SEDE DESCONCENTRADA - HUAMACHUCO
FACULTAD: CIENCIAS AGROPECUARI AGROPECUARIAS AS
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL: INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
CURSO: TECNOLOGÍA DE LOS PAI III
TEMA: EXTRACCIÓN DE PIGMENTOS VEGETALES
ALUMNO (A): INFANTES RODRIGUEZ, RODRIGUEZ, Zulma Elissa
DOCENTE: Ing. SALVADOR RODRÍGUEZ, Daniel.
AÑO:
2013
PIGMENTOS VEGETALES I.
INTRODUCCIÓN Los colorantes naturales presentan demanda considerable en la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica para reemplazar a los colorantes sintéticos, debido a su naturaleza química, inocuidad y funcionalidad. Entre estos colorantes naturales se encuentran las antocianinas, betaleinas y diferentes pigmentos que se distribuyen ampliamente en el reino vegetal y están presentes en raíces, tallos, hojas, flores y frutos de las plantas superiores. En este trabajo se investigaron los factores pH, solvente, temperatura y tiempo relacionados a la extracción de antocianinas, siendo el objetivo la identificación de las condiciones óptimas para la extracción de antocianinas de las corontas de maíz morado.
II.
OBJETIVOS
Conocer la metodología de extracción de algunos pigmentos vegetales.
III.
MARCO TEÓRICO 3.1.Pigmentos naturales El color de los alimentos se debe a diferentes compuestos, principalmente orgánicos, o a pigmentos naturales o colorantes sintéticos añadidos. Cuando son sometidos a tratamientos térmicos, los alimentos generan tonalidades que van desde un ligero amarillo hasta un intenso café, mediante las reacciones de Maillard y de caramelización. En otras ocasiones, los pigmentos que contienen se alteran y cambian de color. La mayoría de las frutas y vegetales deben su color a sus correspondientes
pigmentos, que son sustancias con una función biológica muy importante en el tejido. Existe una gran cantidad de pigmentos relacionados con las frutas y vegetales, entre ellos las clorofilas, los carotenoides, las antocianinas, los flavonoides, los taninos, las betalaínas, y otros. Los atractivos colores de las frutas y verduras se deben a la presencia de compuestos que se encuentran en los tejidos de las plantas y que absorben luz de ciertas longitudes de onda. Estos pigmentos constituyen un gran grupo de compuestos con estructura diversa, cuya presencia y concentraciones relativas varían según la especie, el grado de madurez y las condiciones de cultivo de la plante. Según la estructura pueden clasificarse en dos grupos: compuestos que contienen dobles enlaces conjugados y compuestos con anillos de porfirina coordinados con metales. Los carotinoides y las antiosaninas pertenecen al primer grupo y las clorofilas al segundo.
3.2. La obtención de pigmentos se realiza de dos maneras diferentes 3.2.1. Obtención por machacado y posterior filtrado: Este procedimiento se utiliza en especies cuyas hojas contienen pigmentos vegetales. Para la extracción de los pigmentos, se utilizan como solventes agua o alcohol etílico. El machacado permite obtener la mayor cantidad de sustancias posible. El uso de dos solventes diferentes responde a las demandas de cada especie: algunas sustancias sólo imprimen color cuando el solvente utilizado es alcohol fino. El filtrado posibilita la obtención de una solución homogénea apta para el teñido. Este procedimiento es adecuado para el tratamiento de hojas carnosas, no así para raíces y cortezas. Por otro lado, permite recolectar muestras pequeñas de tinturas. Para el teñido de prendas grandes se necesita un recolección mayor de vegetales de la especie tratada.
3.2.2. Obtención por cocción de las muestras de vegetales: Los vegetales recogidos se hierven lentamente en agua al calor de una fogata, generalmente dentro de recipientes grandes de hierro. Algunas especies demandan tiempos que oscilan entre una y dos horas, y otras, sólo alrededor de treinta minutos. De acuerdo a las apreciaciones de los artesanos locales, este método es más efectivo, puesto que se obtiene, en forma directa, una solución homogénea en grandes cantidades, que, previo filtrado, queda lista para que se sumerjan en ella las prendas a teñir. Se deben respetar los tiempos aproximados de cocción, ya que, a medida que transcurre el tiempo, los colores adquieren mayor intensidad, y, en consecuencia, mayor poder de fijación.
3.3.Especies vegetales autóctonas y la variedad de colores:
Jarilla: verde amarillento proveniente de sus hojas, y marrón, de su raíz.
Piquillín: de su raíz se obtienen diferentes variedades de marrones.
Molle: marrón rojizo.
Retortuño: rojo oscuro.
Chañar: marrón, proveniente de la corteza del tallo.
Atamisqui: verde y gris, de su tallo y hojas.
Relvún: rosa y gris, de su raíz.
Lengua de vaca: bayo, de sus hojas.
Albaricoque: de la raíz, marrón, y de su fruto se obtiene un amarillo.
Té pampa: amarillo.
Caldén: variedad de marrones.
Debido al prolongado proceso de aculturación, las comunidades fueron incorporando gradualmente, en su contacto con las poblaciones de campaña, nuevas especies que cultivaron y supieron, una vez más, aprovechar en beneficio de sus prácticas culturales. Así, se comenzó a utilizar la yerba mate, el añil y anilinas que compraban fuera de su comunidad.
IV.
MATERIALES Y MÉTODOS
4.1.Materiales: 4.1.1. Material de proceso:
Achiote
Maíz morado
Etanol
4.1.2. Material de vidrio:
Vasos de precipitación
Fiola
Varilla
Pipetas
Matraces
4.1.3. Reactivos: NaOH (50%)
4.1.4. Equipos y/o instrumentos:
Balanza analítica
Ph-metro
Estufa
Centrifuga
4.1.5. Utensilios:
Jarra
Cuchara
Depósito de plástico
Cuchillo
Tabla de picar
4.1.6. Otros:
Pisetas
Espátula
Tela
Tamiz
4.2.Métodos: 4.2.1.
Determinación de la bixina en el achiote: 10g Achiote
100ml de agua NaOH 1% P/v
Extracción
Con 5 minutos Agitación 1
Colado
100ml de agua NaOH 1% P/P
Extracción
Filtrado
Con 5 minutos de agitación Filtrado
Colado
100ml de agua NaOH 1% P/P
Extracción
Colado
Filtrado
Semilla agotada
Precipitado
Lavado
Sedimentado
Secado
PH =2.5
45°C por 24h
4.2.2. Determinación de las antocianinas en el maíz morado:
Maíz morado
Lavado
Desgranado
Coronta
Molienda
Tamizado
Extracción
Filtrado
10g de muestra 200g de agua T°= Ebullición
Secado
t=30min t=60min
V.
RESULTADOS Y DISCUSIONES 1.1.1.
Determinación de las antocianinas en el maíz morado:
Tabla 1: Rendimiento de las antocianinas en un tratamiento de 30 minutos de extracción. maíz morado
PESOS (g)
RENDIMIENTOS (%)
R1 = R2 = R3 =
210 141.31 0.55
100 67.29047619 0.261904762
Fuente: elaboración propia
Tabla 1: Rendimiento de las antocianinas en un tratamiento de 60 minutos de extracción. Maíz morado R1 = R2 = R3 =
PESOS (g) 210 113.83 0.65
RENDIMIENTOS (%) 100 54.2047619 0.30952381
Fuente: elaboración propia
En la tabla 1, los rendimientos en la determinación de las antocianinas en diferentes tiempos de extracción (tratamiento con agua, por 30min y por 60min), se observa que por
el tratamiento de 60 minutos, se obtiene mayores rendimientos porque
las
antocianinas son solubles en agua, y aún más por el tiempo de extracción fue mayor, por tanto se obtiene un R3=0.3095% mayor que el tratamiento de 30 minutos que obtuvo un R3=0.2619. Esto se debe a diferentes factores como la temperatura de extracción, molienda, y principalmente en la cantidad de pigmento en la muestra en extracción. La temperatura y el tiempo expuesto para la extracción es uno de principales factores que interviene en la extracción.
Es importante tener en cuenta en la extracción de antocianinas los factores que alteran la estabilidad de las antocianinas, como enzimas, pH, temperatura, oxígeno, luz, metales, etc., investigaciones recientes demostraron que existen antocianinas con ciertas características, presentando una mayor estabilidad debido al desarrollo de ciertos mecanismos: asociación intermolecular: acilación, asociación intermolecular: polimerización.
copigmentación,
interacciones
con
otros
compuestos
y
El pH, es uno de los factores más importantes. Las antocianinas son más estables en
un medio ácido que en un medio neutro o alcalino. En medio ácido la forma predominante es la del ión flavilio, el cual da el color rojo, cuando esta es sometida a pH básico o alcalino, el ión flavilio es susceptible al ataque nucleofílico por parte del agua, produciéndose la pseudo base carbinol, esto es a pH 4.5 y seguido se forma la chalcona, las dos formas son incoloras. Conociendo esto, las antocianinas tienen su máxima expresión de color a pH ácidos (pH1), y su forma incolora se produce a pH neutros o alcalinos, debido a esta característica se utilizan a las antocianinas a pH ácido o ligeramente neutro.
La antocianina es destruida por el calor durante el procesamiento y almacenamiento. Un incremento logarítmico en la destrucción de la antocianina ocurre con un incremento en la temperatura. 1.1.2.Determinación de la bixina en el achiote:
TABLA 3: Rendimiento de la bixina en el achiote. Achiote R1 = R2 =
PESOS (g) 10 1.23
RENDIMIENTOS (%) 100 12.3
Fuente: elaboración propia
En la tabla 2 la extracción del pigmento de la bixina, los rendimientos son muy diferentes esto se debe que la muestra fue adicionado solventes como NaOH, originando que la extracción de la bixina del achiote salga como rendimiento final 12.3%, es por ello que en solución de NaOH el rendimiento es mayor, se debe a que la bixina es soluble en hidróxido de sodio, permitiendo la mayor extracción de pigmentos posible. Caso diferente sucede con el agua pura, que no tiene iones que permita la facilidad de extracción del pigmento, porque la bixina es un pigmento insoluble en agua.
VI.
CONCLUSIONES Se conoció la metodología de la extracción de los pigmentos antocianina a partir de maíz morado y bixina a partir de achiote.
Concluimos que en la obtención de antocianinas se obtuvo un mayor rendimiento en el tratamiento de extracción con agua de 6 minutos, se obtuvo una menor cantidad de antocianinas en un tratamiento de 3 minutos.
El rendimiento de la extracción de la norbixina del achiote con NaOH es mayor que la extracción con agua pura.
VII.
RECOMENDACIONES
Es recomendable que si se quiere extraer pigmentos naturales se debe realizar en una temperatura baja que no perjudique la desnaturalización del pigmento pero a un tiempo determinado.
Extraer pigmentos del ácido carminico, maíz negro, achiote con diferentes soluciones y ver cuál de ellos tienen mayor rendimiento.
Hacer repeticiones de los tratamientos con diferentes soluciones ácidas básicas y el agua pura cuál de ellos ofrece mayor rendimiento.
VIII.
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[email protected]. 2 Depto. de Ingeniería Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo, Méx.CP 56230.
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Food Analytical
