ELABORACION DE PECTINAS A PARTOR DE CASCARAS DE MANDARINA

Instituto Tecnológico de Ciudad Madero
Taller de investigación ll
ELABORACION DE PECTINAS APARTIR DE
CASCARAS DE MANDARINA
ARGUELLES MURILLO DANIEL
Asesora: Ma. de Lourdes Guevara Franco
Cd. Madero, Tamaulipas

Agradecimientos
Antes que nada quiero agradecerle a la Dra. Ma. Elena González que me ayudo a poder
redactar las bases e introducción de mi proyecto y a la Dra. Ma. de Lourdes Guevara Franco
quien me ayudo a desarrolar y terminar de redactar el proyecto. Tambien le quiero agradecer
a los Directivos del Tecnologico que brindaron las bibliotecas virtuales para completar la
investigación de distintas fuentes, a todos mis compañeros y a mis padres.

Resumen
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo evaluar la influencia de la
concentración del ácido cítrico en la calidad de pectinas obtenidas a partir de cáscaras de
mandarina. La obtención de las pectinas se realizó mediante hidrolisis ácida, para dicho
procedimiento se establecieron parámetros fijos; tiempo :1h:, temperatura :100°C:, dilución
:1/50 p/v: así mismo se estableció como variables independientes: tipo de residuo
(mandarina), concentración de ácido cítrico (0.2%, 1.2%, 2.2% p/v) y como variable
dependiente: la calidad de las pectinas, la cual se evaluó según el grado de esterificación,
contenido de metoxilo y contenido de ácido galacturónico. Las pectinas obtenidas pasaron
por un procedimiento de secado, molienda y caracterización. Según la caracterización, se
concluye que la concentración del ácido cítrico y el tipo de residuo influyen en el contenido
de metoxilos, contenido de ácido galacturónico y grado de esterificación. Por su grado de
esterificación las pectinas obtenidas son de bajo y alto Metoxilo, según el contenido de ácido
galacturónico se obtuvieron pectinas de diferente pureza, siendo el residuo que produce mejor
calidad de pectinas el de maracuyá. Las pectinas obtenidas presentaron similar grado de
esterificación, contenido de metoxilo y contenido de ácido galacturónico a las pectinas
comerciales, por lo que se concluye que estas pectinas son de buena calidad, dependiendo de
la concentración del ácido cítrico que se use.

Indice
1. Intoduccion………………………………………………………………………1
1.1. Problema…………………………………………………………………….1
1.1.1. Planteamiento del Problema………………………………………….1
1.2. Hipotesis…………………………………………………………………… 1
1.3. Justificacion……………………………………………………………........1
1.4. Objetivos…………………………………………………………………….2
1.4.1. Objetivo general……………………………………………................2
1.4.2. Objetivos específicos………………………………………………….2
2. Marco teorico……………………………………………………………………..4
2.1. Generalidades de la mandarina……...………..……………………………..4
2.1.1. Origen y producción……………………………………………..........5
2.1.2. Fruto…………………………………………………………………..6
2.1.3. Variedades de la mandarina……………………………………..........8
2.1.5. Usos y propiedades de la mandarina……...………………………….10
2.2. Generalidades de las pectinas……………..………………………………..12
2.2.1. Clasificación de las pectinas………………………………………... 13
2.2.2. Obtencion de pectinas……………………………………………......16
2.2.3. Producción de pectinas……………………………………………....16
2.2.4. Usos de las pectinas……………………………………………….....21
2.2.5. Propiedades físicas y químicas de las pectinas………………………22
2.3. Equipos……………………………………..………………………............23
3. Procedimientos……………………………….…..…………...…………………25

3.1. Procedimientos para la obtención de pectinas……..……...…………………......25
3.1.1. Procedimiento para la obtención de pectinas con Ac. Cítrico 0.2%...….....26
3.1.2 Procedimiento para la obtención de pectinas con Ac. Cítrico 1.2 %...........27
3.1.3. Procedimiento para la obtención de pectinas con Ac. Cítrico 2.2%............27
3.2. Procedimientos analíticos para la caracterización estructural de pectinas…….…28
3.3. Procedimiento para la Caracterización de pectinas…..……………….………….33
3.4. Procedimiento para el Análisis de calidad de pectinas…...……………………...36
4. Análisis de Resultados………………………………………………………………..38
4.1. Contenido de Ácido Galacturonico……………....……..………………………..39
4.2. Contenido de Metoxilo………………………...…………………………………41
4.3. Grado de Esterificación………………………………………………………......42
4.4. Discusión de Resultados………………………………………………………….44
5. Conclusiones…………………………………………………………………….……..45

Indice de tablas y figuras
Tablas:
1.1 Producción de pectinas por país…………………………………………………….2
2.1. Producción mundial de la mandarina…………………………….......…………….5
2.2. Importación relativa de pectina por país de origen………………………………...17
3.1. Relación entre el tipo de gelificacion y Porcentaje de esterificación………...……36
4.1. Evaluación de la calidad de las pectinas a partir de cascara de mandarina………..38
4.2. Anova de Ac. Galacturonico…………………………………………………….....40
4.3. Tukey de Ac. Galacturonico………………………………………………………..40
4.4. Anova de Contenido de Metoxilo…………………………………………………..41
4.5 Tukey de Contenido de Metoxilo………………...…………………………………42
4.6. Anova de Grado de Esterificación………………………………………………….43
4.7. Tukey de Grado de Esterificación……....…………………………………………..43
Figuras:
2.1. Características de la mandarina……………………………….…………………….4
2.2. Estructura del fruto mandarina………………………………………………….......6
2.3. Estructura de la pared celular vegetal……………………………………………....7
2.4. Esquema general de una pectina mostrando sus posibles ramificaciones………….13
2.5. Estructura de pectina de alto metoxilo…………………………………………….15
2.6. Estructura de pectina de bajo metoxilo……………………………………….........16
2.7. Extracción industrial de pectinas……………………...…………………................20
2.8. Formula química de la pectina……………………………………….......................23
3.1. Diagrama de flujo………………………………………………………...................26

3.2. Detector ELSD acoplado a HPLC……………………………………………..........31
3.3. Relaciones entre grado de esterificación, contenido en metoxilo
Estructuras de las sustancias pecticas……………………………………………....37
4.1. Influencia del Ac. Cítrico en el Ac. Galacturonico………………………………….39
4.2. Influencia del Ac. Cítrico en el Contenido de Metoxilo…………………………….41
4.3. Influencia del Ac. Cítrico en el Grado de Esterificación…………………………….42

1
1. Introducción
1.1. Problema.
Concentración de ácido en pectinas.
1.1.1. Planteamiento del problema.
En la década de los años 70, una parte importante de las biotecnologías de todo el mundo
enfocaron sus investigaciones hacia la utilización y aprovechamiento de los residuos
agroindustriales para la producción de compuestos útiles como insumos de otros procesos
industriales.
A pesar de la contaminación ambiental que pueden crear los residuos agrícolas, las enormes
cantidades de residuos que se generan como consecuencia de diversas prácticas agrícolas e
industriales representan uno de los recursos más ricos en energía del planeta.
La acumulación de esta biomasa en grandes cantidades cada año, resulta no solo en el
deterioro del medio ambiente, sino también en la perdida de material potencialmente valioso
que se puede industrializar para obtener productos con valor agregado, tales como alimentos,
combustibles y una variedad de productos químicos.
1.2. Hipótesis.
Se caracterizaran las pectinas obtenidas a partir de cascaras de mandarina determinando la
concentración adecuada de ácido cítrico para ellas
1.3. Justificación.
En el ámbito agroindustrial se pierde un gran porcentaje de la producción, debido a que tiene
madurez precoz y sobreproducción.

2
Teniendo en cuenta que existen diversos estudios sobre aprovechamiento de residuos
agroindustriales, este proyecto se realiza con la finalidad de darle una nueva visión de
productividad a la agroindustria aumentando asi su rentabilidad economica.
por otro lado se estaría brindando un uso provechoso a la segregación de residuos orgánicos,
siendo los beneficiarios tanto el productor como el medio ambiente y de esta manera en un
futuro, lograr satisfacer la demanda de pectinas en México y así obtener una relación inversa
entre la producción de estos aditivos y la importación de esta. En la figura 1.1 se muestra
como es la producción de pectinas en algunos apises
Tabla 1.1 producción de pectinas por país
1.4. Objetivos.
1.4.1 Objetivo general.
Obtener pectinas a partir de cascaras de mandarina
1.4.2. Objetivos específicos.
1. Determinar la concentración adecuada de ácido cítrico para la obtención de pectinas a
partir de cascaras de mandarina
2. Extraer pectina con concentración de 0.2 %, 1.2% y 2.2% p/v bajo condensación de reflujo
a 100 °C con 10 g de cascara en polvo y 500 ml de agua destilada.

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3. Secar pectinas para posteriormente hacer las pruebas de calidad de pectinas.
4. Caracterizar las pectinas obtenidas a partir de cascaras de mandarina
5. Determinar la influencia de la concentración del ácido cítrico en la calidad de las pectinas
obtenidas a partir de cáscaras de mandarina.

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2. Marco Teórico
2.1. Generalidades de la mandarina
La mandarina es el fruto 1 de las diferentes especies de cítricos llamados comúnmente
mandarino, Pertenece al grupo de frutos llamados hesperidios y su pulpa está formada por un
considerable número de gajos llenos de zumo o jugo; el cual contiene mucha vitamina C,
flavonoides y aceites esenciales.
Es el cítrico más similar a la naranja, aunque de menor tamaño, sabor más aromático y con
mayor facilidad para quitar su piel en la mayoría de las variedades, así como una acidez
ligeramente inferior y una mayor proporción de azúcares simples. Estas propiedades hacen
que se considere una golosina natural de fácil consumo para jóvenes y ancianos.
La mandarina es un fruto similar a la naranja pero más pequeña y achatada por su base. Su
corteza es lisa, brillante color rojo anaranjado y es muy fácil de pelar, incluso con las manos.
La mandarina se consume principalmente como fruta en fresco, aunque también son
conocidas las conservas de gajos de mandarinas. En la figura 2.1 se muestra como es una
mandarina naturalmente
Figura 2.1.- Caracteristicas de la mandarina

5
2.1.1. Origen y Produccion
La mandarina proviene de las zonas tropicales de Asia. Se cree que su nombre se debe al
color de los trajes que utilizaban los mandarines, gobernantes de la antigua China. Se puede
afirmar que es una fruta originaria de China e Indochina. Su cultivo se introdujo en Europa
en el siglo XIX. En la actualidad, los principales países productores son: China, España,
México, Brasil, Argentina, Venezuela, Colombia, Marruecos, Israel, Japón, Uruguay,
Paraguay, Bolivia, Perú y Ecuador.
Según los informes de mercado de la FAO acerca de la producción de frutos cítricos y frutos
tropicales, China continúa siendo el primer productor de fruta de mandarina con un estimado
de 18500 mil toneladas. En la tabla 2.1 se ve como es la producción de la mandarina en el
mundo.
Tabla 2.1. Producción Mundial de Mandarina

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2.1.2. Estructura de mandarina
El fruto es en lo que se convierte el ovario una vez fecundados los primordios seminales y
tras un periodo de madurez. En él se encuentran, por tanto, las semillas y su principal función
es proteger y dispersar a tales semillas.
Las paredes del fruto, que son el resultado del desarrollo del o de los carpelos es el
denominado pericarpo. Se divide en tres capas:
Epicarpo (Exocarpo): Es la parte externa del fruto y corresponde a la cara abaxial del carpelo
(epidermis y estratos subyacentes). En los frutos con dispersión zoocora se pueden desarrollar
pelos ganchudos o una cubierta pegajosa. Habitualmente es uniestrato.
Mesocarpo: Es la parte media y corresponde al parénquima del mesófilo del carpelo. En los
frutos carnosos constituye frecuentemente la pulpa o carne del fruto.
Endocarpo: Es la capa interna y corresponde a la superficie adaxial del carpelo. Rodea
directamente a las semillas, sirve a menudo para la protección de éstas, y en algunos casos
puede ser muy dura y de consistencia pétrea formando el llamado hueso (pireno) en los frutos
de tipo drupa. Habitualmente es uniestrato.
Cada una de ellas puede desarrollarse de manera diferente, generando texturas (leñosas,
papiráceas, membranosas, carnosas, jugosas, etc.) y estructuras (pelos, ganchos, alas, etc.)
diversas que dan como resultado diversos tipos de frutos. En la figura 2.2 se muestra la
estructura de la madarina.
Figura 2.2. Estructura del fruto mandarina

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En ocasiones, el endocarpo se engruesa y lignifica, como en las drupas (esclerocarpo), o bien
todo el pericarpo se hace carnoso y se conserva jugoso hasta la madurez, como en las bayas
(sarcocarpo).A veces el propio pericarpo es muy tenue y está íntimamente unido a la semilla,
como en el grano de los cereales (cariópside), de modo que se podría confundir con ella,
cuando en realidad se trata de un fruto. En la figura 2.3 se muestra la estructura de la pared
celular de la mandarina.
Figura 2.3. Estructura de la pared celular vegetal
Se esquematizan las partes de las células vegetales con sus tres componentes, la laminilla
media, la pared primaria y la pared secundaria y una proporción de los diferentes compuestos
existentes en estas. La laminilla media ocupa el espacio existente entre dos células y está

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formada principalmente por pectina que también se encuentra en menor proporción en la
pared primaria y se encuentra ligada a la celulosa y a la hemicelulosa.
La pared primaria contiene celulosa de forma desorganizada (amorfa) y también se encuentra
en la pared secundaria pero de manera organizada (cristalina) como se muestra en la figura.
La celulosa amorfa tiene una mayor digestibilidad que la celulosa cristalina. Cada
microfibrilla es de 5 a 12 mm de diámetro y contiene de 50 a 60 moléculas de glucosas que
se unen por puentes de hidrógeno. La hemicelulosa se encuentra en mayor cantidad en la
pared secundaria y en menores cantidades en la pared primaria y en la laminilla media.
Cuando el crecimiento de la planta se termina, la lignina se deposita en la pared secundaria
combinándose con la celulosa y la hemicelulosa para dar rigidez a la célula, formando enlaces
éter o ester como se mencionó anteriormente. La liquificación de la planta continúa hacia la
pared primaria
2.1.3. Variedades de la mandarina
Las mandarinas se clasifican en tres grandes grupos: Clementinas (Citrus reticulata var.
Clementina), Híbridos y Satsumas (Citrus unshiu). A veces se considera a las Clemenvillas
o Novas como otro grupo.
En Bolivia y en Venezuela se encuentra la mandarina Reina, que actualmente se exporta a
Argentina, país que posee su propia variedad, la mandarina Criolla.
Clementinas
 Clementina Fina, fruto pequeño o de mediano tamaño (50 a 70 g) y extraordinaria
calidad. Corteza fina de color naranja intenso. Recolección entre noviembre y enero.
Frecuentemente requiere tratamientos para mejorar el tamaño y el cuajado.
 Oroval, fruto de forma redondeada, más grande que el anterior (70 y 90 g), de corteza
granulosa de color naranja intenso. Fácil de pelar. Recolección de noviembre a
diciembre. No es conveniente para su conservación mantener el fruto en el árbol, ya
que pierde zumo.

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 Clemenules, fruto grande (80 a 100 g), de forma achatada, corteza de color naranja
intenso y pulpa jugosa de muy buena calidad. Fácil de pelar. Prácticamente sin
semillas. Recolección de noviembre a enero, después que la Oroval. Se mantienen
bien en el árbol.
 Marisol, muy parecida a la Oroval, pero se recoge unos 15 o 20 días antes.
 Oronules, fruto de mediano tamaño con forma ligeramente achatada, pulpa de muy
buena calidad y sin semillas. Recolección a mediados de octubre.
 Clemenpons, muy similar a la Clemenules, variedad de la que procede, pero su
maduración se adelanta 15 días.
 Esbal, fruto de tamaño medio (55 a 75 g), forma achatada, corteza naranja intenso,
fácil de pelar, pulpa de muy buena calidad y sin semillas. Madura en la misma época
que la Oroval o un poco antes. Las lluvias prolongadas pueden dañar los frutos una
vez maduros.
 Loretina, fruto de color intenso, con corteza un poco rugosa, de buen sabor y sin
semillas, fácil de pelar. Se recoge unos días antes que la Marisol, de la cual procede
por mutación espontánea.
 Hernandina, fruto mediano (55 a 75 g), de forma ligeramente achatada, corteza fina
color naranja intenso, fácil de pelar y pulpa jugosa de buena calidad. No posee
semillas si no hay polinización. Madura internamente igual que la Clementina Fina,
toma color dos meses más tarde. Se recoge entre enero y febrero. Aguanta bien las
lluvias. Fue descubierta por Isidro Espuig en los viveros Hernández del pueblo
valenciano de Alcàsser, y de ahí proviene su nombre.
Satsumas
Es originaria de Japón y presenta un exquisito aroma. Sus árboles son los últimos en florecer
y sin embargo son los primeros que se recolectan. Las frutas son de color amarillo naranja o
naranja asalmonado, de buen tamaño, forma achatada y con propensión a hincharse cuando
la corteza inicia el cambio de color.
 Okitsu, de buena calidad gustativa. Muy precoz, en algunas zonas comienza su
recolección en septiembre.

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 Owari, fruto de tamaño medio a pequeño, color naranja claro, forma aplanada y con
mucho zumo.
 Clausellina, fruto de baja calidad y cuya recolección suele comenzar a mediados de
septiembre.
Híbridos
Existen híbridos de Citrus x tangerina y Citrus reticulata con otras especies del género Citrus
y sus frutos también reciben el nombre de mandarinas. Estos híbridos suelen producir frutos
de buen tamaño y color naranja rojizo muy atractivo. La pulpa posee gran cantidad de zumo
y es abundante en azúcares y ácidos orgánicos. La corteza está muy adherida a la pulpa.
2.1.4. Usos y Propiedades de la mandarina
Al igual que la naranja, la mandarina fresca es baja en calorías. También es una buena fuente
de fibra, potasio y vitamina C. Esta vitamina puede influir en una serie de estados
fisiológicos, particularmente en la reducción de nitrosaminas, las cuales poseen efectos
cancerígenos. El cáncer de estómago es menos frecuente en aquellos cuya dieta es rica en
vitamina C. Se ha indicado que la capacidad antioxidante de la vitamina C puede proteger
contra diversos tipos de cáncer, a la vez que intensifica las funciones inmunológicas. La
mandarina también contiene folato, una vitamina del complejo B que guarda relación con la
salud durante el embarazo, aunque su concentración no sea tan alta como la de la naranja.
Además, la mandarina (y otros frutos relacionados) es una fuente primaria de
betacriptoxantina en la dieta. La betacriptoxantina es un carotenoide no provitamina A con
propiedades antioxidantes. Las dietas ricas en carotenoides están asociadas a una
disminución del riesgo de contraer cáncer y enfermedades cardiovasculares. Las mandarinas
tambien contienen los fitoquímicos D-limoeno, cumarina, flavonoides y terpenes. Estos
compuestos ayudan a disminuir el riesgo de cáncer.
La mandarina es adecuada para tratar las úlceras, la vesícula, es buena para la fiebre, la
anorexia, la tos y la intoxicación etílica.

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Las personas con llagas bucales o cuyas defecaciones sean secas deben abstenerse de
consumir mandarina.
La mandarina contiene una sustancia llamada hesperidina que posee propiedades
bronquiodilatadoras y antiinflamatorias, es adecuada en el tratamiento de las úlceras y
favorece el correcto funcionamiento de la vesícula.
El aceite volátil que posee puede estimular el aparato digestivo, propiciando la expulsión de
los gases acumulados en el intestino y en el estómago y favoreciendo la digestión. Es útil
para tratar la fiebre, el hipo, la anorexia, la tos con flemas y la intoxicación etílica.
De las mandarinas se puede consumir su pulpa o zumo o bien se pueden majar con cáscara
aplicando la pasta obtenida.No deben consumir mandarinas en abundancia aquellas personas
que padezcan de llagas bucales, ni aquellas cuyas defecaciones sean secas y duras.
Carbohidratos 13.34 g
• Azúcares 10.58 g
• Fibra alimentaria 1.18 g
Grasas 0.31 g
• saturadas 0.039 g
• trans 0.00 g
• monoinsaturadas 0.06 g
• poliinsaturadas 0.065 g
Proteínas 0.81 g
Agua 85.17 g
Retinol (vit. A) 34 μg (4%)
Tiamina (vit. B1) 0.058 mg (4%)
Riboflavina (vit. B2) 0.036 mg (2%)

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Niacina (vit. B3) 0.376 mg (3%)
Vitamina B6 0.078 mg (6%)
Ácido fólico (vit. B9) 16 μg (4%)
Vitamina B12 0 μg (0%)
Vitamina C 26.7 mg (45%)
Vitamina D 0 μg (0%)
Vitamina E 0.2 mg (1%)
Vitamina K 0 μg (0%)
Calcio 37 mg (4%)
Hierro 0.15 mg (1%)
Magnesio 12 mg (3%)
Fósforo 20 mg (3%)
Potasio166 mg (4%)
Sodio 2 mg (0%)
Zinc 0.07 mg (1%)
2.2. Generalidades de las pectinas
La pectina es el éster metilado de ácido poligalacturónico que contiene restos de ácido 1, 4-
ligado α-D-galacturónico. Generalmente se encuentra en las paredes celulares y laminillas
medias de las plantas superiores. Estos polisacáridos consisten en 300-1000 cadenas de
unidades de ácido galacturónico. La pectina se utiliza ampliamente en la industria alimentaria
como espesante, emulsionante, texturizador y estabilizador, generalmente para la producción
de mermeladas y jaleas. En cuanto a la nutrición, se ha demostrado que la pectina reduce los
niveles de colesterol en la sangre especialmente fracciones de colesterol de lipoproteínas de
baja densidad y por lo tanto reduce el riesgo de enfermedades coronarias del corazón.

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Además para la prevención de la hiperlipidemia así como cáncer de intestino, diversos
productos dietéticos que se utilizan, por lo general se preparan a partir de fibra de pectina.
Según la FAO (1969) la pectina es considerada como un aditivo seguro que puede ser tomado
diariamente sin límites. La extracción de pectina también depende de varios factores tales
como tiempo de extracción, temperatura, pH y tipos de disolvente de extracción. En la figura
2.4 se muestra como son las posibles ramificaciones de una pectina.
Figura 2.4. Esquema general de una pectina mostrando
sus posibles ramificaciones
2.2.1. Clasificación de las pectinas
Las pectinas según su grado de esterificación se clasifican en Pectinas de alto metoxilo y bajo
metoxilo.
Pectinas de Alto Metoxilo; tienen una elevada proporción de grupos carboxilo esterificados
(>50%) por tanto la mayoría de los grupos ácidos no están disponibles para formar enlaces
cruzados con iones divalentes, así que se necesita añadir ácido. Comúnmente, son las que se
usan para formar geles de pectina.

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La primera condición para obtener geles de pectina de alto metoxilo es que el pH sea bajo,
Para que los grupos ácidos, minoritarios, se encuentren fundamentalmente en forma no
ionizada, y no existan repulsiones entre cargas. A pH 3,5, aproximadamente la mitad de los
grupos carboxilo del ácido galacturónico se encuentran ionizados, pero por debajo de pH 2
el porcentaje es ya muy pequeño. Las cadenas de pectinas de alto metoxilo pueden entonces
unirse a través de interacciones hidrofóbicas de los grupos metoxilo o mediante puentes de
hidrógeno, incluidos los de los grupos ácidos no ionizados, siempre que exista un material
muy hidrófilo (azúcar)que retire el a agua. En consecuencia, las pectinas de alto metoxilo
formarán geles a pH entre 1 y 3,5, con contenidos de azúcar entre el 55% como mínimo y el
85%.
El grado de esterificación de las pectinas de alto metoxilo influye mucho sobre sus
propiedades. En particular, a mayor grado de esterificación,mayor es la temperatura de
gelificación. Por ejemplo, una pectina con un grado de esterificación del 75% es capaz de
gelificar ya a temperaturas de 95º, y lo hace en muy pocos minutos a temperaturas por debajo
de 85ºC.
Por esto se llaman "pectinas rápidas". Son, por ejemplo, las que se utilizan en la fabricación
de gominolas, que con una concentración muy elevada de azúcar, hasta el 80% de sólidos,
forman geles que pueden desmoldarse al poco tiempo.
En cambio, una pectina con un grado de esterificación del 65% no gelifica a una temperatura
de 75ºC, y tarda alrededor de media hora en hacerlo a 65ºC. Es lo que se llama una "pectina
lenta". Además, las pectinas con un grado de esterificación mayor forman geles que son
irreversibles térmicamente, mientras que los geles formados por pectinas de grado de
esterificación menor son reversibles.
Para cada tipo de pectina con un grado de metoxilación concreto existe una combinación
óptima de concentración de azúcar y pH, aunque se pueden obtener geles dentro de un cierto
rango de pH. En la figura 2.5 se ve como es la estructura de una pectina de alto metoxilo.

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Figura 2.5. Estructura de pectina de alto metoxilo
Pectinas de Bajo Metoxilo: tienen la mayoría de los grupos carboxilolibres. Un (≤50%) de
los grupos carboxilo están esterificados. Por tanto, la mayoría están disponibles para formar
enlaces cruzados con iones divalentes. Las pectinas de bajo metoxilo pueden formar geles en
presencia de iones divalentes sin necesitar azúcar o acido.
El mecanismo de formación de geles es totalmente distinto, ya que la unión entre cadenas se
produce a través de iones de calcio, que forman puentes entre las cargas negativas. La
estructura es semejante a la "caja de huevos" de los geles de alginato, pero algo menos
ordenada, dada la presencia de grupos esterificados entre los galacturónicos sin esterificar.
La concentración de calcio es importante hasta llegar a una cierta cantidad, que depende de
cada tipo concreto de pectina, y que se conoce como "saturación de calcio". Suele estar en
torno a las 500 ppm. Por encima, una mayor cantidad de calcio no tiene efecto, o incluso en
algunos casos puede llegar a debilitar el gel. Esto no sucede en el caso de otros geles de este
tipo, como es el de alginato. Las pectinas de bajo metoxilo forman geles de consistencia
máxima con cantidades de calcio que oscilan de 20 a 100 mg de por gramo de pectina.
La presencia de azúcar reduce mucho la cantidad de calcio necesaria. Consecuentemente, a
menor cantidad de azúcar presente en el producto, es necesario utilizar pectinas de metoxilo
menor para obtener la misma consistencia. En la figura 2.6 se muestra la estructura de una
pectina de bajo metoxilo

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Figura 2.6. Estructura de pectina de bajo metoxilo
2.2.2. Obtención de pectinas
Para formar un gel de pectina, las fuerzas que mantienen las moléculas de pectina separadas
se deben reducir de manera que puedan interactuar entre sí en puntos específicos, atrapando
agua dentro de la red tridimensional resultante. En otras palabras, se debe reducir la atracción
de las moléculas de pectina por el agua y se debe aumentar la atracción de las moléculas de
pectina entre sí. Esto se puede conseguir por la adición de azúcar y acido. El ácido añade
iones hidrogeno, reduciendo el pH. (El pH debe ser inferior a 3.5 para formar un gel).
Hay informes disponibles en la extracción de pectinas con ácidos minerales, tales como ácido
sulfúrico, ácido hidroclorhídrico, ácido nítrico y ácido tartárico. Sin embargo, se sabe muy
poco acerca de la extracción de pectina con ácido cítrico, este podría ser mejor que los otros
extractores desde el punto de vista económico y ambiental.
2.2.3. Producción de pectinas
Al igual que la gran mayoría de los países de Latinoamérica, no produce pectina ni sus
derivados, importándose para cubrir la demanda de la industria alimentaria y farmacéutica.
De esta región solo México ha logrado apropiarse del mercado mundial, exportando cerca de
5 mil toneladas al año, con un importe de 45 millones de dólares. En la tabla 2.2 se muestra
como es la importancia de las pectinas según su lugar de origen

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Tabla 2.2. Importación relativa de pectina por país de origen
Materia Prima Para Pectinas Comerciales: Las pectinas comerciales se extraen a partir de
pulpa de manzana o cáscara de cítricos. Estas dos materias primas no obstante tienen ligeras
diferencias que hacen que una u otra sean adecuadas para aplicaciones específicas. La pectina
de manzana produce comúnmente un gel más viscoso y pesado, adecuado para ciertos tipos
de rellenos de panadería y similares. El color más claro de la pectina cítrica es más aceptable
en las jaleas de pastelería, pero en ciertas mermeladas tradicionales de naranja el color
proporcionado por la pectina de manzana es un atributo positivo.
La remolacha azucarera se utilizó como reemplazo de otras materias primas de pectina
durante la década de 1940 y principios de 1950, pero este uso ha caducado porque la pectina
tiene propiedades inherentemente diferentes. Hoy en día, se aprovecha esta diferencia en
aplicaciones específicas, donde se prefiere la pectina de remolacha azucarera sobre otras
pectinas.
Para una producción viable de pectina, no es suficiente tener materia prima de la calidad
adecuada; también es necesario contar con la cantidad suficiente para ejecutar una operación
de producción rentable. Además, la pulpa de manzana y piel de cítricos son, en estado
húmedo, materias primas muy perecederas. Ambos pueden ser atacados por mohos, que
producen una amplia variedad de enzimas pécticas, tanto desesterificantes (pectina
metilesterasa) y degradantes (poligalacturonasa, pectina liasa, pectato liasa), y estos
convierten fácilmente la pectina en la materia prima inaceptable para la mayoría de los usos
finales. Las materias primas cítricas también contienen naturalmente cantidades
significativas de pectina metilesterasa nativa; la cáscara de naranja es particularmente rica en

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esta enzima. Esta enzima de fruta, en contraste con pectina metilesterasa fúngica, produce
bloques de material de-esterificado convirtiendo a la pectinamás sensible al calcio que el
indicado por su grado general de esterificación. Esto puede ser una desventaja en muchas
aplicaciones específicas. Por tanto, no es aconsejable almacenar pulpa húmeda o cáscara, a
no ser tratados de manera especial, durante más de unas pocas horas. Incluso el tiempo
necesario para el transporte de la materia prima a partir de plantas de jugo periféricas a una
ubicación central puede dar lugar a una pérdida en la calidad de la pectina producida
finalmente. Por lo tanto, la pectina se puede extraer del residuo de fruta poco después de
prensado el jugo, o el residuo se puede secar. Es entonces estable durante muchos meses. En
el último caso, el material seco puede transportarse largas distancias hasta la fábrica de
pectina. Inevitablemente alguna cualidad se pierde en el proceso de secado, como la pectina
es un material bastante termolábil, pero si el residuo de la fruta (especialmente si se trata de
piel de cítricos que contiene mucho ácido cítrico) se lava bien antes del secado y se seca en
condiciones suficientes para destruir las enzimas y mohos sin destruir la pectina, se pueden
obtener pectina muy aceptable de la misma. La materia prima húmeda, idealmente necesita
un escaldado tan pronto como sea posible después de prensar, y sólo puede ser almacenado
durante unos días como máximo. También hay sólo unas pocas temporadas en que la cáscara
de cítricos adecuada está disponible durante el año, de las fábricas de procesamiento, por lo
que en muchos lugares una planta tendrá que cambiar a cáscara seca, o cerrar, fuera de la
temporada de la fruta fresca.
Extracción De Pectina Comercial: Comercialmente, la pectina se extrae mediante el
tratamiento de la materia prima con un ácido mineral diluido caliente a pH 2. El intervalo
preciso de tiempo varía con la materia prima, el tipo de pectina que se desea, y de un
fabricante a otro.
El extracto de pectina caliente se separa del residuo sólido tan eficientemente como sea
posible. Esto no es fácil ya que los sólidos son suaves y la fase líquida es viscosa, la
viscosidad aumenta con la concentración de pectina y el peso molecular. Existe un vínculo
entre la extracción eficiente y la separación de sólidos (ambos favorecidos por una gran
cantidad de líquido) y el costo de operación (favorecido por la producción de un extracto más
concentrado). El extracto de pectina puede ser aclarada adicionalmente por filtración a través

19
de un coadyuvante de filtración tal como tierra diatomea. La pectina de manzana aún en fase
líquida debe ser tratada con carbón activado para eliminar el color y con α-amilasa para
degradar almidón que de otro modo precipitaría a partir del producto líquido. El extracto
clarificado se concentra al vacío para evitar que se degrade. La pectina en polvo se puede
producir mediante la mezcla del líquido concentrado de manzana o cítricos con un alcohol
(por lo general isopropanol, aunque también se puede usar metanol y etanol).
La pectina se separa como una masa gelatinosa fibrosa, que se prensa y se lava para eliminarla
de las aguas madres. Luego se seca y se muele.
Un proceso de precipitación alternativa se utilizó a menudo en el pasado y todavía está en
uso en algunas plantas de procesamiento de cáscara de cítricos frescos. Este utiliza el hecho
de que la pectina puede ser coprecipitado en presencia de hidróxido de aluminio coloidal.
Una de las ventajas es que el extracto de pectina no tiene que ser concentrado y ciertas
impurezas se eliminan más fácilmente. El extracto se enfría y se mezcla con una solución de
una sal de aluminio y suficiente amoníaco o carbonato de sodio para dar un pH de
aproximadamente 4. La pectina se separa como un flóculo de color amarillo verdoso que
tiende a flotar en el licor. Está separado por una pantalla o por flotación y se presiona para
eliminar tanto licor acuoso como sea posible. Para quitar el aluminio, la masa de color
amarillo se suspende en alcohol y se trata con ácido en una serie de etapas, después se
neutraliza parcialmente antes de secar.
Desafortunadamente, la pectina altamente esterificada (muy por encima de éster 70%) no
precipita bien con el aluminio, y la recuperación global es normalmente más pobre que con
el procedimiento con alcohol. Debido a que la pectina se produce a partir de materias primas
variables es en sí misma un poco variable. Para producir un producto que sea consistente en
una serie de propiedades, es usual mezclar varios lotes de producción y diluirlos con azúcar
o dextrosa para un rendimiento estándar.

20
Estos procesos producen una pectina de alrededor de 70% de esterificación (o metilación),
llamado “rapid set”. Para producir otros tipos, algunos de los grupos éster deben ser
hidrolizados. Esto se lleva a cabo comúnmente por la acción del ácido, ya sea antes o durante
una extracción prolongada, en el líquido concentrado, o en una suspensión alcohólica antes
de la separación y secado. La hidrólisis con amoniaco se usa para desesterificar la pectina y
algunos grupos amida se introducen en la molécula y se obtiene la pectina amidada. En la
figura 2.7 se muestra como es el proceso en las industrias para extraer las pectinas
Figura 2.7.- Extracción industrial de pectinas

21
2.2.4. Usos de pectinas
La pectina es uno de los estabilizadores más versátiles del mercado. Es gelificante, espesante
y estabilizante, estos atributos hacen que sea un aditivo esencial en la fabricación de muchos
alimentos. (IPPA International Pectin Producers Association, 2001)
Tradicionalmente la pectina ha sido usada principalmente en la elaboración industrial y
doméstica de mermeladas y jaleas de fruta, y también en la elaboración de productos con o
sin azúcar.La pectina proporciona la textura deseada, limita la creación de agua o jugos en la
superficie de los productos y también distribuye la fruta dentro del producto.
La pectina actualmente es comercializada principalmente para usos industriales aunque en
algunos mercados europeos se vende a los consumidores como espesante. (IPPA
International Pectin Producers Association, 2001)
El uso de la pectina actualmente es amplio, a continuación se mencionan algunas de sus
aplicaciones (IPPA International Pectin Producers Association, 2001):
Para la elaboración de jaleas, mermeladas y postres de fruta.
 En panadería, rellenos y coberturas para su elaboración con frutas.
 En la aplicaciones diarias para leches acidificadas y para bebidas proteicas, y para
espesar los yogures.
 En confitería para jaleas de frutas o neutras.
 En Bebidas
 En Productos nutritivos y saludables.
 En usos médicos y farmacéuticos.
En la industria alimentaria la pectina según su estructura tiene diferentes usos (Cargill
Texturizing Solutions, 2011):
-Productos lácteos
Pectina HM
 Estabilización de bebidas lácteas ácidas
Pectina LM

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 Yogures
 Preparados de frutas para yogures
 Preparados de frutas para cremas de postre
Aplicaciones de frutas
Pectina HM
 Mermeladas tradicionales
 Bebidas de frutas
Pectina LM
 Mermeladas bajas en calorías
 Preparados de frutas para yogures
 Preparados para rellenos de panadería/pastelería
 Productos de confitería
Pectina HM
 Pasta de fruta (combinada con gelatina)
 Productos gelificados (combinados con gelatina)
 Pectina LM
 Varios
2.2.5. Propiedades físicas y químicas de las pectinas
Propiedades fisicas de las pectinas
La pectina se presenta como un polvo amarillento que se disuelve en 20 partes de agua para
formar una solución coloidal viscosa y demulcente.
Propiedades quimicas de la pectinas
circuito de pectina poligalacturónico metoxila- se puede simplificar así designado. En la
figura 2.8 se muestra la formula química de las pectinas.

23
Figura 2.8.- Formula química de la pectina
Durante la hidrólisis gradual de escisión pectina de grupos metoxilo (desmetoxilación).
Totalmente pectina demethoxylated (con una cadena de prístina) es el nombre de la nueva
nomenclatura de ácido péctico.
2.3. Equipos
 Espectrofotómetro UV VIS
El espectrofotómetro es un instrumento que permite comparar la radiación absorbida o
transmitida por una solución que contiene una cantidad desconocida de soluto, y una que
contiene una cantidad conocida de la misma sustancia. Todas las sustancias pueden absorber
energía radiante
El vidrio, que parece ser completamente transparente, absorbe longitudes de onda que
pertenecen al espectro visible; el agua absorbe fuertemente en la región del IR. La absorción
de las radiaciones UV, visibles e IR depende de la estructura de las moléculas, y es
característica para cada sustancia química.
El color de las sustancias se debe a que absorben ciertas longitudes de onda de la luz blanca
que incide sobre ellas y solo dejan pasar a nuestros ojos aquellas longitudes de onda no
absorbida. Esta espectrofotometría utiliza radiaciones del campo UV de 80 a 400 nm,
principalmente de 200 a 400 nm (UV cercano) y de luz visible de 400 a 800 nm, por lo que
es de gran utilidad para caracterizar las soluciones en la región ultravioleta-visible del
espectro. Se rige por una ley muy importante: la ecuación de Beer-Lambert.

24
Caracteristicas de su uso:
 Las muestras en solución se ponen en una pequeña celda de silicio.
 Se utilizan dos lámparas: una de H o deuterio para la región UV, y una de W /
halógeno para la región visible
 Se utiliza también una celda de referencia que contiene solo solvente.
 La luz pasa simultáneamente por la celda de muestra y la celda de referencia.
 El espectrómetro compara la luz que pasa por la muestra con la que pasa por la celda
de referencia.
 La radiación transmitida es detectada y el espectrómetro obtiene el espectro de
absorción al barrer la longitud de onda de la luz.

25
3. Procedimientos
3.1. Procedimiento para la extracción de pectinas con 10 gramos de cascara de
mandarina variando las concentraciones de ácido cítricode (0.2% p/v, 1.2% p/v
y 2.2 % p/v
A) Recepción de la materia prima
Una vez recepcionados, primero se lavaron todos los frutos y a continuación, se separó la
cáscara de la pulpa del fruto.
B) Secado
Los lotes de cáscara se secan por separado en una estufa a 55°C hasta peso constante
C) Molienda
La cáscara seca de cada tipo de residuo se molió en un moledor de grano, luego se tamizó
hasta malla 60, finalmente se guardó el polvo por separado en bolsas de polietileno, las cuales
se colocó en refrigeración hasta su uso.
D) Caracterización de materia prima
En esta etapa, se determinó el porcentaje de Humedad y cenizas del polvo; siguiendo los
procedimientos descritos en las Normas AOAC para alimentos. En la figura 3.1 se observa
una diagraman de flujo desde la selección de la materia prima hasta la caracterización de
pectinas.

26
Figura 3.1. Diagrama de flujo
3.1.1. Procedimiento para la extracción de pectinas con 10 gramos de cascara de
mandarina con concentración de ácido cítrico 0.2 %
Las pectinas fueron extraídas con concentracion de ácido cítrico 0.2 % p/v en un tiempo de
extracción de una hora, bajo un sistema de condensación a reflujo a 100 °C.
Este proceso se realizó en un balón de 2000 mL, para ello se colocó 10 g de cáscara en polvo,
50 ml de ácido cítrico y 500 mL de agua destilada.
El extracto ácido caliente se filtró a través de tela organza, el filtrado se enfrió hasta 4°C.
Se añadió 275 ml de etanol 96% a 4°C y se dejó reposar por una hora, luego se centrifugó.

27
Para finalizar, las pectinas centrifugadas se filtran usando el equipo de filtración al vacío. Se
utilizó papel filtro Nº 40.
Se secaron las pectinas obtenidas en una estufa a 45°C hasta peso constante. Posteriormente
se molió en un molino de café, luego se tamizó a malla 60. Finalmente se guardó las pectinas
en un frasco de vidrio para sus pruebas de calidad.
Las pectinas fueron extraídas con concentración de ácido cítrico 1.2 % p/v en un tiempo de
8 ml de ácido cítrico y 500 mL de agua destilada.
se molió en un molino de café, luego se tamizóa malla 60. Finalmente se guardó las pectinas
Las pectinas fueron extraídas con concentración de ácido cítrico 1.2 % p/v en un tiempo de
4.5 ml de ácido cítrico y 500 mL de agua destilada.

28
se molió en un molino de café, luego se tamizó a malla 60. Finalmente se guardó las pectinas
3.2 Procedimientos analíticos para la caracterización estructural de las pectinas
 Análisis de la composición monomérica mediante cromatografía de gases (GC-FID)
La composición monomérica de las pectinas, es decir los azúcares neutros individuales y el
AGal, fueron determinados mediante GC-FID. La hidrólisis ácida previa se realizó según el
trabajo de Wikiera y col. (2015) con modificaciones. Las muestras de pectinas se trataron
con TFA 2 M a una concentración de 20 mg de pectina por mL de ácido, se hizo pasar una
corriente de N2 para evitar la oxidación de los compuestos liberados durante la hidrólisis y
se mantuvieron durante 3 a 5 h en una estufa a 110 °C (Garna y col. 2006).
Previamente a la inyección, fue necesario llevar a cabo una modificación química de las
muestras mediante derivatización. Con los distintos métodos de derivatización se sustituyen
los grupos polares de los carbohidratos por otros apolares, con el objetivo de disminuir la
temperatura de evaporación de los compuestos y, por tanto, posibilitar su detección por GC
(Ruiz-Matute y col. 2011).
En este caso se prepararon los trimetilsilil derivados de las oximas de los carbohidratos según
el método de Ruiz-Matute y col. (2011) con modificaciones, cuyo procedimiento consiste en
dos pasos: oximación y sililación. Se tomaron 500 μL (10 mg de pectina) de las muestras
hidrolizadas y se rotaevaporaron, a 40 °C, hasta eliminar el ácido, para evitar que el patrón
interno, añadido a continuación (400 μL de β-fenil-glucósido, 0,5 mg/mL), pueda

29
hidrolizarse, y se vuelve a evaporar hasta sequedad. Para la formación de oximas, las
muestras fueron disueltas en piridina con 2,5% de cloruro de hidroxilamina y se mantuvieron
durante 30 minutos a 70 °C agitando a la mitad y al final de la reacción. Para la reacción de
sililación, se añadieron 250 μL de hezametildisilazano (HMDS) y 25 μL de TFA y la mezcla
se dejó reaccionar durante otros 30 minutos a 50 °C. Por último, las muestras se centrifugarán
durante 2 minutos a 10000 rpm recogiendo el sobrenadante para su posterior inyección.
El análisis se realizó en un cromatógrafo de gases (GC7890A) equipado con un detector de
ionización de llama (FID), un inyector automático 7693A (Agilent Technologies Ing., Palo
Alto, CA) y una columna capilar de sílice fundida DB-5HT (15 m x 0,32 mm x 0,10 μm)
(J&W Scientific, Folson, California, USA). La temperatura inicial del horno fue 150 °C con
la siguiente rampa de temperatura: incremento de 1 °C/min hasta 165 °C, incremento de 10
°C/min hasta 200 °C y por último una rampa de 50 °C/min hasta 350 °C manteniéndose a
esta temperatura durante 2 minutos. La temperatura del inyector y del detector fue de 280 °C
y 385 °C, respectivamente. La inyección de la muestra se realizó en modo Split 1:30. El gas
portador utilizado fue N2 a un flujo de 1 mL/min.
El análisis cuantitativo se realizó mediante el método del patrón interno calculando los
factores de respuesta de los distintos monosacáridos presentes (D-arabinosa, D-xilosa, L-
ramnosa, D-galactosa, D-manosa, D-glucosa, AGal) previamente inyectados a
concentraciones conocidas (de 0,01 a 2 mg/mL) respecto al β-fenil-glucósido. El análisis de
las muestras se realizó por duplicado. El tratamiento de resultados se realizó con el software
Agilent ChemStation en todos los casos.
 Análisis de la fracción de carbohidratos de bajo peso molecular por cromatografía de
gases (GC-FID)
Siguiendo un método cromatográfico semejante al anterior se analizó por GC-FID la fracción
de carbohidratos de bajo peso molecular (con grado de polimerización, GP, inferior a 6)
preparando igualmente los trimetilsilil derivados de las oximas. En este caso se tomaron 5
mg de pectina a la que se añadió 400 μLde β-fenil-glucósido (0,5 mg/mL) y se evaporó hasta
sequedad. Se derivatizó la muestra de igual forma y se analizó en el mismo sistema

30
cromatográfico, cambiando únicamente el programa de temperaturas del horno. La
temperatura inicial del horno fue 150 °C con la siguiente rampa de temperatura: incremento
de 1 °C/min hasta 165 °C, incremento de 10 °C/min hasta 380 °C manteniéndose a esta
temperatura durante 2 min.
 Estimación de la masa molecular mediante cromatografía de líquidos con detector
evaporativo de dispersión de luz (HPLC-ELSD)
El estudio de la distribución de Mw de los carbohidratos presentes en las muestras de pectinas
industriales se realizó mediante HPLC-SEC en un equipo Agilent 1200 Infinity LC System
1260 acoplado a un Detector Evaporativo de Dispersión de Luz (ELSD, Agilent 1260)
utilizando dos columnas en serie, una TSKgel G5000PWXL (7,8 mm x 30 cm) y una columna
TSKgel G2500PWXL (6,0 mm x 4,0 cm) con un tamaño de partícula de 10 y 6 μm
respectivamente, procedentes de Tosoh Bioscience (Stuttgart, Alemania). Como fase móvil
se utilizó acetato amónico (C2H3O2NH4) 0,01 M con un flujo de 0,5 mL/min y el análisis
de resultados se llevó a cabo utilizando el software integrado Agilent ChemStation (Agilent
Technologies, Boeblingen, Alemania).
El ELSD es un detector semi-universal cuyo principio fundamental se basa en tres procesos
sucesivos: nebulización del eluyente que sale de la columna cromatográfica mediante un flujo
de gas de aire o nitrógeno, la evaporación de la fase móvil y la detección mediante ELSD de
los analitos semi y no volátiles (Figura 8). La respuesta del detector depende de la
concentración del analito y no de la estructura química de la molécula (Condezo-Hoyos y
col. 2015; Terol 2012). En la figura 3.2 se muestra la estructura de un detector ELSD.

31
Figura 3.2. Detector ELSD acoplado a HPLC
Este detector presenta una respuesta no lineal. Sin embargo, permite llevar a cabo la
detección mediante un gradiente de elución reduciendo así los tiempos de análisis o
mejorando la resolución. Además, es notablemente más sensible que el RID, permitiendo una
buena resolución en sus análisis (Dvořáčková y col. 2014; López Hernández y col. 1998;
Condezo-Hoyos y col. 2015).
 Diseño experimental para la optimización de los parámetros del ELSD
Para optimizar los parámetros de funcionamiento del detector ELSD se realizó un diseño
experimental centrado en las caras con el software Statgraphics Centurion XVI. Las tres
variables independientes fueron la temperatura de nebulización (65-85 °C), la temperatura
de evaporación (75-95 °C) y el flujo de aire (1,0-1,6 mL/min). En los distintos ensayos del
diseño se inyectan un patrón de pululano de Mw 0,3 kDa a una concentración de 50 mg/L.
Para determinar el volumen óptimo de inyección se utilizaron distintos volúmenes (20-100
μL) de isopropanol y se determinó que el óptimo era de 50 μL. Todas las muestras y patrones
eran preparadas a la concentración adecuada en agua milli-Q y filtrados mediante filtros de
PVDF de 0,20 μm de tamaño de poro.

32
 Puesta a punto del método cromatográfico para la estimación de la masa molecular
Una vez se seleccionaron los parámetros del ELSD, se procedió a la optimización del método
cromatográfico para la estimación de la Mw y la determinación de la concentración de los
distintos compuestos. Para ello, las soluciones de patrones de pululanos de Mw conocida
(0,342-805 kDa) se inyectaron a diferentes concentraciones (10-2500 mg/L) en las
condiciones óptimas establecidas para el ELSD y se realizó el calibrado. La recta de calibrado
para la estimación de la Mw se construyó a partir de la representación del logMw frente al
volumen de elución.
La recta de calibrado para la determinación de la concentración de los distintos compuestos
se construyó a partir de la representación de la respuesta del detector (mV*s) frente a la
concentración (mg/L) de cada pululano. Dada la respuesta exponencial de este detector se
realizó una representación logarítmica de ambos parámetros (respuesta y concentración),
consiguiéndose así una relación lineal.
Los límites de detección (LOD) y cuantificación (LOQ) se calcularon basándose en la
relación señal/ruido. El LOD se calculó como la concentración correspondiente al triple del
área del ruido de la línea base en una zona sin picos y con una anchura semejante a la anchura
del pico del patrón más próximo; mientras que el LOQ se calculó como diez veces dicha área.
El estudio de la repetitividad o precisión analítica se llevó a cabo mediante repetidas
inyecciones en distintos días de una pectina de cítricos (n=5) preparada a una concentración
de 2500 mg/L en agua y se determinó calculando la desviación estándar relativa (%)
correspondiente a la media de las 5 determinaciones. La repetitividad del método se realizó
inyectando el mismo día 4 preparaciones de una pectina de cítricos preparada a una
concentración de 1200 mg/L en agua y se determinó calculando la desviación estándar
relativa (%) correspondiente a la media de las 4 alícuotas preparadas.
 Estimación del grado de esterificación (DE) mediante Espectroscopía Infrarroja por
Transformada de Fourier (FT-IR)

33
La determinación del grado de esterificación (DE) de las pectinas industriales se realizó en
el SIdI, utilizando un espectrómetro FTIR Bruker IFS66v. Se pesaron 0,5 mg de cada pectina
y se preparó una pastilla de KBr. Las medidas en transmisión tuvieron un intervalo espectral
de 7000-550 cm-1 (IR medio), una resolución de 4 cm-1 y una apertura de 1,0 mm.
 Análisis térmico por Calorimetría diferencial de barrido (DSC)
Se llevó a cabo en el SIdI un análisis por Calorimetría de barrido diferencial (DSC,
Differencial scanning calorimetric) mediante un Calorímetro DSC Q100 (TA Instruments).
Según el método descrito por Wang y col. (2014), se pesaron entre 10-50mg de cada pectina,
se pusieron sobre un portamuestras de aluminio y fueron inmediatamente selladas. El crisol
se fue calentando a una temperatura entre 40 y 300 °C a una velocidad de 10 °C/min con
nitrógeno como gas de purga.
3.3. Procedimiento para la Caracterización de Pectinas
La caracterización de pectinas se llevó a cabo según el método desarrollado por A. K. M.
Azad et al., (2014), descrito a continuación:
 Rendimiento de Pectina
El rendimiento de pectina se calcula mediante la siguiente formula:

34
 Determinación de Peso Equivalente
Se tomó una muestra de 0.5 g en un matraz cónico y se añadió 5 Ml de etanol, 1g de cloruro
de sodio y 100 ml de agua destilada, finalmente se añadió 6 gotas de rojo de fenol y se tituló
con NaOH 0.1N, el punto de equilibrio fue indicado con un color purpura. Esta solución
metoxilo.
El peso equivalente se calculó por la siguiente formula:
 Determinación del Contenido de Metoxilo
Para determinar el contenido de metoxilo se utilizó la solución neutralizada de la
determinación del peso equivalente y se agregó 25mL de NaOH a 0.25N. Se agitó la solución
para homogeneizarla y se dejó reposar a temperatura ambiente por 30 minutos en un matraz
tapado. Pasados los 30 minutos, se agregó 25 mL de HCl 0.25N y se tituló con NaOH 0.1 N
hasta cambio de color a púrpura.

35
 Determinación del Contenido de Ácido Galacturónico
Para determinar el contenido de Ácido Galacturónico se usó el método colorimétrico basado
en la reacción del ácido galacturónico con carbazol en presencia de ácido sulfúrico, y la
medición del color a 525 nm. Para ello se siguió los siguientes pasos: Se pesó 100 mg de
pectina, luego se aforó a 100 mL usando una solución de NaOH 0.05 N. Se dejó reposar por
30 minutos para desesterificar la pectina. Se diluyó 2 mL de esta solución a 100 mL con agua
destilada.
Muestra: Se colocó 0.5 mL de la solución preparada y 0.25 mL de reactivo carbazol en un
tubo de prueba. Se observó la formación de un precipitado blanco. Luego se agregó 3 mL de
ácido sulfúrico concentrado agitando constantemente. Se tapó los tubos y se dejó reposar por
10 minutos para que el color se desarrolle.
Blanco: para preparar el blanco se procedió de la misma manera que con la muestra, excepto
que en lugar de agregar el reactivo carbazol, se agregó etanol absoluto.
Curva Estándar: Se pesó 12,05 mg de ácido galacturónico monohidratado, previamente
secado por 5 horas a 30ºC, y se colocó en una fiola de 100 mL. Se añadió 1 mL de NaOH de
0.05 N y se aforó con agua destilada. Se agitó y dejó reposar toda la noche. Luego se diluyó
la solución a diferentes concentraciones usando agua destilada. Se usó las siguientes
concentraciones: 10, 25, 50, 75 y 100 ppm de ácido galacturónico. Posteriormente se utilizó
el mismo procedimiento de la muestra para desarrollar el color y se tomó la lectura de la
absorbancia a 525 nm.
 Determinación del contenido total de ácido anhidrourónico
El total de ácido anhidrourónico se obtuvo mediante la siguiente fórmula (Azad, 2014):

36
Cuando la unidad molecular del AUA (1 unidad)=176
Donde:
z= ml (titulación) de NaOH de la determinación del peso equivalente.
y= ml (titulación) de NaOH de la determinación del contenido de metoxilos.
w= peso de la muestra.
 Determinación del Grado de Esterificación (GE)
El GE de la pectina fue medido en base al contenido de metoxilo y de AUA, y calculado
mediante la fórmula fluida:
3.4. Procedimiento para el Análisis de la calidad de pectinas
La calidad de las pectinas obtenidas se evaluó según el grado de esterificación (GE),
Contenido de metoxilo (%), contenido de ácido galacturónico (%).En la figura 3.1 se muestra
como se relacionan su porcentaje de esterificación según su tipo de gelificacion.
Las pectinas según su GE y contenido de metoxilo se clasifican en:
 Pectinas de Alto Metoxilo (≥50%)
 Pectinas de Bajo Metoxilo (<50%)
Tabla 3.1.- Relación entre el tipo de gelificacion y
Porcentaje de esterificación

37
En la figura 3.2 se muestra como se relacionan el grado de esterificación, el contenido de
metoxilo y la estrectura de las pectinas
Figura 3.3. Relaciones entre grado de esterificación, contenido en metoxilo y
Estructuras de las sustancias pecticas.
El contenido de ácido galacturónico permite evaluar la pureza de la pectina; En función del
porcentaje de restos de ácido galacturónico esterificado, las pectinas se clasifican como "de
alto metoxilo", cuando este porcentaje es superior al 50%, y "de bajo metoxilo", cuando es
inferior.

38
4. Análisis de Resultados
Realizada la caracterización química se obtuvieron los valores para el contenidonde ácido
galacturónico (%), contenido de metoxilo (%) y grado de esterificación (%), indicadores
que se usarán para determinar la calidad de las pectinas obtenidas a partir de cascara de
mandarina que se puedennobservar en la siguiente tabla.
Tabla 4.1. Evaluación de la calidad de las pectinas obtenidas a partir de cascara
mandarina.

39
4.1. CONTENIDO DE ÁCIDO GALACTURÓNICO (%)
Para el residuo de mandarina, se puede observar en la siguiente figura que a medida que
aumenta la concentración de ácido cítrico disminuye el contenido de ácido galacturónico.
Figura 4.1. Influencia de la concentración de ácido cítrico en el contenido de ácido
galacturónico, usando como tipo de residuo mandarina.
Esto se valida mediante el análisis ANOVA aplicado a los resultados de contenido de ácido
galacturonico, usando mandarina. Como se puede observar en la tabla 4.2 el ácido cítrico
tiene influencia significativa en el contenido de ácido galacturonico, ya que el valor de
p<0.05.

40
Tabla 4.2 ANOVA (Analisis de Varianza)
Para evaluar cual concentración es la que produce mayor contenido de ácido galacturónico
se realizó un análisis de Tukey HSD, el cual se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 4.3. Análisis de Tukey HSD para contenido de ác. Galacturónico. Probabilidades
aproximadas para las pruebas Post Hoc. Error: entre MS= 3.5005, df= 6.0000
De la tabla anterior se puede ver que la concentración de 0.2% es la que tiene mayor
influencia respecto a las otras dos concentraciones en el contenido de ác. Galacturónico.

41
4.2 CONTENIDO DE METOXILO (%)
Para el residuo de mandarina, según la figura se observa que el ensayo no ha sido
determinante.
Figura 4.2. Influencia de la concentración del ácido cítrico en el contenido
de metoxilo
Esto se valida con el ANOVA, en el cual se puede observar que el ácido cítrico no tiene
influencia significativa, p>0.05, lo cual se puede observar en la siguiente tabla:
Tabla 4.4. ANOVA para el cont. De metoxilo

42
Así mismo se usó el análisis de Tukey HSD para validar lo obtenido por el ANOVA.
Tabla 4.5Análisis de Tukey HSD para cont. De metoxilo, según la variación de la
concentración.
De la tabla podemos constatar que no hay diferencia significativa entre las concentraciones.
4.3. GRADO DE ESTERIFICACIÓN (%)
Para el residuo de mandarina, según la figura se observa que hay influencia del ácido cítrico
en el grado de esterificación.
Figura 4.3. Influencia de la concentración de ácido cítrico en el grado de
esterificación.

43
Esto se valida con el ANOVA, en el cual se puede observar que el ácido cítrico tiene
influencia significativa, p<0.05, lo cual se puede observar en la siguiente tabla:
Tabla 4.6. ANOVA para el GE
Así mismo se usó el análisis de Tukey HSD para evaluar cual concentración es la que permite
obtener un mayor GE, lo cual se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 4.7. Análisis de Tukey HSD para GE, según la variación de la
concentración.
De la tabla anterior se puede observar que la concentración de 0.2% influye
significativamente respecto a las otras concentraciones, siendo esta la que permite obtener
un mayor grado de esterificación.

44
4.4. Discusión de Resultados
En los resultados previos, del tipo de residuo mandarina, se observa que el contenido de ácido
galacturónico decrece a medida que aumenta la concentración de ácido cítrico, esto podría
ser debido a que se produce una descarboxilación por la acidez del medio de extracción, lo
cual produce una pérdida de grupos carboxilo. El mayor porcentaje de ácido galacturónico
se obtiene con la concentración de 0.2% (43.51%), según la literatura revisada este dato es
menor al reportado por Chan et al (2003) (72.2%) bajo diferentes condiciones de extracción.
Según lo revisado en la literatura, estos resultados son inferiores a los reportados por
Kliemann et al. (2009) (68.7% para pectina extraída y 54.1% para pectina comercial) bajo
similares condiciones de extracción, usando ácido cítrico como extractor.
En cuanto al contenido de metoxilo, se aprecia que los valores son similares para todas las
concentraciones. Sin embargo en este estudio no se tomará en cuenta este indicador para
evaluar la calidad de la pectina, ya que no es determinante por ser valores similares.
En relación al grado de esterificación, tanto para las 3 variaciones de la concentración de
ácido cítrico, los resultados muestran que el grado de esterificación disminuye notablemente
a medida que aumenta la concentración del ácido, esto puede deberse a la perdida de
metoxilos que tenía esterificados anteriormente.

45
5. Conclusiones
Los residuos de Mandarina son una fuente de aprovechamiento para la obtención de pectinas.
La Concentración de ácido cítrico y Tipo de residuo influyen en el Contenido de ácido
galacturónico. La Concentración de ácido cítrico influyen en GE,.
Según la literatura, de acuerdo al grado de esterificación las pectinas obtenidas son de alto y
bajo Metoxilo. Se concluye que la relación entre GE y concentración de ácido cítrico es
inversamente proporcional.
Se concluye que las pectinas obtenidas presentan una calidad adecuada para el uso de la
industria, así mismo pectinas de menor calidad, esto debido a la influencia de la
concentración del ácido cítrico, quien produce diferencias significativas en el grado de
esterificación y el contenido de ácido galacturónico.
Se concluye según la caracterización que la pectina obtenida con mejores características, es
de similar calidad con la pectina comercial respecto al contenido de ácido galacturónico, sim
embargo la pectina obtenida es de mejor calidad respecto al grado de esterificación.

46
Referencias
Rodríguez Aguilar Susan. (2018). Obtención de pectinas a partir de cascaras de Mandarina,
Limón y Maracuyá. 25 de Septiembre de 2021, de Universidad Nacional de Trujillo Sitio
web:https://dspace.unitru.edu.pe/bitstream/handle/UNITRU/10533/RodriguezAguilar_S%2
0-%20RodriguezHurtado_S.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Desconocido. (2019). Evaluacion sensorial de ate hecho con pectina de cascara de naranja.
25 de septiembre de 2021, de Universidad Autonoma Metropolitana de Lerma Sitio web:
https://doi.org/10.32854/agrop.vi0.1502
Devida, J. E.. (31 de Enero 2002). Proceso para producir pecticas citricas. Universidad
EAFIT, 29, 102.

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