Informe de extraccion de pigmentos vegetales
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Informe de extraccion de pigmentos vegetales

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  • 1. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012 1. TEMA: EXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE PIGMENTOS ALIMENTARIOS NATURALES 2. OBJETIVOS: 2.1. GENERAL: Realizar La Extracción Y Análisis De Pigmentos Alimentarios Vegetales. 2.2. ESPECÍFICO: Extraer y analizar la clorofila de la acelga (Beta vulgaris var. Cicla) mediante cromatografía circular y cromatografía ascendente en tira de papel. Determinar antocianinas en la frutilla (Fragaria vesca). Conocer el efecto de la cocción sobre los pigmentos vegetales de la zanahoria (Daucus carota). Realizar la extracción y análisis de betaninas presentes en la remolacha (Beta vulgaris). Extraer y analizar carotenoides a partir del achiote (Bixa orellana).3. MARCO TEÓRICO: PIGMENTOS ALIMENTARIOS NATURALESSon sustancias naturales que brindan los colores que poseen los alimentos. Es un material queviene incorporado en la textura misma, que refleja la luz de diferentes formas, generando anuestra vista, distintos colores y tonalidades. Los pigmentos además de existir en formanatural, pueden también sintetizarse y obtenerse químicamente, para ser aplicados en laindustria tanto en alimentación, como en pinturas, barnices, cosméticos, ropa, etc.En la alimentación natural, orgánica y macrobiótica, puede verse extracción de pigmentos deforma artesanal, con fines medicinaleso simplemente como colorante natural paraalimentación y bebidas. Existen estudios que exponen las posibilidades terapéuticas de estoscomponentes vegetales, que en su mayoría aportan una cantidad de antioxidante alorganismo. CLOROFILA El color verde tan uniformemente presente en los vegetales es debido a la presencia de dos pigmentos estrechamente emparentados llamados clorofila a y clorofila b. Se encuentran prácticamente en todas las plantas con semilla, helechos, musgos y algas. Pueden formarse en las raíces, tallos, hojas y frutos a condición de que estos órganos estén situados por encima del suelo y queden expuestos a la luz. 1
  • 2. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012También aunque aparentemente falten en algunas hojas de color rojo o amarillo, cuando seextraen las otras sustancias colorantes de estas, puede comprobarse incluso allí la presenciade las clorofilas, que estaban enmascaradas por los demás pigmentos. Las clorofilas seencuentran en las membranas de los tilacoides, que en las cianobacterias son invaginacionesde la membrana plasmática, y en los plastos de las células eucarióticas que son vesículasdistribuidas por su interior. Las clorofilas aparecen insertas en la membrana, a las que seanclan por la cadena lateral constituida por un resto de fitol, asociadas a proteínas y otrospigmentos, con los que forman los fotosistemas.ANTOCIANINAS Son pigmentos hidrosolubles que se hallan en las vacuolasde las células vegetales y que otorgan el color rojo, púrpura o azul a las hojas, flores y frutos.Desde el punto de vista químico, las antocianinas pertenecen al grupo de los flavonoides y son glicósidos de las antocianidinas, es decir, están constituidas por una molécula de antocianidina, que es la aglicona, a la que se le une un azúcar por medio de un enlace glucosídico. Sus funciones en las plantas son múltiples, desde la deprotección de la radiación ultravioleta hasta la de atracción de insectos polinizadores. BETANINASLa Betanina, rojo remolacha es una sustancia que consiste en el extracto acuoso de la raíz dela remolacha roja Beta vulgaris. Se extrae generalmente tras la cocción en agua, y presenta uncolor rosado.Utilización:Estos compuestos extraídos de la remolacha son utilizados generalmente en la industria dela alimentación como colorante para ciertos postres, como las gelatinas o el yogur de frutasrojas. CAROTENOIDESPueden obtenerse una variedad de colores del amarillo al rojo, pasando por el naranja. En estaclasificación, se encuentra el rojo del tomate y el betacaroteno.Desde el punto de vistaquímico, pertenecen a la familia de los terpenos, es decir están formados por unidades deisopreno (ocho unidades, es decir, cuarenta átomos de carbono), y su biosíntesis se produce apartir de isopentenil pirofosfato. Esto produce sus rasgos estructurales más evidentes, lapresencia de un muchos dobles enlaces conjugados y de un buen número de ramificaciones degrupos metilo, situados en posiciones constantes. Se conocen alrededor de 600 compuestos deesta familia, que se dividen en dos tipos básicos:los carotenos, que son hidrocarburos, y lasxantofilas, sus derivados oxigenados. A estos tipos hay que unir los apocarotenoides, detamaño menor, formados por ruptura de los carotenoides típicos. 2
  • 3. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012CARACTERÍSTICAS DE EXTRACCIÓN DE LOS PIGMENTOS:Los pigmentos clorofílicos son insolubles en el solvente universal llamado agua. Pero síson solubles en solventes orgánicos como por ejemplo alcohol etílico y acetona. A lossolventes que extraen simultáneamente todos los pigmentos de la hoja se los suelellamar extractantes. Existen otros solventes que presentan afinidad por algunos pigmentos y selos llama separadores, como por ejemplo el tetracloruro de carbono y el éter de petróleo.En el método de extracción simple, como se desarrolla más adelante se utilizará comoextractante el alcohol etílico y como separador el tetracloruro de carbono. Estos dos solventesorgánicos responden en forma diferente a los pigmentos clorofílicos, como así también a susdiferencias físicas que hacen que sean dos líquidos no misibles y con diferente peso específico.En el segundo método por cromatografía se utilizará como extractante la acetona y comoseparador el éter de petróleo. Este método se trata de una separación más fina de lospigmentos, y se basa en la absorción y solubilidad diferenciales de varias sustancias entre lasque se incluyen los pigmentos. Un soporte inerte como papel de filtro para la corrida y unosgranos de carbonato de calcio para deshidratar la muestra, son los componentes necesariospara desarrollar la técnica.4. FUNDAMENTO DE LA PRÁCTICA:EXTRACCIÓN DE PIGMENTOSEntre los distintos métodos que existen para separar yobtener esospigmentosse encuentra el dela cromatografía en papel, que es una técnica quepermite la separación de las sustancias de una mezcla yque tienen una afinidad diferente por el disolvente enque se encuentran. De tal manera que al introducir unatira de papel en esa mezcla el disolvente arrastra condistinta velocidad a los pigmentos según la solubilidadque tengan y los separa, permitiendo identificarlosperfectamente según su color. 3
  • 4. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012CLOROFILASExisten en cuatro formas diferentes, α, β, γ y δ, siendo las dos primeras las presentes en lasplantas. Las clorofilas tienen típicamente dos picos de absorción en el espectro visible, uno enel entorno de la luz azul (400-500 nm de longitud de onda), y otro en la zona roja del espectro(600-700 nm); sin embargo reflejan la parte media del espectro, la más nutrida ycorrespondiente al color verde (500-600 nm). Esta es la razón por la que las clorofilas tienencolor verde y se lo confieren a los organismos, o a aquellos tejidos, que tienen cloroplastosactivos en sus células, así como a los paisajes que forman.Las plantas superiores tienen dos tipos de clorofila muy semejantes entre sí, denominadas a yb, siendo la primera la mayoritaria y la que se degrada más fácilmente.(6) ANTOCIANINAS Y BETALAÍNASEn antocianinas el color a un PH determinado es función de los sustituyentes. Al aumentarel número de hidróxidos en el anillo B se intensifica el color azul mientras que la presenciade grupos metoxilo genera el color rojo. Son muy reactivas, el ion flavilio es deficiente enelectrones y reacciona rápidamente. Generalmente son reacciones de decoloración nodeseadas.El color de las antocianinas es función del PH además de su estructura. Algunas de ellas a PHácido son de color rojo, a PH básico de color azul y a PH neutro son incoloras.Al contrario de lo que sucede en el caso de las antocianinas, el color de las betalaínas nodepende del pH. Las betacianinas mantienen su color púrpura sin ningún cambio entre pH 4 y7, y los cambios que se producen a pH tan extremos como 2 ó 9 son pequeños. La betanina,una betalaína, es el componente principal del colorante de la remolacha roja. CAROTENOIDESA los carotenoides que contienen átomos de oxígeno se les conoce más específicamente comoxantofilas. Los restantes constituyen el grupo de los llamados carotenos.Su color, que varía desde amarillo pálido, pasando por anaranjado, hasta rojo oscuro, seencuentra directamente relacionado con su estructura: los enlaces dobles carbono-carbonointeractúan entre sí en un proceso llamado conjugación. Mientras el número de enlaces doblesconjugados aumenta, la longitud de onda de la luz absorbida también lo hace, dando alcompuesto una apariencia más rojiza. Por ejemplo, el fitoeno que posee únicamente tresenlaces dobles conjugados absorbe luz en el rango ultravioleta y apareciendo por tantoincoloro a la vista, el licopeno, compuesto que confiere su color rojo al tomate contiene 11 4
  • 5. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012enlaces dobles conjugados. Existen también carotenoides de color verde (ζ-Caroteno), amarillo(β-caroteno), y anaranjado.Como ejemplo de estos compuestos en la naturaleza, podemos citar al carotenoide mejorconocido, el que da al grupo su nombre, el caroteno, encontrado en zanahorias y responsablede su color anaranjado brillante.5.- REACCIONES: a. ANTOCIANINAS  Medio Acido, Básico  Con glucosa  C o 5
  • 6. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012 n agua  Al calorCuando se somete a altas temperaturas, en presencia de azucares no hay cambios. 6
  • 7. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:20126.- MATERIALES Y MÉTODOS MATERIALES:  Vasos de precipitación  Tubos de ensayo  Gradilla  Balón de aforo de 100 mL  Papel filtro  Capilares  Varilla de agitación  Pipetas de 10 y 5 mL  Mortero y pistilo  Reverbero  Vasos de 250 ml  Vidrio reloj  Embudo  Trípode  Espátula  Remolacha  Acelga  Frutillas  Achiote  Zanahoria7.-RESULTADOS: EXTRACCION Y ANALISIS DE CLOROFILA  Cromatografía circular:Clorofila b color amarillo verdoso  Cromatografía ascendente en papel:Clorofila b color amarillo verdoso RECORRIDO ABSORBANCIA 549 TABLA MUESTRA Rf nm CON BARRIDO BIBLIOGRÁFICA (cm) INTELIGENTE CLOROFILA A 5,6 0,62 0,65 0,016 Recorrido del solvente 9,0cm Rf = Rf = =0, 62 7
  • 8. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012  Propiedades de la clorofila MUESTRA COLORACIÓN Muestra Original Verde Oscuro Muestra + ác. Oxálico 5% Verde pálido Muestra + NaOH 0,1 N Amarillo verdosoANTOCIANINASEsta determinación se realizó con fresas, se hizo una solución y se colocó en 9 tubos pararealizar diferentes pruebas obteniendo los siguientes resultados: RESULTADOTubo 1 medir pH 3,43MUESTRAS COLORACIÓNMuestra original Rosado claroTubo 1 +HCl Rojo naranjaTubo 2 + ácido acético Naranja intensoTubo 2 + agua TomateTubo 3 + NaHCO3 Forma espuma toma un color rojoTubo 4 + NaOH 10% Al añadir el reactivo se forma dos fases la superior transparente y la inferior amarrilla Al agitar toma un color pardo y luego de un tiempo se hace amarrilloTubo 2 + HCl diluido +NaOH 10% Toma un color tomate claroTubo 5 + 10 a 20 mg de ác. Ascórbico Primero no cambia de color Al calentar se observa un color carne forma una emulsión.Tubo 6 + bisulfito de K Tomate intensoTubo 7 + FeCl3 Tomate claroTubo 8 + sln. De gelatina Color carne tipo emulsiónTubo 9 + glucosa Rosado pálido se diluye la muestraAlícuota en el vidrio reloj No sufre ningún cambio de colorANTOCIANINAS CAROTENOS CLOROFILA: EFECTOS DE LA COCCIÓN SOBRE LOS PIGMENTOSEsta determinación se realizó con zanahoria y acelga COLORACIÓN TEXTURA Vaso 1: agua + zanahoria Color del agua es Blanda sin descortezar ligeramente amarillo Vaso 2: agua + zanahoria Agua casi cristalina Semi blando sin descortezar + ácido Acético Vaso 3: agua + zanahoria Agua toma un color amarillo Muy blando sin descortezar + NaHCO3 intenso 8
  • 9. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012 COLORACIÓN TEXTURAVaso 1: agua + acelga Agua toma color verde claro BlandaVaso 2: agua + acelga + ácido Agua toma un colore verde Semi blandoAcético olivaVaso 3: agua + acelga + Agua toma un color verde Muy blandoNaHCO3 amarrilentoEXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE BETANINASSe realizó con la remolacha se hizo una solución RESULTADOSTubo 1 medir pH 6,92Absorbancia = 400 a 540 nm 1,657MUESTRA COLORACIONMuestra original VinoTubo 1 + HCl No cambiaTubo 2 + NaOH 10% Vino pardoTubo 3 + ácido cítrico RojoTubo 4 + NaHCO3 Vino oscuroMuestra en cápsula al ambiente Se observó que el pigmento de la remolacha se oscureció. Sin presentar ningún otro cambioMuestra en cápsula a la luz solar Se observó una separación de fases en el pigmento. Una más densa y otra más leve que quedaba como sobrenadante. Además se observó cierta decoloración.Muestra en cápsula a la luz artificial No se degrado en su color si, se concentró pues el calor evaporo el agua y además hubo la presencia de un precipitado fucsiaTubo 5 calentar Cambia el color a los 90 CCOMPORTAMIENTO DURANTE LA COCCIÓN OBSERVACIONESVaso 1 agua + remolacha entera Agua toma un color rojo claroVaso 2 agua+ remolacha descortezada Agua toma un color moradoVaso 3 agua + remolacha descortezada y Agua toma un color vino intensotroceadaEXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE CAROTENOIDES A PARTIR DE ACHIOTE RESULTADOSAbsorbancia =471 ó 482 nm 1. 344Contenido de bixina 0,2 %8.- ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS: 9
  • 10. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012 EXTRACCION Y ANÁLISIS DE CLOROFILA  Se obtuvo un extracto cetónico de acelga de color verde obscuro. Cromatografía circular  Por falta de reactivos se aplicó como solvente la misma acetona, y luego se utilizó éter etílico, este solvente arrastró las marcas del extracto de los puntos de aplicación a una gran velocidad y se observó con claridad una mancha verde amarillenta lo que nos indica que podría tratarse de la clorofila b. Aunque según datos bibliográficos la acelga por ser una planta superior contiene los dos tipos de clorofila y en mayor cantidad la clorofila pero tal vez en la cromatografía no se identifica debido a que esta se degrada más fácilmente por lo que se observa la clorofila b Cromatografía ascendente en tira de papel  El extracto de acelga mediante la Cromatografía ascendente en tira de papel no presentó diferencia con la cromatografía circular ya que de igual manera se observó una manchita verde amarilla y al comparar los Rf con los de la tabla de bibliografía nos dio como resultados la existencia de clorofila b.  Según estos resultados podemos decir que para la extracción de clorofila tanto la cromatografía ascendente en tiras de papel como la circular son eficientes y eficaces ya que se separó claramente y de forma definida la mancha correspondiente a clorofila.  Se midió la absorbancia a 549 nm con un barrido inteligente ya que 640-667 nm como indica en la práctica no se observó ningún resultado. Propiedades de la clorofila  El extracto más ácido oxálico al 5% cambio de color verde obscuro a color verde pálido esto se debe a que en medio ácido y con calor, la clorofilas pueden pasar a feofitinas que sería la misma estructura pero se sustituye el átomo de magnesio presente en el centro de anillo tetrapirrólico por un átomo de hidrógeno lo cual explica el cambio de color.  El extracto acetónico más NaOH 0.1 N cambio de color verde intenso a color amarillo verdoso estos cambios notorios se debe a que la estructura química compleja de la clorofila es fácilmente alterable por pH.  No se pudo diferenciar mediante reacción la clorofila a y b ya que el reactivo utilizado (KOH 2% en metanol) no se encontró en la concentración requerida (KOH 30% en metanol).ANTOCIANINASEsta determinación se realizó con fresas, se hizo una solución y se colocó en 9 tubos pararealizar diferentes pruebas obteniendo los siguientes resultados:  Se pudo observar que los cambios de pH son factores muy importantes en determinación de antocianinas ya que éstas son más estables en un medio ácido que en un medio neutro o alcalino. Al añadirle ácidos como lo hicimos en la práctica la 10
  • 11. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012 forma predominante es la del ión flavión, el cual explica el color rojo anaranjado, cuando se somete a ph básicos como NaHCO3 o NaOH el ión flavilio es susceptible al ataque nucleofílico por parte del agua dando carbinol a pH 4,5 y seguido de la forma chalcona lo cual explica el color que obtuvimos como resultado.  Además obtuvimos el pH de la solución de fresas el cual es ácido lo cual concuerda con lo estudiado ya que es más estable a pH ácido que básico o neutro.ANTOCIANINAS CAROTENOS CLOROFILA: EFECTOS DE LA COCCIÓN SOBRE LOS PIGMENTOSEsta determinación se realizó con zanahoria y acelga  Después de haber sometido la muestra de zanahoria y acelga en agua con ác. Acético o con bicarbonato de sodio se observa que existen cambios de color en las muestras debido a la susceptibilidad de las mismas a la temperatura de cocción y al pH que se los ha expuesto, ya que las antocianinas son sensibles al calor y pH por lo que se degradan, los carotenoides son relativamente resistentes al calor y pH pero pueden sufrir transformaciones parciales en su isomería geométrica lo cual provoca cambios y de igual manera los la clorofila se degrada cuando existe altas temperaturas como es la que se utiliza para la cocción de un alimento. EXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE BETANINAS  Pudimos observar que existen cambios de coloración en los tubos debido a los diferentes reactivos utilizados ya que alteran la estabilidad de las betaninas, los colores cambian cuando existe un pH muy acido bajo de 3 aquí la intensidad de la coloración decrece, cuando existe un pH básico es color es mas intenso debido un efecto betacrómico, por lo que la remolacha se encuentra entre un pH de 3 a 7 en donde esta es inalterable.  De igual forma son inestables a altas temperaturas en donde las betaninas producen isobetatinas o betaninas descarboxiladas.  En los vasos que contenían el alimento únicamente con agua se demoró su cocción y la carne mantuvo su forma en cambio en los vasos con ácido acético varió ligeramente su forma.  Al comparar el efecto de la cocción entre los tres vasos se pudo notar que el vaso con bicarbonato de sodio sale en el menor tiempo y un exceso de éste hace que tanto la carne como la acelga se desmenuce y la textura sea muy blanda.10.- CONCLUSIONES:  Logramos realizar la extracción y análisis de pigmentos alimentarios vegetales. 11
  • 12. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012  En la práctica se pudo extraer y analizar la clorofila de la acelga (Beta vulgaris var. Cicla) mediante cromatografía circular y cromatografía ascendente en tira de papel, no con los reactivos adecuados pero pudimos realizar la extracción y análisis por cromatografía en papel filtro, reemplazando al papel Cromatográficos, obteniendo buenos resultados y pudiendo distinguir el tipo de clorofila que existe en la acelga, logrando distinguir clorofila b en el extracto de acelga tanto en cromatografía circular como en la ascendente por papel sin embargo por no falta de metanol para la preparación del reactivo no se pudo identificar mediante pruebas de coloración.  Determinamos las antocianinas en la frutilla (Fragaria vesca). Pudiendo obtener resultados que se los pueden observar a la vista, y se pudo comprobar la sensibilidad que estos compuestos presentan, siendo altamente sensibles al a luz, a medios ácidos y alcalinos sean estos fuertes o débiles, en general en medio ácido son de color rojizo y en el alcalino son verde oliva y el color natural que es rojo.  Conocimos el efecto de la cocción sobre los pigmentos vegetales de la zanahoria (Daucus carota), donde conocimos el comportamiento de esta en los diferentes reactivos en que realizamos las diferentes pruebas, conocer el efecto de la cocción sobre los pigmentos vegetales de la zanahoria y de la acelga donde al ser cocidas en agua liberan sus pigmentos cambiando el color del agua en tanto que le dan textura suave al alimento pues debe desnaturalizarse los componentes a la acción del calor, al igual que sucede con el ácido acético al 10% y el NaHCO3 al 10%, con excepciónen la zanahoria no se liberan los pigmentos con ácido acético al 10%.  Obtuvimos las betaninas presentes en la remolacha (Beta vulgaris) mediante la extracción y análisis en la práctica.  Determinamos y analizamos los carotenoides presentes en el achiote (Bixa orellana).11.- BIBLIOGRAFÍA:Pigmentos vegetales, clasificación, consultado el 2012-11-12, disponible en:http://blafar.blogia.com/2007/040901-los-pigmentos-vegetales.phpClorofila, betalinas, carotenos, consultado el 2012-11-12, disponible en:http://www.botanica.cnba.uba.ar/Trabprac/Tp6/Pigmentos.htmPigmentos alimentarios vegetales, extracción, consultado el 2012-11-12, disponible en:http://innovaindustria.blogspot.com/2009/10/pigmentos-naturales-en-alimentacion.htmlClorofila, tipos de clorofila, cromatografía circular, papel ascendente, consultado el 2012-11-12, disponible en: http://botikanaturista.blogspot.com/2007/01/la-clorofila.htmlFundamento de las clorofilas, carotenoides, pigmentos vegetales, consultado el 2012-11-12,disponible en: Pigmentos alimentarios: http://bvs.sld.cu/revistas/ali/vol14_2_00/ali07200.htmLos alimentos vegetales y suspigmentos, consultado el 2012-11-12, disponible en:http://www.ikerlarre.e.telefonica.net/paginas/pigmentos.htm 12
  • 13. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012Alimentos, consultado el 2012-11-12, disponibleen:www.kalsec.com/es/products/annatto_pg_norbixin.cfmAlimentos naturales, consultado el 2012-11-12, disponible en:http://bus.sld.cu/revistas/bi/vol22-1-03/ibio07103.pdf12. ANEXOS Pruebas con la zanahoria Pruebas con la zanahoria Pruebas con la remolacha Pruebas con la remolacha Determinacion de antocianinas Prueba con la remolacha 13
  • 14. LAS COOPERATIVAS AGRICOLAS ALIMENTAN AL MUNDO DMA:2012 14