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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ COORDINACION ACADÉMICA REGIÓN ALTIPLANO

INGENIERÍA QUÍMICA

QUÍMICA DE ALIMENTOS

REPORTE

PRÁCTICA 7: “PIGMENTOS VEGETALES” QUINTO SEMESTRE

DRA. ROSA ERENDIRA FOSADO QUIROZ

INTEGRANTES: 

GUILLERMO TORRES SANDOVAL  JESUS ROMERO ZUÑIGA  DORA LIZETH MEDRANO TURIJAN  GISELA SARAHÍ RODRÍGUEZ ESPARZA

MATEHUALA SAN LUIS POTOSÍ, A 20 DE NOVIEMBRE DEL 2017

OBJETIVO Reconocer los pigmentos pertenecientes a algunos vegetales y analizar el efecto de distintos pH evaluando el cambio en la coloración. Asimismo estudiar el impacto del calentamiento en los colores y el pH de los pigmentos.

MARCO TEORICO La variedad de colores resulta una característica a resaltar en las frutas y vegetales. Esta propiedad es aprovechada para realizar combinaciones de cócteles y ensaladas que resultan no sólo agradables al paladar sino a la vista. Sin embargo, a veces se desconoce que detrás de esta gama de tonalidades se esconde un universo de sustancias que juegan un papel determinante en la fisiología del vegetal pero que constituyen fitoquímicos que intervienen en importantes procesos de nuestro organismo. Estos compuestos coloreados se conocen como pigmentos y en una misma fruta o vegetal pueden encontrarse varios de ellos, sin embargo se aprecian muchas veces los más abundantes y en ocasiones una combinación de ellos. Los colores más comunes son el verde, naranja, amarillo y rojo [1]. Estos pigmentos se encuentran en el interior de las células vegetales específicamente en una organelo llamada cloroplasto. Los cloroplastos son simplemente plástidos que contienen pigmentos clorofílicos. Los compuestos clorofílicos están ligados químicamente con las estructuras internas del cloroplasto (membrana tilacoides) y se hallan retenidos en estado coloidal. Asociados con las clorofilas, existen también en los cloroplastos dos clases de pigmentos amarillos y amarillo-anaranjados que son las xantofilas y carotenides [2]. La clorofila es el pigmento principal en las plantas; es una clorina que absorbe longitudes de onda amarillas y azules de la luz mientras que refleja verde. Es la presencia y abundancia relativa de clorofila la que da a las plantas su color verde. Todas las plantas terrestres y las algas verdes poseen dos formas de este pigmento: clorofila a y la clorofila b. Los organismos fotosintéticos como las diatomeas contienen clorofila c en lugar de b, mientras que las algas rojas sólo poseen clorofila a. Todas las clorofilas sirven como el medio principal que utilizan las plantas para interceptar la luz con el fin de impulsar la fotosíntesis en las plantas. Estudios han demostrado que en nuestro organismo favorece la producción de glóbulos rojos de la sangre, contribuye al metabolismo, presenta propiedades antioxidantes, antivirales y antibacterianas. Actúa limpiando la sangre y desintoxicando el organismo incluso de metales pesados. Algunos ejemplos de vegetales verdes que se consumen comúnmente son: lechuga, apio, perejil, brócoli, berro, entre otros.

Los tonos amarillo-naranja presentes en frutas como el melocotón, la papaya y la naranja son debido a la presencia de flavonoides. Estos también incluidos dentro de los compuestos fenólicos ayudan a reducir el riesgo de enfermedades virales, son antioxidantes, quelantes y contribuyen a reducir la fomación de placas de arteriosclerosis. También estas tonalidades en los vegetales como la calabaza y la zanahoria se deben a la presencia de α y β carotenos que constituyen la Provitamina A pués son los precursores de la síntesis de la misma [3]. Los carotenoides son pigmentos de color rojo, naranja o amarillo. Funcionan como pigmentos accesorios en las plantas, ayudando a impulsar la fotosíntesis mediante la recopilación de las longitudes de onda de luz no absorbida fácilmente por la clorofila. Los carotenoides más conocidos son el caroteno (un pigmento anaranjado que se encuentra en las zanahorias), luteína (un pigmento amarillo que se encuentra en frutas y verduras), y el licopeno (pigmento rojo responsable del color de los tomates). Presentan una gran actividad antioxidante protegiendo contra la aparición de diferentes tipos de cáncer como el de próstata y previniendo el riesgo de padecer enfermedades degenerativas y cardiovasculares. Contienen licopenos el tomate, la sandía y la toronja. Las antocianinas (literalmente "flor azul") son pigmentos flavonoides hidrosolubles que pueden tomar un color desde rojo a azul, dependiendo del pH al que se encuentren. Se encuentran en todos los tejidos de las plantas superiores, proporcionando color en hojas, tallo, raíces, flores y frutos, aunque no siempre en cantidades suficientes para ser notables. Las antocianinas son más visibles en los pétalos de las flores, en los que pueden llegar a suponer hasta un 30% del peso seco del tejido. Éstos también son los responsables del color púrpura que se observa en la parte inferior de las plantas de sombra tropicales como Tradescantia zebrina; en estas plantas, la antocianina capta la luz que ha pasado a través de la hoja y la refleja de vuelta hacia las regiones que llevan clorofila, con el fin de maximizar el uso de la luz disponible. Son también potentes antioxidantes naturales que ejercen funciones anticancerígenas y favorecen la regeneración celular. Son abundantes en las uvas, las frambuesas y los arándanos [4]. Las betalaínas son pigmentos rojos o amarillos. Al igual que las antocianinas son solubles en agua, pero a diferencia de las antocianinas que son sintetizados a partir de tirosina. Esta clase de pigmentos se encuentra sólo en las plantas del orden Caryophyllales (incluyendo cactus y amaranto), y nunca se presenta en plantas que contengan antocianinas. Las betalaínas son responsables del color rojo intenso de la remolacha, y se utilizan comercialmente como agentes colorantes de alimentos.

Existen vegetales en los que aparecen tonos amarillo-verdoso como el aguacate, esto se debe a la presencia de luteína y zeaxantina, pertenecientes al grupo de las xantofilas que tienen la capacidad de acumularse en la retina. Se les ha asociado beneficios importantes en la disminución del riesgo de apariciones de enfermedades de la vista como por ejemplo las cataratas. Los pigmentos de las frutas y vegetales son un ejemplo de que la belleza puede estar asociada a una gran utilidad, si bien son un factor importante en la preparación de diferentes recetas, también constituyen una fuerte razón para no dejar de consumir en nuestra dieta una gran variedad de frutas y vegetales que nos aporten estos maravillosos compuestos ayudándonos a mantener una vida más sana [5]. METODOLOGÍA 1. Extracción de pigmentos vegetales solubles en lípidos. a) Se pesaron 50 g de espinaca cruda y 50 g de espinaca congelada.

b) Se colocaron 50 ml de solución amortiguadora acetato-fosfato con la muestra y se licuaron durante 2 minutos. Repitiendo este procedimiento para cada muestra de espinaca.

c) Se filtraron en embudo Buchner con papel filtro y succión al vacío con bomba, rescatando los homogeneizados de cada muestra por separado en matraz Kitazato.

2. Extracción de pigmentos vegetales solubles en agua. a) Se pesaron 100 g de col morada cruda y 100 g de col cocida Col cruda

Col cocida

b) Se colocaron 100 ml de agua junto con la muestra y se licuaron durante 2 minutos. Repitiendo este procedimiento para cada muestra de col. Col cruda

Col cocida

Col cruda

Col cocida

c) Se filtraron en embudo Buchner con papel filtro y succión al vacío con bomba, rescatando los homogeneizados de cada muestra por separado en matraz Kitazato. Col cruda

Col cocida

d) Se midió el pH del filtrado y se compararon las tonalidades de colores. 3. Efectos del pH y del calor sobre los pigmentos vegetales a) Se marcaron cuatro tubos de ensayo grandes para cada pH en la siguiente forma: pH 2, 3, 5; y se agregaron 5 mL de la solución amortiguadora apropiada.

pH 2

pH 3

pH 5

b) Se transfirieron 2 ml de extracto (filtrado) de las dos etapas anteriores, a modo de que cada uno de los filtrados fuera expuesto a los 3 valores de pH. Espinaca Cocida Col Cocida pH 2 pH 2 Espinaca Cruda Col Cruda pH 2 pH 2

Espinaca Cruda Col CrudaCol Cocida pH 5 pH 5 pH 5 Espinaca Cocida pH 5

Col Cocida Col Cruda Espinaca pH 3 pH 3 Espinaca Cruda Cocida pH 3 pH 3

c) Se registraron observaciones de los colores de cada solucion. d) Se colocaron los tubos en un baño de agua a ebullición por 5 min.

e) Se observaron nuevamente los tubos y se registraron observaciones. Demostración f)

Se colocaron 25 mL de ácido acético 0.1 N, 25 mL de bicarbonato de sodio 0.1 N y 25 mL de agua destilada en tres vasos de precipitado diferentes de 250 mL y se calentaron a ebullición.

a) Se agregaron 12.5 g de ejotes congelados a cada vaso, se calentó a ebullición y se dejó hervir por 5 min.

b) Se registraron observaciones al final. Ácido Acético pH 8

RESULTADOS

Na2CO3

Agua Destilada

ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

a) ¿Cuáles son los principales pigmentos extraídos en las hortalizas que se utilizaron? En las espinacas, después de la filtración, se reflejó un color verde, que con base en los estudios previos, se supo que era a causa de la clorofila. En la col cruda se notaron tonalidades en color fiusha, rosa y morado oscuro, mientras que en la col cocida los filtrados en combinación con los amortiguadores de pH tomaron tonos violetas y morados claros, debido a las antocianinas y los licopenos.

b) Realice una tabla comparativa de sus observaciones para indicar si se el calentamiento afecto a los pigmentos y explicar a qué se debe este cambio físico-químico. EFECTO DEL CALENTAMIENT O

SI

NO

ESPINACA CRUDA

X

ESPINACA COCIDA

X

COL CRUDA

X

COL COCIDA EJOTE CON Na2CO3 EJOTE CON AGUA EJOTE CON ACIDO ACETICO

X X X X

c) Ahora realiza lo anterior, considerando el factor de cambio de pH. VERDURA

EFECTO DEL PH

SI

NO

ESPINACA CRUDA

X

ESPINACA COCIDA

X

COL CRUDA

X

COL COCIDA

X

OBSERVACIONES

OBSERVACIONES

NO CAMBIARON SU TONALIDAD TAN DRASTICAMENTE EN ESTA SI CAMBIO LA TONALIDAD, YA QUE RESPECTO A CADA PH VARIÓ MUCHO, ESTO A CAUSA DE QUE LA COL ES MUY USADA COMO INDICADOR DE PH

1. EXTRACCION DE PIGMENTOS VEGETALES SOLUBLES EN LÍPIDOS ESPINACAS Se extrajeron de dos muestras de espinacas, crudas sin congelar y crudas congeladas. Al moler las espinacas, se observó un color verde gracias a la clorofila presente en éstas. Sin embargo, era más oscuro en las espinacas sin congelar a comparación de las espinacas crudas a temperatura ambiente, como se observa en la Figura 1.

Figura 1. Muestras de espinaca cruda y congelada COL MORADA En la col se llevaron a cabo dos procedimientos con dos muestras: una de col cruda y col cocida. Al moler las muestras en la licuadora se observaron colores muy distintos, el color que se presentó en la col cruda se observó un color purpura intenso mientras que en la col cocida se observó un color lila.

Figura 2. Comparación de colores presentados por la col cruda (izquierda) y cocida (derecha). 2. EFECTO DE pH ESPINACA

 pH 2: El color de la espinaca congelada se observó un verde menos intenso que en la de la espinaca cruda a temperatura ambiente, la cual presentó un verde opaco, dos primeros tubos de izquierda a derecha.  pH 3: Tubos 4 y 6 de izquierda a derecha. La espinaca congelada presentó un verde opaco menos intenso que el verde observado en la espinaca sin congelar  pH 5: Al igual que las muestras anteriores el color más intenso fue el de la muestra cruda a temperatura ambiente, Tubos 3 y 5 de izquierda a derecha. Todos estos virajes se muestran en la figura 3.

Figura 3. Efecto de pH en pigmentos veetales extraidos de la espinaca COL MORADA Las tonalidades moradas a rosa son gracias a la antocianina que contiene la col morada.  pH 2: En la col cruda se observó un color rosa casi fucsia más intenso que en la col cocida en la cual el rosa presentado fue un color rosa mexicano, tubos 3 y 4.  pH 3: Los tubos que contenian la col cocida y col cruda en este pH presentaron tonalidades semejantes pero con una intensidad diferente, tubo 2 y 5 izquierda a derecha.  pH 5: La diferencia entre estos tubos (extremos derecho e izquierdo de la figura 3) es la imtesidad de los colores, ambos presentan tonalidas moradas.

Figura 4. Efecto de pH en tubos con muestra de col morada y agua destilada. 3. EFECTO DE CALOR ESPINACAS Al aplicar calor, colocandolos en baño maria, a los tubos que contenían el extracto de pigmento de espinaca, solución amortiguadora de acetona-fosfato y la solución amortiguadora de pH, no se observó cambio de color en ningún pH.

Figura 5. Efecto de calor en muestras de extracto de pigmento

COL MORADA Lo mismo sucedió con estas muestras, no existió cambio de calor a causa de efecto de calor. En la figura 6 se puede observar las mismas tonalidades que se observan en la figura 4.

Figura 6. Coloraciones presentadas después de aplicar calor a las muestras

CONCLUSIÓN En esta práctica titulada “Pigmentos vegetales” se lograron los objetivos planteados al inicio de la práctica, ya que, inicialmente, se adquirió el conocimiento claro los tipos de pigmentos existentes en los vegetales, además se analizó cuál es el impacto del calentamiento y pH en ellos. En segundo lugar, tras la realización de toda la prueba, se pudieron hacer ciertas conjeturas, en primer plano los resultados fueron satisfactorios, ya que en las doce pruebas se obtuvieron los resultados esperados; aplicando diferentes pH’s, si hubo variación en la tonalidad, esto indicaba el tipo de pigmento que contenía el vegetal, llegando a reconocer el contenido de clorofila, antocianinas o licopenos, es decir, teniendo como objetivo analizar los cambios en las tonalidades iniciales; esto era capaz de producirse, ya fuese por efecto del tratamiento térmico o por variación de su pH, por lo que a cada muestra se aplicaron diversas combinaciones pH-calentamiento, con su respectiva marca de pH inicial. También se notó cual es el impacto del ácido acético, el bicarbonato de sodio y el Na 2CO3 en el retraso de cocción de los vegetales, en este caso los ejotes, con lo que se detectó una mayor eficacia en el bicarbonato, que además también conserva y aumenta el color del vegetal.

En el caso de la col cocida y cruda, no se vio afectada por el calentamiento, sin embargo en la variación del pH, esto debido a que es usada como indicador en laboratorio, lo que pudo conocerse gracias a los conocimientos previos del uso de estos vegetales, las cuales pueden variar sus tonalidades dependiendo del pH presentes en la muestra. La satisfactoria realización de la práctica fue posible, debido la filtración y subsecuente calentamiento de cada muestra a diferentes pH fue el adecuado y a que se añadieron con sumo cuidado y en cantidades correctas las soluciones amortiguadoras en cada tubo de ensayo. Como se pudo apreciar, los resultados obtenidos fueron congruentes en lo que respecta al cambio de coloración correspondiente a cada muestra. Por lo que se concluye que es muy importante definir tipo de pigmento contenido dependiendo del tipo verdura, de manera que se adapte a las condiciones del estudio. Estos resultados fueron gracias a la exactitud en lo que respecta a las unidades volumétricas, así como también a la suma atención en los tiempos de tratamiento y al momento de agregar cada reactivo para evitar que se desviara nuestra práctica de los resultados más óptimos. Por último se recomienda que al momento de realizar la identificación, se coloquen cuidadosamente las soluciones amortiguadoras para que la coloración y el pH se den correctamente. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Carlos González (Agosto, 2002) Pigmentos Fotosinteticos (Noviembre 20, 2017). Botánica Sitio web: http://www.botanica.cnba.uba.ar/Trabprac/Tp6/Pigmentos.htm 2. SlideShare (2012). Pigmentos vegetales (Noviembre 20, 2017). SlideShare Sitio web: https://es.slideshare.net/jma1859/los-pigmentos-vegetales 3. Farmacognosia (2017). Pigmentos vegetales –Clorofila (Noviembre 20, 2017). Farmacognosia Sitio web: https://www.plantas-medicinalfarmacognosia.com/temas/pigmentos-vegetales-clorofila/

4. CFGM FARMACIA (Abril 09, 2007). Los Pigmentos Vegetales (Noviembre 20, 2017). CFGM Sitio Web: https://blafar.blogia.com/2007/040901-los-pigmentosvegetales.php 5. Hans-Walter Heldt (1997). Plant Biochemistry and Molecular Biology (Noviembre 20, 2017). Plant & Soil Sciences Sitio Web: http://passel.unl.edu/pages/informationmodule.php? idinformationmodule=1011797732&topicorder=1&maxto=10&minto=1