Extracción, caracterización y secado por aspersión de bromelina cruda obtenida a partir de residuos de piña “perolera” (anana comosus)

Abstract

El objetivo de esta tesis es analizar e identificar los residuos de piña “Perolera” (Anana comosus) con las mejores propiedades para ser utilizados como materia prima para la obtención y secado por aspersión de bromelina cruda con alta actividad proteolítica.

Del recinto “El rosario” ubicado en la vía Naranjito-Bucay se recolectó frutos semi maduros y tallos de piña Anana Comosus variedad Perolera, los cuáles fueron cepillados, lavados y enjuagados. Se separó la cáscara del fruto y la corteza del tallo para poder ser triturados y puestos en refrigeración a una temperatura de 5ºC.

Tanto para cáscara y tallo se procedió a realizar el proceso de extracción por separado mediante la adición de un buffer de extracción compuesto de ácido sulfúrico y sulfuro de sodio. Las mezclas se homogenizaron en un baño de hielo por 40 minutos, posteriormente se filtraron y recolectó los líquidos que se centrifugaron a 5ºC a 8500 rpm por 30 minutos. Terminada la etapa de centrifugación se eliminaron los precipitados y se recolectaron los sobrenadantes para refrigerarlos a una temperatura de 5ºC.

Obtenidos los extractos de bromelina cruda de cáscara y tallo se procedió a medir los parámetros químicos como el pH, grados Brix y concentración de proteínas. Además se midió la actividad proteolítica por el método de la unidad de digestión de la gelatina del cual se obtuvieron valores promedio de 648 GDU/g para extracto de bromelina cruda de cáscara y 893 GDU/g para extracto de bromelina cruda de tallo. Se ingresó los valores al programa estadístico Minitab 16 para conocer si existía diferencia significativa entre las medias de las actividades proteolíticas de los extractos de bromelina cruda de cáscara y tallo. Este último fue seleccionado por presentar las características de; poseer mayor actividad proteolítica, pH estable y de ser el residuo más accesible en la post cosecha del fruto.

A continuación se micro encapsuló con goma arábiga en una concentración del 15% de la masa total de la muestra y se secó en un secador tipo spray dryer a una temperatura de entrada del aire de 65ºC a un flujo de 4 ml/min. Obtenido el polvo de bromelina cruda seca de tallo se midieron los parámetros físicos químicos como humedad, actividad de agua, pH, actividad proteolítica y concentración de proteínas usando el método de la reacción de Biuret. Los resultados de los ensayos fueron analizados en el programa estadístico Minitab 16 y se comprobó que existía diferencia significativa entre las actividades proteolíticas del extracto de bromelina cruda de tallo y el polvo de bromelina cruda seca de tallo tras la operación de secado, puesto que se obtuvieron valores promedios de 893 GDU/g para el extracto de bromelina cruda de tallo y 403 GDU/g para bromelina cruda seca de tallo.

Como opción para mejorar la protección de la actividad proteolítica de la enzima se realizó un diseño de experimentos en el que se demostró que sí existe influencia en la actividad proteolítica de la enzima por el uso de los agentes microencapsulantes; goma arábiga y maltodextrina, y el uso sulfato de zinc como agente protector. Para ello se elaboraron lotes de; bromelina cruda seca micro encapsulada con goma arábiga y agente protector, bromelina cruda seca de tallo micro encapsulada con maltodextrina con y sin agente protector. Se midieron las actividades proteolíticas y fueron analizadas en el programa estadístico Minitab 16. Como respuesta se demostró que el agente protector influye significativamente sobre la actividad proteolítica de la enzima ya que micro encapsular con goma arábiga y adicionar sulfato de zinc se obtiene una actividad proteolítica promedio de 980 GDU/g y micro encapsular con maltodextrina y sulfato de zinc una actividad proteolítica promedio de 840 GDU/g.

Al finalizar se concluyó que los tallos de piña Perolera son residuos agrícolas de los cuales se pueden obtener extractos de bromelina cruda secado por aspersión con alta actividad proteolítica mediante el uso de goma arábiga y sulfato de zinc.