Facultad de Ciencia y Tecnología Departamento de Matemáticas Métodos de Análisis Químicos II Ginna Barreto Gómez 2018-1 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DEL COLORANTE ROJO DE AZORRUBINA EN PRODUCTOS COMERCIALES
Ginna Barreto,
[email protected] OBJETIVOS
Determinar la cantidad del colorante rojo de Azorrubina expresado en ppm, presente en un bon bon bum sin cubierta y asa libre de goma con sabor a fresa de la empresa colombiana. Construir una curva de calibración calibració n espectrofotométrica espectrofotométr ica con soluciones patrón de colorante rojo de azorrubina con sacarosa comercial comer cial 40% p/v, para determinar los porcentajes de transmitancia y absorbancia. Construir una curva espectral espectrofotométrica espectrofotométr ica para determinar la longitud de onda máxima de absorción, el ancho de banda y el rango de trabajo espectrofotométrico. Determinar la incertidumbre del procedimiento.
FUNDAMENTO TEÓRICO
La Espectrofotometría es una de las técnicas experimentales de análisis óptico más utilizadas para determinar la concentración de un compuesto en solución, esta técnica se caracteriza por su precisión, sensibilidad y su aplicabilidad a moléculas de distinta naturaleza y estado de agregación (sólido, líquido, gas) (Cruz E., Franco I., (2007)). Su funcionamiento se basa en absorción de radiaciones electromagnéticas que reciben las moléculas, donde la cantidad de luz absorbida depende de forma lineal de la concentración. Para realizar este tipo de análisis se utiliza un equipo electrónico denominado espectrofotómetro, en el cual se puede seleccionar la longitud de onda de la luz que pasa por una solución y así medir la cantidad de luz absorbida por la misma. Cuando la luz atraviesa una sustancia, parte de la energía es absorbida y sus moléculas pueden almacenarla en forma de energía interna , cuando se utiliza la luz en los rangos visible, ultravioleta (UV) cercano y el infrarrojo (IR) cercano, las moléculas se someten a transiciones electrónicas donde sus átomos se excitan pasando un electrón elect rón de un orbital del estado fundamental a un
orbital excitado de energía superior (Cruz E., Franco I., (2007)). De esta manera la molécula almacena la energía del fotón; el cual es una partícula elemental responsable del fenómeno electromagnético. Como la energía se conserva, la diferencia diferenci a de energía entre el estado fundamental de la molécula (A) y su estado excitado (A*) debe ser exactamente igual a la energía del fotón . De este modo la luz absorbida en función de la longitud de onda, constituye una verdadera seña de identidad de cada sustancia o molécula. El coloreado artificial de los alimentos ha ganado gran importancia en la industria ya que son productos más fáciles y económicos de fabricar con respecto a los colorantes de origen natural. El rojo de azorubina es un colorante sintético utilizado para conseguir el color de frambuesa en caramelos, helados y postres (Restrepo M. (s.f).), pertenece al grupo de los colorantes azoicos, caracterizados por la presencia del grupo azo ( –N=N –) unido a anillos aromáticos (Contento A. (1997)). Se presenta en forma de polvo y gránulos, de color rojo púrpura, es inoloro, estable en ácido
Facultad de Ciencia y Tecnología Departamento de Matemáticas Métodos de Análisis Químicos II Ginna Barreto Gómez 2018-1 cítrico, acético, málico y tartárico, soluble en agua adquiriendo una coloración rojiza e insoluble en etanol, soporta temperaturas de horneo y es estable a la luz. La figura 1 representa la estructura molecular del rojo de azorubina o también llamado Carmoisina cuyo nombre IUPAC es: 4- hidroxi-3-(-4-sulfonato-1-naftilazo) naftaleno-1- sulfonato disódico, su fórmula química es C 20H12N2Na2O7S2 y su peso molecular es 502,44 g/mol 1.
La FDA (Food and Drug Administration) prohíbe su uso en alimentación porque no es absorbido en el intestino (Contento A. (1997)), sin embargo, está permitido en la Unión Europea etiquetado como E122, el cual es un indicativo que permite identificarlo, conocer su función y su denominación química. El valor IDA (Ingesta Diaria Aceptable) es de 0.4 mg/Kg, se utiliza en los refrescos con un valor máximo de 100 mg/L, pero en alimentos de yogurt, jarabes y salsas de mesa el nivel máximo es de 50 mg/Kg o mg/L. (VIO, Fernando (2002)).
PROCEDIMIENTO
Preparación de solución problema. INICIO Pesar un Bon Bun Bum Fracturar y retirar goma de mascar
Pesar 8-9 g con precisión 0,1 mg Disolver en agua destilada Filtrar con papel de paso rápido Colectar el filtrado en matraz de 50,0 mL Lavar residuo y completar con agua destilada FIN
1
Distribuidora y convertidora industrial. (sf). Rojo N°5.
Facultad de Ciencia y Tecnología Departamento de Matemáticas Métodos de Análisis Químicos II Ginna Barreto Gómez 2018-1 . Para analizar la solución problema de rojo de azorrubina, se realizó análisis en el espectrofotómetro por triplicado, como se observa en la siguiente tabla. Tabla N°2. Datos de Solución ……… problema
Fuente: Elaboración propia. TRATAMIENTO DE DATOS
Curva de Calibración Incertidumbre de medidas
( ) ( ) = ∓ .) . + ∓. ( ) ( = 0,02231±0,02523) 2523 + 0,1759±0,0888) 888 )X ( ) = . . ( ̅)
= = √ ( / ̅) = ( (( ̅̂)) Tabla N°4. Datos de Incertidumbre de medida
Fuente: Elaboración propia.
Límite de detención
= + 3 // = = = + 10 = =
Límite de Cuantificación
Tabla N°5. Valores de Limite de detención y cuantificación
Fuente: Elaboración propia.
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Solución Problema
==0,438 -0.437
%T= 10
*100
%T= 36.48%
0,4=380, = 0,0352002310 =11,758 = / . 1 + 1 + .(( ̅)̅)
4 34) = 0,0,00304352 . 11 + 19 + 0,0(0,3524380, .( 592,0898)
=0,910 = . ∓ .. == 01,.971209 .ppp1p9m0
µ = 11.7Kg58mg ± 1.729729 ppm
% − 100 =1.176∗ 10 ∗0,0500∗ 0.0080023 % % neto = 0,00735 0735&& % − 10 100 − =1.176 ∗ ∗0,0500∗ 1.8563x10 % % == 3.16%
Facultad de Ciencia y Tecnología Departamento de Matemáticas Métodos de Análisis Químicos II Ginna Barreto Gómez 2018-1 ANÁLISIS DE RESULTADOS
Los colorantes azoicos tienen la fórmula general R1-N=N-R2 y comprenden más compuestos que todas las demás clases de colorantes reunidos. Su uso en alimentos se está reduciendo debido a la toxicidad de algunos de los miembros de esta clase. El colorante "E-122" según la lista de aditivos alimentarios de la CEE, se denomina también Carmoisina o Rojo N°5
y se trata de un derivado sintético de la familia de los colorantes monoazoicos el cual se utiliza para dar color de "fresa" a los caramelos y productos de pastelería, helados. Para realizar la cuantificación de rojo de azorrubina en una muestra de bon bon bum con sabor a fresa fabricado en Colombiana S.A. se determinó su absorbancia en un equipo de UV-Visible 1800 a una longitud de onda de 519 nm utilizando como patrón una solución de sacarosa comercial 40% p/v.
Grafica N°1. Espectro registrado en la región UV-Visible del rojo de azorrubina
Fuente: SHIMADZU SPECTROPHOTOMETER UV-1800, Universidad Pedagógica Nacional.
En la gráfica N°1 se puede observar el espectro a modo de curva del colorante rojo de azorrubina que representa su absorbancia en función de la longitud de onda. Cuando el colorante está expuesta a una longitud de onda inferior y superior de 519,00 nm la curva espectral refleja
una absorbancia baja, lo cual exhibe que la energía radiante que es absorbida en función a la longitud de onda en la curva espectral presenta una máxima absorbancia de 0,44569 a una longitud de onda de 519,00 nm.
Facultad de Ciencia y Tecnología Departamento de Matemáticas Métodos de Análisis Químicos II Ginna Barreto Gómez 2018-1 Con las absorbancias obtenidas (véase en la tabla N°1) se elaboró una curva de calibración con la sustancia patrón de rojo de azorrubina. Grafica N°2. Curva de calibración de soluciones patrón del colorante
Fuente: Elaboración propia
En la gráfica N°2 se observa que la absorbancia es directamente proporcional a la concentración, por ende, si aumenta una variable la otra también. La linealidad de la curva presenta un R 2 (coeficiente de determinación) de 0,9912, el cual indica un ajuste lineal ideal, ya que indica que la
variación total de la variable Y es explicada por el modelo de regresión, por lo tanto, las lecturas obtenidas en el SHIMADZU equipo SPECTROPHOTOMETER UV-1800 son confiables.
Al realizar el tratamiento de datos de la solución patrón se observa que la concentración minina de mensurando presente en la sustancia que fue detectada por el equipo SHIMADZU SPECTROPHOTOMETER UV-1800 de 8,64ppm ya que en el límite cuantificación cuenta con una alta precisión y exactitud. CONCLUSIONES
Luego de realizar la curva de calibración de la solución patrón para el análisis de rojo se azorrubina, se obtuvo que la concentración en mg/L del colorante en una muestra de bon bon bum con sabor a fresa es:
= 11.7Kg6mg
lo cual indica que se encuentra dentro del rango de ingesta diaria aceptable, sin embargo, el consumo repetitivo de este
producto diario, representa un factor de riesgo para la salud, pues este colorante no puede ser absorbido en el intestino. Con respecto a la curva de calibración espectrofotometría con soluciones patrón de colorante rojo de azorrubina con sacarosa comercial 40% p/v se obtuvo un R2 (coeficiente de determinación) de 0,9912 que indica un método aceptable, ya que en trabajos analíticos se requiere un valor igual o mayor de R 2=0,995.
Facultad de Ciencia y Tecnología Departamento de Matemáticas Métodos de Análisis Químicos II Ginna Barreto Gómez 2018-1 La longitud de onda de máximo absorción obtenida en la curva espectral en la región UV – Visible fue de 519,00 nm, con absorbancia de 0,44569 y un ancho de banda que está entre las longitudes de onda de los 400nm a los 600 nm. Finalmente, la procedimiento fue:
incertidumbre
del
= ∓ .
µ = 11.7Kg6mg ± 1.729 ppm ppm BIBLIOGRAFÍA
Contento A. (1997). Nuevos métodos fotométricos y cromatográficos para la determinación de colorantes rojos en alimentos. España: Universidad de Castilla-La Mancha. Cruz E., Franco I., (2007). Propuesta de un colorante natural a partir de la semilla de persea americana m (aguacate). ., de Universidad de el Salvador; Facultad de Química y Farmacia, Obtenido en: http://ri.ues.edu.sv/4837/1/161000 66.pdf
Distribuidora y convertidora industrial. (sf). Rojo N°5 Restrepo M. (s.f). Sustitución de colorantes en alimentos. Revista LASALLISTA DE INVESTIGACIÓN, obtenido en: http://www.scielo.org.co/pdf/rlsi/v4 n1/v4n1a06.pdf VIO, Fernando (2002). Colores y sabores que nos tientan. En: Nutrición. Vol. 21, No.8; p.6-9
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