Implementación de un método de extracción de pectina obtenida del subproducto agroindustrial cascarilla de cacao

Pectin is a polysaccharide with hydrocolloidal, gelling and stabilizing characteristics. It is widely used in the manufacture of cosmetics, food products, and pharmaceuticals, among others products. Taking into account this wide range of applications in several industries, this study sought to evaluate national cocoa husks (Theobroma cacao Linneo), a waste of difficult disposal, as a source of this natural polymer. The study also attempted to determine the best conditions for the extraction process. The cocoa husks are from a national industry and comprise different materials (Criollo, Forastero and Trinitario). A reflux extraction method using citric acid was implemented. Preliminary tests took different periods of time (100, 95, 85 and 75 minutes) and were conducted at different temperatures (95, 90, 80 and 70 ºC). A test of variance was made using 22 design and employing the highest percentages of methoxyl and galacturonic acid. The pectin extraction yield increased proportionally with time and temperature. However, the percentage of methoxyl did not show an important variation (2.65%±0.16 and 2.90%±0.03). The pectin obtained was characterized as one of low methoxyl pectin content. The best extraction temperature condition using a citric acid solution of pH 3 was 70 °C hold during 95 minutes. Under this condition a yield of 8.82 g pectin / 100 g cocoa husks was obtained, the esterification degree was 71.88%±0.78, and the percentage of galacturonic acid was 26.86%±0.86. These results show that the husks from the national cocoa industry can be included among the alternative sources to obtain pectin.La pectina es un polisacárido con características hidrocoloidales, gelificantes y estabilizantes, usada ampliamente en la elaboración de productos cosméticos, alimenticios, farmacéuticos, entre otros. Considerando su importancia y aplicación industrial se realizó el presente trabajo con el objetivo de evaluar la cascarilla de cacao nacional (Theobroma cacao Linneo), como fuente de este polímero natural y las condiciones determinantes en su proceso de extracción. Se empleó cascarilla de cacao la cual corresponde a una mezcla de diferentes materiales (Criollo, Forastero y Trinitario) y se implementó un método de extracción por reflujo con ácido cítrico. Se realizaron ensayos preliminares donde se evaluaron diferentes tiempos (100, 95, 85 y 75 minutos) y temperaturas (95, 90, 80 y 70 ºC). Se realizó un análisis de varianza con un diseño 22 con las condiciones con las que se obtuvo los mayores porcentajes de metoxilo y de ácido galacturónico. Según los resultados el rendimiento de extracción de pectina se incrementó proporcionalmente a los factores tiempo y temperatura, sin embargo, el porcentaje de metoxilo no presentó una gran variación (2,65±0,16% y 2,90±0,03%), caracterizándose como de bajo metoxilo. Las mejores condiciones de extracción de la pectina fueron a 70 °C y 95 con un rendimiento de 8,82 g de pectina por 100 g de cascarilla. La pectina obtenida presentó un alto grado de esterificación (71,88±0,78%) y un contenido de 26,86%±0,86 de ácido galacturónico. Esto indica que la cascarilla procedente de la industria chocolatera nacional puede ser considerada una alternativa para la obtención de pectin

Extracción de pectina a partir de la hidrólisis ácida del cacao (Theobroma Cacao L.) y su aplicación en la obtención de biopelículas

Diferentes condiciones experimentales fueron empleadas para evaluar el tipo de ácido y el pH adecuados para la extracción de pectina a partir de cáscaras de cacao y su aplicación en la obtención de una biopelicula. Se estudió tipo de ácido: clorhídrico y cítrico, y el pH a niveles 2, 3 y 4 a una temperatura constante de 90°C, las variables respuestas fueron: rendimiento de pectina, % de metoxilo % de esterificación, % de ácido galacturónico y % de acidez. En las extracciones de pectina, se reportó un rendimiento promedio de ácido cítrico para un pH de 2.0 de 2.17%; para un pH 3.0 de 2.56% y el pH de 4.0 de 1.03%; para el ácido clorhídrico se reportó un rendimiento promedio con pH 2.0 de 2.68%; para un pH de 3.0 de 2.13% y para un pH de 4.0 un rendimiento de 0.83%.  La pectina fue caracterizada mediante la técnica de Owens para evaluar variables de acidez libre, peso equivalente y grado de esterificación, adicionalmente se realizó un análisis FTIR para conocer los grupos funcionales. Basados en el análisis del diseño experimental utilizado, se seleccionó la pectina de mejores características para la fabricación de la biopelícula mediante la mezcla de pectina con glicerina como agente plastificante. Se sometió la biopelícula a prueba de biodegradabilidad aerobia, según lo expuesto en la norma ISO 17556 de 2019 donde se obtuvo una pérdida de peso del 18,8% y producción de 53 mg de en 5 días, mostrando una buena capacidad de biodegradabilidad

Obtención y caracterización de fibra dietaría a partir de cascarilla de las semillas tostadas de Theobroma cacao L. de una industria chocolatera colombiana

La presente investigación se obtuvo y caracterizo la fibra dietaría de la cascarilla de Theobroma Cacao L. procedente de una industria chocolatera colombiana, por tratamiento enzimático (a-amilasa, proteasa y amiloglucosidasa), la cascarilla presento contiene un 67.11% de fibra insoluble y 8,66% de fibra soluble según la caracterización química la cascarilla contiene un porcentaje de celulosa, Hemicelulosa y lignina de 17.39%, 6.38% y 32.40%. Se evaluó las propiedades funcionales (capacidad de retención de agua, capacidad de absorción de moléculas orgánicas y capacidad de hinchamiento). Adicionalmente se llevo a cabo un ensayo de fermentación ruminal de la fibra dietaría, con rumen suministrado por la empresa Planta y Frigorífico del Otún S.A.T Ltda. El ensayo se realizo en un reactor adaptado a las condiciones adecuadas de incubación (temperatura, anaerobiosis, medio de incubación). Se determino la cantidad de fibra dietaría digerida. El producto de fermentación se analizo por cromatografía líquida de alta eficiencia (CLAE).This research was obtained and characterized dietary fiber hulls of Theobroma cacao L. from a colombian cocoa industry, by enzymatic treatment (α-amylase, protease and amyloglucosidase) present husk containing insoluble fiber 67.11% and 8.66% soluble fiber by chemical characterization husk contains a percentage of cellulose, hemicellulose and lignin 17.39%, 6.38% and 32.40%. We evaluated the functional proprieties (water holding capacity, absorption capacity for organic molecules and swellability)Additionally a ruminal fermentation trial of dietary fiber was conducted with rumen supplied by the company PLANTA Y FRIGORÍFICO DEL OTUN FRIGOTUN S.A.T LTDA. The trial was conducted in a reactor adapted to the appropriate incubation conditions (temperature, anaerobic incubation medium). We determined the amount of undigested dietary fiber. The fermentation product was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC)

Extracción y Caracterización de Pectina de la Cascarilla del Theobroma cacao Linnaeus (Cacao) para la Inmovilización de Saccharomyces Cerevisiae y su Aplicación en la Fermentación del Mosto de Manzana

El Perú tiene un patrimonio natural y concentra en su territorio una riqueza biológica debido a su ubicación geográfica, presenta 10 regiones productoras de cacao que se cultivan en la parte baja de la vertiente occidental de los andes y en la selva peruana entre los 300 y 900 msnm, posee el 60% de las variedades de cacao del mundo. El 90% del cacao se exporta; originándose de esta manera una gran cantidad de cascarilla de cacao, la cual es obtenida mediante el proceso de descascarillado de la semilla. En países como Brasil y Colombia se han encontrado alternativas para el aprovechamiento de la cascarilla de cacao, otorgándole un valor agregado como la obtención de pectina. En el presente trabajo se evaluó la extracción de pectina mediante hidrólisis, empleando dos métodos, el convencional utilizando una solución acidulada a un pH 1.5 y el método del ácido cítrico, el cual se realizó a una concentración de 0.3% y a un pH 3 con diferentes temperaturas 90 ºC, 75 ºC y tiempos 75, 100 minutos; encontrándose que a un tiempo de 75 minutos y a una temperatura de 75 ºC se lograron los mejores resultados, obteniéndose así un rendimiento de 2.31%, grado de esterificación de 51.22% y ácido anhidrogalacturónico de 79.90%. La pectina obtenida fue evaluada por métodos fisicoquímicos mediante ello se determinó que es una pectina de baja metoxilación. Empleando el método de Dubois modificado por Rao se determinó que la cantidad de carbohidratos totales fue de 47.906% y el método de Folin Ciocalteu determinó que la cantidad de fenoles totales fue de 3.728%. Se probaron diferentes porcentajes de pectina y gelatina para la formación de pellets obteniéndose una relación adecuada de 75% pectina y 25% gelatina; de este modo se logró formar una matriz mixta polimérica por el método de gelificación iónica, en el cual los iones divalentes como el calcio se unen a los grupos carboxílicos de la pectina formándose la caja de huevos. Se realizó pruebas con cloruro de calcio a diferentes concentraciones resultando la más adecuada la de 4%, permitiendo que el proceso de encapsulación sea más eficiente para la protección y adaptación de la levadura en el medio. Los pellets presentaron un diámetro de 0.40 centímetros, asimismo fueron utilizados para la fermentación del mosto de manzana, obteniéndose sidra con un grado alcohólico de 6.1%. Palabras claves: Theobroma cacao L, pectina, metoxilo, ácido anhidrogalacturónico, esterificación, gelificación iónica, caja de huevos, pellets, fermentación, sidra.Tesi

Caracterización de pectina obtenida a partir de cáscaras de pitahaya (Selenicereus megalanthus).

El presente trabajo de investigación tuvo como finalidad la caracterización de pectina obtenida a partir de cáscaras de pitahaya (Selenicereus megatanthus) procedentes de las ciudades Palora, Santo Domingo y Babahoyo, por lo que se consideró como tratamientos experimentales el sitio de procedencia con 5 repeticiones de cada uno y distribuidas bajo un DCA. El proceso de extracción de la pectina se realizó bajo las mismas condiciones a los tratamientos, efectuándose la hidrólisis ácida a 90 °C por 90 minutos con ácido clorhídrico a 0,1 N, los resultados experimentales fueron analizados mediante el software estadístico Infostat vs 2020 donde se realizó el análisis de varianza y la prueba de Tukey para la separación de medias. Determinándose que las cáscaras de pitahaya contienen en promedio 77,50 % de humedad, 1,54 % de cenizas y un pH de 5,99 presentando pequeñas variaciones de acuerdo al lugar de procedencia; la pectina que presenta mayor índice de metoxilo (10,76 %) y grado de gelificación (98,83) son las que procedieron de Palora y las de menor calidad las que provienen de Babahoyo (8,92 % y 97,37, en su orden); la mejor respuesta en el rendimiento presentó las de Santo Domingo (9,24 %) con un costo de producción de 20,93 dólares/ kg y un B/C de 1,43; se recomienda extraer pectina de cáscaras de pitahaya de Palora por cuanto presenta mejores contenidos de índice de metoxilo y grado de gelificación, aunque económicamente resulta más rentable obtener pectina de las cáscaras provenientes de Santo Domingo.The purpose of this research was the characterization of pectin obtained from pitahaya peels (Selenicereus megatanthus) from the cities of Palora, Santo Domingo, and Babahoyo, for which the experimental treatments were considered as the site of origin with five replicates of each one and distributed under a DCA. The pectin extraction process was conducted under the same conditions as the treatments, with acid hydrolysis at 90 °C for 90 minutes with 0.1 N hydrochloric acid. The experimental results were analyzed using the statistical software Infostat vs. 2020, where the analysis of variance and Tukey's test for the separation of means were performed. It was determined that pitahaya peels contain an average of 77.50% moisture, 1.54% ash, and a pH of 5.99, with little variations according to the place of origin. The pectin with the highest methoxyl index (10.76 %) and degree of gelation (98.83) were those from Palora, and those from Babahoyo (8.92 % and 97.37, in that order) were of the lowest quality. The best yield response was obtained in Santo Domingo (9.24%) with a production cost of US$20.93/kg and a B/C of 1.43%. It is recommended to extract pectin from pitahaya peels from Palora because it presents better methoxyl index contents and gelification degree. Although economically, it is more profitable to obtain pectin from the peels from Santo Domingo

Transformación del cacao (Theobroma cacao L): una tendencia vanguardista

No aplicaEn la presente monografía se realiza una revisión de literatura científica sobre el uso de los diversos desechos agroindustriales del cacao, tanto a nivel nacional e internacional, donde a estos residuos no se les ha dado la importancia en las diferentes industrias, desconociendo los beneficios que trae consigo cada una de las partes que se consideran como desechos, por ende, el objetivo principal de esta investigación, es realizar una revisión sistemática referente a los productos elaborados a partir de los desechos orgánicos que surgen de las distintas etapas de transformación de la semilla del cacao para diferentes usos en la agroindustria. Por lo tanto, la metodología aplicada al desarrollo de esta monografía fue identificar fuentes directas de información para la recolección bibliográficas del tema a través de la revisión de artículos científicos, documentos técnicos, trabajos de grado, entre otros, en donde se detectaron 5 tipos de desechos agroindustriales del cacao como: cáscara, mucílago, semilla, placenta y cáscara del grano. Por lo tanto, se recopilo varios proyectos con base a estos desechos tales como: evaluación de un biocomposito elaborado a partir de la cáscara de cacao y polipropileno, elaboración de una infusión con plantas medicinales Guayusa a base de la cascarilla del cacao, miel de abeja a base del mucílago del cacao, pan con levadura a base de la placenta del cacao. Con el desarrollo de esta revisión sistemática, se puede afirmar que el valor agregado de los residuos orgánicos producto de la transformación del cacao tiene un alcance muy significativo en el mercado, por la diversidad de productos elaborados a base de estos.This monograph, is a review of scientific literature on the use of various agroindustrial cocoa wastes, both nationally and internationally, where these wastes have not been given importance in the different industries, ignoring the benefits that bring with each of the parts that are considered as waste, therefore, the main objective of this research is to conduct a systematic review of the products made from organic wastes arising from the various stages of transformation of the cocoa bean for different uses in the agroindustry. Therefore, the methodology applied to the development of this monograph was to identify direct sources of information for the bibliographic collection of the topic through the review of scientific articles, technical papers, and graduate work, among others, where 5 types of agroindustrial cocoa wastes were detected: shell, mucilage, seed, placenta and bean shell. Therefore, several projects were compiled based on these wastes such: the evaluation of a biocomposite made from cocoa shell and polypropylene, elaboration of an infusion with medicinal plants Guayusa based on the cocoa husk, bee honey based on cocoa mucilage, bread with yeast based on cocoa placenta. With the development of this systematic review, it can be affirmed that the added value of organic residues from cocoa processing has a very significant scope in the market, due to the diversity of products made from them

Obtención de carbón activado por tratamiento térmico como alternativa de aprovechamiento de la cascarilla de Theobroma cacao, L.

La cascarilla de cacao es un residuo agroindustrial aprovechable por sus bondades constitutivas, pero resulta un problema para el ambiente tras un mal tratamiento o por su acumulación. Se ha propuesto generar carbón activado por tratamiento físico a partirde este material, analizar sus características físicas y determinar su capacidad de adsorción. La investigación consistió en un trabajo de campo, con un nivel exploratorio y un diseño experimental, aplicándose un muestreo no probabilístico intencional en la Estación Experimental Padrón ubicada en Caucagua estado Miranda - Venezuela. Se obtuvo el carbón activado con un contenido de humedad de 11,52% y densidad aparente de 0,28 mg/L, y en cenizas totales un 56,6%. El producto tiene la capacidadde remover Cu2+ de un medio acuoso hasta en un 68,36%, favoreciendo a menor concentración del adsorbato. Se recomienda realizar estudios para la remoción de sustancias orgánicas como fenoles y colorantes

Pectina de residuos de naranja aplicando el principio de las 3R.

The purpose of the investigation is,evaluate the performance and characteristics of the pectin extracted from residues of sweetorange peels (Citrus sinensis L), on a laboratory scale, applying the 3R principle (reduce, recycle and reuse); for which two conditions weredesigned: the first submerge the orange peels without extracting oil in a water bath to inactivate the enzymes of its surface, and the secondextract the essential oil from the peels by hydro-distillation to know the physicochemical properties, the obtained pectin yield, the reduction ofsolid waste in both processes, and compare with commercial pectin with high added value in food, pharmaceutical and cosmetological industriesamong others. Pectin extraction was carried out by acid hydrolysis using hydrochloric acid (HCl) to pH 3.2 with heating at 90 ° C for 90 min.Pectin extracted from orange peels without extracting the essential oil had a 35.83% higher yield; degree of esterification 70.49%; galacturonicacid 87.84%; equivalent weight 2201.83 mg / meq; 2.03% ash and 51.00% solid waste reduction. Pectin isolated from the orange peels to whichthe essential oil was extracted yielded 28.77%; degree of esterification 76.57%; galacturonic acid 87.81%; equivalent weight 2366.03 mg / meq;Ashes 1.96. % and reduction of solid waste 59.69%. The isolated pectin according to the second condition, despite being a laborious processallows to obtain previously essential oil as a byproduct; the said heteropolisácarido is similar to the commercial pectin in terms of the contentof galacturonic acid (min. 74% USP, 65% EU, FAO) as well as referring to ashes (max. 3.3%), both very important in the degree of gelation.This second condition also allows reducing, recycling and reusing (3R) orange peel residues.El propósito de la investigación es evaluar el rendimiento y las características de la pectina extraída de residuos de cortezasde naranjas dulces (Citrus sinensis L), en escala de laboratorio, aplicando el principio de las 3R (reutilizar, reciclar y reducir); para lo cual sediseñaron dos condiciones: la primera sumergir las cáscaras de naranja sin extracción de aceite en baño de María para inactivar las enzimas desu superficie, y la segunda extraer el aceite esencial de las cáscaras mediante hidrodestilación para conocer las propiedades fisicoquímicas, elrendimiento de la pectina obtenida, la reducción de residuos sólidos en ambos procesos, y comparar con la pectina comercial con alto valoragregado en industrias alimenticias, farmacéutica y cosmetológica entre otras. La extracción de la pectina se llevó a cabo mediante hidrólisisácida empleando ácido clorhídrico (HCl) hasta pH 3.2 con calentamiento a 90ºC durante 90 min. La pectina extraída de las cortezas de naranjasin extraen el aceite esencial tuvo un mayor rendimiento 35,83 %; grado de esterificación 70,49 %; ácido galacturónico 87,84 %; pesoequivalente 2201,83 mg/meq; cenizas 2,03 % y la reducción de residuos sólidos 51,00 %. La pectina aislada de las cortezas de naranjas a lascuales se extrajo el aceite esencial rindió 28,77 %; grado de esterificación 76,57 %; ácido galacturónico 87,81 %; peso equivalente 2366,03mg/meq; cenizas 1,96. % y reducción de residuos sólidos 59,69 %. La pectina aislada según la segunda condición, a pesar de ser un procesolaborioso permite obtener previamente aceite esencial como subproducto; el citado heteropolisácarido es similar a la pectina comercial en cuantoal contenido de ácido galacturónico (min. 74% USP, 65% UE, FAO) así como también referente a las cenizas (máx. 3,3%), ambos muyimportantes en el grado de gelificación. También esta segunda condición permite reducir, reciclar y reutilizar (3R) residuos de cortezas denaranja

Utilización de la fibra de cascarilla de cacao en la industria alimentaria.

Durante los últimos años se ha puesto de manifiesto el incremento del interés de la industria hacia los posibles usos y beneficios de la fibra dietética (FD), el objetivo del trabajo fue realizar una revisión bibliográfica acerca de la utilización de la fibra de cascarilla de cacao en la industria alimentaria, haciendo énfasis en las propiedades nutricionales que tiene este residuo agroindustrial proveniente de las industrias cacaoteras. Para el desarrollo de la investigación se hizo la búsqueda a través de páginas web digitales como Google académico dentro de los cuales se revisaron normas, artículos, tesis, trabajos doctorales y de titulación referentes al tema, se tomó información actualizada basándose en documentos que en su mayoría tienen cinco años desde su última publicación. En cuanto al análisis de los resultados se hizo promedios de la fibra dietética de la cascarilla de cacao, fundamentándose en la caracterización físico química por distintos autores, se obtuvo un contenido de fibra (35,41%), y en harina de cascarilla de cacao (49,55%), productos a base de la harina de cascarilla de cacao como infusiones (13,85%), bebidas lácteas (2,20 %), productos de repostería (13,12 %), de acuerdo al perfil de minerales destaca el alto contenido de potasio (18905,38 ppm), en lo que respecta a la característica microbiológica y sensorial este ingrediente funcional es apto para el consumo humano, por lo tanto se concluye que la cascarilla de cacao evidentemente posee fibra, ha sido reportado especialmente por favorecer el funcionamiento digestivo, siendo un alimento prometedor en la industria alimentaria con la elaboración de distintos productos y al no contener gluten es posible utilizarlo en la dieta dirigida a personas del sector vulnerable celiaco, en efecto ayuda a la calidad de vida de la población potenciando la funcionalidad en la alimentación humana y disminuyendo el impacto ambiental.During the last years, the increasing interest of the industry towards the possible uses and benefits of dietary fiber (DF) has been revealed. The objective of this paper was to carry out a bibliographic review about the use of cocoa husk fiber in the food industry emphasizing the nutritional properties of this agro-industrial residue from the cocoa industries. For the development of this study, a search was made through digital web pages such as academic Google, within which norms, articles, theses, doctoral and degree papers related to the subject were reviewed. Updated information was taken from documents that, in their most, have five years since their last publication. Regarding the analysis of the results, averages of the dietary fiber of the cocoa husk were made based on the physical-chemical characterization carried out by different authors and a fiber content was obtained (35.41%), and in cocoa shell flour (49.55%), products based on cocoa husk flour such as infusions (13.85%), dairy drinks (2.20%), pastry products (13.12%). According to the profile of minerals, it is highlighted the high content of potassium (18,905.38 ppm), with respect to the microbiological and sensory characteristics. This functional ingredient is suitable for human consumption, therefore it is concluded that the cocoa husk evidently has fiber, it has been Reported especially for promoting digestive functioning, being a promising food in the food industry with the production of different products and as it does not contain gluten, it is possible to use it in the diet aimed at people from the vulnerable celiac sector. In effect, it helps to the quality of life of the population by enhancing functionality in human nutrition and reducing the environmental impact