OBTENCION DE PIGMENTOS A PARTIR DE ACHIOTE, PAPRIKA Y ZANAHORIA 1. OBJETIVOS: Obtener colorantes naturales a partir de semillas de achiote, ají páprika y zanahoria. z anahoria. Determinar los parámetros más importantes del proceso de obtención. Realizar un balance de materia para el proceso. Evaluar físico química del producto final. •
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2. FUNDAMENTO TEORICO: El color de los alimentos es un atributo que tiene mucho peso dentro del juicio del consumidor, este puede llegar a ser determinante para que un comestible sea aceptado o rechazado. (Badui, 1993). La industria alimentaria utiliza una serie de sustancias , mejor conocidas como aditi aditivos vos;; que que tiene tienen n como como funció función n primor primordia diall impar impartir tir algun alguna a color coloraci ación ón en parti particul cular ar o simplemente simplemente resaltar la que por por la naturaleza naturaleza tienen las materias primas primas o, en su caso, de los los procesos tecnológicos en la coloración del producto final. Los aditivos que son utilizados como sustancias colorantes pueden ser obtenidos por síntesis quími química ca en la indus industri tria a (color (colorant antes es sintét sintético icos) s) o proven provenir ir de fuente fuentes s natur naturale ales s como como los vegetales (colorantes o pigmentos naturales). En los últimos tiempos los colorantes sintéticos han han sido sido cuesti cuestion onado ados s debi debido do a sus efecto efectos s toxico toxicoló lógic gicos, os, inclu inclusiv sive e algu algunos nos han han sido sido elimin eliminad ados os de alguna algunas s legis legislac lacion iones. es. Lo anter anterior ior auna aunado do a la tende tendenci ncia a que que tiene tienen n los consumidores, sobre todo en los países desarrollados, a consumir alimentos con un mínimo o nulo contenido de sustancias sintéticas; ello ha provocado que el uso de colorantes naturales vaya en aumento y sustituyendo a los sintéticos (Salas, 2003). El colorante obtenido de las semillas de achiote ( Bixa orellana), esta compuesto en su mayoría por el caroteno carotenoide ide bixina, bixina, que que se utiliz utiliza a en la indus industri tria a láctic láctica, a, cárnic cárnica, a, condim condimen entar taría, ía, cosmética, farmacéutica, etc.; es un colorante natural exento de certificación. La extracción más rudimentaria se basa en un lavado con agua en ebullición y a escala industrial se ha implementado un proceso de extracción alcalino que es de fácil aplicación, pero que tiene el inconveniente inconveniente de que el el producto final final contiene al máximo 30 a 40% de de pigmentos pigmentos (Vázquez, 2001). La oleorresina de páprika es usado en las industrias conserveras (cárnicas, de pescado, de vegetales); industrias lácteas (quesos, mantequilla, etc); industria farmacéutica y cosmética; productos de harina (galletas, tortas, etc); gelatinas y pudines; productos ,cárnicos, salsas y sopas; mayonesa, condimentos, bebidas alcohólicas )' no alcohólicas
La materia prima acondicionada es sometido a la acción del solvente "extractante", lográndose una extracción selectiva, rápida y eficiente de la materia colorante de las vainas de páprika. La micela resultante es filtrado con el objeto de eliminar la presencia de inertes sólidos, para proceder finalmente a su concentración y recuperación de solvente, que deberá ser reactivado y empleado nuevamente. La oleorresina de páprika obtenido es estandarizado a 2500 unidades ASTA o 100000 unidades de color, envasado en recipientes apropiados y almacenados en lugares oscuros y frescos. Los pigmentos carotenoides son compuestos responsables de la coloración de gran número de alimentos vegetales y animales. Numerosos estudios publicados recientemente han demostrado el efecto beneficioso de estos compuestos en la salud humana, por lo que, desde un punto de vista nutricional, resulta de gran importancia conocer qué factores intervienen en la degradación de los carotenoides, ya que su pérdida, además de producir cambios de color en el alimento, conlleva una disminución de su valor nutritivo. La inestabilidad de los carotenoides se debe al hecho
de que
son
compuestos altamente insaturados, degradándose
fundamentalmente debido a procesos oxidativos. Otros factores como la temperatura, la luz o el pH también pueden producir importantes cambios cualitativos en estos compuestos debido a reacciones de isomerización Los carotenoides son los pigmentos responsables de la mayoría de los colores amarillos, anaranjados y rojos de frutos y verduras, debido a la presencia en su molécula de un cromóforo consistente total o principalmente en una cadena de dobles enlaces conjugados. Químicamente los carotenoides son terpenoides, formados básicamente por ocho unidades de isopreno, de tal forma que la unión de cada unidad se invierte en el centro de la molécula. En los carotenoides naturales sólo se encuentran tres elementos: C, H y O. El oxígeno puede estar presente como grupo hidroxilo, metoxilo, epoxi, carboxilo o carbonilo. Dentro de los carotenoides podemos distinguir dos grupos: los carotenos, que son hidrocarburos, y las xantofilas, que poseen oxígeno en su molécula.
3. MATERIALES Y METODOS: •
MATERIALES: Balanza analítica Materiales de vidrio diversos: pipetas, probetas, vasos de precipitados Estufa pH-metro. Termómetro. Molino de martillos Materia prima: ají páprika, achiote y zanahoria. Reactivos: NaOH al 50%, HCl diluido, acetona, cloroformo, éter de petróleo, Carbonato de sodio, aceite vegetal.
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METODOS DE ANALISIS Y CONTROL
- Determinar Humedad y color de la materia prima y el producto final. 4. PROCEDIMIENTO DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCION DE COLORANTE A PARTIR DE ACHIOTE Materia Prima
Separación
Selección
Extracción con agitación
40 ml agua 1 ml NaOH 50% t = 5 – 10 min
Lavado
Filtración
Centrifugado Extracción 2
30 ml agua 0.5 ml NaOH 50% t = 5 – 10 min
Secado
Filtración 2
Extraccion 3
30 ml agua 0.5 ml NaOH 50% t = 5 – 10 min
Filtración 3
Precipitassem acida
pH 2.5 HCl
DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCION DE COLORANTE A PARTIR DE AJI PAPRIKA
Materia Prima
Molienda
Extracción
Extracción con acetona
Tº = 90ºC t = 10 min
Extracción con cloroformo
Precipitación en medio acido
Extracción con etanol
Extracción con aceite
pH 2.5 HCl
Separación
Lavado
Centrifugado
Secado
DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCION DE COLORANTE A PARTIR DE ZANAHORIA
Materia Prima
Lavado y rallado
Secado
Extracción con acetona
Extracción con cloroformo
e Tº = 90ºC t = 10 min
Separación
Lavado
Centrifugado
Secado
3. RESULTADOS Y DISCUSION
Extracción con etanol
Extracción con aceite
Se reportarán los resultados de la práctica y la discusión lo realizará previa revisión bibliográfica, además se compararán con resultados reportados en otras investigaciones. 4. CONCLUSIONES.
Deben ser puntuales y coherentes con los objetivos de la práctica. 5. BIBLIOGRAFIA 6. ANEXO Cuestionario a. ¿De que forma puede usted diferenciar a la bixina de la norbixina? b.
¿Por qué el colorante del achiote tiene que ser extraída con un medio alcalino?
c.
¿Cómo se podría medir el contenido de bixina y norbixina presente en el achiote?
d.
¿Cuál es el principal componente del colorante obtenido del ají páprika?
e.
¿Que entiende usted por color ASTA y como se puede cuantificar?
f.
¿Cuál es la composición del carotenoide obtenido a partir de la zanahoria?
g.
¿Escriba la formula química para la bixina, norbixina, carotenoide y oleorresinas presentes en los vegetales empleados?
h.
¿Cuál debe ser la forma correcta de obtener carotenoide a partir de zanahoria? (menores perdidas del pigmento).
