Por Liv Vlaminck Hernández y Romina F. Steele | CIENCIA AMATEUR
Autores revisores Jorge Welti Chanes y Magdalena de Jesús Rostro Alanís
Cada año, México produce cerca de 800,000 toneladas de residuos cítricos y la gran mayoría se desecha sin ningún tratamiento, lo que genera una gran contaminación y provoca el desperdicio de compuestos valiosos como la pectina, fibras y aceites esenciales [1, 2].
Esta situación representa no solo una pérdida ambiental, sino también una oportunidad desaprovechada para la innovación y la sustentabilidad.
La cáscara de naranja está constituida de dos partes: la capa externa, llamada flavedo, es la parte de color naranja y contiene aceites esenciales (sí, esos que aportan el aroma distintivo de la fruta).
Por su parte, el albedo es la capa interna de la cáscara y se caracteriza por su tono amarillento [3]. En esta parte se encuentra una molécula orgánica de gran valor para las industrias alimentaria y farmacéutica: la pectina, responsable de la consistencia viscosa de la mermelada que tanto nos gusta y de la textura de algunos de nuestros panquecitos comerciales favoritos [1, 4-7].
La pectina es especialmente valiosa para la industria farmacéutica porque tiene la capacidad de formar geles y aumentar la viscosidad de jarabes, cápsulas y suspensiones, lo que ayuda a mantener los ingredientes activos uniformemente distribuidos. Además, permite diseñar sistemas de liberación controlada de fármacos, que protegen los principios activos hasta que llegan a su sitio de acción.
Como fibra soluble, la pectina aporta beneficios adicionales para la salud: ayuda a reducir los niveles de colesterol y glucosa en sangre, y su biocompatibilidad y seguridad la convierten en un componente ideal para diversas formulaciones medicinales.
Métodos de extracción de pectina
La pectina se encuentra en las paredes celulares de todas las plantas. Estas paredes están formadas por una red de estructura compleja, compuesta de hemicelulosa, celulosa y pectina [1, 8].
Actualmente, la extracción de pectina se realiza mediante métodos poco sostenibles. Uno de esos métodos utiliza ácidos minerales, como el ácido clorhídrico, un solvente altamente contaminante cuya liberación en el medio ambiente contribuye a la acidificación de los ecosistemas [1, 9].
El uso de estos compuestos para la extracción de pectina contradice por completo el objetivo de aprovechar los residuos de manera responsable. Y para abordar este desafío, se han impulsado diversas estudios con la finalidad de desarrollar alternativas más amigables con el medio ambiente.
Por ejemplo, investigaciones recientes han propuesto el uso de ácido cítrico, un solvente más ecoamigable en comparación con otros ácidos tradicionalmente empleados [1,10]. Su uso permitiría implementar prácticas más sostenibles para la extracción de pectina, y con ello, mejorar la sostenibilidad del proceso de extracción, así como la calidad de la pectina obtenida.
Otra alternativa consiste en el uso de enzimas capaces de degradar la hemicelulosa y la celulosa de la pared celular de la cáscara y así liberar el compuesto de interés: la pectina. Enzimas como la celulosa y la xilanasa actúan como biocatalizadores que hidrolizan los componentes no pécticos, degradando la pared celular y facilitando la liberación de pectina [1, 11].
De cáscaras a pectina
Nuestro estudio “Conventional and Innovative Methods for Pectin Extraction from Agro-industrial By-products”, publicado en Food Engineering Reviews, destaca el potencial de las cáscaras de naranja como una fuente eficaz para obtener pectina de alta calidad, al tiempo que resalta la importancia de aprovechar los subproductos agrícolas.
Los resultados demuestran la eficacia de los métodos de extracción enzimática y con ácido cítrico para obtener pectina a partir de cáscaras de cítricos, mostrando ventajas significativas frente a las técnicas tradicionales basadas en ácidos minerales, como el ácido clorhídrico.
El mayor rendimiento y las propiedades químicas favorables de la pectina extraída sugieren que los procesos enzimáticos o con ácido orgánicos menos corrosivos pueden satisfacer la creciente demanda de aditivos alimentarios sostenibles y de alta calidad. Optimizar las condiciones de extracción y utilizar los residuos agrícolas, no solo contribuye a la reducción de desechos, sino que también mejora la viabilidad económica de la producción de pectina.
Estos avances contribuirán a la sostenibilidad al emplear dos técnicas verdes e innovadoras en la investigación de pectina: la extracción enzimática y la extracción con ácido cítrico. Ambas permiten maximizar el valor de los subproductos agrícolas, promoviendo la reducción de desechos y apoyando los principios de la economía circular.
Hasta ahora, no solo se ha logrado extraer el compuesto de interés, sino que también se pudo obtener pectina de alta calidad en cantidades considerables, en comparación con los métodos convencionales.
Estos avances no representan solo un logro de laboratorio: son la prueba de que México tiene el potencial de transformar sus desechos agrícolas en motores de innovación y sostenibilidad. Un país donde las cáscaras de naranja ya no sean basura, sino el punto de partida para una economía más verde y competitiva.
Referencias
- Macias-Frotto, B., Rostro-Alanís, M., Escobedo-Avellaneda, Z., & Welti-Chanes, J. (2024). Conventional and Innovative Methods for Pectin Extraction from Agro-industrial By-products. Food Engineering Reviews.
- Galindo-Segura, L. A., Pérez-Vázquez, A., Ramírez-Martínez, A., López-Romero, G., & Gómez-Merino, F. C. (2023). El Manejo del Bagazo de Naranja en la Zona Centro del Estado de Veracruz. Terra Latinoamericana, 41.
- Jentzsch, M., Albiez, V., Kardamakis, T. C., & Speck, T. (2024b). Analysis of the peel structure of different Citrus spp. via light microscopy, SEM and µCT with manual and automatic segmentation. Soft Matter.
- [4] Cortés-Camargo, S., Román-Guerrero, A., Alpizar-Reyes, E., & Pérez-Alonso, C. (2023). New Sources of Pectin: Extraction, Processing, and Industrial Applications. En IntechOpen eBooks.
- Garcia-Amezquita, L. E., Tejada-Ortigoza, V. A., Pérez-Carrillo, E., Serna-Saldívar, S. O., Campanella, O. H., & Welti-Chanes, J. (2019). Functional and compositional changes of orange peel fiber thermally-treated in a twin extruder. LWT – Food Science and Technology, 111, 673–681.
- Tejada-Ortigoza, V. A., Garcia-Amezquita, L. E., Serna-Saldívar, S. O., Martín-Belloso, O., & Welti-Chanes, J. (2018). High hydrostatic pressure and mild heat treatments for the modification of orange peel dietary fiber: Effects on hygroscopic properties and functionality. Food and Bioprocess Technology, 11, 110–121.
- Donchenko, L. V., Sokol, N. V., Sanzharovskaya, N. S., Khrapko, O. P., & Mikhaylova, T. A. (2020). Functional role of pectin in the bakery technology. IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 488(1), 012010.
- Roman-Benn, A., Contador, C. A., Li, M., Lam, H., Ah-Hen, K., Ulloa, P. E., & Ravanal, M. C. (2023). Pectin: An overview of sources, extraction and applications in food products, biomedical, pharmaceutical and environmental issues. Food Chemistry Advances, 2, 100192.
- Chandel, V., Biswas, D., Roy, S., Vaidya, D., Verma, A., & Gupta, A. (2022). Current Advancements in Pectin: Extraction, Properties and Multifunctional Applications. Foods, 11(17), 2683.
- Dranca, F., & Oroian, M. (2018). Extraction, purification and characterization of pectin from alternative sources with potential technological applications. Food Research International, 113, 327-350.
- Riyamol, N., Chengaiyan, J. G., Rana, S. S., Ahmad, F., Haque, S., & Capanoglu, E. (2023). Recent Advances in the Extraction of Pectin from Various Sources and Industrial Applications. ACS Omega, 8(49), 46309-46324.
Autores
Liv Vlaminck Hernández. Estudiante de Ingeniería en Biotecnología. Ha participado en proyectos de investigación a través del programa U-LEAD. Su experiencia incluye el aprovechamiento de subproductos agrícolas y la síntesis de monómeros para el desarrollo de materiales sostenibles. Además, formó parte de Expo Ingenierías con un innovador proyecto de cultivo de tejidos vegetales. Su enfoque durante la carrera se centra en la integración de la biotecnología y la economía circular para diseñar tecnologías ecológicas y promover la sostenibilidad.
Romina F. Steele. Estudiante de Ingeniería en Biotecnología en el Tecnológico de Monterrey. Ha participado en proyectos de divulgación científica como asistente y directora de revistas, entre ellas Arte, Cultura y Sociedad y Revista Youth Science. También ha formado parte de eventos de promoción de la ciencia, como la Ascendion Science Fair y Expo Ciencias. También colaboró con el equipo iGEM de la universidad, desarrollando un proyecto enfocado en sostenibilidad y medio ambiente para una competencia internacional de biología molecular.
Este artículo fue supervisado por:
Jorge Welti Chanes. Líder del proyecto Food Security & Nutrition, del Núcleo de investigación en Salud de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, del Tec de Monterrey. Es profesor investigador con más de 45 años de experiencia, y miembro del Sistema Nacional de Investigadores
Magdalena Rostro Alanís. Investigadora de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, del Tec de Monterrey, con 10 años de experiencia. Es integrante del Sistema Nacional de Investigadores.
