Pectina de Uvas Vitri

7/13/2019 Pectina de Uvas Vitri

1/6

9Extraccin de pectinas de Vitis labrusca cv. Concordpara producir jaleasVolumen 27, N 3, Pginas 9-14

IDESIA (Chile) Septiembre - Diciembre 2009

EXTRACCIN DE PECTINAS DE VITIS LABRUSCA CV.CONCORDPARA PRODUCIR JALEAS1

PECTIN EXTRACTION FROMVITIS LABRUSCA CV.CONCORD FOR MAKING JELLIES

Claudio Fredes Monsalves2; Nelson Loyola Lpez2; Juan Carlos Muoz Cruz

RESUMEN

Se investig el procesamiento de Vitis labruscacv. Concordpara extraer pectinas y producir jaleas de calidad. La uva fue cosechada

en la Regin del Maule y procesada en el laboratorio de Ciencias de la Universidad Catlica del Maule, Curic, Chile. Un ANDEVA

factorial se us para evaluar el efecto de dos niveles de madurez de la uva (16,6 y 22) Brix, tres niveles de pH (2, 2,5 y 3) y dos

tiempos de coccin a 90C (45 y 60 min) sobre la extraccin de pectinas y su grado de metoxilacin (GM). La comparacin de

medias fue hecha con el Test de Duncan. Se ha descrito una lnea de flujo para obtener jalea a partir de uvas Concord. Se reco-

mienda cosechar con 16,6 Brix y calentar el zumo a pH 2,5 durante 60 minutos para obtener la mejor extraccin de pectinas conalto grado de metoxilo (3,84% de pectinas de 70,48 GM). La rehidratacin de las pectinas al 1% p/v y 65 Brix produjo la jalea

de mejor apariencia.

Palabras clave:Pectinas, grado de metoxilacin, Vitis labrusca, Concord, lnea de flujo, jalea.

ABSTRACT

The processing of Vitis labrusca, cv. Concordgrape in order to obtain a flow sheet for extraction of pectins and making jelly ofquality was researched. The grape was harvested from Maule Region and processed in Sciences Laboratory of Universidad Catlica

del Maule, Curic, Chile. Factorial ANOVA was used to evaluate the effects of two ripeness levels (16.6 and 22) Brix, three pHconditions (2.0; 2.5 and 3) and two times of heating at 90C (45 and 60) min on pectin extractions and its methoxyl degree (MD).The means comparison was done by Duncan Test. A flow sheet for obtaining jelly from Concordgrapes was decrypted. We havesuggested picking grapes at 16.6 Brix and heating the grape juice for 60 minutes at pH 2.5 for getting the better extraction of highmethoxyl pectins (3.84% pectins of 70.48 MD). The water restored at 1% w/v to 65 Brix gave the best jelly appearance.

Key words:Pectins, methoxyl grade, Vitis labrusca, Concord, flow sheet, jelly.

1 Trabajo presentado en el 57 Congreso Agronmico de Chile, Santiago, octubre 2006.2 Departamento de Ciencias Agrarias de la Universidad Catlica del Maule, casilla 7-D, Curic. E-mail [email protected]

Fecha de Recepcin: 06 Marzo 2007

Fecha de Aceptacin: 13 Junio 2007

INTRODUCCIN

La uva de Vitis labruscacv. Concord, origina-ria de Norteamrica, se ha descrito como rica en

pectinas (Hidalgo, 2002) y aunque posee menos

contenido que la cscara de los ctricos y de poma-

ceas, fuentes tradicionales de pectinas (Carbonell

et al., 1990), entre todas las uvas, Concorddestaca

por su capacidad para producir jaleas (Hidalgo,

2002), atribuible a las destacadas caractersticas

organolpticas y gelificantes de sus pectinas. En

Chile, en tanto, el exportar zumo de uvas Concordse ha propuesto como un buen negocio (Hewstone

y Valenzuela, 2004), pero faltan estudios sobre la

produccin y comercializacin de pectinas de esta

variedad en el pas.

Las pectinas son fibras naturales de gran inters

en repostera y farmacutica por sus propiedades

nutritivas, curativas, espesantes y gelificantes

(Pagani, 1990; Hoejgaard, 2005; Mateu, 2004).

Comercialmente las pectinas son clasificadas de

acuerdo a su grado de esterificacin (metoxilacin),


2/6

IDESIA (Chile) Volumen 27, N 3, Septiembre-Diciembre, 200910

siendo las pectinas de mayor calidad aquellas con

mayor grado de esterificacin (Arthey y Ashurst,

1997; Hoejgaard, 2005).

Las pectinas son polisacridos ubicados en

la pared celular primaria de plantas superiores.

Qumicamente, son polmeros lineales de D-(14)

de cido galacturnico anhidro. Parte de los grupos

carboxilos de este cido son esterificados con metanol

(Wosiacki y Nogueira, 2001). En uvas vinferas, las

pectinas de la pulpa duplican en contenido a las

pectinas de la piel (Vidal et al., 2001).La forma insoluble de la pectina, denominada

protopectina, domina en frutos inmaduros (Pagani,

1990). Durante la maduracin de la fruta las pectinas

son fuertemente despolimerizadas y solubilizadas

(Huber, 1983), producto de la accin de las enzimas

pectolticas pectinmetilesterasas, poligalacturona-sas y glicosidasas en la lmina media de la pared

celular (Arthey y Ashurst, 1997; Cheftel y Cheftel,

2000). La modificacin de los polisacricos en la

fruta afecta fuertemente la firmeza de las bayas

maduras, por una fuerte desestirificacin de cidos

urnicos metoxilados y una leve baja en el conte-

nido de galactosa de los polisacridos insolubles.

Diversos autores indican que con la maduracin

baja el contenido y la calidad de las pectinas o su

capacidad de gelificar, esta ltima caracterstica

definida por su grado de metoxilacin (Vicens et al.

2009; Donald et al., 2001; Missang et al.,2001;

Humead y Jousif, 2000).La pectina es extrada bsicamente por una

hidrlisis cida caliente del zumo (Carbonell et al.,

1990; Pagani, 1990). Barazarte et al.(2008) com-

probaron que 90 C es una temperatura adecuada

para extraer pectinas de la cscara de cacao;

anteriormente Carbonell et al.(1990) y Pagani(1990) tambin propusieron esa temperatura. En

este proceso se ha observado que el pH ms cido

produce una mayor extraccin (Vsquez et al.,2008), pero tambin una menor metoxilacin,

debido a que en medio cido la pectina se vuelve

ms hidroflica y, por lo tanto, soluble (Hoejgaard,

2005). Respecto a la duracin de la hidrlisiscida caliente, se ha observado que menos tiempo

de coccin produce una mejor gelificacin de

las pectinas (Hoejgaard, 2005). Sin embargo,

Camejo et al. (1996) no encontraron variaciones

en la cantidad y calidad de las pectinas extradas

de toronja al variar el tiempo de calentamiento

desde 60 a 90 minutos. Esta tensin entre pH,

tiempo y temperatura de la hidrlisis cida ca-

liente justifica probar la mejor combinacin de

ellas de acuerdo a las propiedades particulares

de cada tejido vegetal.

La jalea es un producto preparado a partir

de zumo de fruta, mezclado con edulcorantes, de

consistencia gelatinosa adecuada y sin slidos in-

solubles, segn una definicin resumida del Codex

Alimentarious (Comisin del Codex Alimentarius,

2004). La jalea slida debiera tener entre 60 y

70 Brix para gelificar (Arthey y Ashurst, 1997),

ya que con menos azcar la actividad de agua es

demasiado alta y en niveles superiores podra deshi-

dratarse la pectina (Hoejgaard, 2005). Las pectinas

rehidratadas de alto grado de metoxilacin forman

jaleas consistentes a mayores temperaturas que las

pectinas de menor grado. Considerando la falta

de estudios sobre la extraccin de pectinas de uvaConcorden Chile, se hapropuestocomo objetivogeneral de esta investigacin desarrollar una lnea de

flujo para la elaboracin de jalea de calidad a partir

de pectinas extradas de Vitis labruscacv. Concord

y especficamente: 1) Determinar el efecto de los

slidos solubles de la uva, tiempo de coccin y pH

del zumo, sobre la cantidad y grado de metoxila-

cin de las pectinas extradas y 2) Determinar el

efecto de los slidos solubles sobre la apariencia

de la jalea preparada proveniente de estas pectinas

de alta calidad.

MATERIALES Y MTODOS

El trabajo se realiz en el ao 2005 en el la-

boratorio de Ciencias Agrarias de la Universidad

Catlica del Maule, Campus Curic. La uvaVitislabruscaL. cv. Concordprovino de Parral, Regin

del Maule, Chile, y fue congelada a -20 C por un

mes antes de ser procesada. La cosecha se determin

midiendo los slidos solubles (Brix) por refrac-

tometra. Antes de procesar la uva se determin la

acidez total por titulacin potenciomtrica y el pH

por potenciometra.

El rendimiento de las pectinas deshidratadasse determin a partir de 1.225 g de uva descon-

gelada. Al valor obtenido se le descont un 25%

del peso, que sera impurezas, como lo proponen

Camejo et al. (1996). La metodologa para extraerpectinas y determinar el grado de metoxilacin se

obtuvo de Carbonell et al.(1990) y Pagani (1990).El zumo fue acidificado con cido tartrico hasta

el pH requerido.


3/6

11Extraccin de pectinas de Vitis labrusca cv. Concordpara producir jaleas

La cantidad de pectina extrada y su grado de

esterificacin o metoxilacin (GM) se evaluaron en

un experimento factorial con 2 niveles de slidos

solubles de la uva cosechada (16,6 y 22 Brix), 2

tiempos de calentamiento durante la hidrlisis cida

caliente (60 y 45 minutos) y 3 condiciones de pH

en esta hidrlisis (3; 2,5 y 2). Cada interaccin

(slidos solubles x tiempo x pH) tuvo 3 repeticio-

nes de 200 mL de zumo cada una, de modo que

este experimento factorial [2 x 2 x 3] present 36

evaluaciones, divididas en 18 repeticiones para cada

uno de los dos niveles de Brix, 9 repeticiones para

cada uno de los dos tiempos de calentamiento y 3

repeticiones para cada una de las tres condiciones

de pH del zumo.

Las pectinas de alto metoxilo (HM) obtenidas

se rehidrataron con agua, quedando las pectinas al1% p/v y agregando azcar hasta 60, 65 y 70 Brix,

con el objeto de estudiar el efecto de los slidos

solubles sobre la apariencia de la jalea producida,

en los atributos de consistencia, brillo, atractivo y

color, mediante un panel de degustacin de cinco

personas.

Las medias de los resultados fueron sometidas

a un anlisis de varianza factorial y en los casos en

que se detectaron diferencias significativas al 1%,

se realiz la separacin de medias por el Test de

Duncan (p 0,01), usando el programa estadsticoSPSS 15.0 para Windows.

RESULTADOS Y DISCUSIN

Una lnea de flujo muestra la extraccin de las

pectinas de la uva y la produccin de jalea, indicando

las entradas y salidas y las principales etapas del

proceso (Figura 1). En esta lnea de flujo se pueden

ver las etapas de despalillado de uva, molienda,

prensado, ajuste de pH, coccin, separacin del

extracto por filtracin, gelificacin, separacin del

cogulo pctico, deshidratado del cogulo pctico y

rehidratacin de la jalea con agua azucarada.

Los resultados mostrados en el Cuadro1 indican

que con uva menos madura es posible extraer ms

pectinas de alta calidad o grado de metoxilacin,

como lo haban ya reportado numerosos autores

(Vicens et al., 2009).Donald et al. (2001), Missang et al.(2001) y

Humead y Jousif (2000) han reportado una dismi-

nucin de pectinas a medida que el fruto madura.

En frutos maduros hay un incremento de pectina

soluble en agua y una prdida de protopectina,

provocando acumulacin de compuestos pcticos,

que poco a poco absorben agua para solubilizarse

(Prima, 2001; Arthey y Ashurst, 1997).

VARIACIONES EN EL PROCESODE HIDRLISIS CIDA CALIENTE

El pH del zumo y el tiempo de coccin fueron

significativos en la extraccin de pectinas. Camejo

etal. (1996) y Vsquez etal. (2008) observaron mejor

extraccin con pH ms cido, teniendo mejores re-

sultados con pH 2. En este experimento se encontr

una mejor extraccin con pH 2,5 (Cuadro 2). En

general, la extraccin sube a menor pH, pero por

otro lado la calidad de la pectina, expresada en el

grado de metoxilacin, baja a menor pH (Arthey y

Ashurst (1997); Hoejgaard (2005). De acuerdo a la

clasificacin de las pectinas, segn Pagani (1990),Arthey y Ashurst (1997) y Hoejgaard (2005), aquellas

que presentan grados de esterificacin sobre 50%

poseen excelente capacidad de gelificacin y se

clasifican como HM. En este experimento, todas las

pectinas elaboradas con zumo a 16,6 Brix seran

HM. Se concuerda con Arthey y Ashurst (1997)

en el sentido de que el GM disminuye al reducir

el pH de la solucin. En relacin al tiempo de ca-

lentamiento, se observ que hubo ms extraccin

de pectinas calentando durante 60 minutos que

Cuadro 1

Efecto de los slidos solubles del zumo de uvas Concordsobre la extraccin de pectinas y su grado de metoxilacin

Slidos solubles Pectinas extradas Base peso fresco (%) Grado de metoxilacin de pectinas (GM)

16,6 Brix 3,04 a 69,39 a

22,0 Brix 1,69 b 57,00 b

Letras diferentes indican diferencias significativas (p


4/6


calentando 45 minutos, pero no hubo efectos de este

factor sobre el grado de metoxilacin (Cuadro 2).

Similares resultados encontraron Camejo et al.

(1996) extrayendo pectinas desde toronjas.

DAddosio et al. (2005) sealan que el tipo decido usado influye en la cantidad de las pectinas

extradas, asimismo el rendimiento se potencia con

agentes extractantes, como el hexametafosfato de

sodio ((NaPO3)6). Estos polifosfatos son capaces

de secuestrar el calcio, evitando que formen sales

insolubles con el calcio y magnesio presentes en

el medio, favoreciendo as la solubilizacin de las

pectinas. Del mismo modo, ciertos agente inicos,

como el carbn sulfonado, se usan para eliminar

el calcio del medio (Pagani, 1990) con positivos

efectos sobre la extraccin de pectinas. Posteriores

investigaciones podran probar la extraccin conotros cidos o agentes secuestrantes polifosfatos

para aumentar la extraccin de pectinas.

En el presente experimento se encontr un

mximo de rendimiento de 3,84% en el tratamiento

(pH 2,5; 60 min), este valor es cercano al 4% de

pectinas, base peso fresco, reportado por Hidalgo

(2002) para Vitis labruscacv. Concord. El tiempode coccin fue ms importante sobre la extraccin

de pectinas que el pH, observndose una buena

extraccin en todos los niveles de pH calentados

por 60 minutos (Figura 2).

PREPARACIN DE JALEA

La rehidratacin al 1% p/v de las pectinas HM

obtenidas permiti obtener jaleas, siguiendo las pautas

de Hoejgaard (2005), las cuales se probaron en 3

niveles de slidos solubles (60, 65 y 70 Brix). Todas

las muestras lograron gelatinizar a 2 C, comprobando

la excelente aptitud de las pectinas HM de Vitis

labrusca Concordproducidas (Figura 3).El panel de degustacin otorg un puntaje

promedio de 9 puntos, de un mximo de 10, para

calificar la apariencia de la gelatina preparada a

65 Brix(Figura 3) en los atributos de consistencia

(9 puntos), brillo (10 puntos), atractivo (8 puntos)y color (9 puntos), seguida respectivamente por

las gelatinas preparada a 70 Brix con 7 puntos y a

60 Brix, con 4 puntos. El color rojo natural de las

pectinas rehidratadas, que se debera a la presencia

de pigmentos rojos de antocianas, fue bien evaluado

por el panel de degustacin. Esta jalea present los

estndares establecidos por Cheftel y Cheftel (2000)

y Hoejgaard (2005) para ser comercializada.

Despalillado de uva

Escobajo (desechos)

Molienda (juguera)

Prensado(mallas de 1,0 mm y 0,05 mm dimetro)

Orujos (desechos)

Ajuste de pH(2,0, 2,5 y 3)

Calentamiento en bao Mara (coccin) mosto(45 60 min a 90 C)

Separacin del extracto(Filtracin en caliente con mallas 250 m

y 150 m de dimetro)

Borras (desechos)

Coagulacin a 20 C(alcohol etlico de 96 GL y extracto filtrado

en razn 1:1 durante 30 min)

Separacin del cogulo pctico(Filtracin con malla 150 m de dimetro)

Recuperacin del alcohol(Destilador)

Deshidratado del cogulo pctico(con cido sulfrico y vaco a 45 C / 24 horas)

Rehidratacin de la pectina

(pectina al 1% p/v, hidratada con agua)

Elaboracin de jalea4 g de pectina, pH 2,8 y (60, 65* y 70 Brix)

Figura 1.Lnea de flujo para el proceso de extraccin de pectinay elaboracin de jalea de uva Concord.


5/6

13Extraccin de pectinas de Vitis labrusca cv. Concordpara producir jaleas

Cuadro 2

Efecto del pH y tiempo de coccin sobre la extraccin de pectinasy su grado de metoxilacin usando zumo de uvas Concorda 16,6 Brix

Condiciones durante la hidrlisiscida caliente

Pectinas extradas basepeso fresco (%)

Grado de metoxilacinde pectinas (GM)

pH

3 2,85c 81,25a

2,5 3,23a 72,40b

2 3,04b 55,94c

Tiempo

45 minutos 2,36b 76,83

60 minutos 3,72a 75,70

Interaccin pH x Tiempo Significativa No significativa

Letras diferentes indican diferencias significativas (p < 0,01).

2,4 d2,62 c

3,67 b3,64 b3,84 a

2,05 e

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

1 2 3 4 5 6

Tratamientos de extraccin (pH, min)

%p

ectinas

Letras diferentes indican diferencias significativas (p < 0,01).

Figura 2. Porcentaje de extraccin de pectinas desde mosto Concorda 16,6 Brix: Efecto de la interaccin de pH y tiempo de coc-cin. T1(45 min, pH 3), T2(45 min, pH 2,5), T3(45 min, pH 2,0), T4(60 min, pH 3), T5(60 min, pH 2,5) y T6(60 min, pH 2,0).

CONCLUSIONES

Se propuso una lnea de flujo para elaborar jaleas

deVitis labruscacv. Concord, logrando producir

una jalea de excelente apariencia a partir de pectinasextradas con un rendimiento de 3,84% (base peso

fresco) y con un grado de metoxilo de 70,48, corres-

pondientes a pectinas HM de alta calidad.

Se concluye que la cosecha temprana (16,6

v/s 22) Brix aumenta la cantidad y calidad de

las pectinas extradas; en la hidrlisis cida

caliente, el pH intermedio el zumo 2,5 v/s (2

y 3) mejora la extraccin de pectinas, el pHFigura3. Jaleas depectinas de Vitis labruscacv. Concorddespusde rehidratadas en tres niveles de slidos solubles.


6/6


mayor (3) mejora la calidad de stas y el mayor

tiempo de coccin del zumo (60 v/s 45 minutos)

mejora la extraccin de pectinas, ms que el

nivel de pH.

Las pectinas HM extradas, rehidratndolas al

1% p/v y ajustando los slidos solubles a 65 Brix,

produjeron la jalea de mejor apariencia, comparn-

dolas con (60 y 70 Brix).

LITERATURA CITADA

ARTHEY, D.; ASHURST, P. 1997. Procesado de frutas.Zaragoza, ES, Editorial Acribia, 273 p.

BARAZARTE, H.; SANGRONIS, E.; UNAI, E. 2008.Lacscara de cacao (Theobroma cacao L.): una posible

fuente comercial de pectinas.Archivos Latinoamericanosde Nutricin58 (1): 64-70.

CAMEJO, C.; FERRER, A.; FERRER, B.; PEA, J.;CEDEO, M. 1996. Extraccin y caracterizacin depectina en toronjas de la regin Zuliana.Revista Facultadde Agronoma (LUZ) 13: 641-645.

CARBONELL, E.; COSTELL, E.; DURN, L. 1990.Determinacin del Contenido de Pectinas en ProductosVegetales.Revista de Agroqumica y Tecnologa de los

Alimentos 30 (1): 1-9.CHEFTEL, J.; CHEFTEL, H. 2000.Introduccin a la bioqu-

mica y tecnologa de los alimentos. Zaragoza, ES, Editorial

Acribia, 333 p.

COMISIN DEL CODEX ALIMENTARIUS.2004.Programaconjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias. Comit del

codex sobre frutas y hortalizas elaboradas (en lnea). Roma,

IT. Consultado 24 jul. 2009. Disponible en http://www.ftp://

ftp.fao.org/codex/ccpfv22/pf22_07s.pdf

DADDOSIO, R.; PEZ, G.; MARN, M.; MRMOL,Z.; FERRER, J. 2005.Obtencin y caracterizacin depectina a partir de la cscara de parchita (Passiflora edulis

f. flavicarpa Degener). Revista Facultad de Agronoma

(LUZ) 22 (3): 241-251.

DONALD, J.; YASAR, K.; JIWON, J. 2001.Pectin degradationin ripening and wounded fruits. HortScience 13 (2): 224-

241.

HEWSTONE, N.; VALENZUELA, J. 2004.Jugo de uva, unaopcin de negocio.Revista Tierra Adentro 54: 22-23.

HIDALGO, L. 2002.Tratado de viticultura general. 3a ed.Madrid, ES, Editorial Mundi-Prensa, 1235 p.

HOEJGAARD, S. 2005.Pectin chemistry, functionality & ap-plications (en lnea). Consultado 7 ene. 2007. Disponible

en http://www.cisg.law.pace.edu/cisg/biblio/ferrari4.html.

pectin.cc.

HUBER, D.J. 1983.The role of cell wall hydrolases in fruitsoftening. Horticultural Review 5: 169-215.

HUMEAD, M.; YOUSIF A. 2000.Preparation and evaluationof grapes jam and jelly. Disarat Agricultural Sciences

27 (2): 241-252.

MATEU, X. 2004.La fibra en la alimentacin. Barcelona, ES,Edikamed S. L. 127 p. (Farmacia hospitalaria no 3).

MISSANG, C.; RENARD, C.; BARON, A.; DRILLEAU,

J. 2001. Journal of the Science of Food and Agriculture81 (8): 773-780.PAGANI, J. 1990.Degradacin enzimtica y caractersticas

fsicas y qumicas de la pectina del bagazo de melocotn.

ES, Servei de Publicacions Universitat de Lleida,131 p.PRIMA, E. 2001. Caractersticas gelificantes de la pectina

de girasol. Revista de Agroqumica y Tecnologa de los

Alimentos19 (2): 363-366.VASQUEZ, R.; RUESGA, L.; DADDOSIO, R.; PEZ, G.;

MARN, M. 2008.Extraccin de pectina a partir de la cs-cara de pltano (Musa AAB, subgrupo pltano) clon Hartn.

Revista Facultad de Agronoma(LUZ) 25 (2): 318-333.VICENS, A.; FOURNAND, D.; WILLIAMS, P.;

SIDHOUM, L.; MOUTOUNET, M.; DOCO, T. 2009.Changes in Polysaccharide and Protein Composition

of Cell Walls in Grape Berry Skin (Cv. Shiraz) during

Ripening and Over-Ripening.Journal of Agriculture andFood Chemistry57: 2955-2960.

VIDAL, S.; WILLIAMS, P.; ONEILL, M.A.; PELLERIN,P. 2001.Polysaccharides from grape berry cell walls.Part I: Tissue distribution and structural characterization

of the pectic polysaccharides. Carbohydrate Polymers

45 (4): 315-323.WOSIACKI, G.; NOGUEIRA, A. 2001.Apple varieties grow-

ing in subtropical areas. The situation in Paran State. Fruit

Processing 11: 177-182.

Documents

Pectina de Uvas Vitri