• Author / Uploaded
• Yuri Cañabi Congora

• Categories
• Solvente
• Cúrcuma
• Aluminio
• Concentración
• Sustancias químicas

Citation preview

I.

FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS CÁTEDRA: TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II CATEDRÁTICO: MSc. Victoria ANCASI CONCHA ESTUDIANTES: CAÑABI CONGORA, Yuri CUSICHE HUAMANI, Mery Luz HUICHO ESPINOZA, Rony MENDEZ MONTES, Luzmila PELAYO VÁSQUEZ, Evelyn QUISPE BENDEZU, Nataly SALAZAR BOZA, Eduardo Michael YARANGA CONDORI, Luis Gustavo YUPANQUI MEDINA, Bebeto

EXTRACCIÓN DE COLORANTES NATURALES CÚRCUMA

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

I. INTRODUCCIÓN

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

II.

MARCO TEÓRICO

La curcumina es el principal polifenol curcuminoide encontrado en el turmeric, junto con la demetoxicurcumina, bisdemetoxicurcumina y la recientemente descubierta ciclocurcumina forman el complejo conocido como azafrán indio, raíz amarilla, jengibre amarillo o amarillo natural 3. La curcumina (C21 H20 O6 ) es también conocida como diferuloilmetano o 1,7-bis-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-1,6- heptadieno-3,5-diona, es un compuesto enólico de bajo peso molecular (369.37g/mol) con punto de fusión 183ºC, de color amarillo en medio ácido (pH 2,5-7) y rojo en medio básico (pH > 7), es soluble en solventes orgánicos como dimetilsulfoxido, etanol, metanol o acetona y muy poco soluble en solventes acuosos. Ha sido extraído y separado por diversos métodos como: soxhlet, maceración-agitación, extracción asistida por microondas (MWHD), cromatografía de capa delgada y columna y cromatografía líquida de alta resolución. (Rios, Duque y León, 2009) EXTRACCIÓN DE COLORANTE POR SOXHLET Diferentes autores han realizado estudios sobre la extracción de curcuminoides con un solvente orgánico, empleando equipos soxhlet y han encontrado que a pesar de ser un método que requiere largos tiempos de extracción y grandes cantidades de solvente, es un método eficiente, sencillo y comúnmente empleado como referencia con la que se compara el rendimiento de extracción de otros métodos Wakte et al., 2011; Mandal et al., 2008). Braga et al, realizó la comparación de extracciones de curcumina por fluidos supercríticos, a baja presión, soxhlet e hidrodestilación, y encontró que los mayores rendimientos se obtienen por el método soxhlet (Braga et al., 2003). En la literatura se reporta una gran cantidad de solventes orgánicos e inorgánicos en las extracciones tipo soxhlet, sin embargo muchos de estos solventes no se pueden utilizar en la obtención de curcuminoides a partir de la Cúrcuma longa, en especial si estos se van a emplear como aditivo colorante alimentario. Los solventes más empleados en este tipo de extracción son la acetona, el etanol y el hexano (Wakte et al., 2011); el rendimiento y eficiencia de la extracción dependen directamente del

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

tiempo de residencia del proceso y de la relación soluto/solvente, la cual varía considerablemente según el tipo de solvente. Para el etanol la relación peso de muestra/volumen de solvente varía entre 1/10 y 1/100, y los tiempos de residencia entre 2 y 24 h. Braga et al, obtuvo el mayor rendimiento de extracción y la mayor concentración de curcumina cuando empleo una relación soluto/solvente de 1/100, por un periodo entre 2 y 30 h (Braga et al., 2003). Para la acetona las relaciones comunes soluto/solvente son alrededor de 1/150 (Mandal et al., 2008) y los tiempos de residencia varían entre 2 y 24 h, según el rendimiento de extracción deseado; el hexano se emplea en menores relaciones de 1/5 a 1/10 y los tiempos de residencia son por lo general alrededor de 3h (Echeverri L., A. M., Restrepo Araque, Y., 1993). De acuerdo a Rios, Duque y León (2009) en su estudio titulado Caracterización espectroscópica y cromatográfica de curcumina extraída de los rizomas de Cúrcuma (cúrcuma longa l.), extrajeron el principal compuesto coloreado de los rizomas de la cúrcuma (Curcuma longa L.): Curcumina con rendimiento del 7.03% tras 9 horas de extracción, utilizando soxhlet con solventes orgánicos (hexano y etanol). OTROS MÉTODOS DE EXTRACCIÓN La curcumina es soluble en disolventes orgánicos e insolubles en agua, por lo que obviamente un primer método de extracción se realiza mediante disolventes orgánicos. Así Janaki N. y Bose J. L. en 1967, extrajeron los rizomas molidos y secos con hexano. Posteriormente, utilizaron benceno separando los curcuminoides de los aceites y grasas presentes en la planta, aunque con un rendimiento muy bajo del 1.1%. Para su purificación se recristalizó en etanol. Otros métodos de extracción con disolventes orgánicos dan rendimientos entre el 2% y el 5% (hexano-metanol, por ejemplo). En caliente, los rendimientos incrementan moderadamente. La extracción con fluidos supercríticos mejora el rendimiento obtenido. Así, en el año 2000, Baumann W. et al. obtuvieron un 10%.

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

Mediante la extracción asistida por microondas (MAE), técnica mas selectiva y rápida y con posibilidad de realizarla en polvo, irradiando con microondas la muestra entre 2 y 4 min. se obtuvo un rendimiento ligeramente superior a los anteriores. (Dandekar, 2002) Por último los menores rendimientos se obtienen mediante la técnica de hidrodestilación. (González-Albadalejo et al, 2015) EXTRACCIÓN DE COLORANTE DE CÚRCUMA EN POLVO De la cúrcuma adquirida (90 kg) se obtuvo un total de 18.18 kg de cúrcuma en polvo, con un tamaño de partícula de 250µ. Es decir con un rendimiento de 20.2%. El cual pasa por las siguientes etapas: rallado de la cúrcuma, secado por 70°C por 3 horas y una molienda. Con un promedio de pH de 6.6. Con la siguientes caracteristicas organolépticas: (Oñate y Romero, 2016) Tabla 01. Caracteristicas Organolépticas de la Cúrcuma en polvo CARACTERISTICAS ORGANOLEPTICAS Color

Amarillo-Naranja

Olor

Aromático caracteristico

Sabor

Picante característico

Apariencia

Polvo fresco Fuente: Oñate y Romero, 2016

EXTRACCIÓN DE COLORANTE DE CÚRCUMINA LÍQUIDA La extracción del colorante cúrcumina líquida, de 500 mL de macerado se obtuvo 90 mL de curcumina líquida. Es decir con un rendimiento de 18%. El cual pasa por las siguientes etapas: rallado de la cúrcuma, secado por 70°C por 3 horas, molienda, maceración de 72 horas en solución de etanol al 80%, concentración a 80°C por 3 horas en Baño María y extracción del colorante líquido. Los resultados de la evaluación de las caracteristicas organolepticas del colorante curcumina líquida se describe en la siguiente tabla. (Oñate y Romero, 2016)

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

Tabla 02. Caracteristicas Organolépticas de la Cúrcumina líquida CARACTERISTICAS ORGANOLEPTICAS Color

Anaranjado Rojizo

Olor

Aromático caracteristico

Sabor

Dulce característico

Apariencia

Líquida Fuente: Oñate y Romero, 2016

III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. MATERIA PRIMA: Cúrcuma

3.2. EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS: AGITADOR

MORTERO DE PORCELANA

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

FILTRO TELA

BALANZA ANALÍTICA

HIDRÓXIDO DE SODIO

VASOS PRECIPITADOS

TERMÓMETRO

BURETA

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

ALCOHOL DE 96°

ÁCIDO CLORHÍDRICO

3.3. MÉTODOLOGÍA EXPERIMENTAL 3.3.1. DIAGRAMA DE FLUJO: Recepción de la Materia Prima

MOLIENDA

FILTRACIÓN

CONCENTRACIÓN

SECADO 3.3.2. EXPLICACIÓN 

RECEPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA: Se procesó ¼ Kg de cúrcuma, previo a la molienda se realizó el lavado respectivo con la finalidad de tener muestra libre de tierra e impurezas.



MOLIENDA: La molienda se realizó en un mortero de porcelana, obteniéndose muestras con 0,59 mm de dimensión.

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND



EXTRACCIÓN Se realizó la extracción mezclando la muestra con alcohol de 96° (4/1).

Luego se colocaron muestras en tubos de prueba y se realizó la centrifugación a 1600 rpm por cinco minutos.

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND



FILTRACIÓN: Se filtró con el filtro tela para tener una solución libre de impurezas.



CONCENTRACIÓN: Se colocaron las muestras en placas Petri para realizar la concentración.

Se concentró la sustancia en un secador al vacío a 40°C por una hora.

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND



SECADO: Para culminar, se realizó el secado a 40°C por 24 horas.

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1 RESULTADOS 4.2 DISCUSIONES

V.

CONCLUSIONES

1.

VI. RECOMENDACIONES 1.

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

VII. BIBLIOGRAFÍA 1. Rios, E.; Duque, A. y León, D. (2009). Caracterización espectroscópica y cromatográfica de curcumina extraída de los rizomas de Cúrcuma (cúrcuma longa l.) Cultivada en el departamento del Quindío. Universidad del Quindìo. Colombia. 2. Wakte, P.; Sachin, B.; Patil, A.; Mohato, D.; Band, T. y Shinde, D. (2011). Optimization of microwave, ultra-sonic and supercritical carbon dioxide assisted extraction techniques for curcumin from Curcuma longa. Separation and Purification Technology, 79(1), 50–55. 3. Mandal, V.; Mohan, Y. y Hemalatha, S. (2008). Microwave assisted extraction of curcumin by sample–solvent dual heating mechanism using Taguchi L9 orthogonal design. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 46(2), 322–327. 4. Braga, M.; Leal, P.; Carvalho, J. y Meireles, M. (2003). Comparison of yield, composition, and antioxidant activity of turmeric (Curcuma longa L.) extracts obtained using various techniques. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51, 6604– 6611. 5. Janaki, N. y Bose, J. (1967). An improved method for the isolation of curcumin from turmeric (Curcuma longa L.). J Indian Chem Soc; 44: 985-6. 6. Baumann, W.; Rodrigues, S. y Viana, L. (2000) Pigments and their solubility in extractability by supercritical CO2. I. The case of curcumin. Braz J Chem Eng; 17: 323-8. 7. Dandekar, D. y Gaikar, V. (2002). Microwave assisted extraction of curcuminoids from Curcuma longa. Separ Sci Technol; 37: 2669-90. 8. González-Albadalejo, J; Sanz, D.; Claramunt, R.; Lavandera, J.; Alkorta, J. y Elguero,

J.

(2015).

Curcumina

y

curcuminoides:

química,

estudios

estructurales y propiedades biológicas. ANALES
DE
LA
REAL
ACADEMIA
 NACIONAL
DE
FARMACIA. España. 9. Oñate, A. y Romero, T. (2016). Aplicación de colorante natural de cúrcuma (Cúrcuma Longa Linn) en pollos Broiler (Broiler ross 308) para mejorar la pigmentación de la piel. Universidad Nacional de Chimborazo. Ecuador.

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO

RI AL I ZA R U

ST

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II IND

VIII. ANEXOS

EXTRACCIÓN DE COLORANTES - CURCUMA - PALILLO