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UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

“Año de la responsabilidad ciudadana” Abancay, 21 de junio de 2017

INFORME Nº 003 -2017/C.N.C.O/M.K.L.S/F.V.M.V / EAPIA /UNAMBA A: ING. DE: NTEGRANTES: ASUNTO: Extracción y caracterización del colorante de la pepa de palta

I.

Resumen En el trabajo encargado de extracción y caracterización del colorante de la pepa de palta se utilizó pepa de palta molida de dos variedades has y ……..., extrayendo mediante una solución diluida de NaOH y KOH al 0.1,0.2 y o.5 % con 6 gramos de muestra para cada uno. Se calentó las soluciones a una temperatura de 70 °C durante 1 hora aproximadamente, luego de calentar esta quedo muy espesa con presencia de una parte solida por lo cual se filtró para eliminar los sólidos después se llevó a una centrifuga a 150 rpm X 30 minutos. Finalmente se obtuvo una masa pastosa que fue se puso en placas Petri y llevado a una estufa a 70 °C durante 12 horas. Después de ese tiempo de machaco el producto obtenido con ayuda de un mortero y pilón para obtener el producto en polvo. Se realizó una caracterización con ir y espectrofotómetro donde se pudo observar……………………….

II.

Introducción Desde las primeras civilizaciones el hombre usó materias colorantes naturales. Los pigmentos o sustancias coloreadas se extraían de plantas, animales y minerales. Estas materias eran empleadas para teñir ropas, pintar las pieles y fabricar objetos religiosos y recreativos. Las sustancias vegetales más empleadas eran: palo de Campeche, cúrcuma, índigo natural. De animales se empleaba la cochinilla. En el año 1856 se inició la era de los colorantes sintéticos, a partir del descubrimiento de William Henry Perkin (1838 – 1907), quién logró obtener el colorante púrpura por oxidación de la anilina con ácido crómico. Es así que hacia los años 90 se introdujo fuertemente el uso de colorantes artificiales. En la actualidad el uso de colorantes artificiales (por síntesis química) está dejando de ser utilizado por la toxicidad que presenta, y su carácter cancerígeno. Es así

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que la utilización de colorantes naturales está posicionándose fuertemente, y la necesidad de la búsqueda de fuentes de materia prima y su correcta y eficaz extracción es ahora temas de investigación. III.

Objetivos  Extracción del colorante de pepa de palta  Caracterización del colorante de palta

IV.

Revisión bibliográfica 4.1. tintes naturales Los tintes naturales son sustancias obtenidas de diferentes partes de la planta con cualidades de colorear o teñir, mediante diferentes procesos. Dentro de estos procesos está la maceración, la fermentación la cocción etc, (Flores,1990). Los colorantes quedan detenidos en las sustancias que colorean (substrato) por la adsorción física, por retención mecánica, por formación de enlaces covalentes o de complejos como sales o metales, o bien por disolución. La utilización de tintes naturales se ha llevado a cabo desde el hombre prehistórico, con el objetivo de embellecer y adornar diferentes artículos de uso corriente. Para ello, se aprovechó de un gran número de plantas con características tintóreas, donde se les extrajo sus propiedades de tinción y así se fueron creando nuevos colores y aumentando su conocimiento en esta ciencia, (Cordero, 2000). 4.2. Plantas Tintóreas Se consideran plantas tintóreas, todas aquellas especies que contienen algunas concentraciones de colorante en diferentes órganos, como raíces, tallos, hojas, flores y semillas, (Acuña et al., 1990). Estos colorantes son producidos directamente por la actividad fisiológica de las plantas. Se hallan en mayor concentración en las vacuolas de las células vegetales, donde se asocian con otros elementos como aceites, resinas, taninos con carácter astringente y otros, (Cordero, 2000). 4.3. Distribución de los colorantes naturales Los colorantes naturales pueden ser clasificados, según su naturaleza química en diversos grupos. Como fuentes naturales de estos colorantes se pueden considerar las plantas superiores, las algas, hongos y líquenes, algunos insectos, así como algunos organismos marinos invertebrados. La función de diversos pigmentos que se encuentran en forma natural en plantas y animales es muy variada, tal es el caso de algunos fenoles que absorben la luz ultravioleta y pueden desempeñar la función de guiar a los insectos a las flores para realizar la polinización. Las quinonas (compuestos fenólicos) pueden actuar como sustancias tóxicas para defensa, (Domínguez, 2002). 4.4. El aguacate El Aguacate perteneciente a la familia de las Lauráceas, es un árbol frondoso y muy ramificado, cultivado en regiones tropicales y templadas. Originario de América

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intertropical, representó para los pueblos indígenas desde tiempos inmemoriales, un fruto delicioso muy apreciado con propiedades extraordinarias que van desde lo nutritivo, lo curativo, lo religioso hasta lo cosmetológico, (Villanueva, 2007). Cabe señalar que en la industrialización de estos productos se ocupa la parte comestible del aguacate, desechándose la cáscara y la semilla, la que representa de un 15 a 16 % del total del fruto, es predecible que se produzca una enorme cantidad de desechos orgánicos provenientes de la industrialización, los cuales están comenzando a ser motivo de estudios para evaluar su posible utilización, (Ramos , 2007). Fuerte Esta Palta es de buena calidad con piel suave tiene Semilla de tamaño medio. Se pela fácilmente posee Buen sabor ,tiene Tamaño Mediano a grande. Con una Piel verde y delgada, con superficie suave. Su pulpa es cremosa y de color verde pálido. Con respecto a sus Características de maduración su Piel se mantiene verde. Mexícola Varía su nombre de acuerdo a localización. Su pulpa contiene hilachas es una fruta ovalada con lenticelas blancas, Color morado oscuro y suelen tener Semillas muy grandes. Semilla del aguacate El fruto del aguacate (Persea americana cv. Hass) contiene una semilla de la que se extrae un colorante, una antocianina, que sirve para teñir tejidos naturales y alimentos, (Lockhande , 1999). De acuerdo a Lock (1999), las semillas contienen alcoholes polihidroxilados (volemitol, perseitol, arabinitol, galactitol, glicerol), azúcares raros (D-manoheptulosa, etc.), avocatina, 4,8 –bis-catequin (flavonol condensado), los ácidos grasos contenidos también en las semillas son principalmente oleico, linoleico, palmítico, esteárico, linolénico, cáprico y mirístico. De la semilla de la palta, se obtiene un líquido lechoso con el olor y el sabor a almendra, el que debido a su contenido en tanino, se convierte en rojo al ser expuesto a la luz, lo que ha permitido proporcionar una tinta indeleble de color rojo-marrón o negruzco, que ha sido utilizada para marcar el algodón y el lino textil. Esto constituyó una tintura para la escritura y además una forma de marcar que fue muy usada en la época de la conquista española, (Morton, 1987). Se han realizado estudios científicos sobre las semillas de Persea americana Mill, para determinar sus propiedades de teñido, lo que se ha probado mediante el uso de diferentes disolventes en la extracción de la tintura, cuyo tinte se puede aplicar a materiales de tejido. Para la extracción del colorante se definió que el agua destilada y

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el hidróxido de sodio, corresponden a los mejores solventes en la extracción de tintura, ya que exhiben resultados satisfactorios en términos del oscurecimiento del color de los extractos y de su solubilidad en el agua, (Tayag, 1995). El colorante se puede utilizar como tinte en telas y fibras vegetales, lo que depende de la afinidad química o complemento que exista entre las moléculas, por lo cual se necesita hacer pruebas utilizando otros mordientes como bicarbonato, ácido cítrico, ceniza, etc. Los mismos autores trabajaron con carozo de paltas y encontraron que la extracción de las tinturas daba como resultado que la coloración era de matices más suaves y tenues. Sin embargo, también determinaron que para el caso de la palta, la coloración se transformaba en más considerable y vistosa en la medida que la fruta, de la cual se extraía el carozo, estaba más madura.

Otros aspectos relevantes del estudio, fue la fijación de estos colorantes, la que resultó ser de buena calidad, ya que no presentó variación en sus tonalidades luego de ser lavadas posteriores al proceso de tintura y secado, (Pino, 2007). 4.5. Composición química En cuanto a las partes del aguacate y su composición química se puede decir que contiene los siguientes principios activos:  Mesocarpo: abundantes lípidos, ácidos grasos insaturados: oléico, linoléico, linolénico, palmítico, esteárico, cáprico, mirístico; insaponificable, rico en esteroles, escualeno, abundantes hidrocarburos alifáticos insaturados, alcoholes alifáticos y terpénicos, tocoferol, aminoácidos, proantocianidoles, carnitina, carotenoides, tiamina, riboflavina, niacina, ácido ascórbico, y sales minerales: fósforo y hierro.  Hojas: abundante aceite esencial: estragol, alfa y beta pineno, cineol, trasnetol, alcanfor, limoneno. Dopamina, serotonina, flavonoidesderivados del grupo quercetol, perseita, persiteol, abacatina.  Semilla: ácidos grasos insaturados, abundante tocoferol. El tamizaje fitoquÍmico contiene: saponinas, esteroles insaturados, cardenólicos, bufadienólicos, flavonoides, leuco antocianinas, taninos y polifenoles. 4.6. Características macroscópicas de las semillas de aguacate Los vegetales tienen una serie de elementos apreciables, al ser observadas a ojo descubierto, con una lupa de mano o con microscopio óptico, ya sea que se encuentre entera o molida. Muchos de estos elementos le son propios y característicos lo cual permiten su identificación. Debido a que se estudian semillas de desecho de diferentes lugares de origen no es posible establecer la variedad a que pertenece. Sin embargo, como la parte utilizada es la semilla se establecen las características macroscópicas y microscópicas de las mismas. Se realiza teniendo en cuenta su morfología externa y sus secciones transversales y longitudinales. La morfología externa comprende:

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  

Tegumento: a veces formado por dos partes bien distintas una externa, latesta, dura y lignificada y la otra interna el tegmen, menos lignificada que la anterior. Reservas: las sustancias de reserva pueden estar acumuladas en el endosperma, cotiledones o en el perisperma y pueden ser: almidón, aceites, proteínas, etc. Embrión: posee valor relativo para la diagnosis, se toma encuentra la forma, (recto curvo); número de cotiledones tamaño y localización. En el aguacate el pericarpio está formado de tres capas: exocarpio (cáscara), mesocarpio (pulpa) y endocarpio junto a la cubierta seminal. El endocarpio se compone de pocas capas de parénquima de células aplanadas tangencialmente que a menudo se adhieren a la testa

Factores que afectan la Estabilidad de los Colorantes.       

Trazas de Metales. Altas Temperaturas. Agentes oxido-reductores. Luz. pH. Microorganismos. Precipitaciones

Generalmente, la luz es la principal causa de degradación de los colorantes. Algunos sufren alteración del color por la presencia de trazas de metales, ya sea, en el producto o en el envase. Otros se degradan cuando son expuestos a ciertos azúcares, aldehídos, peróxidos y ácidos. También hay que resaltar el hecho, de que no todos los colorantes son estables a todos los valores de pH. Algunos fenómenos están relacionados con este agente, como puede ser la vida media, los cambios de solubilidad y la pérdida del poder tintóreo del colorante (Castillo y Ramiez, 2006). Para evitar descomposiciones de carácter microbiológico se suele recurrir a la pasteurización, a la adición de sal o sustancias conservantes olorante (Castillo y Ramiez, 2006). Todos los colorantes para ser utilizados en la Industria de Alimentos, deben satisfacer las pruebas de toxicidad que requieren las autoridades de salud, para demostrar su inocuidad. Así tenemos que dentro de los requisitos exigidos para su utilización están: Ser inocuo. Constituir una especie química definida y pura. Tener gran poder tintóreo, con objeto de utilizar la mínima cantidad posible y ser fácilmente incorporables al producto. 

Ser lo más estable posible a la luz y al calor.

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   

Poseer compatibilidad con los productos que deben teñir. No poseer olor ni sabor desagradable. Ser indiferente al pH, agentes oxidantes y reductores. Ser lo más económico posible

Colorante de aguacateA partir de la semilla de aguacate se extrae un colorante que es una antocianina, que una vez procesado como extracto se obtiene un polvo soluble en agua y alcohol de color amarilento que se puede adicionar a los alimentos, principalmente lácteos y productos de panadería para modificar su apariencia.

V.

Materiales, reactivos y métodos 5.1. Materiales  Balanza de precisión METTLER.  Termómetro (-10 0C-100 0C).  Probetas ( 10 -100 ml).  Varilla de agitación.  Matraz.  Placas petri  Piscetas.  Estufa (MEMMENT 80 0C).  Cocina eléctrica.  Mortero y pilon 5.2. Reactivos  Agua destilada  Hidróxido de sodio  Hidróxido de potasio 5.3. Metodología

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obtencion de la materia prima

agua

lavado de las pepas

  

Agua Impuresas Casara

reduccion de tamaño machacado de la ralladura   

6 gr de pepa molida NaOH(0.1,0.3 Y 0.5%) KOH(0.1,0.3 Y 0.5%)

extraccion del colorante

filtracion

130 rpm Por 30 min En la estufa Por 12 horas a 70°C

Calentar la solución 1 hora a 70 °C

Solidos

centrifugado

secado

colorante en polvo

Figura1 : diagrama de flujo para la extracción de colorante de la pepa de palta

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5.3.1. Proceso de obtención de colorante n polvo de la pepa de aguacate  Obtención de la materia prima El presente trabajo se realizó con la semilla de aguacate ya que es una fruta que tiene un volumen grande, y fue recopilado desde hace tres meses para obtener la semilla seca  Lavado de las semillas La limpieza tiene como objetivo, eliminar en su totalidad las impurezas que acompañan a las semillas del aguacate; el lavado se hizo manualmente retirando los restos de aguacate que pudieran afectar de alguna forma el proceso, este lavado se realizó con agua de la llave.  Reducción de tamaño Utilizando un rallador metálico (aproximadamente 0,1 de diámetro) casero se procedió a rallar la materia prima para minimizar la masa y así aumentar la superficie para una buena extracción.  Machacado de la ralladura Se coloca la ralladura de las semillas en un mortero y se procedió a machacarlo, hasta obtener una masa pastosa, esta masa está lista para la extracción  Preparación del solvente La concentración de la solución a preparada fueron al 1,2 y 3 % de hidróxido de sodio e hidróxido de potasio diluyó en un matraz con aproximadamente 50 ml de agua destilada para luego aforarlo en un balón de 100 ml. Se hizo este proceso tanto para el NaOH Y KOH  Extracción del colorante: Es la parte fundamental del proceso en la que se realiza la extracción del colorante de la semilla. En un vaso presipitado se coloco 6 g de semilla molida junto con la solución de Na OH (50 ml), y se calentó durante 1 hora. Se repitió lo mismo para las diferentes concentraciones de el NaOH Y KOH  Filtración Luego de calentar la solución, ésta quedó muy espesa con presencia de parte sólida. Entonces con la ayuda de una tela con porosidad mínima se filtró y de esta manera se eliminaron los sólidos.  centrifugado Luego de filtrar la solución se se sometio a un proceso de centrifugado a 150 rpm por 30 minutos para obtener una masa pastosa pura.  Secado

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Como ya se obtuvo la masa pastosa, entonces ya estaba lista para secarla, se colocó la masa en placas Petri y luego se trasladó a una estufa EMMENT 80 °C MADE IN GERMANY, 60 HZ) a una temperatura de 80 °C por un tiempo de 12 horas. Después de ese tiempo se machacó el producto obtenido, con la ayuda del mortero y pistilo, para obtener el producto en polvo. Y se procedió a pesar.

VI.

Resultados y discusiones 6.1. Resultados

Peso del colorante extraído de las diferentes muestras de pepa de palta Tabla 1peso del colorante extraído de la pepa de palta has fuerte(verde)(gr) Solvente

1%

0.2 %

0.5 %

NaOH

1.01 gr

0.55 gr

1.66 gr

KOH

1.37 gr

0.80 gr

1.52 gr

Tabla 2. Peso del colorante extraído de la pepa de palta criolla(gr) Solvente

1%

0.2 %

0.5 %

NaOH

2.33 gr

0.55 gr

1.39 gr

KOH

1.86 gr

0.94 gr

1.31 gr

Evaluación de los rendimientos con diferentes solventes y a diferentes concentraciones Tabla 1. Rendimiento de la palta has fuerte(verde) Solvente

1%

0.2 %

0.5 %

NaOH

20.2%

11%

27.8%

KOH

27%

16%

30.4%

Tabla 2. Rendimiento de la palta criolla (negra) Solvente

1%

0.2 %

0.5 %

NaOH

46.6%

10.6%

32%

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KOH

37.2%

18.8%

26.2%

6.2. Discusiones  Después de realizar la extracción de colorante de la pepa de palta logramos obsevar claramente que hay mejor extraccion de colorante con concentraciones de solvente de NaOH y KOH de 1 % y 0.5%.  Se determinó mejores rendimientos de extracción de colorante con KOH en la semilla de la palta fuerte y mejores rendimientos en la extracción de colorante con NaOH en la pepa de palta criolla  No se encontró investigaciones anteriores de la extracción de colorante de 2 Variedades de pepa de palta y a nuestras concentraciones de solvente por lo que creemos que seria mas recomendable realizar la extracción de colorante con KOH.  Según Morton, 1987 de la extracción de colorante de pepa de palta se obtiene un colorante de color amarillo y en la extracción realizada obtuvimos colorante de color amarillo.

VII.

Conclusiones

Se logró concluir satisfactoriamente el proceso de extracción de colorante utilizando diferentes solventes donde se obtuvo mayor rendimiento y buen rendimiento con KOH a diferencia del NaOH Realizamos la caractrizacion respectiva al colorante de pepa de palta utilizando el espectrofotometro

VIII.

bibliografia

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    

 

IX.

CORDERO, R, 2000. “COLORANTES VEGETALES EN LA ARTESANIA PANAMEÑA.” Panamá http://www.up.ac.pa/direccionadministrativa/institutos/inestec/coloepdf. DOMÍNGUEZ, Jorge.2010 “MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN FITOQUÍMICA” Editorial Limusa, México FLORES, L., LING, F., 1990. “EXTRACCIÓN DE COLOREANTES NATURALES” México. LOCK, Olga.1997, “COLORANTES NATURALES”. Pontificia Universidad Católica de Perú, Fondo Editorial, PINO W., GUERRERO J., CASTRO A., CASTRO A., PALACIOS J. y CASTRO A., 2003, Extracción artesanal de colorantes naturales, una alternativa de aprovechamiento de la diversidad biológica del chocó, Colombia, TAYAG, L.C., 1995, Dyeing properties of avocado (Persea americana Mill.) seeds, Centro Escolar Univ., Mendiola, Manila (Philippines), Manila (Philippines). anabel castillo membreño y iris elizabeth ramírez gonzález ,2006 ensayo preliminar para la obtención de colorantes naturales a partir de especies vegetales comestibles, universidad de el salvador

ANEXOS