7_pectinas(2)

Elaborado por: Revisado Por: Aprobada por: Fecha de Aprobación:

Dr. Ricardo Benítez Benítez Dr. Luis Alberto Lenis V.

Mag. Efrén Giraldo

Mag. Carlos F. Sánchez Responsable del Área

Comité de Plan del Dpto Química Comité Desactivación Residuos

Químicos

Ec. CARLOS VALLEJO Presidente Comité Técnico

Ambiental Mag. DANILO R. VIVAS

Rector Enero 2007

UNIVERSIDAD DEL CAUCA

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

LABORATORIO DE BIOQUÍMICA I MACROMOLÉCULAS

Práctica # 7 Extracción de pectinas

1 INTRODUCCIÓN Al estudiar y caracterizar diversos componentes de los alimentos, tejidos vegetales y animales alimentarios, se ha encontrado que la ciencia agrupa muchas sustancias bajo el distintivo de coloides, es decir sustancias que al ser dispersadas en un medio dado y bajo determinadas condiciones forman con dicho medio de dispersión un sistema con características físicas similares a la cola, gelatina ó jalea. Por ejemplo se sabe que el almidón suspendido y disperso en agua caliente forma con ella una pasta blanda y gelatinosa que comúnmente se denomina engrudo. Esto indica que bajo esas condiciones el almidón forma una solución o se gelatiniza. Así mismo se ha encontrado que las proteínas y las pectinas generan también suspensiones o soluciones coloidales cuando se encuentran dispersas en agua, el medio biológico y alimentario natural. También se ha observado que las grasas y los aceites son unas suspensiones especiales denominadas emulsiones. Dentro del contexto alimenticio un coloide, lo conforman sustancias como las proteínas, los polisacáridos, taninos y gomas. Uno de los fundamentos para catalogar estas sustancias como coloides, es el tamaño de estas partículas.

1.1 Sistemas coloidales de importancia industrial y en alimentos.

Los geles son sustancias semirrígidas y elásticas formadas por soluciones coloidales o soles. El agua constituye el volumen máximo de la mayoría de los geles, está inmovilizada en espacios capilares formados por las moléculas del agente gelificante. Bajo condiciones apropiadas una solución coloidal de pectina puede llegar a ser un gel. Los ingredientes esenciales de la mayoría de los geles son la pectina, el azúcar, el ácido y el agua. Existen diferentes tipos de sustancias pécticas que son derivados primarios de la manzana y del albedo de los frutos cítricos (es la parte blanca y blanda del interior de la cáscara de los cítricos; el cual es la fuente principal de la pectina extraída y comercializada). Estas sustancias están compuestas por unidades de ácido galacturónico combinados por enlaces glucosídicos 1,4. (Observar figura 1)



Mag. Efrén Giraldo



Químicos



Rector Enero 2007




Fig. 1 unidad estructural de la pectina.

1.2 CARACTERÍSTICAS DE LAS PECTINAS Se reconoce que las sustancias pécticas son como un grupo complejo de carbohidratos, de carácter coloidal, que se presenta en plantas o extractos de ellas, los cuales contienen en gran proporción unidades de ácido galacturónico, unidos entre sí para dar una cadena lineal (ver figura anterior). Algunas de estas cadenas galacturónicas contienen todos sus radicales carboxilos libres o esterificados con alcohol metílico. Estas estructuras son llamadas ácidos pécticos, característicos de las frutas muy maduras, solubles en agua y dotados obviamente de un carácter ácido capaz de formar sales. Otras cadenas galacturónicas poseen mayores proporciones de sus radicales carboxilos, esterificados con alcohol metílico. Son llamados ácido pectínicos, característicos de las frutas semi-maduras, dotados también de un carácter ácido y con capacidad para formar sales con ciertos iones metálicos. En realidad muchas de las sustancias pécticas se encuentran en las plantas bajo las formas de sales de magnesio o de calcio. El término corriente de pectina se halla asociado por lo general con el producto distribuido en el comercio y corresponden a los ácidos pectínicos, solubles en agua, que poseen variadas proporciones de los grupos carboxilos esterificados con metanol; los cuales bajo adecuadas condiciones. Los ácidos pectínicos pueden ser hidrolizados en sus grupos esterificados, con lo que estos se han transformado en ácidos pécticos. Suelen distinguirse las pectinas por su alto contenido de ésteres. Así, hay un alto grado de esterificación (GE), en el que más del 50% de los grupos carbonilo se encuentran esterificados con metanol. Son pectinas capaces de formar jaleas en presencia de concentraciones elevadas de azúcar y de ácido. El grado de esterificación determina en buena proporción el tiempo y la temperatura requerida para la gelificación. Sobre esta base nosotros podemos disponer de pectinas de gelificación rápida, con grados de esterificación superiores al 68% y pectinas de gelificación lenta, con grados de esterificación cercanos al 60%. Por otra parte, las pectinas de baja esterificación tienen grados de GE entre 30 y 50% y pueden formar geles de adecuados cationes como el calcio sin que para ello se requiera de azúcar y ácido. 2 OBJETIVOS 2.1 Familiarizar al estudiante con una técnica en la extracción de pectina. 2.2 Destacar el papel que juegan las pectinas desde el punto de vista alimenticio 2.3 Reconocer el proceso químico dentro del cual se enmarcan las características de estas sustancias. 2.4 Identificar las variables dentro del proceso de extracción



Mag. Efrén Giraldo



Químicos



Rector Enero 2007




3 CONSULTAS PRELIMINARES 3.1 ¿De qué depende el grado de esterificación de las pectinas? ¿Qué indica para el producto? 3.2 Indique otras fuentes de pectina y sus correspondientes porcentajes de contenido de esta 3.3 Consultar las frases R y S de los reactivos a manipular en la práctica 3.4 Consultar las fichas de seguridad de los reactivos a manipular en la práctica 3.5 ¿Cuál es la influencia del pH en proceso de extracción de la pectina? 3.6 ¿Por qué se dice que la pectina es un coloide reversible? 3.7 ¿Enuncie otras propiedades de las pectinas a parte de la anterior? 4 MATERIAL 4.1 MATERIALES A CARGO DEL ESTUDIANTE Cada grupo debe traer gasa, un cuchillo y 200 g de muestra la cual puede ser: naranja, toronja, manzana, piñuela, pitaya, tangelo. (En grado de maduración pintón). La fruta debe ser diferente en cada grupo de trabajo. Igualmente un bolsa mediana para basura.

7 PROCEDIMIENTO 7.1 Pesar 200g de fruta y anotar el peso 7.2 Separar el albedo de la fruta (con ayuda de la espátula o cuchillo) 7.3 Pesar la pulpa la cáscara y las semillas (si las hay) anotar el peso y descartar. 7.4 Pesar el albedo obtenido en los 200g de fruta 7.5 Macerar el albedo para obtener la muestra 7.6 Pesar 20g de muestra (albedo macerado) en el vaso de precipitados de 250 mL y anotar el peso



Mag. Efrén Giraldo



Químicos



Rector Enero 2007




7.7 Calentar a ebullición120 mL de agua en el vaso grande 7.8 Agregar 60 mL del agua caliente a los 20 g de muestra y agitar 7.9 Desechar el agua y adicionar los 60 mL restantes de agua caliente 7.10 Enfriar a temperatura ambiente 7.11 Medir el pH inicial de la muestra con agua y anotar 7.12 Agregar HCl 6N gota a gota agitando hasta llegar a un pH entre 2 y 2.5 (el pH ácido libera la pectina) 7.13 Anotar el volumen del HCl gastado y el pH final exacto 7.14 Ebullir esta solución durante 15 minutos agitando constantemente (si hay perdidas de agua por evaporación recuperarlas mediante adición) 7.15 Filtrar por gasas para separar la celulosa 7.16 Agregar 60 mL de etanol al 95% al filtrado líquido (el etanol absoluto precipita la pectina) 7.17 Dejar decantar la pectina alrededor de 20 minutos 7.18 Filtrar la pectina preferiblemente en tela dacrón previamente pesada como filtro. 7.19 Pasar la tela filtro a la caja de petri. Pesar y anotar 7.20 Secar en el horno a 60ºC por una hora 7.21 Sacar, enfriar en desecador, pesar y anotar 8 OBSERVACIONES, CÁLCULOS Y RESULTADOS

TABLA 1. Datos obtenidos

8.1 Determinar la cantidad de pectina presente en la fruta. 8.2 Determinar la cantidad de agua capaz de absorber la pectina. 8.3 Obtener el porcentaje de rendimiento de todo el proceso. 9 PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS 9.1 ¿Cuáles son los usos de las pectinas en los alimentos, los medicamentos y los cosméticos? 10 RECUPERACIÓN, DESACTIVACIÓN Y/O ALMACENAMIENTO TEMPORAL DE LOS RESIDUOS QUÍMICOS 10.1 RECUPERACIÓN No aplica 10.2 DESACTIVACIÓN No aplica 10.3 ALMACENAMIENTO TEMPORAL



Mag. Efrén Giraldo



Químicos



Rector Enero 2007




Reunir los residuos generados en los procedimientos 7.3 y 7.15 depositarlos en una bolsa plástica para Llevarlos a un contenedor de basura. Los generados en la prueba 7.18 depositarlos en el recipiente para ácidos y bases. 11 BIBLIOGRAFÍA 1. BADUI, Salvador. Química de los Alimentos. Cuarta edición. Pearson – Addison Wesley. México

2006. 2. CHEFTEL, Jean Claude y CHEFTEL, Henri. Introducción a la Bioquímica y Tecnología de los

Alimentos. Volumen I y II. Acribia S.A. España. 1999 3. ROBINSON, David. Bioquímica y Valor nutritivo de los alimentos. Acribia S.A. España. 1991 4. LINDEN, Guy y ALAIS, C. Manual de Bioquímica de los Alimentos. Masson S.A. España. 1990. 5. SORSA, Luz Mariela Guía de laboratorio bioquímica de alimentos. Departamento de Ciencias 6. Farmacognosicas, Facultad de Química Farmacéutica. Universidad de Antioquia. Colombia. 1987

7_pectinas(2)

Documents