Extracción y caracterización de pectina de cáscara de plátano cultivado en colombia y de la especie musa paradisíaca para su aplicación en la preparación de nanopartículas

Abstract

En los últimos años se ha incrementado el interés por el estudio de productos biodegradables, especialmente aquellos que se obtienen de los desechos de frutas y vegetales, ya que se ha encontrado beneficios importantes para su uso en aplicaciones farmacéuticas, en la industria alimenticia y a nivel medicinal. Los polímeros, en especial los polisacáridos, hacen parte de estos productos biodegradables; dentro de estos encontramos la pectina, la cual es un complejo heteropolisacárido constituido principalmente por unidades 1,4-α-D-ácido Galacturónico (AGal). A nivel industrial se obtiene principalmente de los cítricos y la manzana; sin embargo, en los últimos años ha sido objeto de investigación el uso de otras fuentes como las cáscaras de algunas frutas y verduras, dado la importancia de sus propiedades gelificante y de absorción para ser utilizado como estabilizante dentro de la industria de alimentos y la cosmetología. Este polímero pertenece a la familia de los oligosacáridos y polisacáridos de alto peso molecular; se encuentra principalmente en las paredes celulares de las plantas y en los tejidos mesenquimáticos y parenquimáticos, formando coloides ya que presenta propiedades de absorber grandes cantidades de agua. En el presente trabajo de investigación se presenta la extracción y caracterización de pectina a partir de la cáscara de plátano Musa paradisíaca, uno de los desechos que se generan en gran cantidad a nivel industrial en Colombia, ya que el mercado de producción, exportación y uso de este producto es bastante fuerte. Para la extracción se utilizó el método de hidrolisis ácida, donde se evaluó el efecto del pH y tipo de ácido (orgánico e inorgánico), en variables de respuesta como el porcentaje de rendimiento de extracción, solubilidad, grado de metoxilación, y viscosidad. Además, se realizó una caracterización química a través del análisis por espectroscopia infrarroja (FTIR) para determinar las bandas y señales características de la pectina. A su vez, se evalúo el efecto de las propiedades fisicoquímicas de la pectina en la obtención de nanoparticulas, esto con el objetivo de explorar nuevos materiales para la aplicación en nanotecnología, una de las ciencias más estudiada en los últimos años para diversas áreas como la medicina, el desarrollo de energías limpias, farmacéutica, alimenticia, entre otras. Como resultados de esta investigación se obtuvo que la pectina extraída con ácido nítrico a pH 2 permitió obtener un mayor rendimiento de extracción; por su parte, el ácido cítrico a pH 3 permitió obtener un mayor %DM, y una viscosidad dinámica mayor, sin embargo, independiente del pH y tipo de ácido, las pectinas obtenida en todos los medios ácidos de extracción son de alto metoxilo, es decir, mayor al 50%. Además, la pectina obtenida con ácido clorhídrico presenta un valor de viscosidad dinámica menor, lo cual podría ser indicativo que posiblemente presenta un peso molecular menor. Estas propiedades anteriormente mencionadas mostraron un efecto en la obtención de nanopartículas de pectina, donde la pectina con mayor viscosidad y grado de metoxilo permiten obtener sistemas coloidales homogéneos y estables a una concentración del polímero de pectina de 1mg/mL Cabe resaltar, que en este proyecto sólo se evalúo la formación de las nanopartículas a partir de la pectina, y que estos resultados son el fundamento para el desarrollo de otro proyecto en curso, donde se aplicarán en la encapsulación de una molécula hidrofóbica.