Aplicación de la cáscara de la mazorca del cacao (Theobroma cacao L.) a la obtención de pectina por ultrasonido
Perú es considerado uno de los principales productores de cacao del mundo. El cacao es la principal materia prima para la industria del chocolate. Además, es el segundo producto alternativo a los cultivos ilícitos (después del café), lo cual resalta su creciente importancia. La mazorca de cacao está...
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| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | , , , , |
| Formato: | Tesis Libro |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
03/05/2024
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| Materias: | |
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| 100 | 1 | |a Yauri Cifuentes, Sandra | |
| 245 | 1 | |a Aplicación de la cáscara de la mazorca del cacao (Theobroma cacao L.) a la obtención de pectina por ultrasonido | |
| 246 | |a Application of cocoa pod husk (Theobroma cacao L.) to obtain pectin by ultrasound | ||
| 260 | |c 03/05/2024 | ||
| 300 | |a [12], 94 h. : |b il. (algunas color), fotos color, gráfs. (algunos color), tablas | ||
| 502 | |b Magíster de la Universidad de Buenos Aires en el área de Bromatología y Tecnología de la Industrialización de Alimentos |c Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |d 2024-05-03 |g Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada (IBBEA) |g Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas | ||
| 506 | |2 openaire |f info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |g 2027-05-03 |e Autorización del autor | ||
| 518 | |o Fecha de publicación en la Biblioteca Digital FCEN-UBA | ||
| 520 | 3 | |a Perú es considerado uno de los principales productores de cacao del mundo. El cacao es la principal materia prima para la industria del chocolate. Además, es el segundo producto alternativo a los cultivos ilícitos (después del café), lo cual resalta su creciente importancia. La mazorca de cacao está constituida por un 70-80 % (p/p) de cáscara, la cual es un subproducto de esta industria, siendo actualmente poco valorada por los productores de cacao en el mundo y, en su mayoría, regresando al suelo con posibles efectos negativos para la sostenibilidad del mismo. Es así que el uso de este subproducto como fuente alternativa de ingredientes o aditivos para la industria alimentaria puede contribuir a mejorar la sostenibilidad de esta actividad. En el presente estudio, se evaluó el uso de la cáscara de la mazorca del cacao (CMCA) y, separadamente, de sus tres capas de tejido constituyentes, endocarpio (END; 17.65 % (p/p)), mesocarpio (MSO; 31.34 %(p/p)) y epicarpio (EPI; 49.17 %(p/p)), como fuentes para la obtención de pectina. Para esto, cada una de estas materias primas, separadas, fue cortada, deshidratada (< 10 % (p/p) de humedad), molida y tamizada (< 850 μm). La composición química de estos polvos indicó que los mismos contenían 3.7-6.2 % (p/p) de proteínas, 6-21 % (p/p) de azúcares reductores (azúcares simples), 6-20 % (p/p) de polisacáridos no-celulósicos (azúcares neutros: hemicelulosas, ramnogalacturonano I y II de las pectinas), 6.9-11.3 % (p/p) de ácidos urónicos (específicamente ácido D-galacturónico, componente fundamental de las pectinas), 11.4-21.3 % (p/p) de celulosa, 16.1-31.2 % (p/p) de lignina, 2293-3287 μg/g de compuestos fenólicos (expresados como equivalente de epicatequina), 3.8-8.1 μg/g de teobromina y 20-237 μg/100 g de cafeína. Los ácidos urónicos presentaron un grado de metilación del 70.7 % (relación molar) para los del polvo de la cáscara entera (CMCA) y del 24.2-53.1 % (relación molar) para los de los tejidos constituyentes. En vista de la composición resultante de los polvos, se realizó la obtención de las pectinas mediante una metodología de extracción convencional con ácido cítrico (Conv) y mediante una extracción igual pero que incluye una primera etapa de ultrasonido (metodología US-C) en baño ultrasónico (160 W; 9,5 litros) de 40 kHz (100 % amplitud de onda) con control de temperatura y conteniendo agua. En el procedimiento US-C, el tratamiento con ultrasonido en sí (US) fue aplicado por 15 minutos continuos a 50°C en un volumen de 400 mL de solución acuosa de ácido cítrico de pH = 3,0 (solvente extractivo) contenido en un vaso de precipitados, seguido por agitación magnética (1400 RPM; 50°C) por tiempos de 75 o 345 minutos según el tejido. Las proporciones polvo:solvente ensayadas fueron 1:150, 1:100, 1:75 y 1:50 g/mL. En la metodología Conv, la extracción fue solamente realizada por agitación magnética, en iguales condiciones que las arriba descritas y por el tiempo total del procedimiento US-C. En ambos procesos de extracción, Conv y US-C, la pectina queda disuelta en el sobrenadante, del cual es posteriormente separada por precipitación con alcohol etílico (sobrenadante:alcohol = 1:2 v/v) y centrifugación, siendo finalmente liofilizada. Los rendimientos obtenidos por el método Conv variaron entre 3.8 y 8.3 g de pectina por cada 100 g de polvo. Para el procedimiento US-C, los rendimientos variaron entre 6.4 y 9.3 g de pectina por cada 100 g de polvo, siendo éstos los mayores obtenidos, correspondientes a las proporciones polvo:solvente 1:150 y 1:75 (g/mL). Las pectinas obtenidas mostraron ser esencialmente homogalacturonanos (60.2 - 86 % (p/p) ácidos urónicos) con bajo grado de metilación (5.26 - 35.92 %, molar), con cierto grado de acetilación (9.65 % molar para pectina del END, 25-31 % molar para las restantes) y muy altos pesos moleculares (5570 - 7050 kDa) con más bien baja polidispersidad (2,12 - 2,16). Además, presentaron 216 - 4643 μg/g de compuestos fenólicos (expresados como equivalente de epicatequina) coextraídos. Se encontró que el uso de la cáscara entera (CMCA) o de los tejidos por separado genera pectinas con distintas características químicas (contenidos de polisacáridos totales y de ácidos urónicos, de proteínas y de compuestos fenólicos coextraídos, grado de acetilación y de metilación) y reológicas, ya que la pectina obtenida de la cáscara entera se comportó como espesante, mientras que las pectinas separadamente obtenidas del END, MSO y EPI mostraron capacidad gelificante en presencia de calcio, siendo el END el que genera la pectina con mayor comportamiento viscoelástico sólido del gel. Esto abre un amplio rango de aplicaciones para el uso de la pectina obtenida de esta fuente, tal como en productos viscosos de bajo contenido de azúcar (ej. mermeladas light) o como estabilizante en emulsiones debido a su comportamiento reológico y compuestos fenólicos coextraídos. Finalmente, la presencia de compuestos fenólicos coextraídos les confiere a las pectinas valor agregado, pudiendo resultar útil en alimentos funcionales o para el desarrollo de biopelículas activas antioxidantes. |l spa | |
| 520 | 3 | |a Peru is considered one of the main cocoa producers in the world. Cocoa is the main raw material for the chocolate industry. Additionally, it is the second alternative product to illicit crops (after coffee), which highlights its growing importance. The cocoa pod is made up of 70-80% (w/w) husk, which is a by-product of this industry, commonly being underappreciated by cocoa producers in the world and, mostly returned to the ground with possible negative effects for its sustainability. Thus, the use of this by-product as an alternative source of ingredients or additives for the food industry can contribute to improving the sustainability of this activity. In this study, the cocoa pod husk (CMCA) and its three constituent tissues, endocarp (END; 17.65 % (w/w)), mesocarp (MSO; 31.34 % (w/w)), and epicarp (EPI; 49.17 % (w/w)), were separately evaluated as sources of pectin. For this purpose, each of these separated raw materials was cut, dehydrated (< 10% (w/w) humidity), ground and sieved (< 850 μm). The chemical composition of these powders indicated that they contained 3.7-6.2% (w/w) protein, 6- 21% (w/w) reducing sugars (simple sugars), 6-20% (w/w) non-cellulosic polysaccharides (neutral sugars: hemicelluloses, rhamnogalacturonan I and II of pectins), 6.9-11.3% (w/w) of uronic acids (specifically of D-galacturonic acid, the main component of pectins), 11.4-21.3% (w/w) of cellulose and 16.1-31.2% (w/w) of lignin, 2293-3287 μg/g of phenolic compounds (expressed as epicatechin equivalent), 3.8-8.1 μg/g of theobromine and 20-237 μg/100 g of caffeine. The uronic acids showed a degree of methylation of 70.7% (molar ratio) for those of the CMCA and 24.2 - 53.1% (molar ratio) for those of the constituent tissues. In view of the resulting composition of powders, they were applied to the extraction of pectins. Pectins were obtained through a conventional extraction methodology with citric acid (Conv) and through the same extraction but including a first step of ultrasound (US-C methodology) in an ultrasonic-water bath (160 W; 9.5 L) of 40 kHz (100 % wave amplitude) with controlled temperature. In the US-C procedure, the ultrasound treatment itself (US) was applied continuously for 15 minutes at 50°C in a volume of 400 mL of citric acid aqueous solution of pH 3.0 (extractive solvent) contained in a glass beaker. It was followed by magnetic stirring (1400 RPM; 50°C) for 75 or 345 minutes depending on the tissue powder. The powder:solvent ratios tested were 1:150, 1:100, 1:75 and 1:50 g/mL. In the Conv methodology, the extraction was only carried out by magnetic stirring under the same conditions above described and for the total time of the US-C procedure. In both extraction processes, Conv and US-C, the pectin is soluble in the supernatant. Therefore, it was subsequently separated by precipitation with ethyl alcohol (supernatant:alcohol = 1:2 v/v) and centrifugation, being finally lyophilized. The yields obtained by the Conv method varied between 3.8 and 8.3 g of pectin per 100 g of powder. For the US-C procedure, the yields varied between 6.4 and 9.3 g of pectin per 100 g of powder, being the highest obtained and corresponding to the powder:solvent ratios of 1:150 and 1:75 (g/mL). The obtained pectins were essentially homogalacturonans (60.2 - 86 % (w/w) uronic acids) with low degree of methylation (5.26 - 35.92 %, molar), some degree of acetylation (9.65 % molar for the END pectin, 25-31 % molar for the rest), and with very high molecular weights (5570 - 7050 kDa), which showed a rather low polydispersity (2.12 - 2.16). In addition, they contained 216 - 4643 μg/g of phenolic compounds. It was found that the use of the cocoa pod husk (CMCA) or of each tissue layer generated pectins with different chemical composition (contents of total polysaccharides and uronic acids, proteins and co-extracted phenolic compounds, degree of acetylation and methylation) and rheological characteristics, since the pectin obtained from the CMCA behaved as a thickener, while the pectins obtained separately from the END, MSO and EPI showed gelling capacity in the presence of calcium, with the END being the one that generated the pectin with greater solid viscoelastic behavior of the gel. This opens up a wide range of applications for the use of the pectins obtained from this source, such as in viscous products with low sugar content (e.g., light jams) or as a stabilizer in emulsions due to its rheological properties and coextracted phenolics. Finally, the presence of coextracted phenolic compounds increases the value of these pectins since they can be useful in functional foods as well as for the development of antioxidant active biofilms. |l eng | |
| 540 | |2 cc |f https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar | ||
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| 700 | 1 | |a Rojas, Ana María Luisa | |
| 700 | 1 | |a Chavez Quintana, Segundo Grimaldo | |
| 700 | 1 | |a Contigiani, Eunice Valentina | |
| 700 | 1 | |a Nunell, Gisel Vanesa | |
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