Food News Latam - Proceso para la extracción de Pectina de residuos de cáscara de naranja

 

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Proceso para la extracción de Pectina de residuos de cáscara de naranja

Bolivia Ingredientes

Para la extracción convencional de pectina, es necesario el calentamiento de elevadas cantidades de solvente a temperaturas superiores a 60 °C durante periodos típicamente mayores a 30 minutos y que pueden llegar hasta 6 horas, lo cual representa un elevado consumo de energía, contraponiéndose a la tendencia actual de utilizar métodos de producción cada vez más eficientes energéticamente en el ámbito industrial.

Este uso de energía, puede reducirse sustancialmente aplicándose un calentamiento homogéneo por radiación, mediante el método de extracción de pectina por hidrólisis ácida asistida por microondas (HMO) que fue analizado por el Centro de Investigaciones de Procesos Industriales (CIPI) en Bolivia.

Las pectinas se clasifican según su grado de esterificación, GE, expresado en porcentaje, ya que sus propiedades gelificantes están principalmente determinadas por el mismo. Según Sriamornsak, el GE varia 20 y 40% en las pectinas comerciales de bajo metoxilo y entre 60 y 75% en las de alto metoxilo.

El proceso de extracción convencional por hidrólisis ácida de la pectina de residuos de naranja, da como resultado, una pectina con aproximadamente 70 % de esterificación, aunque puede alcanzarse grados de esterificación mayores. Para la producción de otros tipos de pectina, con menores grados de esterificación, debe hidrolizarse algunos ésteres metílicos adicionales, generalmente, mediante una extracción prolongada, tratamientos ácidos o alcalinos en alcohol o haciendo uso de enzimas desesterificantes (como la pectina esterasa). 

La pureza de la pectina se mide mediante el porcentaje de ácido galacturónico, que representa la masa total de anillos de dicho ácido, sobre la masa total de pectina. Tiene un valor mínimo de 65 % según la FAO y la FDA, aunque, según lo normado por la USP (United States Pharmacopeial Convention) este porcentaje debe encontrarse encima del 74 %.

Proceso de Extracción Pectina

Aunque existen diversas variantes del proceso de obtención de pectina, a continuación se describe el básico y típico, que se divide en tres fases: pre-tratamiento, extracción y homogeneización.

El pre-tratamiento consta del secado del material del cual se extraerá la pectina hasta aproximadamente un 10% de humedad, seguido de una trituración. La extracción consiste, básicamente, en la hidrólisis ácida (la etapa más importante) en condiciones específicas de pH, temperatura y tiempo, las cuales son las variables independientes que determinan la calidad del producto y el rendimiento del proceso.

Las etapas subsecuentes son: la operación de clarificado, donde se separa la solución de pectina del bagazo, una precipitación alcohólica y posterior centrifugado o filtrado, donde se aísla la pectina de dicha solución. Finalmente, la pectina húmeda se seca con aire caliente hasta una humedad apropiada, para luego lograr la homogeneización del tamaño de partícula del producto mediante el pulverizado.

Para la extracción microondas, periodos entre 7 y 15 minutos no tuvieron efectos significativos sobre el rendimiento y la calidad del producto.

En cuanto a la operación de precipitación, se concluye que es viable la reducción del porcentaje de solvente a un 50 % de la solución a precipitar, sin afectar el rendimiento del producto. Valores menores corren el riesgo de no permitir la precipitación, como aconteció para un valor de 40% de solvente.

El presente estudio demostró que el método de extracción por microondas hace posible el ahorro de energía, además de emplear un tiempo de proceso bastante más corto, comparado con el método convencional.

Como complemento a ambos estudios, es conveniente realizar el análisis de la potencia de operación del equipo microondas, con el fin de evaluar su efecto sobre el rendimiento, además de comprobar si ésta influye en la ruptura de enlaces de las muestras. Además, se sugiere analizar tiempos de operación menores a los tiempos analizados en ambos estudios, contrastándolos con distintos valores de potencia.

Finalmente, a pesar de generarse un ahorro de energía significativo mediante el método asistido por microondas, se hace necesario el estudio del efecto de éstas, sobre la estructura molecular de la pectina a diferentes potencias, ya que, según el estudio desarrollado por Zhongdong, L. et al., a una potencia elevada (1 000 W), durante 5 minutos, se han presentado daños en la estructura de la cáscara de naranja y en sus células.

La investigación fue realizada por Vanesa Y. Zegada Franco.

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Fuente: Food News Latam® www.foodnewslatam.com

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