UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANAFACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA AGRICOLA

SECADO DE PRODUCTOS AGROPECUARIOS A-2010

EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓNDE ACEITES ESENCIALES DE LA SEMILLA

DE LA GUANÁBANA (Annona Muricata) POR MEDIO DE SOXHLET

ANA MARÍA VILLANUEVA CHÁVARROC F PEREZ

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan sus agradecimientos a:

Elmo José Tierradentro, Coordinador del Laboratorio de Yacimientos y Lodosde la Facultad de Ingeniería de la Universidad Surcolombiana.

Érica Lorena Garzón, Coordinadora del Laboratorio de Química de laFacultad de Licenciatura de la Universidad Surcolombiana.

Jennifer Katiuska Castro, Ingeniera Agrícola.

José Duban Henao Cuellar, Ph.D. en Ingeniería Agrícola y Director de laInvestigación.

Luis Javier Narváez Zamora, Docente de Biología y Química de la Facultadde Licenciatura de la Universidad Surcolombiana.

María Fernanda Durán Meneses, Monitora del Laboratorio de Control deCalidad de la Facultad de Ingeniería Agrícola de la UniversidadSurcolombiana.

Nelson Gutiérrez Guzmán, Ph.D. en Tecnología de Alimentos y profesor delárea de Agroindustria de Ingeniería Agrícola de la UniversidadSurcolombiana.

PRESENTACIÓN

OBJETIVOS

GENERAL

Extraer los aceites esenciales de la semilla de la Annona Muricataen la etapa final de su proceso fisiológico y caracterizar suspropiedades sensoriales.

ESPECÍFICOS

Evaluar la eficiencia del despulpado mecánico de Guanábana. Determinar humedad de la semilla de Guanábana. Determinar los índices químicos de madurez de la pulpa de

Guanábana. Procesar la pulpa de la guanábana en productos alimenticios. Extraer los aceites esenciales mediante el método de soxhlet

basándose en la relación solido – liquido. Evaluar el rendimiento de la extracción de aceites esenciales a

través del soxhlet. Caracterización organoléptica para un posible nicho de mercado.

METODOLOGÍA

INGREDIENTES CONTENIDO EN 100gr de parte comestible

UNIDADES

Calorías 52,00 Un

Agua 83,40 g

Proteínas 1,10 B

Grasas 0,20 g

Carbohidratos 13,00 g

Fibra 1,60 g

Cenizas 0,70 g

Calcio 22,00 Mg

Fosforo 28,0 Mg

Hierro 0,40 Mg

Vitamina A 20,00 U.I

Tiamina 0,04 Mg

Riboflavina 0,07 Mg

Niacina 0,09 Mg

Acido Ascórbico 25,00 Mg

Fuente: FAO. Fichas técnicas productos frescos procesados, 2006

Tabla 1. Composición química de la Guanábana

1• PLANTEAMIENTO DE TESIS Y OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN.

2 • REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.

3• DESARROLLO PARTE PRACTICA.

• DESARROLLO PARTE TEÓRICA, PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS.

TRANSFORMACIÓN DE LA PULPA DE GUANÁBANA

Imagen 1. Separación Imagen 2. Pelado Imagen 3. Clasificación

Imagen 4. Despulpado Imagen 5. Semilla Imagen 6. Pulpa

Imagen 7. Prueba de Acidez Imagen 8. Grados Brix Imagen 9. Prueba pH

Imagen 10. Producto Pulpa Imagen 11. Secado Semilla

TRANSFORMACIÓN DE LA PULPA DE GUANÁBANA

ANALISIS DE RESULTADOS

GUANÁBANA 1° GUANÁBANA 2° GUANÁBANA TOTALPESO (g) 1828,80 1497,40 929,50VOLUMEN (cm³) 2007,3 1777,9 1147,0DENSIDAD RELATIVA (g/cm³) 0,911 0,842 0,811

GRADOS BRIX 7,1 11,9 15,3 PH 4,64 4,63 4,10 ACIDEZ 0,800 0,819 0,830CLASIFICACION Categoría II Categoría II Selecta

GUANÁBANA MEZCLA 1-2PESO PULPA (g) 1013,60 1322,10PESO SEMILLAS (g) 72,95 150,51PESO CASCARAS (g) 179,87 334,97PESO RESIDUOS (g) 299,74 255,58TOTAL 1566,2 2043,5

DESPULPADO DESPULPADO 1-2 TOTAL (%)PORCENTAJE FINAL (%)

85,64 84,20 84,92

EFICIENCIA DEL PROCESO (%)

14,36 15,80 15,08

Imagen 12. Perdidas al Despulpar

Tabla 2. Características de la Guanábana del Ensayo

Tabla 3. Características del Contenido de la Guanábana

Tabla 4. Eficiencia del Proceso y Manejo de la Guanábana

COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE MERMELADA. (324,50 g)

Calorías 96,096

Agua 139,104 gr

Carbohidratos 24,578 gr

Grasas 1,63 gr

Proteínas 1,68 gr

Fibras 1,33 gr

Cenizas 1,01 gr

Calcio 17,3 mg

Fosforo 46,54 mg

Hierro 1,08 mg

Tiamina 0,19 mg

Riboplavina 0,084 mg

Niacina 2,15 mg

A. Ascórbico 49,73 mg

PROCESO DE LA PULPA DE GUANÁBANA

RECETA DE HELADOS

PESO PULPA (g) 1013,6

LECHE PUREZA (ml) 900

AZUCAR (g) 176,4

TOTAL HELADOS 25

RECETA DE MERMELADA (1-2) PESO (g) 1322,10PECTINA (g) 26,45AZUCAR (g) 1176,40GRADOS BRIX 13,7

PH 4,10

Tabla 5. Composición Nutricional de Mermelada

Tabla 6. Ingredientes para los Helados

Tabla 7. Ingredientes para la Mermelada

Imagen 13. Prueba de Consistencia Imagen 14. Prueba de Degustación

ANALISIS DEL PROCESO

MERMELADA

Hizo falta más consistencia.

Color Pardo agradable, aunque si se desea puede utilizarse un colorante artificial.

No hubo homogeneidad de consistencia entre las diferentes capas de la mermelada.

Presentó altos contenidos de sólidos solubles.

Se debió comparar con una mermelada comercial.

Hizo falta realizar análisis sensorial con métodos estadísticos de análisis para posteriores conclusiones más acertadas y serias.

HELADOS

El contenido de sólidos solubles fue de agrado para los evaluadores.

No llegaron a su punto de congelación, se considera que la alta concentración de la pulpa incidió en ello.

Presentaron un alto nivel de aceptación por parte de los evaluadores.

EXTRACCIÓN DE ACEITE CONSOXHLET

Salida de agua

Entrada de agua

Refrigerante

Membrana Porosa

Calentador

Sifón

Imagen 16. Semilla molida

Imagen 18. Extracto de semilla

Imagen 17. Preparación de la muestra

Imagen 19. Semilla Deshidratada

Solvente

Imagen 20. Cantidad de la muestra

Imagen 21. Muestra en la Retorta

Imagen 15. Extracción del Aceite con Soxhlet

ANALISIS DEL PROCESO

Como solvente se utilizó agua, esto generó complicaciones en laseparación de las fracciones específicas (acetogeninas).

Se tenía como fuente de comparación una investigación deRobledo et al., donde por cada 40g de harina de semilla seobtuvieron 8ml de extracto aceitoso.

Se tomo una muestra de 30 ml del extracto para analizarlo en laRetorta, pero los resultados mostraron agua pura.

Se pensaba utilizar el Oleato de metilo, Linoleato de Metilo,Palmitato de Metilo ácidos grasos de mayor proporción en laAnnona Muricata (Ocampo et al.,2007) para caracterizarlos en unposible nicho de mercado.

No se tuvo en cuenta el calor especifico del solvente.

SECADO DE SEMILLA

Imagen 22. Balanza infrarroja MB-45

Grafica 1. Curva de Secado a 70°C

Grafica 2. Razón de Humedad

1 - 32,21

9,8 -14,40

17 - 12,44

7,65

0

10

20

30

40

50

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0

Hu

me

dad

%

Tiempo (h)

Curva de Secado a 70°C

0,5 - 76,149

0

20

40

60

80

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0

Vel

oci

dad

de

Seca

do

(%/h

)

Tiempo (h)

Velocidad de Secado

DATOS DE SECADO DE LA SEMILLA

TIEMPO (h) RAZ´ÓN DE HUMEDAD (%/h)

0,0 00,5 76,1491,0 32,2111,5 20,7962,0 15,0732,5 11,5743,0 9,2273,5 7,6584,0 6,4764,5 5,4975,0 4,7685,5 4,1486,2 3,4596,7 3,0527,2 2,6837,7 2,3578,2 2,0978,8 1,8019,3 1,6259,8 1,46510,3 1,31917,0 0,73217,5 0,63418,4 0,54920,5 0,43824,4 0,33129,3 0,26634,8 0,22040,7 0,188

TIEMPO (h) HUMEDAD (%)

0,0 42,880,5 38,071,0 32,211,5 31,192,0 30,152,5 28,943,0 27,683,5 26,804,0 25,914,5 24,745,0 23,845,5 22,816,2 21,336,7 20,357,2 19,237,7 18,078,2 17,138,8 15,919,3 15,169,8 14,4010,3 13,6317,0 12,4417,5 11,0918,4 10,1120,5 8,9724,4 8,0929,3 7,8034,8 7,6540,7 7,65

Tabla 8. Datos Razón de Humedad Tabla 9. Datos de Humedad

ROTAVAPOR

Imagen 23. Solución extracto

Imagen 23b. Tablero de control Imagen 24. Rotavapor

DESTILACIÓN

Imagen 15. Semilla molida

Salida de agua

Entrada de agua

Mechero

Termómetro

Solvente

Extracto

Imagen 25. Destilador (NTC 2686)

Imagen 26. Solvente y extracto Imagen 27. Extracto

Imagen 28. Solvente y extracto

CONCLUSIONES

El agua tiene un alto valor de Calor Específico y ebullición, porlo tanto no sirve como solvente para extraer aceites esenciales através del Soxhlet.

.

Los índices químicos de madurez determinados estuvieron dentrode los parámetros establecidos por la FAO, siendo GradosBrix:17.65º, Acidez: 0.858% (ácido cítrico) y pH: 4

.

Se hace necesario replantear el cálculo de la formulación deingredientes para la mermelada ya que los grados Brix 67,3 finalestuvieron altos.

No se pudo evaluar los rendimientos de extracción por Soxhlet.

En la curva de secado de la semilla se puede apreciar 3 puntosde inflexión; el primero (Tiempo 1h, 32,21% Humedad), el segundo(Tiempo 9,8h, 14,40% Humedad) y el tercero (Tiempo 17h, 12,44%Humedad), en los cuales se debe dar reposo al secado de lasemilla.

CONCLUSIONES

La humedad de Equilibrio del secado de la semilla de Guanábana a 70°C fue de 7,65% a las 41 Horas.

La forma como se está manejando los materiales y el laboratorio de Poscosecha y Control de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Surcolombiana, es inadecuado para este tipo de investigación ya que no permite continuidad en los procesos y limita el uso de los materiales al investigador.

RECOMENDACIONES

Se hace necesario un examen químico y físico del producto terminado (mermelada).

Se hace necesario el Test Sensorial de la Mermelada y el Helado y el posterior análisis con métodos estadísticos.

Se debe considerar el punto de ebullición del posible aceite a extraer, ello para poder escoger el solvente mas adecuado para la extracción.

Los subproductos (cascaras y residuos), obtenidos en la transformación de la Guanábana pueden ser utilizados en la elaboración de Compost, donde se puede varias la concentración de este para posteriores evaluaciones.

REFERENCIAS

BARAONA COCKRELL, Marcia., et al. Fruticultura especial, Guanábana y Macadamia. [enlínea]. [Consultado Miércoles, 10 de marzo de 2010]. Disponible en <http://books.google.com.co/books?id=w4OPt7mFaA0C&printsec=frontcover#v=onepage&q=&f=false>

BRAZ. J. FOOD TECHNOL. Aproveitamento biotecnológico da Graviola na elaboração debebida alcoólica fermentada utilizando levedura imobilizada em alginato de cálcio. Brasil,Marzo 2005. 105 p.

CEBALLOS PEÑALOZA, Adela María. Estudio Comparativo de tres sistemas de secado parala producción de un polvo deshidratado de frutas. Manizales, Octubre de 2008, 108 p. Tesis(Magister en Ingeniería - Ingeniería Química). Universidad Nacional Sede Manizales.

CANCER PLANTS. Graviola. [en línea]. [Consultado Sábado, 13 de febrero de 2010].Disponible en < http://www.cancerplants.com/medicinal_plants/annona_muricata.html>

DORIGONI, C., et al. Supercritical co2 extraction of oleoresin from Graviola (annona muricata).[En línea].[Consultado el martes, 16 de Febrero de 2010]. Disponible en <http://www.enpromer2005.eq.ufrj.br/nukleo/pdfs/0279_279_graviola.pdf>

ECUADOR.SICA. Guanábana Soursop. En: Biblioteca. [En línea]. [consultado martes, 2 demarzo de 2010]. Disponible en<http://www.sica.gov.ec/agronegocios/Biblioteca/Convenio%20MAG%20IICA/productos/guanab_mag.pdf>

FAO. Fichas técnicas productos frescos procesados; Guanábana. [En línea]. [ConsultadoSábado, 20 de febrero de 2010]. Disponible en <http://www.fao.org/inpho/content/documents/vlibrary/ae620s/Pfrescos/GUANABANA.HTM>

REFERENCIAS

FRUITS OUBLIÉS. Le séchage des fruits. [en línea]. [consultado el martes, 09 de febrerode 2010]. Disponible en <http://pagesperso-orange.fr/association.fruits.oublies/contrib/sechage/secher01.html>

GRET, Philippe Dudez. Le séchage solaire à petite échelle des fruits et légumes. Francia,1996, sn.

HINCAPIÉ LLANOS, Carlos Augusto. Insecticidal activity of annona muricata (anonaceae) seedextracts on sitophilus zeamais (coleoptera: curculionidae). En: Revista colombiana deentomología. [En línea]. Vol.34 no.1 Bogotá Junio 2008. [Consultado el Martes, 09 de Febrerode 2010]. Disponible en < http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S0120-04882008000100010&script=sci_arttext>

INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. (2002).Documentación: Citas y notas de pie de página: NTC 1487. Bogotá, Colombia: ICONTEC.

INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS Y CERTIFICACION. Documentación:Determinación del contenido de aceite volátil. (MÉTODO DE REFERENCIA). Bogotá:ICONTEC,2004. 100 p. (NTC 2686)

JULIAN LOAEZA, Adriana Paola. Propiedades físicas y químicas de tres variedades delfruto de Annona Diversifolia. Huajuapan de León, Oaxaca, México, Noviembre de 2009. 91p. Tesis (Ingeniero en Alimentos). Universidad Tecnológica de la Mixteca.

REFERENCIAS

MAUPOEY, Pedro Fito, et al. INTRODUCCION AL SECADO DE ALIMENTOS POR AIRECALIENTE. [En línea]. [consultado viernes, 19 de febrero de 2010]. Disponible en <http://books.google.com.co/books?id=cUEt038sq90C&pg=PA47&lpg=PA47&dq=determinacion+de+curva+de+secado&source=bl&ots=geqw7nkPAp&sig=jy5I56ufIS91pU2KZvdbJRR4r-s&hl=es&ei=FVemS9inNtOWtgeUp9GkCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CCkQ6AEwCQ#v=onepage&q=&f=false>

MONOGRAFIA. Descripción de los procesos productivos. En: Agricultura y Ganadería. [Enlínea]. Editorial Universidad Politécnica de Valencia [consultado viernes, 19 de febrero de2010]. Disponible en <http://www.monografias.com/trabajos37/procesadora-frutas/procesadora-frutas4.shtml>

MONOGRAFIA. Procesamiento Semillas. En: Agricultura y Ganadería. [En línea]. [consultadoviernes, 19 de febrero de 2010]. Disponible en<http://www.monografias.com/trabajos17/produccion-semillas/produccion-semillas.shtml>

MONOGRAFIA. Determinación de humedad. En: Física. [en línea]. [Consultado Miércoles, 17de marzo de 2010]. Disponible en http://www.monografias.com/trabajos76/determinacion-humedad/determinacion-humedad.shtml

OCAMPO et al,. Estudio cromatográfico comparativo de los ácidos grasos presentes ensemilla de Annona cherimolioides y Annona muricata L. Revista Vector, Volumen 2, Enero- Diciembre 2007.

REFERENCIAS

REINA G., Carlos Emilio., et al. Manejo postcosecha y evaluación de calidad para laguanábana (Annona muricata L.). Que se comercializara en la ciudad de Neiva. Neiva,1996, 124 p. Investigación. Universidad Surcolombiana. Facultad de ingeniería. Programade ingeniería Agrícola.

ROBLEDO et al., Evaluación de la toxicidad de Acetogeninas Anonáceas sobre ninfas dePERIPLANETA AMERICANA L. (DICTYOPTERA: BLATTIDAE). Boletín del Museo deEntomología de la Universidad del Valle 9(1):54-61, 2008.

SERRA et al., Practicas de Análisis y Control de Calidad de Alimentos. Departamento deTecnología de Alimentos. Universidad Politécnica De Valencia. Editorial U.P.V. REF.:2001.689

THE FREE LIBRARY. Annona squamosa seed extract in the regulation of hyperthyroidismand lipid-peroxidation in mice: possible involvement of quercetin. [En línea]. [consultadolunes, 1 de marzo de 2010]. Disponible en<http://www.thefreelibrary.com/Annona+squamosa+seed+extract+in+the+regulation+of+hyperthyroidism+and+...-a0172451583>

UNIVALLE, Aupé. Aceite de guanábana, con grandes cualidades. [En línea]. [consultadolunes, 1 de marzo de 2010]. Disponible en <http://aupec.univalle.edu.co/informes/2003/diciembre/guanabana.html>

URUGUAY. UNESCO. Guía de uso de secaderos solares para futras, legumbres,hortalizas, plantas medicinales y carnes. [En línea]. [consultado martes, 09 de febrero de2010]. Disponible en < http://unesdoc.unesco.org/images/0015/001562/156206s.pdf>