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Estimación de capsaicina en chiles habaneros y comparación del grado de pungencia usando la técnica de voltamperometría lineal. *Q.A. Aguirre Albo Raquel. **Q.A. Rivera Hernández Alan Germán. 1607-G14-1602 05 de Junio de 2016.

Resumen. Se realizó la estimación de capsaicina en chiles habaneros, el presente trabajo se ha enfocado a tres variedades de chile habanero, rojo, verde y pinto, considerando su gran contenido de alcaloides que se reporta en la literatura. Para la extracción de capsaicina, se empleó etanol y posteriormente, se realizó un análisis por voltamperometría lineal en donde se encontró que el chile habanero pinto presentó una mayor pungencia en comparación a los otros dos chiles con los que se trabajó de igual forma. Este tipo de análisis es importante ya que actualmente la industria alimentaria está creciendo ampliamente, por lo que tanto la extracción como la estimación de pungencia de la capsaicina servirían para solucionar problemas asociados al empleo de nuevos aditivos así como soluciones sensoriales.

Objetivos. Objetivo General: Realizar la estimación del contenido de capsaicina en extractos etanólicos de chiles habaneros, mediante voltamperometría lineal para determinar que tanta pungencia pueden presentar los chiles a evaluar. Objetivos Particulares: Conocer la técnica de voltamperometría lineal. Realizar la extracción de capsaicinoides de diversas muestras de chiles habaneros con etanol, en la misma proporción masa chile/Vol. EtOH. Identificar y medir bajo las mismas condiciones, la señal de la capsaicina en las muestras extraídas. Comparar el contenido de capsaicina en varias muestras.

Introducción. Los restos más antiguos de la planta o fruto del chile (Capsicum), proceden del valle del valle de Tehuacán (México) y datan del año 5000-3000 a.C. Le llamaban chile o ají. El chile es una especia que ha tenido un considerable aumento mundial de consumo en los últimos años. Mientras que desde hace siglos ha sido consumido principalmente en países en vías de desarrollo como los de Latinoamérica, África y Asia. El consumo en países como los de la unión europea y Estados unidos ha ido en aumento, por una parte, debido a la gran cantidad de inmigrantes que lo demandan, y por otra parte, la población en general ha empezado a adicionar sabor a sus platillos con el chile o pimiento dulce, lo que ha abierto camino poco a poco a los chiles picosos (El chile: caracterización y su origen, s.f.). Desde 1993, la producción mundial de chiles ha tenido un crecimiento del 48% 1

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de la superficie y duplicando los volúmenes de producción. Este aumento en la producción de chiles se debe a la creciente demanda de este producto en todas sus presentaciones (fresco, seco y procesado), tanto para consumo directo como para usos industriales (El chile: caracterización y su origen, s.f.). Los chiles, como el habanero (Capsicum chinense Jacq.), son una fuente rica de valiosos fitoquímicos como la capsaicina. La capsaicina, un alcaloide o capsaicinoide, es el principal componente pungente o irritante de los chiles que son ampliamente utilizados como aditivos alimentarios y por poseer propiedades antimicrobianas. Estos compuestos se encuentran principalmente en la placenta de los chiles, la parte blanca interna, la cual se encuentra unida a las semillas (Lobato y Gerónimo, 2014).

Los capsaicinoides también poseen propiedades analgésicas, antiinflamatorias, antioxidantes e incluso anticancerígenas al inhibir el crecimiento dependiente de andrógenos en células cancerígenas de seno, colon, adenocarcinoma gástrico y de próstata (Lobato y Gerónimo, 2014). Actualmente hay varias regiones dedicadas a la producción de chile habanero. Tradicionalmente, se ha utilizado como materia prima para la elaboración de salsas, pastas, en aderezos para algunos platillos típicos de

la región. Los retos actuales involucran la innovación de procesos con el fin de generar valor agregado y diversificar los usos tradicionales de productos de la región, como lo es el chile habanero (Lobato y Gerónimo, 2014). Existen diversos métodos utilizados para la extracción de capsaicinoides, dentro de los cuales se encuentra la extracción por solventes, el cual debido a su practicidad y bajo costo, podría ser utilizado para obtener oleorresinas, específicamente capsaicinas del chile habanero. Al mismo tiempo, este proceso permitiría procesar aquellos chiles habaneros que no son aceptados por la industria para sus procesos de obtención de salsas, principalmente; reduciendo en gran medida las pérdidas de la producción de habanero en las diferentes regiones (Lobato y Gerónimo, 2014).

Propiedades físicas: La capsaicina posee una fórmula molecular , a la cual le corresponde un peso molecular de 305.40 g/mol, su forma cristalográfica pertenece al sistema monoclínico, láminas rectangulares, su punto de fusión es 65ºC y el de ebullición está entre 210-220ºC, la presión de vapor a 25ºC no es significativa, su máxima absorción entre 227-281 (ε 7000, 2500) posee un color rojo-naranja, pudiéndose almacenar durante años en forma estable. La capsaicina es ligeramente soluble en agua, pero soluble en grasas, alcoholes y aceites. La capsaicina extraída y cristalizada puede estar en presencia de 5 compuestos capsaicinoides más. En un extracto cristalino los porcentajes pueden ser: 2

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capsaicina 69%, dihidrocapsaicina 22% y tres componentes minoritarios: nordihidrocapsaicina 7%, homocapsaicina 1% y homodihidrocapsaicina 1% (Peralta, 2007). Propiedades químicas: La capsaicina o también trans-8-metil-Nvainillil-6-nonenamida es el componente responsable del comportamiento picante, en mayor o menor grado, de los frutos de la familia capsicum, localizándose, fundamentalmente, en sus semillas y membranas. Es un compuesto orgánico de nitrógeno de naturaleza lipídica, frecuentemente clasificado, de forma errónea, como un alcaloide. El nombre fue aplicado, en 1876, a un compuesto incoloro aislado de la oleorresina del capsicum. En los años 60 el compuesto natural fue adecuadamente caracterizado. La capsaicina purificada, diluida cien mil veces, sigue siendo tan activa que aún es capaz de producir ampollas en la lengua. La capsaicina es la responsable de la sensación de ardor, e incluso dolor, en la mucosa oral. Estimula las secreciones gástricas y, si se usa en exceso, ocasiona inflamación. Se sabe que esta molécula es capaz de actuar sobre fibras no mielinizadas delgadas, activando a ciertas subpoblaciones de neuronas sensoriales. La capsaicina también posee cualidades descongestivas y, a concentraciones adecuadas, favorece en el cerebro la producción de endorfinas, que son moléculas que promueven la sensación de bienestar (Peralta, 2007).

Materiales y métodos. Se siguió la siguiente metodología por puntos: Antes de realizar el experimento se escogieron dos o más conjuntos de chiles habaneros frescos, se eliminaron las semillas y la pulpa para posteriormente picar finamente las partes blandas (usar guantes). Se pesó de la muestra una masa aproximada a 5.0g ± 0.02g. Posteriormente se agregaron 10 mL de alcohol sobre la muestra, previamente colocada en un tubo falcon o recipiente pequeño con tapa. Se tapó el recipiente para después agitarlo manualmente durante 5 minutos y dejarlo reposar una noche anterior al experimento. Para la estimación se colocó en la celda 8 mL de ácido nítrico (0.1 M) más 1 mL de extracto de capsaicina y se trazó el dominio de electroactividad. Se pipeteó con micropipeta de 100 a 500 μL el sobrenadante de la muestra de chile y se trazó el voltamperograma correspondiente desde 0 hasta 1400 mV a una velocidad de barrido de 200mV/s. Finalmente se repitió lo mismo con cada muestra de chile. Notas: Se recomienda trazar o imprimir los voltamperogramas resultantes (juntos de ser posible) y con la información necesaria a partir de los voltamperogramas concluir respecto al contenido de capsaicina de cada una de las muestras así como concluir acerca de la respuesta electroquímica de la capsaicina. Tabla 1: Material, equipo y reactivos. Potenciostato PS205 de Elchema o AFCBP1 de Pine Instruments u otro Electrodo de trabajo: carbón vítreo Electrodo auxiliar: Platino o Tungsteno Electrodo de referencia: Ag/AgCl Balanza analítica. 1 Celda para el potenciostato 1 Pinzas para tomar la barra magnética 1 Barra magnética pequeña 3

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1 Micropipeta de 200 μL 2 vasos de pp de 250 mL 2 vasos de pp de 100 mL 1 Piceta con agua destilada limpia 2 Pipetas de transferencia de plástico 1 Nave para pesar

1 Espátula 1 Embudo y papel filtro de filtrado rápido Etanol Extracto de capsaicina Ácido nítrico ( , 0.1 M)

Resultados.

Figura 1. Voltamperograma: Dominio de electroactividad en ácido nítrico (0.1 M).

Figura 2. Voltamperograma: Extracto de chile habanero pinto.

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Figura 3. Voltamperograma: Extracto de chile habanero rojo.

Figura 4. Voltamperograma: Extracto de chile habanero verde.

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Tabla 2: Grado de pungencia determinado por la corriente del voltamperómetro que muestran los voltamperogramas. Corriente (A) Chile habanero pinto Chile habanero rojo Chile habanero verde

Orden creciente de pungencia de los chiles habaneros: Chile habanero verde < Chile habanero rojo < Chile habanero pinto

Discusión de resultados. Se realizó un análisis cualitativo y semicuantitativo, en donde por análisis instrumental con la técnica de voltamperometría lineal, se compararon tres diferentes extractos de chile habanero, obteniendo como resultados que el chile que presento una mayor pungencia fue el chile habanero pinto debido a su mayor concentración, le sigue el habanero rojo y el verde que presentaron una pungencia similar si se observan los resultados de los voltamperogramas obtenidos. Las variaciones de capsaicina pueden estar determinadas por el genotipo, las condiciones climáticas y las prácticas de cultivo de la localidad de donde provenga el chile. También es importante considerar la selección, multiplicación e intercambio tradicional de semillas pues esto puede ser un factor importante para la producción de capsaicina del fruto. Estudios realizados recientemente muestran que la cantidad de capsaicina presente en los frutos de la familia capsicum, es regulada por las enzimas peroxidasa, la concentración de enzimas peroxidasa en el fruto es inversamente proporcional a la desaparición de la concentración de capsaicina en dicho fruto. Dicho análisis se elabora teniendo en cuenta que la concentración de dichas

enzimas varía según la etapa de crecimiento del fruto, por lo que se podría decir que mientras el fruto envejece su concentración de capsaicina disminuye, teniendo en cuenta que posee una época o período de tiempo que alcanza su concentración de capsaicina máxima, sirviendo como indicador la presencia de la enzima peroxidasa. La capsaicina es producida por la ruta del ácido cinámico y su degradación es auxiliada por la intervención de enzimas peroxidasas (Peralta, 2007). Sería interesante entonces conocer la etapa de máxima concentración de capsaicina en los frutos para poder llevar a cabo la extracción y hacer así más representativa la cuantificación de capsaicina en el análisis, debido a que la selección del chile habanero es una variable que no se pudo controlar dentro de este estudio. Conclusiones.  El chile habanero pinto presentó un mayor grado de pungencia en comparación al chile habanero rojo y verde. Por lo tanto, el chile que sería más picoso si se usará el extracto como aditivo en alimentos sería el pinto.  Se estimó y comparó la pungencia de capsaicina en extractos etanólicos empleando 6

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

chile habanero mediante voltamperometría lineal. La etapa de madurez del fruto así como sus condiciones de origen del chile son factores importantes a considerar durante el análisis para que exista uniformidad de los parámetos en el momento de comparar la pungencia de cada uno de los extractos.

Referencias. Belitz, H. y Grosch, W. (1997). Química de los alimentos. 2ª edición. España: Acribia, S. A. El chile: caracterización y origen. Página disponible en la URL: http://www.tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/20590/ Capitulo1.pdf. Consultada por última vez el sábado 04 de Junio de 2016. García, G. y García J. (s.f.). Voltamperometría lineal. Estimación de Capsaicina en Chiles y comparación del grado de pungencia. Departamento de Química Analítica. Facultad de Química, UNAM. Lobato, C. y Gerónimo, A. (Mayo 2014). Manual de procedimiento para la extracción de capsaicina de chile habanero. 03 de junio de 2016. De SOLIHAGUA Base de datos. Peralta, G. (Septiembre 2007). Determinación del Nivel de Pungencia en Unidades Scoville para Capsicum annum var. Aviculare procedente de Regiones Productoras de Guatemala. 04 de junio de 2016. De Universidad de San Carlos de Guatemala. Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia. Skoog, D. A. (1994). Análisis Instrumental.4ª edición. España: Mc Graw Hill.

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