lavado con alcohol acidificado para eliminar los iones aadidos o por precipitacin directa con alcohol, siendo isopropanol y etanol los que ms se utilizan.En un mtodo se encontr que la pectina puede hidrolizarse y extraerse del tejido vegetal, tal como la cscara de la naranja sin adicionar un cido. As se logra solubilizar pectinas con alto contenido en metoxilos y luego recuperarlas por concentracin y secado (Ehrlich, 1997).Tambin se puede obtener un producto enriquecido en pectina, en forma granular para usarlo en alimentos y bebidas, poniendo la materia prima en contacto con una protena comestible, soluble en agua para solubilizar la pectina y luego precipitarla con la ayuda de un solvente. En este caso se puede mejorar el rendimiento agregando un cido (Cerda, 1996).Un proceso de ndole biotecnolgica para preparar la pectina (Sakai, 1989) consiste en someter el tejido vegetal que contiene las sustancias pcticas a la accin del microorganismo Bacillus, cuya actividad permite la liberacin y recuperacin de las pectinas. As se obtiene fcilmente una pectina de alto peso molecular, con buen rendimiento.Tambin es posible extraer la pectina de las cscaras de naranja por un proceso en el cual stas se someten a una extraccin en contracorriente con una solucin que tenga un solvente inmiscible en agua, para extraer los azcar, los aceites esenciales y los bioflavonoides (Bonell, 1985). Las cscaras tratadas con el solvente se secan para producir un material rico en celulosa y pectina. El extracto se diluye con una solucin acuosa para hacer insolubles los aceites esenciales y lograr su recuperacin. Los bioflavonoides precipitan y se separan por filtracin. La porcin restante del extracto puede tratarse para recuperar un jarabe azucarado.Se puede obtener pectina de muy buena calidad a partir de materia vegetal aplicndole presin y con calentamiento por microondas (Fishman, 2000). Las pectinas obtenidas se caracterizan por un alto peso molecular y una buena viscosidad, cuando se comparan con las pectinas obtenidas con tcnicas convencionales de calentamiento.MATERIALES Y MTODOSI. Lugar de EjecucinLa investigacin se ejecut en el Centro de Investigacin en Tecnologa de Alimentos (CITAL), y en el Laboratorio de Qumica, pertenecientes a la Facultad de Ingeniera y Arquitectura de la Universidad Peruana Unin (Km 19.5 Carretera Central, aa Lima), durante los meses de abril junio del 2013.Materiales e Insumos a. Materia prima Los frutos utilizados fueron Toronjas (Citrus Paradisi), adquiridas en el Mercado de Frutas (La Victoria-Lima)b. Reactivos Agua destilada, Alcohol etlico industrial, cido Ctrico, Hidrxido de Sodio (NaOH) 0.1N, Hidrxido de Sodio (NaOH) 0.25N, cido Clorhdrico (HCl) 0.25N y pectina Comercial. Mtodos de Anlisisa. Anlisis de la materia prima. Se realizaron anlisis fisicoqumicos que se evaluaron tanto al albedo de la toronja, como al jugo de sta.Se determin el contenido de humedad, siguiendo la metodologa A.O.A.C. (2000).Tanto la medida potencial de hidrgeno, como la determinacin de Brix y la acidez titulable se evalu al jugo de toronja, los mencionado se llev a cabo siguiendo la metodologa A.O.A.C. (2000).La determinacin de ndice de madurez, se hall con la tcnica de relacin entre SST y ATT.b. Anlisis del producto finalRendimientoEl diseo experimental de optimizacin estuvo conformado por 27 ensayos de extraccin, de los cuales solo se determin el rendimiento de extraccin de pectina, el cual fue hallado mediante el peso de la pectina seca extrada en relacin al peso de la muestra (Ecuacin 1). (1)Caracterizacin de la pectina obtenida.A la pectina seca extrada bajo los parmetros ptimos se le aplicaron los siguientes anlisis:El contenido de cenizas (A.O.A.C, 2000),peso equivalente(MacReady, 1970; Anexo 1), el porcentaje de metoxilos y el contenido de AAG (cido Anhidro Galcturnico), siguiendo la metodologa empleada por Untiveros (2003). Diseo ExperimentalLa presente investigacin se ejecut en 2 etapas:Determinacin de los parmetros ptimos de extraccinde la pectina(Tiempo y pH).Caracterizacin de la pectina extrada bajo los parmetrosptimos.1. Determinacin de los parmetros ptimos de extraccina) Recepcin de la materia prima: Se debe tener en cuenta la madurez de la fruta, pues influye en la cantidad y calidad de pectina a obtener. b) Acondicionamiento de la materia prima: Se lavaron las toronjas, se separaron manualmente con cuchillo, el flavedo, el endocarpio y las semillas, del albedo que se emple para la extraccin. Luego, se procedi a su particulacin.c) Extraccin: Se calent el albedo en agua acidulada, con lo que se logr la conversin de protopectina en pectina. En una relacin de albedo: solucin de 1:6. El medio acuoso fue llevado a las condiciones de pH y tiempo requeridas para cada ensayo de extraccin antes de la inmersin de la materia prima en el medio. Los ensayos para la extraccin fueron a diferentes condiciones, teniendo como variables independientes el pH de extraccin (1.5, 1.7, 1.9) y el tiempo de extraccin (60, 75, 90 min). Para cada ensayo se utilizaron 50g de materia prima. d) Separacine) Filtracin: Despus de la extraccin de la pectina por hidrlisis cida controlada, se procedi al filtrado. Este e realiz para separar el extracto pectnico del bagazo. Para ello se emplearon coladores.f) Precipitacin: Se efectu para precipitar la pectina del extracto, por lo que se utiliz alcohol de 96 GL, en una cantidad de 40% por volumen de extracto. Durante este proceso se realiz una agitacin, para asegurar una ms rpida y completa precipitacin.g) Separacin: Se realiz para separar la pectina de los componentes lquidos. h) Secado: Para obtener un polvo estable, se sec en una Secadora de Bandeja a 60C. i) Molienda: La pectina seca fue molida manualmente por un mortero. Esta operacin es necesaria para reducir el tamao de las partculas y obtener un producto en polvo de la buena solubilidad.j) Almacenado: Finalmente la pectina fue almacenada en bolsas de polipropileno de alta densidad hasta su posterior anlisis.2. Caracterizacin de la pectina obtenidaBajo los parmetros optimizados de extraccin por hidrlisis cida se extrajo una cantidad adicional de pectina, teniendo en cuenta que redujo la humedad al albedo de la fruta en el Secador de Bandeja (Nova, Per) hasta un 22.27% de humedad, Se repitieron extracciones adicionales a partir del albedo particulado de toronja. Se extrajo la pectina bajo los parmetros optimizados de pH y tiempo.Se determin el porcentaje de cenizas, el peso equivalente, el contenido en metoxilos, el porcentaje de contenido AAG.Diseo EstadsticoPara la extraccin de pectina a partir de la toronja se determinaron los mejores prametros, mediante un Diseo Factorial, teniendo como variables independientes al tiempo y pH del medio, de extraccin.Se trabaj con tres niveles para amabas variables independientes, los cuales se encuentran en la Cuadro 6 (naturales y codificados).Cuadro 3. Niveles de las variables independientes.NivelesVariables

PhTiempo (min)

11.560

21.775

31.990

El Diseo Factorial const de 27 puntos experimentales. La variable dependiente fue el rendimiento de pectina extrada, los mejores parmetros fueron aquellos que generaron un mayor rendimiento. Para ello los datos del diseo factorial fueron ajustados a una regresin (Ecuacin 2)

Las medias obtenidas fueron sometidas a un anlisis de varianza factorial y si se encontr diferencia significativa al 5%, se realiz la separacin de medias por el Test de Duncan (p < 0,05), usando el paquete estadstico SPSS 15.0 para Windows.Anlisis SensorialSe realiz una prueba descriptiva-triangular a 15 jueces no entrenados, para determinar si existe diferencia significativa entre la pectina extrada de toronja (Citrus Paradisi) y pectina comercial en la elaboracin de mermeladas.

RESULTADOS Y DISCUSIN1. 2. 3. Anlisis a la materia primaLos resultados a estos anlisis se presentan en el Cuadro 8. Se debe tener en cuenta que tanto el contenido de humedad como de cenizas fueron evaluados al albedo y se encuentran en rangos con 5 % de significancia y los dems anlisis fueron evaluados al zumo de la fruta.Cuadro 4. Resultados de los anlisis fsico-qumicos de Citrus Paradisi(Citrus paradisi)ComponentesToronja

Humedad (g/100g)76.13-80.20

Cenizas (g/100g)0.55-3.41

Brix25.6

Acidez titulable (%)67

pH3.24

ndice de madurez23.42

Determinacin de los mejores parmetros en la extraccin de pectinaUna vez obtenidos la pectina en polvo, se hall el rendimiento para cada una de las 27 pruebas, de las cuales se obtuvieron los datos.Luego con estos datos, primero se probaron los supuestos para saber si los datos se distribuan de manera normal, con una significancia de 5%. Lo expresado se encuentra en la Cuadro 6. Cuadro 5. Prueba de normalidad para el pHPHShapiro-Wilk

EstadsticoglSig.

Rendimiento1.5.9929.999

1.7.8959.227

1.9.9229.407

Como el sig. en los tres casos es mayor que 0.05. Entonces se dice que los datos son normales.Luego se realiza la prueba de homogeneidad de varianzas, para saber si las varianzas en los tratamientos son homogneas. (Cuadro 5) Diseo: tiempo + pH +tiempo * pH. Como el sig. es mayor que 0.05, entonces se dice la varianzas son aproximadamente iguales. Una vez ya probados los supuestos se realiza la comparacin de medias (ANOVA), la cual se presenta en el Cuadro 6.

Cuadro 6. Efectos de pruebas inter-sujetos (ANOVA)FuenteSuma de cuadrados tipo IIGlMedia cuadrticaFSig

Modelo9249.630(a)91027.7371161.795.000

tiempo67.602233.80138.210.000

Ph1916.9112958.4551083.477.000

tiempo * pH52.640413.16014.877.000

Error15.92318.885

Total9265.55327

El sig del modelo .000 indica que el modelo factorial es bueno, los datos se ajustan a un modelo factorial. El sig .000 del tiempo indica que al menos un nivel de la temperatura genera un rendimiento diferente. El sig .000 del pH tambin indica que al menos un nivel de pH genera un rendimiento diferente.El sig .000 para pH*Tiempo indica existe diferencia significativa en la interaccin.Una vez obtenido el ANOVA, se realiza la prueba de Comparaciones Mltiples (Duncan), primero para el tiempo (Cuadro 7) y luego para el pH (Cuadro 8) Cuadro 7. Prueba de comparaciones mltiples para el tiempoTiempoNSubconjunto

121

60914.1078

75917.3922

90917.5322

Sig1.000.756

Esta prueba nos indica que tanto el tratamiento 75 como el 90, son con los que se obtiene mayores rendimientos.Cuadro 8. Prueba de comparaciones mltiples para el pHPHNSubconjunto

1231

1.999.4456

1.7911.3789

1.5928.2078

Sig1.0001.0001.000

Esta prueba nos indica que, el pH con el que se obtiene mayor rendimiento es el 1.5. En el cual se enfrentan el tiempo y pH de extraccin, para observar los mejores parmetros.Por los tanto se puede decir que el mejor pH de extraccin es el de 1.5 y los mejores tiempos de extraccin son 75 y 90 min.

Fig. 1. PH (1.5, 1.7, 1.9) vs Tiempo (60, 75, 90)Determinacin del RendimientoRendimiento con respecto al peso total de la materia prima inicial:

Rendimiento con respecto al peso del albedo:

El rendimiento que obtuvo Acua G. (1990), de pectina obtenida a partir de cscara deshidratada de Toronja fue 18,82 % en base seca, la pectina que se obtuvo en nuestra extraccin fue a partir de albedo de toronja ligeramente seca con una humedad aproximada 22%, aunque los resultados difieren no significa que estn errneos, tanto el procedimiento como la composicin del fruto infieren en el resultado ya que no se analizan los frutos del mismo lugar de origen.Caracterizacin de la pectinaCuadro 9. Resultados de los Anlisis de Pectina de ToronjaAnlisisResultados

Peso equivalente (Kg/meq)99.404

Contenido de Metoxilos (%)0.775

Contenido de cenizas (%)5.5

cido anhidro Galacturnico (%)76.31%

PESO EQUIVALENTE:Los valores encontrados con respecto al peso equivalente, difieren algunos muy lejanos de una investigacin a otra, el obtenido en este caso es de 99 que neutraliza al meq de NaOH. CONTENIDO DE METOXILOS:Tiene un bajo porcentaje de grupos metoxilos , que de acuerdo con lo mencionado en el marco terico, es una pectina de bajo metoxilo . Piza J. (1984) en su trabajo de investigacin menciona que el porcentaje de metoxilos en la pectina extrada a partir de la naranja es de 10.9%, mientras que Acua G.(1990) menciona un 9.51% de porcentaje de metoxilos para su pectina de toronja obtenida en su estudio, la variacin de resultados puede estar influenciada en la metodologa tanto de extraccin como de caracterizacin.Se sabe adems que el grado de metilacin afecta a diversas propiedades de la pectina, esto incluya la solubilidad en agua, por ello al obtener este bajo porcentaje, hay cierta facilidad de dilucin.CONTENIDO DE CENIZAS: Se observa un 5.5% de cenizas, que est por debajo de 10% parmetro optimo, este resultado se encuentra un tanto alejado por lo mencionado por Piza J. (1984) que obtuvo 1.73%, los bajos contenidos de cenizas tendra que ver con el momento de la precipitacin de la pectina ya que se pueden utilizar diferentes reactivos ocasionando un aumento en las cenizas.CIDO ANHIDRIDO GALACTURNICO:Acerca del contenido de cido anhidro glacturnico el valor mostrado en la tabla, coincide cercanamente con el obtenido por Untiveros G. (2003), 76.31% y 76.30% respectivamente, este alto valor significa que las pectinas contienen ms del 50% de unidades del cido poligalacturnico esterificadas por lo tanto no reaccionan con iones calcio. El poder de gelacin depende, entre otros, del contenido cido, pudiendo entonces aplicarlo a la mermelada.

CONCLUSIONESPara los mejores parmetros obtenidos mediante el disenio factorial tenemos para el pH 1.5.y un tiempo de 75, 90 minutos.Se determin el rendimiento en la extraccin de pectina de Toronja (Citrus Paradisi), bajo los mejores parmetros, obteniendo 42.8 con respecto al flavedo y 2,13 a la materia inicial del fruto.Se caracteriz la pectina de mayor rendimiento, hallando el peso equivalente (99.404kg), porcentaje de metoxilos(0.775%) y %AAG (76.31%).Mediante la prueba Triangular se concluy que no existe diferencia significativa entre ambas muestras (mermelada con pectina industrial y mermelada con pectina de Toronja).

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