Introducción
En anterior publicación habíamos visto una breve descripción de los aceites esenciales del naranjo amargo Nerolí y Petitgrain. En este escrito nos proponemos describir lo relacionado con un aceite esencial que se obtiene de la cáscara de la naranja dulce -Citrus sinensis (L) Osbeck-. La primera industrialización de las naranjas fue para obtener sus aceites esenciales a partir de flores, hojas y el flavedo; este proceso tiene muchos años. A partir de los años de 1940 es cuando se desarrollan nuevos objetivos industriales que consisten en producir una mayor industrialización que resultaba en obtener además del jugo otros productos como: jugo concentrados, congelados, deshidratados en polvo. Además, pectina, mermelada, pulpa seca para forraje y aceites además de la cáscara, de semillas. El jugo concentrado se utiliza para la fabricación de bebidas no alcohólicas. El aceite se para aromatizar productos cosméticos y farmacéuticos y la pectina como aglutinante en la industria farmacéutica y alimentaria.
Partes del fruto de la naranja que van para la industria
Fig1.Una naranja cortada a la mitad por la región ecuatorial atravesando el centro.
Se puede observar de afuera hacia
adentro el epicarpio llamado flavedo en los citrus -por los pigmentos carotenonides amarillos-. En este sector se encuentran unas cavidades glandulosas que se destacan en la foto por la intensidad de la luz incidente posterior que las retroilumina. Continua hacia el interior el mesocarpo carnoso de color blanco llamado albedo.
Hacia el centro siguen los carpelos llamados gajos que están conformados por vesículas jugosas de las que se extrae el zumo. Donde se unen todos los carpelos se forma un eje o columna. En el endocarpo se encuentran filamentos transformados en vésiculas jugosas y en las axilas están las semillas.
Estructura del fruto de una naranja dulce -Citrus sinensis-
Corteza, cáscara
Los citrus tienen un fruto llamado hesperidio. En el pericarpio se diferencia desde la superficie hacia el interior un tejido de color naranja al que le dicen flavedo o epicarpo -con origen en el mesocarpo-. Este tiene una delgada porción exterior denominada epidermis. Hacia el centro del fruto siguen varias filas de células de tejido subepidérmico y continua con el mesocarpo esponjoso de color blanco de nombre albedo.
Fig 2.Sección del borde del
fruto donde se pueden
observar las glándulas
oleíferas seccionadas
muy cercanas a la epidermis.
El albedo se encuentra
coloreado por pigmentos
naturales. La imágen
superior y esta fueron
obtenidas en nuestro
laboratorio de la FAUBA
En la zona subepidérmica se encuentran las cavidades glandulares que son el resultado de división celular, que dejan pocas células con una gran vacuolización.
A la madurez del fruto, si se rasga la epidermis y unas filas de células mas, se huele el aroma del aceite, el cual puede extraerse posteriormente por los procesos industriales.
En el flavedo encontramos células parenquimáticas constituyendo paquetes muy densos. Sobre la epidermis del flavedo encontramos una cutícula delgada y transparente. En el albedo las células son de parénquima, pero en una estructura mas laxa, donde hay espacios de mayor dimensión entre células. Esto es lo que le da carácter esponjoso.
Los segmentos dentro del fruto se nombran como gajos, son curvos y se disponen alrededor de un eje central. Cada segmento tiene vesículas dispuestas sobre los septos. Dentro de las vesículas está el zumo. Dentro de las vesículas se encuentra una pequeña glándula de aceites esenciales.
Formación de las cavidades glandulares en la ontogenia del fruto
Posteriormente a la antesis mientras el fruto va creciendo, las células glandulares del epicarpo se inician próximas a la epidermis a partir de agrupaciones de células meristemáticas de forma globular.
Fig 3.Preparado microscópico de un sector
de la piel, donde bajo la epidermis
se encuentra la cavidad glandular .
En el preparado se distinguen las
paredes celulares, la epidermis y
la cavidad glandular. Se ven células
parenquimáticas bajo la epidermis.
Estos cortes se obtienen con
un micrótomo y para su
estudio se los tiñe con un colorante
llamado safranina. La imágen que
se muestra tiene una tinción digital.
Las células centrales productoras de aceite se van agrandando hasta fusionarse una o mas vacuolas de células contiguas. En la cavidad glandular se van produciendo lisis y rupturas que van generando una sobreposición entre restos celulares mientras se produce una fuerte desorganización del citoplasma, pérdida de núcleos y autolisis.
Las gotitas de aceite se forman en los plástidios. Hay una progresiva expansión de la cavidad glandular, mientras las células que rodean la cavidad son comprimidas hacia el lado de la epidermis. Las células que rodean la cavidad hacia el lado externo -epidermis- tienen un engrosamiento de su pared celular posiblemente con fines de protección mientras parte de las células internas continúan produciendo aceite.
El color externo del fruto
Los carotenoides son pigmentos de color amarillo anaranjado que están en cromoplastos derivados de los cloroplastos y se encuentran en las capas de células mas externas del fruto, en el flavedo. Cuando la clorofila se degrada, en los cromoplastos se producen transformaciones y se forman cristales globulares de beta caroteno.
Parte comestible del fruto
Los llamados "gajos" en lenguaje coloquial, son botanicamente los carpelos que forman lóculos, los que tienen en su interior vesículas o sacos de jugos y las semillas como ya dijimos.
La producción de los aceites esenciales de naranja, tienen relación con el procedimiento agronómico seguido: los cultivares seleccionados, las condiciones ambientales de cultivo de plantas y frutos
El posterior aprovechamiento de los frutos en sus diversas variantes: fruta para comer en fresco; fruta para exportación; extracción del jugo; fitoquímicos, aprovechamiento de las cáscaras deshidratadas para la obtención de aceites esenciales, colorantes, fibras y pectinas.
Respecto de los jugos los indicadores de calidad diferencian las partidas de frutos entre sólidos solubles totales (SST) y el contenido en jugo (CJ) que se establecen por cultivares y condiciones edafoclimáticas.
La primera parte es la producción de plantas se realiza en viveros para llevar al lugar de cultivo donde se obtiene la fruta.
Fig 4.Viveros de citrus bajo protección
de invernaderos. La cría de los
plantones se realiza siguiendo
estrictas condiciones de identidad
varietal, sanidad y trazabilidad.
Un salto de calidad en la fruticultura
Es muy importante que durante todas las etapas de producción hasta llegar a obtener las frutas y las posteriores etapas de manipuleo, limpieza, clasificación y empaque se sigan estrictos controles sanitarios. En la región noreste -márgen río Uruguay- de producción de citrus en Argentina se están tomando medidas para realizar los viveros de producción de plantas de citrus bajo cubierta de invernadero a fin de poder combatir al vector Diaphorina citri -una chinche, -un hemíptero psílido- portadora de la bacteria que trasmite una enfermedad que afecta dañando hasta la muerte a las plantas cítricas. La enfermedad fue denominada (HLB, HUANGLONGBING (ex “Citrus
greening”).
La producción de otros citrus se ajustan a un esquema general similar. El sector primario de la producción de las plantas y frutas. Luego el sector industria, que corresponde a:
- a) empaque: es la fruta que va a consumo local o a exportación
- b) industrialización primaria
- c) industrialización secundaria
Durante la etapa de industrialización primaria se obtienen los jugos, se separa la cáscara y a partir de ella se realiza una recuperación, extrayendo el aceite que está en el interior del flavedo y también se pueden extraer pigmentos. Los aceites esenciales de naranja son los de mayor utilización -y están entre los de menor precio-. Con la cáscara deshidratada se opera para extraer la pectina.
Fig 5.Esquema de la cadena
productiva elaborado
por el Mincyt. Ministerio
de Ciencia y Tecnología.
En la industria de los jugos y concentrados, una vez extraído el jugo de la naranja quedan las semillas, la piel o cáscara y la pulpa seca; esto es alrededor del 50% del fruto. Existen plantas integradas para la separación y procesamiento de subproductos una vez extraído el jugo para bebidas. Estos materiales siguen un camino hacia otras industrias para obtener distintos productos derivados:
1.Aceites esenciales (volátiles);
2.Pectinas;
3.Pigmentos
4.Residuos secos para la fabricación de piensos para alimento animal.
Instrumental para control de calidad e investigación
Los aceites esenciales son una combinación de diversos componentes entre los cuales hay algunos que están en muy pequeñas cantidades. Una forma de control del producto es la disponibilidad de instrumental que permite identificación y calidad de un producto a la venta. El instrumental puede disponer de un banco de datos para realizar comparaciones cuando se investiga y constatar el material que se comercializa y/o evitar fraudes.
La investigación encuentra aplicaciones para utilizar los distintos derivados de un aceite esencial. La mejora de los instrumentos permite identificar y cuantificar la fracción volátil del aceite esencial. Fueron decisivos en la investigación y aplicaciónes productivas: el cromatógrafo de gases CG, el espectrómetro de masas EM, la NMR resonancia magnética nuclear, y la cromatografía líquida de alta resolucion HPLC.
Para el estudio de metabolitos, pigmentos las muestras frescas se congelan en nitrógeno líquido para conservarlas hasta inyectarlas en el HPLC.
Uso en la salud como preventivos
Los flavonoides, una de las familias fitoquímicas de compuestos bioactivos contenidos en frutas y hortalizas, que contribuyen a evitar el riesgo de enfermedades crónicas. Están en el jugo y una cantidad generalmente se encuentran como componentes de la fracción de aceites esenciales de las cáscaras de cítricos. Cuando se exprime a mano no se encuentran porque están en la piel que se descarta, pero si se encuentran en preparados de jugos comerciales porque no es perfecta la separación del zumo de los aceites esenciales que estan en el flavedo. La hesperidina es el flavonoide de mayor concentración en el jugo.
Los flavonoides son de importancia como preventivos con actividad antioxidante y eliminan radicales libres dañinos para la integridad celular. La industria farmaceutica comercializa sustancias presentes en las frutas, tales como vitaminas, etc. Una extensa revisión sobre la composición en flavonoides de los citrus puede encontrarse en las referencias.
La composición química del aceite esencial de la naranja
Los aceites esenciales se extraen de la piel de la naranja. En la piel se pueden observar diferencias en cuanto a la composición química de acuerdo a la variedad (cv), región de cultivo, tipos de suelos, procesamiento de las frutas, forma de almacenado, estado de madurez del fruto y edad del aceite extraído. De todas maneras los hidrocarburos monoterpenos son las mas prominentes clases de compuestos encontrados. Pero por lo tanto la calidad del aceite está determinada por los otros componentes que les llaman oxigenados con funciones tales como los aldehidos, alcoholes, eter, ester, etc.
La fracción de hidrocarburos terpenos representa mas del 95% del total y tienen muy pequeña contribución a la fragancia del aceite. Dentro de ellos el limoneno es el terpeno mas abundante con aproximadamente el 95% del aceite total. La fracción oxigenada comprende solamente 4% del líquido extraído del flavedo del naranjo dulce y es altamente odorifera, siendo el principal responsable del olor del aceite esencial. Entre estos últimos encontramos β-linalol, decanal y 2(10)- pineno, (1S,5S)-(-)-.
Obtencion del aceite esencial
Es un proceso mecánico. Para el proceso de transformación de la fruta en jugos, aceites esenciales, pectinas, fibras, etc, hay ofrecidas maquinarias de diferentes orígenes. Para la obtención de jugos y concentrados de alta calidad, la cáscara y el zumo no deben mezclarse. La extracción del aceite esencial se hace por raspado o rallado, sistemas que escarifican la piel y mezclan el aceite con agua para arrastar el aceite. El proceso puede ser en dos etapas: primero erosionar o pelar la piel y luego procesar el resto del fruto.
El camino del jugo
El jugo también se extrae mediante procedimientos mecánicos, se concentra para transportar menos peso, pero además se lo pasteuriza para evitar que la actividad de las enzimas degraden diversas sustancias, consuman azucares y terminen modificando el sabor del zumo.
ampliaremos...
Referencias
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Volume 199, Issue 6, 2004, Pages 464–475
http://dx.doi.org/10.1078/0367-2530-00174, How to Cite or Link Using DOI
Laskowski, L; García-Luis, A.; Torres, J. 2006. Desarrollo del fruto de Citrus sinensis cv. Salustiana. Bioagro 18(1): 15-23.2006. Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado.Venezuela. Universidad Politécnica de Valencia.
Flavonoid Composition of Citrus Juices. Giuseppe Gattuso*, Davide Barreca, Claudia Gargiulli, Ugo Leuzzi and Corrado Caristi*
Dipartimento di Chimica Organica e Biologica, Università di Messina, Salita Sperone 31, I-98166. Messina, Italy. Molecules 2007, 12, 1641-1673
BEBIDAS HÍDRICAS, AGUA Y AGUA GASIFICADA. Normativas Código Alimentario Argentino Para Aguas y Bebidas Hídricas. Cap XII
FRUTAS CÍTRICAS (Limón, Mandarina y Naranja)
Corrientes, Entre Ríos y Tucumán. DEBILIDADES Y DESAFIOS TECNOLOGICOS DEL SECTOR PRODUCTIVO. Mincyt
Tucuman.Distinguen a Vivero Citrus, por su récord Guinness. 20 dic, 2012 en Economía, Política. Es el mayor vivero del mundo de plantas de limón. Invernaderos Metálicos Climatizados. TONY ARNEDO.
Monte Caseros, Corrientes. Comenzará la producción de plantas de citrus a partir del 2011 bajo invernaderos
