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UNA FUENTE COMERCIAL DE PECTINA A
PARTIR DE LA CÁSCARA DE CACAO
Ortiz, et al.
Reciena Vol.3 Núm. 2 (2023): 45-52
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LA PREFERENCIA DE PROTEÍNAS ALTERNATIVAS
SOSTENIBLES Y SUS FACTORES INFLUYENTES
Ricaurte, et al.
Reciena Vol.3 Núm. 2 (2023): 37-43
LA PREFERENCIA DE PROTEÍNAS ALTERNATIVAS
SOSTENIBLES Y SUS FACTORES INFLUYENTES
Ricaurte, et al.
Reciena Vol.3 Núm. 2 (2023): 37-43
A COMMERCIAL SOURCE OF PECTIN FROM THE COCOA SHELL
 Investigador independiente
 Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
E-mail: * mishellortiz8@gmail.com
La explotación comercial del cacao (Theobroma cacao L.)
genera un volumen de cáscaras que pudiera utilizarse
para la producción de pectinas a nivel industrial. Por
tal razón, se extrajeron pectinas de la cáscara de cacao
a diferentes condiciones de pH y temperatura y se
evaluaron sus principales características químicas.
En el benecio del cacao solo es aprovechable el
grano o semilla, mientras que la cáscara o mazorca
es descartada y se convierte en el mayor residuo del
proceso, para ello cuyo objetivo es diagnosticar si
la pectina extraída de la cascara de cacao mediante
procesos de laboratorio como el método de hidrolisis
ácida, podría ser comercializada, ya que en ella se
extrae cantidades de volumen altas, para determinar su
aceptabilidad se empleó una entrevista la cual permitió
reconocer mediante la opinión de los agricultores
los benecios y usos de la pectina. Las pectinas de
cáscaras de cacao presentan potencial aplicación en
la industria de alimentos, pero es necesario optimizar
los parámetros de extracción para aumentar su
rendimiento.
Palabras clave: Pectina, Hidrolisis ácida, Cacao Nacional,
comercio
Facultad de
Ciencias Pecuarias
ARTÍCULO ORIGINAL
Recibido: 9/06/2023 · Aceptado: 5/07/2023 · Publicado: 27/10/2023
ABSTRACT:
RESUMEN
The commercial exploitation of cocoa (Theobroma
cacao L.) generates a volume of shells that could be
used for the production of pectins at an industrial level.
For this reason, pectins were extracted from the cocoa
shell at dierent pH and temperature conditions and
Katherine Mishelle Ortiz León mishellortiz8@gmail.com
Rachel Nicole Villagrán León rachelnvl@hotmail.es
Heidy Gabriela Latorre Cevallos gabulatorre.gl@gmail.com
Ruth Elizabeth Borja Yanez
César Alfredo Villa Maura
ruthyborja110795@hotmail.com
cesar.villa@espoch.edu.ec
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UNA FUENTE COMERCIAL DE PECTINA A PARTIR DE LA CÁSCARA DE
CACAO
their main chemical characteristics were evaluated. In
the benet of cocoa, only the grain or seed is usable,
while the shell or pod is discarded and becomes the
largest residue of the process, for which the objective
is to detect if the pectin extracted from the cocoa shell
through laboratory processes As the acid hydrolysis
method, it could be commercialized, since high
volume quantities are extracted from it, to determine
its acceptability an interview was used, which
recognized the benets and uses of pectin through the
opinion of farmers. Cocoa shell pectins have potential
for application in the food industry, but it is necessary
to optimize the extraction parameters to increase their
performance.
Keywords: Pectin, Acid Hydrolysis, National Cocoa and
Interview. trade
El cacao (Theobroma cacao L.) es uno de los productos
agroalimentarios de origen neotropical de mayor
penetración en el mercado internacional y sus
exportaciones en grano han representado más de
71% de volumen producido, situación derivada del
alto valor agregado promocionado por la industria del
chocolate y sus derivados. En la explotación cacaotera
solo se aprovecha económicamente la semilla, que
representa aproximadamente un 10% del peso del
fruto fresco. Esta circunstancia se ha traducido en
serios problemas ambientales tales como la aparición
de olores fétidos y el deterioro del paisaje, así como
1. INTRODUCCIÓN
https://reciena.espoch.edu.ec/index.php/reciena/index
ISSN 2773 - 7608
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PARTIR DE LA CÁSCARA DE CACAO
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también problemas de disposición. La pectina es
un polisacárido con características hidrocoloidales,
gelicantes y estabilizantes, usada ampliamente en la
elaboración de productos cosméticos, alimenticios,
farmacéuticos, entre otros (1). Las pectinas se usan en
la industria alimentaria como gelicantes, espesantes,
texturizantes, emulsicantes y estabilizantes, como
sustitutos de grasa en alimentos de bajo aporte calórico
y su aplicación más común es en la manufactura de
mermeladas y jaleas (2). 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 (3 Los desechos generados
están constituidos en su mayoría por la cáscara, que
además se considera un foco para la propagación de
Phytophora spp, causa principal de pérdidas económicas
de la actividad cacaotera (4). En la actualidad el sector
agrícola ha crecido de manera sostenible con productos
primarios como el café, cacao, banano, plátano, y
algunos árboles frutales; al cosechar estos productos se
genera gran cantidad de desechos agrícolas que no son
aprovechados; uno de los cultivos con mayor cantidad
de desechos producidos, es la cascara de cacao luego de
ser extraídas las almendras, las cáscaras se dejan entre
los mismos cultivos atrayendo plagas y enfermedades
que afectan gravemente la producción (5).
En el benecio del cacao solo es aprovechable el
grano o semilla, mientras que la cáscara o mazorca
es descartada y se convierte en el mayor residuo
del proceso, lo cual es relevante ya que la cáscara
representa entre el 74% y el 76% del peso del fruto de
cacao (6). Esto implica la producción de toneladas de
residuos orgánicos que actualmente son aprovechados
principalmente como abono en los cultivos; sin
embargo, la degradación de la cáscara es lenta por lo
que no es un fertilizante muy efectivo, además esta
es un vector para las enfermedades causadas por
Phytophora spp. y Monilophora roreri, las cuales causan
importantes pérdidas económicas al sector cacaotero
(7).
Esta multifuncionalidad de la pectina es atribuida a
la presencia de regiones polares y apolares dentro de
su molécula, lo que permite incorporarla a diferentes
sistemas alimenticios (8). Las pectinas se usan en
combinación con lípidos en la elaboración de películas
comestibles de doble capa y emulsionadas; en la
industria farmacéutica se aprovecha el uso terapéutico
de la pectina como constituyente de la bra dietaría.
Otra problemática asociada a las prácticas de manejo
de los residuos del cacao es que la cáscara vacía en
temporadas lluviosas sirve como depósitos de agua
que facilitan la incubación de huevos del mosquito
Aedes aegypti, el cual está asociado a la transmisión
de enfermedades como el dengue (9). Las pectinas
comerciales se obtienen principalmente de la cáscara
de cítricos y bagazo de manzana. Sin embargo, se ha
intentado la búsqueda de otras fuentes comerciales
de pectina con el objeto de cubrir parcialmente la
creciente demanda en el mercado. Fontes extrajo
pectinas del endocarpio de cacao con un rendimiento
de 8,0% en base seca (1). Las cáscaras representan el
90% del fruto y son el principal producto de residuo de
la industria cacaotera, por tanto, representa un grave
problema. Este residuo se convierte en una fuente
signicativa de enfermedades cuando es usado como
abono en las plantaciones (10).
Entre los posibles usos de la corteza del fruto de cacao,
se destaca la extracción de pectina, una sustancia
importante en la producción de alimentos como salsas,
mermeladas, jaleas y bebidas por sus propiedades
gelicantes (11)
Esta investigación se encuentra enmarcada dentro
del tipo exploratorio, debido a que la extracción de
la pectina de las cáscaras de cacao Nacional es un
tema poco explotado en la región Amazónica. La
investigación se realizó en General farfán, Sucumbíos,
Ecuador, la misma cuenta con 6769 habitantes, sin
embargo, se consideró en función a las personas
cultivadoras del cacao, que ascienden a 95 personas.
Se tomó una muestra de cáscaras de cacao Nacional,
las cuales habían sido descartadas tras realizar el
proceso de despulpado del cacao, una semana antes
de la selección, por lo que se escogieron las cáscaras
directamente del sitio destinado a la disposición de
estos residuos dentro de la nca.
Las mazorcas de cacao fueron cortadas
transversalmente en dos mitades y se separaron
manualmente las semillas de la cáscara.
Las cáscaras de cacao fueron puestas en inactivación
enzimática para remover o eliminar los contaminantes
que pueden afectar el proceso de extracción de
pectina. Posteriormente, fueron secadas en un horno
eléctrico a temperatura de 65°C durante 34 horas para
luego llevarlas a un laboratorio en donde se realizaron
los respectivos ensayos. Se utilizó un molino eléctrico
para triturar las cáscaras deshidratadas hasta obtener
un tamaño de partícula de 420 µm (Malla 40) para
facilitar la hidrólisis. Las muestras se almacenaron en
un desecador hasta su uso.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
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Población y muestra
La población son los Agricultores de la Parroquia
“General Farfán” que son propietarios del lugar que
realizan actividades agrícolas.
Muestra
El muestreo es el conjunto de operaciones que se
realizan para estudiar la distribución de determinadas
características en la totalidad de una población, a
partir de la observación de una parte o subconjunto
de la población, denominada muestra. El muestreo,
siempre y cuando sea representativo, tiene múltiples
ventajas de tipo económico y práctico, ya que, en lugar
de investigar el total de la población, se investiga una
parte de ella, además de que proporciona los datos en
forma más oportuna, eciente y exacta, debido a que al
encuestar toda la población o efectuar un censo puede
ocasionar fatiga y prácticas que tiendan a distorsionar
la información. La representatividad de la muestra
implica que ésta reeje las características, similitudes
y diferencias encontradas en la población objetivo que
para nuestro caso son los agricultores del cacao. Para
hallar la muestra se empleó la siguiente ecuación:
Para el cálculo de nuestros compradores potenciales
los cuales son la población de la parroquia “General
Farfán” existen
45 propietarios la muestra arroja el siguiente resultado:
La muestra de población de los productores de cacao
es de 40 propietarios.
Sin embargo, con la nalidad de incrementar la
conabilidad de esta investigación se trabajó con 95
productores.
Donde:
n= Tamaño de muestra
N= Tamaño de la población
Z= Parámetro estadístico que depende del nivel de
conanza
p= Probabilidad de que ocurra el evento estudiado
q= (1-p)= Probabilidad de que no ocurra el evento
estudiado
e= Error de estimación máximo aceptado
Técnicas o instrumentos para utilizar
En un primer paso para la investigación se realiza la
entrevista como elemento de consulta primaria que
satisfaga la intención por la cual es planteada a través
de preguntas cerradas que permitan medir de una
forma acertada las respuestas. La intención de esta
técnica es conocer la posible aceptación y el interés
que tengan los agricultores sobre el producto.
De acuerdo con los resultados obtenidos de la muestra
que fueron 95, se aplicó la entrevista como muestra
representativa a 95 personas. También se recurrió a
la investigación documental, el cual nos suministran
información de los antecedentes de proyectos similares
en otros contextos que han servido para conocer mejor
el producto, así como el contexto sociocultural que
nos rodea. Donde se referirá a diferentes agricultores
para dar a conocimiento del polisacárido y con ello así,
que comiencen a utilizar todo la fruta y sus derivados
para fomentar mucho más y tener buenos ingresos
comerciales mediante la utilización del polisacárido
que se utiliza para hacer mermeladas y entre otros
usos.
MÉTODO DE INVESTIGACIÓN
Método Cualitativo
El método empleado en la presente investigación es el
método cualitativo debido a que como investigadores
pretendemos buscar causas sobre la cáscara de cacao
en el ambiente, y con ello implementar la extracción
del polisacárido como es la pectina, con la nalidad de
obtener un buen uso de ella e innovar a los agricultores
de este producto (cacao) a la recolecta y uso diverso de
los derivados de mencionada fruta.
INSTRUMENTOS
Entrevista
El instrumento a utilizar será la entrevista ya que es un
documento formado por un conjunto de preguntas que
estarán redactadas de forma coherente, y organizadas,
secuenciadas y estructuradas, de acuerdo con una
determinada planicación, con el n de obtener
información sobre la pectina en los productores de
cacao y que sus respuestas nos puedan ofrecer toda
la información necesaria. Para obtener la satisfacción
de este polisacárido y con ello utilizarlo como fuente
comercial.
Extracción de pectinas
Se extrajo pectina de cáscara de cacao a pH 2 y 4 a
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temperaturas de 60 y 75ºC, Se utilizó el método de
Hidrolisis ácida: 20 g de cáscara de cacao deshidratada
y molida fueron colocadas por separado en vasos de
precipitado de 500 mL y se mezclaron con 250 mL
de ácido cítrico con un pH de 2 y 4 respectivamente
y se calentó 70 min en un vibrador magnético a
una temperatura de 85°C. Se enfrió rápidamente la
dispersión hasta temperatura ambiente y se ltró dos
veces en tela de liencillo. Luego se agregó alcohol al
96% para hacer la respectiva precipitación, separando
así la pectina de la solución. Los sólidos de cada
dispersión fueron unidos y colocados en un vaso de
precipitado de 1000 mL, se dispersaron con 600 mL de
agua destilada para posteriormente ajustar el pH y
repetir el proceso de extracción. Todos los extractos
se unicaron y se centrifugaron a 2700 g durante 15
min para separar sólidos en suspensión.
El precipitado se prensó manualmente utilizando un
guante de goma y se colocó en una cápsula de vidrio
sometiéndose a secado en una estufa convencional a
40ºC hasta peso constante. La pectina extraída se llevó a
granulometría de 40 mesh utilizando un micromolino.
La extracción se realizó por triplicado. Se estimó el
rendimiento de extracción como la relación entre el
peso de la pectina extraída y el peso inicial de la cáscara
seca (Barazarte et al., 2008).
Dónde:
Meq A (NaOH) = meq de NaOH utilizados enla
titulación. Componente ácido = mg de pectina
El porcentaje de metoxilo se determinó con la solución
empleada para la denición del peso equivalente y
acidez a la cual se agregó hidróxido de sodio 0,25mol/L
para desestericar la pectina. Luego se neutralizó la
solución con ácido clorhídrico 0,25mol/L y se tituló con
hidróxido de sodio 0,1mol/L hasta el cambio de color a
rojo, y se calculó por medio de la siguiente ecuación:
Donde:
31= peso molecular del metóxido (CH3O), expresado
en mg/meq. meq B = meq de NaOH utilizados en la
titulación
Componente ácido = peso de la muestra (mg)
El porcentaje de metoxilo indica la proporción de
unidades de ácido anhidro galacturónico (AGA) cuyos
grupos carboxilos han sido estericados por metanol
(Mejía, 2010). El grado de estericación se midió
relacionando los meq B gastados en la titulación de
determinación del porcentaje de metoxilación y la
suma del total de los meq A gastados en la titulación
de determinación del peso equivalente y meq B; se
empleó para su cálculo la siguiente ecuación:
El porcentaje de ácido galacturónico está altamente
relacionado con la pureza de la sustancia péctica
(Barazarte et al., 2008). La determinación de la acidez
libre y de las unidades metiladas se relaciona mediante
la siguiente ecuación:
Dónde:
176 = peso molecular del ácido anhídrido galacturónico
expresado en mg/meq,
meq A = miliequivalentes utilizados en la primera
titulación con NaOH 0,1 mol/L.
Análisis de la pectina de cáscara de cacao
A la pectina extraída de cada tratamiento se le
determinó el rendimiento acidez libre, contenido de
ácido galacturónico (AGA), contenido de metoxilo,
grado de estericación y peso equivalente.
La acidez libre es el inverso del peso equivalente, estas
propiedades se cuanticaron mediante la titulación
con NaOH 0,1 mol/L y se calcularon relacionando el
peso de la muestra y los miliequivalentes de hidróxido
de sodio gastados en la titulación (Owens, Mendoza et
al., 2017)
Tabla 1: Tratamientos para hidrólisis ácida
Tratamientos
Tipo de acido
Descripción
T1 Ácido cítrico (pH 2) (70 min.)
T2 Ácido cítrico (pH 4) (90 min.)
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meq B = miliequivalentes utilizados de NaOH 0,1 mol/L
en la segunda titulación para determinar el contenido
de metoxilo.
Los rendimientos reportados fueron calculados en
base seca y se calculó utilizando la siguiente fórmula:
De la población entrevistada el 75,5% si tiene
conocimiento sobre la pectina, que la contiene la
Resultados
Para determinar si la pectina tiene una aceptabilidad
y es usada por los productores de cacao se realizó una
breve entrevista la cual los entrevistados respondieron
a lo siguiente:
La pectina obtenida de la cáscara del cacao de, es
de alto metoxilo ya que su grado de estericación se
encuentra entre 53,13% y 58,83%, lo que determina que
está en la capacidad de formar geles en presencia de
azúcar y ácido, su aplicación se orienta principalmente
a la elaboración de mermeladas y jaleas. En ese sentido
el rendimiento de las pectinas se ve inuenciado por
la cantidad de solución de hidrólisis y la cantidad de
alcohol utilizado en la precipitación; si el alcohol no es
suciente solo se precipita una parte de la solución y el
rendimiento se reduce.
El rendimiento del proceso de extracción de pectinas
de cáscaras de cacao bajo dos tratamientos diferentes
se presenta en la tabla 2, se observan variaciones entre
30 y 31.25.
Aceptabilidad en una mermelada elaborada con
pectina de cáscara de cacao
De la prueba de aceptabilidad de la mermelada de
piña preparada con la pectina de cáscara de cacao
considerada de mejor calidad (pH = 4,0 y T = 90 ºC)
se observó que el promedio del puntaje se ubicó en
6,27, lo que corresponde al nivel de agrado “Me gusta
moderadamente”. Ello indica, que con la pectina
extraída de cáscaras de cacao es posible fabricar
productos como mermeladas y jaleas que podrían
competir en el mercado nacional. Las observaciones
realizadas sobre el color de la mermelada de piña
preparada con la pectina de cáscara de cacao fueron
en general calicadas como de “buen color”, lo que
conrma que las pectinas obtenidas de la cáscara
de cacao se pueden usar en aquellos productos con
De la población entrevistada, la investigación permitió
determinar que el 60%, no usa la cascara del cacao, es
decir la desecha; mientras que el 30% y 10% la utiliza
para su favor como especialmente en fertilizantes y
alimentos para animales; mientras que el 50% están de
acuerdo en darle un buen a la cascara del cacao y no
dejarla en putrefacción.
Tabla 2: Resultados de la caracterización sicoquímica
de la pectina
Figura 1: Que hacen con la cáscara de cacao
Figura 2: Uso de la cáscara de cacao
cascara de cacao, y opta por extraer y por su alto
contenido metoxilo y gelicante, que se utiliza como
aditivo y como fuente de bra dietética. Ya que con
los geles que produce se puede utilizar para crear o
modicar la textura de jaleas, mermeladas, entre otros.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Tratamiento
%Rendimiento
%Acidez libre
Peso equiv
%Metoxilo
%Estericación
%Ac. Galacturónico
T1 30 0.012 400 35.13 0.33 0.74
T2 31.25 0.0038 125 58.83 0.71 1.5
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tonalidades oscuras, para así enmascarar su coloración
parda sin que se afecte la calidad del producto nal.
Discusión
Las investigaciones realizadas por (Mollea, 2007) y
(Vriesmann,2012) que, para la obtención de pectina
a partir de la cáscara de cacao, se utilizan cáscaras
picadas en el proceso de extracción. Sin embargo,
la información sobre el efecto de los métodos de
procesamiento en el rendimiento y la calidad de la
pectina utilizando la cáscara de cacao deshidratada y
molida, expresaron que la extracción de pectinas por
hidrólisis ácida se lleva a cabo a temperaturas cerca de
los 80°C. Las pectinas consecutivamente se extraen y
separaran de los desechos de diversos frutos mediante
acidicación; se realiza usando ácidos como: el cítrico,
clorhídrico, fosfórico, nítrico o sulfúrico; después
de concentrarlas, se precipitaron con la adición de
alcohol, se seca, se granula y por último se tamiza.
Mientras que (Mendoza, Jiménez et al 2017),
describieron que en la técnica de extracción enzimática
realizado a escala de laboratorio, mencionan que por
cada 200 g de material vegetal; de acuerdo a la cha
técnica de aplicación del fabricante, se utiliza un rango
de 0,2 a 1 kg, por cada tonelada de materia prima,
por lo que, se calcula para 200 g de cáscara de cacao,
a una temperatura de entre 40 y 50°C y pH de 5. Los
tiempos de extracción fueron de 60 y 120 minutos, la
precipitación de la pectina se realiza con etanol al 96%,
adicionando 80% del volumen de la solución péptica,
por 30 minutos; la pectina, se ltró en tela muselina y
se seca en estufa, hasta obtener peso constante.
El rendimiento de extracción y contenido de AGA
presentaron un comportamiento dependiente en su
mayoría de los efectos principales estadísticamente
signicativos. La combinación entre el pH y la
temperatura fue el factor a considerar en el contenido
de metoxilo, grado de estericación y peso equivalente
de las pectinas procedentes de cáscaras de cacao, ya
que el efecto de la interacción no permitió generalizar
un comportamiento para los factores individuales.
Otros autores como (Blakemore, 2018) obtuvieron
una fracción de polisacáridos pépticos de color pardo
de cáscaras de cacao secadas al sol, procedentes de
Tafo, Ghana. Según (Francis y Bell, et, 2019) el color
oscuro en las pectinas extraídas puede ser causada por
taninos.
El mayor rendimiento observado a pH 5 puede
atribuirse al menor grado de desintegración de
la pectina, ya que pHs bajos pueden causar su
despolimerización. (Adomako,2016) reportó de 8,0 a
4. CONCLUSIONES
11,0 g/100g de pectinas obtenidas a partir de cáscaras
de cacao, mientras que (Fontes,2018) indicó 8,0 g/100g
del endocarpio de cacao. El posible uso de la cáscara
de cacao como fuente de pectina puede justicarse por
la enorme cantidad de desechos que se generan de la
explotación cacaotera más que por su rendimiento.
(Francis, Bell et, al, 2019) describen la cáscara del cacao
como materia prima de relativo bajo costo y justica la
extracción de pectinas por razones económicas más
que técnicas, ya que las cáscaras frescas requieren ser
procesadas rápidamente una vez que se abre el fruto
para evitar daños que afecten la fracción de pectina. son
pectinas de bajo metoxilo que podrían usarse en
la elaboración de productos dietéticos, elaboración de
yogures y espesantes de salsas, entre otros. La pectina
de mejor calidad se obtuvo a pH 4,0 y temperatura de
90ºC, ya que además de su capacidad de formar geles en
presencia de azúcar y ácido, presenta un rendimiento
de 3,89 g/100g y una pureza de 62,26 g/100g de AGA.
Thibault, et, 2021) señalan que la disminución del
grado de estericación aumenta la habilidad de formar
geles en pectinas de bajo metoxilo comportamiento
contrario al presentado en el estudio actual. Por tal
razón, aquellas pectinas que mostraron capacidad
gelicante y que a su vez presentaron un grado de
estericación mayor a 48%, son pectinas de alto
metoxilo que forman geles consistentes con azúcar
y ácido y podrían utilizarse en la elaboración de
mermeladas, jaleas y demás alimentos que requieren
de este tipo de producto. Por otra parte, aquellas que
no lograron formar geles consistentes y presentaron
un grado de estericación entre 37,49% y 42,68%.
De la presente investigación se determinó que los
agricultores de cacao conocen la pectina y saben
la importancia que esta enmarca a nivel industrial
y optan por realizar el proceso de extracción de
pectina a partir de cáscaras de cacao y determinar las
características químicas que podrían ser de interés
para uso industrial, sin embargo, es necesario
optimizar los parámetros de extracción para aumentar
el rendimiento. Los niveles de pH y temperatura
de extracción inuyeron signicativamente en las
características químicas de las pectinas de cáscaras
de cacao y a pH 2 y temperatura de 90ºC se extrajo la
pectina de mejor calidad, gracias a la entrevista que se
realizó se pudo determinar que el 55% de la población
conoce la pectina y quieren darle un buen uso a la
cascara del cacao, y así con ello buscar más alternativas
para uso comercial, ya que con la pectina se puede
realizar mermeladas pero con aspectos mejorables
para incrementar su aceptabilidad.
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