Extracción de la pectina mediante hidrólisis ácida a partir de la cáscara de maracuyá amarilla (Passiflora edulis var. Flavicarpa) y limón tahití (Citrus aurantifolia tahití) para la elaboración de bioplástico de baja densidad
Date
2025-07-08
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Estatal de Bolívar, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente, Carrera de Agroindustrias
Abstract
Este trabajo investigativo tiene como fin extraer la pectina mediante hidrólisis ácida a partir de la cáscara de maracuyá amarilla (Passiflora edulis var. Flavicarpa) y limón tahití (Citrus aurantifolia tahití) para elaborar bioplástico de baja densidad. Se caracterizó fisicoquímicamente las materias primas, en donde se determinó que la cáscara de maracuyá amarilla contiene 12,70% de humedad, 6,89% de cenizas, pH de 4,5 y 21,43% de celulosa y la cáscara del limón Tahití contiene 11,17% de humedad, 5,38% de cenizas, pH de 3,33 y 15,08 % de celulosa. La pectina se extrajo mediante la hidrólisis ácida en donde para determinar el mejor tratamiento se aplicó un diseño experimental completamente al azar (DCA) con arreglo factorial AxBxC (2x2x3) con tres repeticiones dando como mejores resultados a los tratamientos T4 y T10 con un rendimiento de 22,99% y 1,48% que corresponde a la extracción con ácido cítrico a una temperatura de 80ªC y a un pH de 2. Para la obtención del bioplástico, se realizaron pruebas para determinar la formulación adecuada con el diseño factorial AxB (2x3) con 3 repeticiones, se manejó 2 variables de concentración de pectina y 3 variables de concentración de plastificantes. El mejor bioplástico de baja densidad fue el T5 con una concentración de pectina de limón (2g), glicerol (1ml), ácido acético (1ml), agua destilada (23ml) está formulación nos condujo a los siguientes resultados del análisis fisicoquímicos y mecánicos: la humedad (26,02%), pH (3,25), absorción de agua (70,48%). En lo que respecta a los ensayos de tracción de la lámina de bioplástico basada en la norma (ASTM D638) se obtuvo una tensión 13,18 MPa, un módulo de elasticidad de 6,78E+01 MPa con un 24,34% de elasticidad y un esfuerzo máximo 1,26 MPa, además la biodegradabilidad del bioplástico en 30 días en suelo se degrado (87,14%), en agua (72,15%) y en el ambiente (92,17%).
Description
This research work aims to extract pectin by acid hydrolysis from the peel of yellow passion fruit (Passiflora edulis var. Flavicarpa) and Tahiti lemon (Citrus aurantifolia tahiti) to produce low-density bioplastic. The raw materials were physicochemically characterized, where it was determined that the yellow passion fruit peel contains 12.70% moisture, 6.89% ash, pH of 4.5 and 21.43% cellulose and the Tahiti lemon peel contains 11.17% moisture, 5.38% ash, pH of 3.33 and 15.08% cellulose. The pectin was extracted by acid hydrolysis where to determine the best treatment a completely randomized experimental design (DCA) was applied with AxBxC factorial arrangement (2x2x3) with three repetitions giving as best results to treatments T4 and T10 with a yield of 22.99% and 1.48% corresponding to extraction with citric acid at a temperature of 80ºC and a pH of 2. To obtain the bioplastic, tests were carried out to determine the appropriate formulation with the AxB factorial design (2x3) with 3 repetitions, 2 variables of pectin concentration and 3 variables of plasticizer concentration were handled. The best low-density bioplastic was T5, which contained a concentration of lemon pectin (2 g), glycerol (1 ml), acetic acid (1 ml), and distilled water (23 ml). This formulation led to the following physicochemical and mechanical analysis results: humidity (26.02%), pH (3.25), and water adsorption (70.48%). Tensile testing of the bioplastic sheet based on ASTM D638 showed a tensile strength of 13.18 MPa, a modulus of elasticity of 6.78E+01 MPa, with 24.34% elasticity, and a maximum stress of 1.26 MPa. The bioplastic was also biodegradable within 30 days in soil (87.14%), water (72.15%), and the environment (92.17%).
Keywords
HIDRÓLISIS ÁCIDA, PECTINA, BIOPLÁSTICO, ELASTICIDAD, TENSIÓN, BIODEGRADABILIDAD