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TEMATema GeneralExtraccin de pectina.Tema DelimitadoExtraccin de pectina a partir de cscara de pltano verde (Musa AAB clon Harton).OBJETIVOSObjetivo GeneralExtraer pectina a partir de la cscara de pltano verde (Musa AAB clon Hartn) Objetivos EspecficosDar a conocer las etapas del proceso (Hidrlisis cida) que conlleva a la obtencin de la pectina a partir de la cascara de pltano verde y proponer un diagrama de flujo del proceso.

Analizar la importancia que tiene la pectina en la industria alimentaria.

Identificar las caractersticas organolpticas que proporciona la pectina extrada a partir de la cscara de pltano verde, para uso en alimentos. INTRODUCCINLa pectina se puede encontrar de dos maneras en los alimentos, la primera es de forma simple cuando se encuentra en pequeas cantidades, y la segunda en forma de gel cuando est en grandes dosis. La pectina simple no realiza ninguna funcin en nuestro organismo, mientras que la otra es muy beneficiosa ya que desempea una funcin depurativa. Nicaragua produce un poco mas de 38 mil toneladas de pltano verde (Musa AAB Clon Hartn) por ao, donde la pulpa es utilizada principalmente como alimento ya sea cocido, pre cocido, o frito para frituras, entre otros usos; la cascara posteriormente es utilizada para alimento de ganado, abono o simplemente se desperdicia y se desecha para luego ser descompuesta al aire libre.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMANicaragua no produce una de las materias primas muy utilizadas en la industria alimentaria principalmente, aunque posea otros usos en otras industrias, como lo es la pectina, aunque esta sea extrada de una forma un poco rustica de las cascaras de ctricos por algunas personas en Nicaragua para la elaboracin de mermeladas, no representa una cantidad significativa para abastecer el mercado existente en todo el territorio nacional. Uno de los recursos que se pueden utilizar para la produccin de esta sustancia es la cascara de pltano verde (Musa AAB Clon Hartn) el cual ha sido un desecho no muy valorado y que lo utilizan como alimento para ganado vacuno o bovino (comnmente llamado en Nicaragua como: Machiwe). JUSTIFICACINLas empresas, comercios entre otras que utilizan el pltano, generan grandes cantidades de residuos (cscaras), esto se convierten en un problema ambiental en Nicaragua por lo que propicia la proliferacin de insectos, hongos, bacterias y malos olores por la descomposicin, tambin se usa como alimento para bovinos por su alto contenido en fibras y energa. Se estudia otros usos que permitan aprovechar estos desechos de manera ptima para obtener la pectina, por lo que es til para la fabricacin de distintos productos en la industria alimenticia, farmacutica y de plsticos. ANTECEDENTESLa pectina se aisl por primera vez y descrita en 1825 por Henri Braconnot, aunque la accin de la pectina para hacer mermeladas y confituras se conoca mucho antes. Para la obtencin de buenas mermeladas de frutas que poseen poco o son pobres en calidad de la pectina, las frutas ricas en pectina o sus extractos se mezclaron en la receta. Durante la industrializacin, los fabricantes de conservas de frutas pronto se convirtieron a los productores de jugo de manzana para obtener pulpa de manzana deshidratada que fue preparado y tratada para poder extraer la pectina y as mismo agregar otro producto al comercio, dndole un valor agregado a los residuos de cascara que se producan..MARCO TERICOPectinaLas 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. Los subproductos de la industria de zumos de frutas, bagazo de manzanas y albedos de ctricos (limn, limn verde, naranja, toronja), constituyen bsicamente las fuentes industriales de pectinas.

Las sustancias ppticas son un grupo complejo de polisacridos localizados en la lamela media y la pared primaria de las clulas vegetales. Contribuyen a la llamada textura de las frutas, los vegetales y los productos procesados. La pectina fue definida por Kertesz (1951) como los cidos pectnicos solubles en agua, de grado de metilacin variado que son capaces de formar geles con azcar y cido bajo condiciones determinadas.

Clasificacin de las sustancias ppticasSegn cuntos grupos carboxlicos estn esterificados en la cadena o polmero se clasifican en:

Protopctinas: cidos pectnicos: Pectinas: cidos ppticos:Composicin qumica y estructura de la pectinaLas pectinas son sustancias intersticiales, de efecto cementador o conjuntivo intercelular, en los vegetales. De ah su principal propiedad principal de dar con agua geles elsticos que es consecuente con su estructura que responde a formas polmeras de cido galacturnico, en parte salificado con Ca o Mg, o esterificado por grupos CH3; son los grupos salinos los que traban unas molculas con otras y dan al conjunto la rigidez necesaria, al tiempo que los grupos OH acreditan el pronunciado carcter lifilo. En la cadena principal se intercala algn resto de L-rammnosa, y, asimismo alguno de los grupos OH pueden estar acetilados, lo que influye en sus propiedades gelificantes.Pectinas de alto metoxiloLas pectinas de alto metoxilo pueden subdividirse en 2 grupos: las de gelificacin rpida (Rapidset), o sea menor a 5 minutos y tiene un grado de esterificacin con metanol entre el 68 y el 75%. El otro grupo es de gelificacin lenta (Slowset) es decir gelifican despus de 5 minutos y tienen entre 60 y 68% de esterificacin con metanol.

Pectinas de bajo metoxilo Son aquellas en las cuales menos del 50% de los grupos hidroxilo estn esterificados con metanol. Para la formacin del gel requieren la presencia de cationes divalente, generalmente se emplea calcio. En ste caso la formacin del gel ocurre por la formacin de enlaces de dichos cationes con molculas de pectina, formando una red tridimensional con los grupos carboxilo de sta [10]. Los geles se pueden obtener entre pH 1 a 7; el pH no afecta la textura del gel ni el intervalo de slidos solubles y puede fluctuar entre 0 y 80%, pero la presencia de calcio (40 a 100mg) es el factor predominante en la formacin del gel.

Propiedades fisicoqumicas de la pectina4.1. Solubilidad:.4.2. Acidez: 4.3. Viscosidad: 4.4. Poder de gelificacin: 4.5. Longitud de cadenas: 4.6. Peso molecular: 4.7. Accin de las bases: 4.8. Accin de los cidos:4.9. Accin de las enzimas:Extraccin enzimtica de pectinaPara el proceso de extraccin enzimtica se utilizan las siguientes endopolisacaridasas: endo-poligalacturonasa (Aspergillus niger), endo-celulasa (Trichoderma sp.) y endoarabinasa (A. niger). La degradacin enzimtica de cascaras de frutas se realiza bajo las siguientes condiciones: Se ponen 80 ml de amortiguador cido ctrico-citrato de sodio 50 mM, pH 4.5 en un reactor enchaquetado de mezclado ideal a 40C. Luego se agregan 5 de enzima altamente purificada y posteriormente se agregan 2 g de cascara. La reaccin se debe mantener bajo agitacin constante durante 12 h. Al trmino de la reaccin la suspensin se filtra a travs de tela muselina. La cascara despectinizada es lavada con agua y deshidratada con solventes orgnicos. La pectina contenida en jugo pptico se precipitada con dos volmenes de etanol y separado por filtracin. Hidrolisis cidaLa extraccin de pectina de frutos, como los ctricos, por medio de la hidrlisis cida es el principal y ms utilizado procedimiento industrial para la obtencin de la misma. Con este proceso se logra obtener una pectina que cumple con los requerimientos esenciales de mercado como lo son: contenido de humedad, grado de esterificacin y contenido de metoxilos, presenta un buen rendimiento econmico, lo cual hace que sea una alternativa viable econmicamente para los agricultores y empresarios interesados en la obtencin de este valioso producto en la industria. Aplicaciones de la pectinaLa pectina de alto metoxilo preserva a los productos lcteos de la agregacin de casena cuando se calienta a valores de pH inferiores a 4.3.

Las bebidas de bajas caloras son muy claras (de textura) y tienen la falta caracterstica de sensibilidad a la boca que proporciona el azcar en los refrescos convencionales.En los sorbetes, helados y polos, la pectina puede usarse para controlar el tamao del cristal. En los polos retiene los aromas y colores, que normalmente tienden a salir de la estructura del hielo.

La gelatina ha sido la base tradicional para los postres de jaleas. Se formulan con pectinas amidadas de bajo metoxilo que proporciona la textura y el punto de congelacin adecuados.La accin antidiarreica es la propiedad ms universalmente conocida, incluso antes de descubrirse la molcula de pectina.

Las pectinas de alto metoxilo asociadas a otros principios activos, tienen una gran utilizacin en los tratamientos de gastritis y lceras, ya que al ser ingerida cubre las paredes estomacales de una especie de pelcula ms o menos gelificada, y la protege de hipersecreciones gstricas y biliaresImportancia de la pectina en la industria alimentariaLa pectina es considerada un aditivo alimentario muy importante para la elaboracin de muchos alimentos, como helados, mermeladas, jaleas, etc. Esta sustancia confiere a la estructura del alimento la propiedad de gelificar y es utilizado al mismo tiempo como un estabilizante. La pectina es una sustancia tecnolgicamente funcional de inters para la industria de alimentos en el desarrollo de productos por sus propiedades reolgicas, que son favorables para la elaboracin de diferentes productos aportando textura y consistencia.METODOLOGA

Tipo de investigacinLa investigacin que se desea realizar es de tipo cuantitativa del tipo experimental, ya que las variables a manipular son la temperatura y el grado de pH, para determinar el comportamiento de la pectina y el cambio que representa para las variables dependientes como el rendimiento, contenido de metoxilo y grado de esterificacin, y de esa forma definir a partir de los resultados, las mejores condiciones de obtencin de la pectina de la cascara de pltano verde (Musa AAB Clon Hartn).Tcnicas de recoleccin de la informacinPara la recoleccin de informacin del proyecto, se usara la tcnica de observacin, la cual nos permitir de manera ms clara el problema de los residuos de la industria del pltano o mejor dicho las cscaras del mismo, para determinar una solucin que permita obtener beneficios econmicos a partir del procesamiento de estas para la obtencin de pectina. Poblacin y muestraPoblacinLa poblacin a estudiar con respecto a las cscaras de pltano verde del tipo Harton, sern obtenidas una cantidad de 50Kg de residuo de cscara de diferentes establecimientos de comida de Managua. b. MuestraLa muestra correspondiente a las cscaras de pltano de la poblacin de 50 Kg, ser de 50 gr, de acuerdo al rendimiento esperado que es aproximadamente del 20%.

VariablesDISEO DE EXPERIMENTOPara el diseo de experimento de nuestro protocolo de investigacin analizamos cuales eran las propiedades que nos indicaran el rendimiento y la calidad de la pectina, los cuales son: el grado de esterificacin, porcentaje de humedad, y contenido de metoxilo; y los factores que determinaran la variacin de las propiedades de la pectina: la temperatura y el pH. El tipo de diseo experimental a usar es el diseo factorial.Base del diseoTomando en cuenta que se harn dos repeticiones:(N=numero de experimentos; X=Factores, Y=Niveles, Z=Numero de respuestas, A= nmero de repeticiones)

Procedimiento generalEl proceso principal consiste en la inactivacin de enzimas pcticas de la cscara del pltano, para luego pasar por la hidrlisis cida, y la precipitacin de la pectina, para as poder determinar sus propiedades, todo esto a nivel de laboratorio. Inactivacin de enzimas pcticasEsta etapa consiste en preparar la materia prima para lograr una mejor calidad en el proceso, donde es necesario inactivar las enzimas pcticas en agua a punto de ebullicin a una relacin de 0.3Kg/lit de agua. Esta etapa tambin contribuye a la eliminacin de suciedad y microorganismos presentes en la cscara. Se filtra el agua para dejar listo el producto de cascaras para la siguiente etapa de hidrlisis cida.Hidrlisis cidaEn esta etapa a la cascara obtenida del proceso anterior se le agrega la misma cantidad de agua usada inicialmente y a esta solucin se le agrega cido sulfrico, cido ntrico o, preferiblemente, cido clorhdrico hasta obtener un pH entre 1.5 y 3. Cuando se usa cido clorhdrico del 37%, se calcula que se deben usar de 6 a 8 ml de cido por cada litro de la solucin, para alcanzar el pH deseado. El tiempo de calentamiento de la solucin es de 40 a 60 minutos manteniendo la temperatura en el valor deseado (60C 80C); la agitacin permanente debe mantenerse para evitar que el material slido se deposite en el fondo del tanque de hidrlisis.PrecipitacinEn la etapa de precipitacin de las pectinas se pueden emplear sales o alcoholes. Se prefieren estos ltimos porque al usar las pectinas en la industria de alimentos se evitan residuos, mientras que con las sales es necesario un lavado muy cuidadoso para retirar todo residuo. En la precipitacin de las pectinas se recomienda un volumen de alcohol equivalente al 80% de la solucin que se va a precipitar. Sin embargo, en ensayos de laboratorio se encontr que disminuyendo el volumen de alcohol a un equivalente el 60% del volumen de la solucin no se disminuye el rendimiento de una manera notable y si disminuyen los costos sustancialmente. Para esta etapa del proceso se empleara etanol al 95% o 96%.

ProcesoProcedimientoRecoleccin de materia primaSe recepcionarn muestras de cascaras de pltano verde de diferentes establecimientos de comida del departamento de Managua, un total de 50Kg de producto.PeladoEn esta etapa se limpian las cascaras de la pulpa excedente que puedan llevar.Inactivacin de enzimasSe desactivan las enzimas pcticas presentes en la cascara calentando hasta ebullicin durante 15 minutos. Esto evita que la muestra se madure mientras se realizan los diferentes ensayos experimentales para obtener la pectina.HidrlisisEsta etapa se realizara en una cocina y a bao de mara, controlando las diferentes temperaturas y pH planteados y con agitacin manual durante 60 minutos.PrecipitacinEn esta etapa se usara etanol a una relacin de 60% de alcohol/ solucin de producto de hidrlisis.FiltracinEl proceso de filtrado a nivel de laboratorio es muy lento, por tanto se usa una centrifuga para acelerar el proceso.Secado y trituracinLa pectina hmeda se secara en un horno a 40 C, durante 12 horas. La masa solida resultante se triturara mediante un mortero.Esquematizacin del proceso a emplearAnlisis de la informacinLos datos obtenidos en el laboratorio se analizan para establecer el impacto de las variables manipuladas en la calidad del producto deseado. Conjuntamente se efectan espectroscopias infrarrojas para determinar en primera instancia que el producto obtenido sea pectina y el anlisis de grupos esteres presentes de acuerdo al porcentaje de transmicidad (%T) y del mismo modo definir si la pectina obtenida es de accin rpida (rapidset) o accin lenta (slowset). Simultneamente se caracterizar la pectina para determinar su calidad y si esta cumple con los parmetros internacionales:Anlisis de contenido de humedadSe colocara una cantidad 1,0 gramo de pectina en un secador a 60 C durante 24 horas o hasta peso constante. Se retirara el recipiente y se enfriara en un desecador con cloruro de calcio con indicador de humedad. Se Pesara y se determinara el porcentaje de humedad, relacionando la prdida de peso con relacin a la sustancia hmeda. La humedad se expresa en %p/p o sea como gramos de humedad en 100 gramos de pectina. [5]. La humedad de la pectina es un factor que incide directamente en la estabilidad de la pectina porque por sus caractersticas qumicas permite el crecimiento de microorganismos, especialmente hongos. Una pectina muy hmeda es difcil de pulverizar, se adhiere a las superficies y tienen menor estabilidad y tiempo de vida til. Una pectina muy seca puede ser resistente a la molienda y presentar un color ms oscuro.Determinacin del contenido de cenizasSe Pesara una cantidad exactamente conocida cercana a 1.0 gr de pectina y se colocara en un crisol de porcelana previamente preparado. Posteriormente se calentara suavemente con mechero y en cabina hasta fin de desprendimiento de humos. Colocar el crisol en la mufla a 600C durante 4 horas, luego se extraer el crisol de la mufla y se dejara enfriar ligeramente y luego se colocara en un desecador con cloruro de calcio como agente para controlar la humedad. Luego del enfriamiento se pesara. Expresar el contenido de cenizas totales en trminos de %p/p en base hmeda, es decir, gramos de cenizas totales en 100 gramos de pectina.CONCLUSIONES ESPERADASCon los procedimientos a emplearse se valorara la pectina extrada que se extraiga de la cscara de pltano verde, para determinar la mejor calidad de la misma para su aplicacin en la industria de alimentos, en funcin de la humedad, contenido de Metoxilo y grado de esterificacin de la misma.CRONOGRAMA DE ACTIVIDADESFechaAcontecimiento8 de noviembre Realizacin del tema y de los objetivos.10 - 15 de noviembre Recopilacin de informacin 15 16 de noviembreRealizacin de la justificacin.17 - 19 de noviembreRecopilacin de informacin y elaboracin de los antecedentes.23 y 27 de noviembreRecopilacin de informacin y elaboracin del marco terico. 10 20 de DiciembreRecopilacin de informacin y elaboracin de la metodologa 10 16 de Enero 2015Conclusiones, marco referencial, cronograma de actividades.

ANEXOMUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIN