ISSN 2953-6367
Marzo 2025
http://revistainvestigo.com
Vol. 6, No. 15, PP. 273-284
https://doi.org/10.56519/k27p9h52
Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo
Riobamba – Ecuador
Cel: +593 97 911 9620
revisinvestigo@gmail.com
273
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA
DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
OBTAINING AND CHARACTERIZATION OF ORANGE PEEL
PECTIN FOR AGROINDUSTRIAL USES
Gabriela de los Ángeles Rodríguez Pontón
1
, Pablo Gabriel Pazmiño Peñafiel
2
, Nelly del Pilar
Pazmiño Miranda
3
, María Auxiliadora Cárdenas Tenorio
4
.
{gabydelosangeles@hotmail.es
1
, pgabpp@gmail.com
2
, nd.pazmino@uta.edu.ec
3
,
mariacardenast.23@gmail.com
4
}
Fecha de recepción: 13/02/2025 / Fecha de aceptación: 21/02/2025 / Fecha de publicación: 03/03/2025
RESUMEN: La pectina es un polisacárido de origen natural que se encuentra en la pared
celular de diversas frutas y vegetales, con importantes aplicaciones en la industria
agroindustrial. Sin embargo, Ecuador enfrenta una problemática significativa al depender de
importaciones de este biopolímero, lo que representa altos costos para las industrias locales.
El problema de investigación se da debido a que existe la necesidad de desarrollar métodos
eficientes y sostenibles para la obtención de pectina a partir de residuos agroindustriales,
como las cáscaras de naranja, que representan un problema ambiental por su acumulación. El
objetivo es investigar la viabilidad de extraer pectina a partir de los residuos de naranja y
evaluar sus propiedades fisicoquímicas en comparación con la pectina disponible en el
mercado. En la metodología, se realizó una revisión sistemática de la literatura científica,
analizando diversos estudios que reportan métodos de extracción de pectina a partir de
cáscaras de naranja, incluyendo hidrólisis ácida convencional y asistida. Los hallazgos revelan
que los métodos de extracción evaluados mostraron rendimientos de pectina que oscilaron
entre 21.1% y 49.7%, siendo el mayor rendimiento obtenido mediante hidrólisis ácida
optimizada de la variedad Citrus Paradisi. En conclusión, la pectina extraída de los residuos de
naranja es comparable en calidad a la pectina importada, lo que representa una oportunidad
para el desarrollo de la industria local y la promoción de la sostenibilidad, al aprovechar un
recurso renovable y reducir los desechos generados.
Palabras clave: Pectina, cáscara de naranja, extracción, hidrólisis ácida, aplicaciones
agroindustriales
1
Instituto Superior Tecnológico Riobamba, Ecuador, https://orcid.org/0000-0002-8123-5412.
2
Instituto Superior Tecnológico Riobamba, Ecuador, https://orcid.org/0009-0006-3575-4568.
3
Universidad Técnica de Ambato, Ecuador, https://orcid.org/0000-0003-4047-4094.
3
Investigador Independiente, Ecuador, https://orcid.org/0009-0005-8125-3695.
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
274
ABSTRACT:
Pectin is a naturally occurring polysaccharide found in the cell wall of various
fruits and vegetables, with important applications in the agro-industrial industry. However,
Ecuador faces a significant problem by depending on imports of this biopolymer, which
represents high costs for local industries. The research problem arises because there is a need
to develop efficient and sustainable methods for obtaining pectin from agro-industrial waste,
such as orange peels, which represent an environmental problem due to their accumulation.
The objective is to investigate the feasibility of extracting pectin from orange waste and
evaluate its physicochemical properties compared to the pectin available on the market. In
the methodology, a systematic review of the scientific literature was carried out, analyzing
various studies that report methods of extracting pectin from orange peels, including
conventional and assisted acid hydrolysis. The findings reveal that the extraction methods
evaluated showed pectin yields ranging from 21.1% to 49.7%, with the highest yield obtained
through optimized acid hydrolysis of the Citrus Paradisi variety. In conclusion, the pectin
extracted from orange waste is comparable in quality to imported pectin, which represents an
opportunity for the development of the local industry and the promotion of sustainability, by
taking advantage of a renewable resource and reducing the waste generated.
Keywords: Pectin, orange peel, extraction, acid hydrolysis, agroindustrial applications
INTRODUCCIÓN
La pectina es un polisacárido de origen natural que se encuentra de manera predominante en la
pared celular de diversas frutas y vegetales, desempeñando un papel crucial como cemento
intercelular que asegura la cohesión y estabilidad estructural de las células (1). Este compuesto,
que fue aislado por primera vez en el año 1825 por el químico francés Henri Braconnot, recibe
su nombre del término griego "pektikos", el cual se traduce como gelificar o solidificar (2).
La notable capacidad de la pectina para formar coloides se deriva de su compleja estructura
molecular, que incluye largas cadenas compuestas por unidades repetitivas de 1,4-α-D-ácido
galacturónico (GalpA). A lo largo de los años, se han caracterizado diferentes tipos de pectinas,
como la homogalatourona y la rhamnogalacturona-I, que presentan variaciones tanto en su
contenido como en sus propiedades funcionales, lo que influye en su utilización y aplicación en
la industria (3). Sin embargo, a pesar de la importancia de este compuesto, Ecuador enfrenta un
serio problema. El hecho es que en la actualidad no existen empresas que produzcan pectina en
el país, por lo que el país depende en gran medida de las importaciones de pectina de otros
Estados. Esto lleva a un aumento del precio: según (4), puede llegar a 34 dólares por kilogramo.
Lo anterior es especialmente difícil para la industria alimentaria y farmacéutica, porque deben
hacer frente a un aumento de los costos de fabricación debido a la creciente popularidad de las
materias primas debido a la falta de su propio suministro domesticado.
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
275
En el sector industrial, la pectina ha ganado un papel crucial en la industria alimentaria, donde
se utiliza ampliamente como espesante y gelificantes en la producción de diversos productos,
como mermeladas, jaleas, gelatinas ya conservas (5). Las fuentes principales de pectina
provienen de cáscaras de frutas cítricas, que contienen un 10% y un 35% de pectina(6). En la
industria, la pectina se utiliza como ingrediente funcional como fuente de fibra dietética, debido
a su capacidad de formar geles acuosos. Estos geles de pectina son esenciales para crear o
modificar la textura de productos, además en la industria láctea, se emplea en la elaboración de
yogures frutados y productos bajos en grasa, en el ámbito de bebidas dietéticas, la pectina se
utiliza para preparar refrescos, gracias a su contenido de carbohidratos, propiedades
estabilizantes y capacidad para aumentar la viscosidad (7).
Sin embargo, el uso de cascaras de cítricos ha presentados problemas debido a su aroma, lo que
ha llevado a la adopción de métodos químicos para su extracción. Aunque los métodos
convencionales de extracción implican el uso de tratamientos, es crucial investigar y explorar
alternativas mas sostenibles y eficientes, especialmente ante el aumento de residuos agrícolas
(8).
La pectina es un carbonato complejo que contiene un 65% de unidades de ácido galacturónico
con la fórmula química C6H10O7. Esta sustancia esta compuesta por cadenas de anillos de acido
galacturónico, cuyo numero puede variar desde unos pocos cientos hasta miles, lo que resulta
en masas moleculares que oscilan entre 50 000 y 150 000 Daltons. Cada anillo en la cadena
tiene un grupo carboxilo, que puede estar esterificado con metanol, formando esteres metílicos,
o bien puede permanecer neutralizado por una base, como se ilustra en la cadena con cuatro
anillos de ácido en la Figura 1.
Figura 1. Estructura molecular básica de la pectina
Fuente: (9).
Las pectinas se clasifican según su grado de esterificación (GE), que se expresa en porcentaje y
es un factor determinante de sus propiedades gelificantes. Según la investigación de
Sriamornsak, el GE varía entre 20 y 40 % en las pectinas comerciales de bajo metoxilo y entre 60
y 75 % en las de alto metoxilo (10).
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
276
Un mayor grado de esterificación se traduce en una gelificación más rápida. Dependiendo de la
velocidad de gelificación y de si las pectinas están amidadas o no, estas se subdividen en
categorías de alto y bajo metoxilo, como se detalla en la Figura 2 (10).
Figura 2. Clasificación de la pectina.
Fuente: (10).
Cabe señalar que la naranja (Citrus sinensis) es una de las frutas más cultivadas en el mundo,
con una producción anual de más de 52 millones de toneladas, siendo Ecuador el que aporta a
esta cifra cerca de 142 mil toneladas (11). Sin embargo, la generación de residuos de naranjas se
ha convertido en un grave problema, representando alrededor del 50% del peso total de los
residuos, que ascienden a unas 71 mil toneladas al año en el país (12). Aunque el compostaje de
residuos se ha presentado como una alternativa viable, su largo tiempo de descomposición
indica que se deberían investigar y desarrollar mejores métodos para evaluar estos
subproductos, aprovechando su potencial para producir compuestos de valor agregado.
El proceso convencional de extracción de pectina de los desechos de naranja implica hidrólisis
ácida, dando como resultado una pectina con aproximadamente 70% de esterificación, pero es
posible lograr grados más altos de esterificación (13). Para producir pectinas con menores
grados de esterificación, algunos ésteres metílicos adicionales deben hidrolizarse mediante
extracción prolongada, tratamientos ácidos o alcalinos en presencia de alcohol o enzimas
desesterificantes, como la pectina esterasa. Cuando la pectina se somete a la producción de
amoniaco, se forma amida (-COONH2) en la cadena ácida, conocida como pectina amidada (14).
El objetivo de este estudio fue investigar las variaciones de la pectina extraída de los residuos de
naranja y evaluar sus propiedades fisicoquímicas en comparación con la pectina disponible
comercialmente. Se supone que la pectina residual no sólo es comparable a las pectinas
importadas, sino que también puede proporcionar beneficios económicos y ambientales al
desarrollar los recursos naturales locales. Esto ayuda a reducir la cantidad de residuos
generados y promueve el desarrollo sostenible en la industria.
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
277
MATERIALES Y MÉTODOS
Método de Investigación:
Este estudio utilizó una combinación de métodos de investigación cualitativos y cuantitativos. A
través de una revisión sistemática de la literatura científica existente, revisamos diversas
fuentes para el descubrimiento y caracterización de la pectina de cáscara de naranja. Este
enfoque nos permitió recopilar datos cualitativos sobre los procesos utilizados en los diferentes
estudios y cuantificar el rendimiento de pectina informado en cada caso.
Población o Muestra:
Para realizar este estudio, se realizó una búsqueda bibliográfica exhaustiva utilizando bases de
datos académicas como SCOPUS y LATINDEX. Seleccionamos cuidadosamente artículos, trabajos
y estudios que documentaron experimentos sobre la extracción de pectina de cáscaras de
naranja.
Criterios de Inclusión:
● Investigaciones que proporcionen información sobre extracción de pectina de cáscaras de
naranja
● Artículos publicados en los últimos cinco años en revistas científicas revisadas por pares
● Estudios que contengan datos sobre métodos de extracción y rendimientos de pectina
Criterios de Exclusión:
● Estudios que no proporcionen información completa sobre los métodos utilizados o los
resultados obtenidos.
● Artículos incompletos o en formato no disponible.
● Estudios que no involucren cáscara de naranja como fuente de extracción de pectina.
● Materiales que no hayan sido revisados por pares u obtenidos de fuentes no
confiables.
Entorno:
El estudio se realizó mediante la recopilación de datos de diversas fuentes académicas y centros
de investigación en áreas de cultivo de cítricos. Para garantizar la fiabilidad y neutralidad de las
fuentes de datos, se decidió describir estos sitios sólo en términos generales para evitar la
identificación directa.
Mediciones:
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
278
Se utilizaron diversos métodos, como encuestas y entrevistas personales con los autores del
estudio, para recopilar datos. Además, se recopiló cuidadosamente información relevante de los
artículos seleccionados. Las variables analizadas fueron el tipo de método de extracción de
pectina, la concentración de pectina obtenida y las condiciones específicas de extracción como
temperatura y tiempo de procesamiento.
Análisis de datos:
Los datos obtenidos fueron analizados mediante la comparación de registros bibliográficos. Esto
permite comparar los rendimientos de pectina informados en los diversos estudios revisados.
Además, se han identificado las mejores prácticas que pueden mejorar la utilización de la
pectina en la agricultura y la industria, promoviendo así el desarrollo sostenible de este
producto.
RESULTADOS
Los resultados obtenidos en la extracción de pectina de cáscara de naranja se presentan a
continuación, analizando el rendimiento de pectina a partir de diversas metodologías
empleadas en distintos estudios. La Tabla 1 resume los hallazgos más significativos de cada
investigación.
Tabla 1. Comparación de los resultados de extracción de pectina de las distintas investigaciones.
Investigaciones
Método utilizado
Gramos de pectina
obtenida
Rendimiento
Extracción de pectina de
residuos de cáscara de
naranja por hidrólisis
ácida asistida por
microondas
Extracción por
Hidrólisis ácida
asistida por microondas
4,1 g a partir de 90ml de
etanol añadido en la
precipitación
21.1 %
Evaluación del proceso
integral para la obtención
de aceite esencial y
pectina a partir de
cáscara de naranja
Hidrólisis de la cáscara
con agua acidulada
-
49,7 %
Pectina de residuos de
naranja aplicando el
principio
de las 3R
Método de hidrólisis
ácida
Condición 1: 8,95 g
Condición 2: 7,19g
Condición 1.
35,83%
Condición 2.
28,77%
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
279
Extracción y evaluación
de pectina a partir de la
cascara de naranja de las
variedades Citrus
Hidrólisis ácida
efectuando para ello
cambios de pH y tiempos
de extracción con lo cual
se espera tener un mayor
La variedad Citrus
Paradise proporciona un
mayor rendimiento de
pectina (39.56%) que la
variedad Citrus
Variedad de naranja
-Citrus Paradisi
(39.56%)
-Citrus Sinensis
(12.52%),
Interpretación: En la Tabla 1 se han investigado diferentes métodos para extraer pectina de
cascaras de naranja, un subproducto de la industria agroalimentaria que tiene un gran potencial
para obtener biopolímeros, las técnicas utilizadas presentaron diferencias significativas en
cuanto a rendimiento y de calidad del producto final, destacando así la importancia de las
condiciones de extracción y el tratamiento previo de la materia prima.
Estudio 1: Hidrólisis Ácida Convencional
El primero se centra en la extracción y coloración de la pectina de las hojas secas de las plantas.
La extracción se realizó mediante hidrólisis ácida simple. Se definen condiciones específicas de
pH, temperatura y tiempo que son importantes para la calidad del producto. Este método dio
un rendimiento de pectina del 21,1% cuando se utilizaron 60 g de material tratado con ácido
cítrico a 9,1 °C. Aunque se ha demostrado que este enfoque es ineficaz, Pero se queda corto en
términos de tiempo y recursos necesarios en comparación con los métodos creativos.
Estudio 2: Extracción Tras la Obtención de Aceite Esencial
En el segundo estudio se utilizaron cáscaras de naranja que previamente habían sido sometidas
a extracción de aceite esencial. El uso de este proceso dio como resultado rendimientos
notables de pectina. La tasa de recuperación fue del 49,7% después de un procedimiento medio
de 38 horas. La hidrólisis se realizó a una temperatura de 80°C y pH 2,8 utilizando una
concentración de hexametafosfato de sodio al 0,7%. Centrarse en el potencial económico y la
sostenibilidad
Estudio 3: Comparación de Condiciones de Extracción
El tercer estudio se centró en comparar las cáscaras de naranja procesadas en dos condiciones,
con y sin extracción de aceite esencial. El mayor rendimiento de pectina, 35,83%, se obtuvo a
partir de cáscaras de naranja sin refinar. Este paso implica ajustar el pH a 3,2 y calentar a 90 °C
durante 90 min seguido de precipitación con alcohol etílico. Los resultados de este estudio
muestran el impacto de la condición de la materia prima en la eficiencia del proceso de
extracción.
Estudio 4: Optimización de Parámetros de Extracción
Finalmente, el cuarto estudio se centró en la extracción de pectina de alta calidad a partir de
cáscaras de cítricos. La eficiencia de extracción fue del 39,56% a pH 3,2 y un tiempo de
extracción de 75 min. Este método de filtración con alcohol demostró ser muy eficaz y sencillo.
Ayuda a obtener pectina pura. El uso de etanol en este proceso es digno de mención, ya que
evita la contaminación del producto final y mejora su calidad.
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
280
En general, los estudios presentados en este artículo muestran que la extracción de pectina a
partir de cáscaras de cítricos depende en gran medida de las condiciones específicas de
procesamiento. Esto incluye la condición de la materia prima y los parámetros del proceso de
extracción. La combinación de tecnologías de hidrólisis ácida tradicional y asistida, combinada
con el uso de subproductos industriales, ofrece valiosas oportunidades para el desarrollo
sostenible de la pectina en el sector agroindustrial. La diferencia de rendimiento varía entre el
21,1% y el 49,7%, lo que resalta la importancia de optimizar el proceso de extracción para
garantizar la eficiencia y la estabilidad de la producción de pectina. Tiene el potencial de aportar
importantes beneficios económicos a la agricultura y las industrias alimentarias.
DISCUSIÓN
Los resultados y propiedades obtenidos para la pectina obtenida de la cáscara de naranja, un
subproducto de la industria agrícola y alimentaria, muestran que la extracción y procesamiento
de la materia prima tiene un impacto significativo en el rendimiento y calidad final (15). Estos
resultados concuerdan con datos publicados en la literatura científica por numerosos autores y
resaltan la necesidad de optimizar los parámetros de extracción para aumentar la eficiencia de
la producción de pectina para su uso en la industria agrícola.
En este sentido, (7), (16)se ha demostrado que diferentes métodos químicos, microbianos o
enzimáticos afectan significativamente las propiedades fisicoquímicas y funcionales de la
pectina, las cuales son de gran importancia para su aplicación en diversos campos agrícolas.
Además, (17), (18) enfatizaron que es importante evaluar las propiedades de los materiales
individuales, ya que estas pueden variar dependiendo de la fuente vegetal, por ejemplo, la
planta. B. Pueden ser bastante diferentes, como por ejemplo la cáscara de naranja.
Los resultados de este estudio (19), (20) muestran que la condición de la materia prima tiene un
efecto significativo en el rendimiento y la calidad de la cáscara. Esto tiene implicaciones directas
para posibles aplicaciones en las industrias alimentaria y farmacéutica. Los autores destacaron
el gran potencial de los residuos agroindustriales como fuente de valiosos compuestos
bioactivos.
Por otra parte, estudios han demostrado que los desechos del procesamiento de frutas, como
cáscaras de naranja, tomate y plátano, podrían utilizarse potencialmente para la extracción de
pectina (21), (22), lo que es consistente con el método utilizado en este estudio. Estos
resultados son consistentes con los de un segundo estudio, que mostró que el aceite esencial
extraído de la cáscara de naranja produjo altos rendimientos, lo que indica el potencial para el
uso generalizado del subproducto agrícola.
Además, el uso de precipitación con alcohol, como se describe en el cuarto estudio, ha sido
descrito en la literatura científica como un método eficaz y eficiente (23), (24). Este proceso
reduce las impurezas y mejora las propiedades físicas, químicas y funcionales del producto final,
lo que lo hace importante para su aplicación en diversas industrias agrícolas.
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
281
Finalmente, la discusión de este trabajo se enriquece comparando los resultados con reportes
de diferentes autores que abordaron problemas relacionados con la extracción y caracterización
de pectina de residuos agroindustriales (25), (26). Esto pone de relieve la importancia de
optimizar las condiciones de extracción y el gran potencial de utilizar subproductos de la
industria alimentaria para una producción sostenible.
CONCLUSIONES
Finalmente, este estudio logró sus objetivos al investigar la viabilidad de extraer pectina de los
residuos de naranja y evaluar sus propiedades fisicoquímicas en comparación con la pectina
comercial. Los resultados del estudio confirmaron la hipótesis, mostrando que la calidad de la
pectina extraída de los residuos de naranja era similar a la de la pectina importada. La hidrólisis
ácida es el método más común para producir pectina a partir de cáscara de naranja.
Dependiendo de las condiciones de extracción la recuperación varía entre el 21,1% y el 49,7%.
La hidrólisis ácida optimizada logró el mayor rendimiento de pectina del 39,56% para la
variedad de naranja Paradisi. Entre ellos, la hidrólisis ácida por microondas tuvo el rendimiento
más bajo, 21,1%. Estos resultados resaltan la importancia de evaluar cuidadosamente las
condiciones de extracción, incluido el tipo de alimentación, el pretratamiento y los parámetros
operativos, para mejorar la eficiencia y la calidad de la pectina.
Además, el estudio encontró que el uso industrial de subproductos como la cáscara de naranja
ofrece valiosas oportunidades para la producción sostenible de pectina, ayuda a reducir el
desperdicio y proporciona importantes beneficios económicos y ambientales. Por lo tanto, se
propone investigar y optimizar el proceso de extracción de pectina de estos residuos agrícolas
con el fin de promover el desarrollo de la industria local y el uso de recursos renovables.
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OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PECTINA DE CÁSCARA DE NARANJA PARA USOS AGROINDUSTRIALES
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