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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALÚRGIA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

PRÁCTICA Nº 10

TEMA: “COLORANTES Y PIGMENTOS EN PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES” PROFESOR : ING.SAUL RICARDO CHUQUI DIESTRA

ALUMNOS: CONDOLI QUISPE, Beltrán CUADROS PALOMINO, Javier A.

GRUPO: martes de 10-1pm

AYACUCHO – PERU 2017

COLORANTES Y PIGMENTOS EN PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES I. OBJETIVOS Aislar y observar los colorantes y pigmentos presentes en algunos productos agroindustriales. II. FUNDAMENTO TEORICO Los alimentos tienen una naturaleza compleja, por lo general, lo que hace difícil aislar un colorante natural o sintético. Se han propuesto distintos métodos y aun se siguen buscando variantes para lograr un aislamiento más perfecto que facilite su posterior estudio, destinado a la identificación. La técnica de cromatografía cada vez más mejorada ofrece excelentes resultados y medios de identificación. Colorantes naturales La distinción entre natural y artificial, términos muy utilizados en las polémicas sobre la salubridad de los alimentos, es de difícil aplicación cuando se quiere hablar con propiedad de los colorantes alimentarios. En sentido estricto, solo sería natural el color que un alimento tiene por sí mismo. Esto puede generalizarse a los colorantes presentes de forma espontánea en otros alimentos y extraíbles de ellos, pero puede hacer confusa la situación de aquellas substancias totalmente idénticas pero obtenidas por síntesis química. También la de colorantes obtenidos de materiales biológicos no alimentarios, insectos, por ejemplo, y la de aquellos que pueden bien añadirse o bien formarse espontáneamente al calentar un alimento, como es el caso del caramelo. Los colorantes naturales son considerados en general como inocuos y consecuentemente las limitaciones específicas en su utilización son menores que las que afectan a los colorantes artificiales. Colorantes artificiales En los últimos años la preocupación por la seguridad de los alimentos, y la presión del público, ha llevado a muchas empresas a revisar la formulación de sus productos y sustituir cuando es tecnológicamente factible los colorantes artificiales por otros naturales. Además, son más resistentes que los colorantes naturales. Precisamente la preocupación por su seguridad ha hecho que los colorantes artificiales hayan sido estudiados en forma exhaustiva por lo que respecta a su efecto sobre la

salud, mucho más que la mayoría de los colorantes naturales. Ello ha llevado a reducir cada vez más el número de colorantes utilizables, aunque al contrario de lo que sucede en los otros grupos de aditivos, existan grandes variaciones de un país a otro. Por ejemplo, en los Países Nórdicos están prohibidos prácticamente todos los artificiales, mientras que en Estados Unidos no están autorizados algunos de los que se usan en Europa pero sí lo están otros que no se utilizan allí.

III. MATERIALES Y METODOS 3.1 COLORANTESAGROINDUSTRIALES SINTETICOS. 3.1.1 AISLAMIENTO DE COLORANTES CROMATOGRAFIA DE PAPEL.

AGROINDUSTRIALES

PUROS

POR

Cada colorante agroindustrial sintético puede ser una sustancia simple o una mezcla de sustancias. Si son una mezcla de sustancias, por encontrarse en esa forma se pueden separar por cromatografía de papel. Las sustancias que componen una mezcla de colorantes se trasladaran en el solvente a velocidades diferentes, moviéndose de esta forma a través del papel y teniendo lugar así la separación. (A) MATERIALES      

Caramelos coloreados. 1 vaso de precipitado. Papel de filtro de 12.5 cm. de diámetro. Capsula de evaporación. Tubo capilar (tubo de punto de fusión). Pipetas cuentagotas.

(B) REACTIVOS  Solución de cloruro sódico (aproximadamente al 3%).  Solución de amoniaco (aprox. 0.35%: 5ml de solución de hidróxido de amoniaco 2M en 95 ml de agua).  N-butanol. (C) METODOLOGIA Para obtener la solución colorante: colocar varios caramelos del mismo color en un vaso precipitado pequeño y añadir suficiente agua para que lo cubra. Agitar el vaso d e precipitado hasta que se disuelva el colorante hidrosoluble y se obtendrá una pequeña cantidad de solución concentrada de colorante. Sacar el líquido de los caramelos coloreados.

Sobre una capsula de evaporación colocar el papel filtro. Colocar una pequeña mancha del colorante alimentario (0.25cm de diámetro) en el centro del papel de filtro para lo que se utilizara un tuvo capilar. Tener cuidado de no deteriorar la superficie del papel. Si fuera necesario, para obtener una mancha de color intensa, añadir dos gotas mas de la solución del colorante. Dejar secar el papel después de cada adición. Mediante una pipeta cuenta gotas, dejar caer el solvente sobre el centro de la mancha del colorante. Lentamente el solvente se ira trasladando a través del papel. Se seguirán añadiendo gotas del solvente hasta que el frente del mismo se encuentre aproximadamente a 1 cm. del borde del papel. Dejar secar el papel. Esquema (No se realizó en la práctica)

Hacer caer una gota de muestra

caramelos Determinación de colores

3.2 PIGMENTOS AGROINDUSTRIALES NATURALES 3.2.1 CLOROFILA Y CAROTINOIDES: El aislamiento de estos pigmentos hortaliza verde se realiza mediante cromatografía de papel. MATERIALES Y REACTIVOS        

Hortaliza verde: alfalfa Hortaliza roja betarraga Mortero Acetona Tubo de ensayo Papel filtro Capsula de evaporación Pipeta cuenta gotas pipeta de 5ml

en una

   

Ácido clorhídrico diluido Ácido acético diluido Bicarbonato de sodio en polvo Hidróxido de sodio en polvo

METODOLOGÍA Poner una hortaliza verde en el interior de un mortero triturada previamente (cortada o más posible) Cubrirla con acetona l suficiente para obtener 5mL de líquido verde intensamente coloreado Decantar el extracto obtenido dentro de un tubo de ensayo Colocar un papel filtro sobre una capsula de evaporación y mediante un tubo capilar de punto de fusión se pone una gota del extracto verde sobre el centro del papel. Dejar secar la gota y añadir una segunda gota en el mismo sitio. Repetir este proceso 4 ó 5 veces hasta que se forme una mancha verde oscura Llenar una pipeta cuenta gotas con acetona y verterla gota a gota en el centro del papel. El solvente se trasladara atreves del papel de filtro arrastrando el extracto verde con él. Los distintos pigmentos se moverán a velocidades a velocidades diferentes, separándose en bandas de distintas tonalidades Una banda amarilla de xantofila en la parte exterior (un carotenoide) y en interior una banda verde de clorofila. Puede verse también una débil banda amarilla en el interior es el caroteno

 Poner una hortaliza verde en el interior de un mortero triturada previamente (cortada o más posible)

 Cubrirla con acetona lo suficiente para obtener 5 mL de líquido verde intensamente coloreado. Decantar el extracto obtenido dentro de un tubo de ensayo.

 Colocar un papel de filtro sobre una cápsula de evaporación y mediante un tubo capilar de punto de fusión se pone una gota del extracto verde sobre el centro del papel. Dejar secar la gota y añadir una segunda gota en el mismo sitio. Repetir este proceso 4 ó 5 veces hasta que se forme una mancha verde oscura.

 Llenar una pipeta cuenta gotas con acetona y verterla gota a gota en el centro del papel. El solvente se trasladará a través del papel de filtro arrastrando el extracto verde con él. Los distintos pigmentos se moverán a velocidades diferentes, separándose en bandas de distintas tonalidades.

 Una banda amarilla de xantofila en la parte exterior (un carotenoide) y en lo interior una banda verde de clorofila. Puede verse también una débil banda amarilla en el interior es el caroteno.

RESULTADOS Las sustancias presentes en la hortaliza presentan un grado diferente de solubilidad en disolventes apolares, lo que permite su separación cuando una solución de las mismas asciende por capilaridad a través de una tira de papel poroso (papel de cromatografía o de filtro) dispuesta verticalmente sobre una película de un disolvente orgánico , ya que las más solubles se desplazarán a mayor velocidad, pues acompañarán fácilmente al disolvente a medida que éste asciende. Las menos solubles avanzarán menos en la tira de papel de filtro Aparecerán, por tanto, varias bandas de diferentes colores dependiendo del material utilizado que estarán más o menos alejados de la disolución según la mayor o menor solubilidad de los pigmentos. Estas bandas poseerán diferente grosor, dependiendo de la abundancia del pigmento en la disolución.

3.2.2 ANTOCIANINAS: (A) METODOLOGIA: Desmenuzar 50g de una hortaliza roja y triturarlo en un mortero, añadiendo agua poco a poco hasta un volumen aproximado de 50 mL Decantar la solución roja. Tomar 5 tubos de ensayo y poner en cada uno 5 ml del extracto. TUBO 1: añadir gotas de ácido clorhídrico diluido y observar. TUBO 2: añadir gotas de ácido acético diluido y observar. TUBO 3: añadir gotas de agua y observar TUBO 4: añadir un poco de polvo de bicarbonato de sodio y observar.

TUBO 5: añadir gotas de solución de NAOH y observar. (A) METODOLOGÍA

 Pelado

de la muestra (betarraga)

 Rayado

de la muestra para facilitar la trituración.

 Desmenuzar 50 g de una hortaliza roja y triturarla en un mortero, añadiendo agua poco a poco hasta un volumen aproximado de 50 mL.

 Decantar la solución roja. Tomar 5 tubos de ensayo y poner en cada uno 5 ml del extracto.

 Tubo

1: añadir gotas del HCl diluido y observar

 Tubo

2: Añadir gotas del ácido acético diluido y observar

 Tubo

3: Añadir gotas de agua y observar

RESULTADOS: TUBO 1: La coloración característico fue rojo oscuro TUBO 2: en este caso la coloración fue casi similar al tubo 1 TUBO 3: en este tubo se observó una coloración de rojo claro TUBO 4: este fue el tubo más oscuro de todos, puesto que el color que resulto fue rojo muy oscuro TUBO 5: este último dio una coloración amarilla.

IV. DISCUSIÓN: El cambio de color de las antocianinas, son moléculas en las que se produce el efecto batocrómico, que consiste en que al cambiar la acidez, es decir el pH, se pasa del rojo anaranjado en condiciones ácidas, como el de la pelargonidina, al rojo intenso-violeta de la cianidina en condiciones neutras, y al rojo púrpura-azul de la delfinidina, en condiciones alcalinas. El pH tiene efecto en la estructura y la estabilidad de las antocianinas. La acidez tiene un efecto protector sobre la molécula. A valores de pH más altos ocurre una pérdida del protón y adición de agua en la posición 2, dando lugar a un equilibrio entre la pseudobase carbinol o hemicetal y la forma chalcona, o de cadena abierta. Tanto el hemicetal como la chalcona, son formas incoloras y bastante inestables. A valores de pH superiores a 7 se presentan las formas quinoidales de color púrpura que se degradan rápidamente por oxidación con el aire

V. CONCLUSIONES:

Las antocianinas son pigmentos hidrosolubles que se hallan en las vacuolas de las células vegetales y que otorgan el color rojo, púrpura o azul a las hojas, flores y frutos.1 Desde el punto de vista químico, las antocianinas pertenecen al grupo de los flavonoides y son glucósidos de las antocianinas, es decir, están constituidas por una molécula de antocianina, que es la anglicana, a la que se le une un azúcar por medio de un enlace glucosídico. Sus funciones en las plantas son múltiples, desde la de protección de la radiación ultravioleta hasta la de atracción de insectos polinizadores. Los colores de pueden diferenciar fácilmente con este método de cromatografía lo cual nos clasifican los colores de acuerdo a sus pesos moleculares, también este método es aplicable para determinar ya sea en la parte industrial y en la parte artesanal porque su determinación es aplicable y sencillo. Las sustancias más solubles se desplazarán a mayor velocidad, pues acompañarán fácilmente al disolvente a medida que éste asciende. Las menos solubles avanzarán menos en la tira de papel de filtro

VI.CUESTIONARIO 1. Que factores afectan la estabilidad de los colorantes naturales     

Trazas de metales Altas temperaturas Agentes óxido-reductores Luz PH

Algunos colorantes azoicos con trazas de metales en el producto o en el envase, alterando el color. Otros se degradan cuando son expuestos a ciertos azúcares, aldehídos, peróxidos y ácidos. Generalmente, la luz es la principal causa de degradación de los colorantes (las lacas son más estables frente a este agente). 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 tintorial del colorante.

1. Dibujar las estructuras moleculares de la clorofila alfa y beta, del beta caroteno y del licopeno.

Molécula de ß-caroteno.

Estructura molecular de la clorofila.

3. Indicar y explicar las propiedades fisicoquímicas de las clorofilas y los carotenos. La estructura de la molécula de clorofila tiene dos partes: un anillo de porfirina (sustituida con pequeños grupos enlazados, sustituyentes) y una cadena larga llamada fitol. La clorofila es un suplemento alimenticio que tiene una gran actividad desodorizante. De gran utilidad para combatir los problemas de mal aliento ocasionados por el tabaco, bebidas alcohólicas y alimentos; ayuda a eliminar los olores provocados por la transpiración. 

Posee acción antioxidante.



Nutre y fortalece los sistemas circulatorios e intestinales.



La clorofilina disminuye de forma significativa el colesterol y triglicéridos séricos en estudios preliminares en animales (no comprobado en humanos).



La clorofila y la clorofilina poseen potencial anticarcinogénico y antimutagénico, pueden ayudar a proteger contra algunas toxinas y pueden mejorar los efectos secundarios de algunos fármacos.



Es efectiva en la reducción del olor urinario y fecal en algunas circunstancias pueden ayudar a aliviar el estreñimiento.

4. explique cuál es el principio de acción en la extracción de la clorofila por el solvente (acetona) Teniendo en cuenta que la acetona es familia de los alcoholes se deduce que la acetona produce una separación entre la clorofila y la xantofila de modo que al filtrar se nota a ambos de forma clara.

VII. BIBLIOGRAFÍA  ARNOLD BERK, Harvey Lodish “Biología Celular Y Molecular”  LOCK SING DE UGAZ Olga “Colorantes naturales”  LÓPEZ Agustín, GARCÍA GARIBAY Mariano “Biotecnología alimentaria”