colorante a partir de flor de jamaica

5/20/2018 Colorante a Partir de Flor de Jamaica

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Obtencin de Colorante para Su Uso en Yogurt a Partir de la Flor DeJamaica (Hibiscus sabdariffa) y del Mortio (Vaccinium myttillus L.)

Walter Vicente Menndez Govea 1, Francisco Torres A.2Laboratorio del Centro de Estudios del Medio Ambiente

Escuela Superior Politcnica del LitoralKm 30,5 Va Perimetral, Guayaquil, Ecuador

[email protected]

1Egresado de Ingeniera en Alimentos2Director de Tesis, The University of Tennessee - Knoxville, Master en Ingeniera Qumica y Ambiental, email:

[email protected]

Resumen

El uso de colorantes sintticos en alimentos ha sido cuestionado ya que todo indica que su consumo indiscriminadopodra tener efectos cancergenos. Debido a esto los colorantes naturales extrados de plantas pueden ser

utilizados con fines alimenticios.

En este trabajo investigativo, se utilizo como materia prima al mortio y a la flor de la jamaica, frutos que

poseen antocianinas y que son subutilizados en nuestro pas, se muestran aspectos generales sobre los colorantes

antocianicos. Adems se describen los mtodos de extraccin utilizados tomando como solvente una solucin

alcohlica acidificada (etanol acido ctrico) en diferentes concentraciones. Luego se analizo la posibilidad del

uso del colorante en yogurt.

La materia prima fue sometida al proceso de liofilizacin disminuyendo en un 30% el tiempo de extraccin del

colorante en comparacin con la fruta al natural.

Una vez obtenido el colorante se determino la concentracin de los extractos (mg/L) mediante el mtodo del pH

diferencial y con estos valores obtenidos estudiamos las posibilidades de tincin en yogurt.

Las muestras fueron sometidas a un anlisis sensorial por medio de una prueba triangular utilizando panelistas

semientrenados. Se realizaron 3 muestreos con 20 panelistas cada uno.

Se pudo establecer la efectividad de la tincin del colorante extrado utilizando 0.5 gr del extracto del mortio y

1.75 gr del extracto de la flor de la jamaica al comparar por medio de colorimetra con una muestra de yogurt de

mora industrial que fue tomado como referencia.

Palabras claves:Colorantes sinteticos, Antocianinas, Mortio, Flor de la jamaica, Mtodos de extraccin.

Abstract

The excessive consumption of synthetic colorants has been questioned for its cancerigens effects. For this reason,

natural colorants from plants could replace the artificial ones at food industries.

In this research, the main resources were Blueberry Andean and the Jamaican flower. These two fruits sub utilized

in our country contain a colorant called anthocyanin. There is also the description of an extraction method by

using an acid alcoholic solution (ethanol citric acid) as a solvent in different concentrations. Then, the

possibility of using the colorant in yogurt was analyzed.

The main resources were under the lyophilization process, with this, the period of the colorant extraction

decreased in a 30% against the natural fruit.

Once the colorant was obtained, the extractsconcentrations were determined (mg/L) by the Differential ph

Method, and with those results the yogurt tinting was examined.

The samples had a sensorial evaluation, using a triangular test with semi trained panelists. There were three

samplings with 20 panelists each in one.

The tinting effectiveness was proved using colorimetry as a method and comparing 0.5 gr. from the blueberry

extract and 1.75 gr. from the Jamaican flower extract against blueberry industrial yogurt taken as reference.

Key words: Synthetic colorants, Anthocyanin, Blueberry Andean, Jamaican flower, Extraction Method.


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1. Introduccin

El uso de colorantes naturales que son extrados deplantas no producen daos a la salud y no requieren decertificacin para su empleo, entre estos pigmentos

naturales se encuentran las antocianinas.

Las antocianinas son el grupo ms importante depigmentos que se hallan principalmente en flores yfrutos y estn incluidas en la lista de compuestosnaturales conocidos por su mecanismo de poderososantioxidantes y tienen un potencial considerable en la

rama alimentaria como aditivo por su carcter inocuo.

En este estudio se determinan los parmetros para elproceso de extraccin del colorante antocianico, paraposteriormente determinar la funcionabilidad delcolorante en yogurt.

2. Objetivos

General

Obtener un colorante a partir de la Flor de Jamaica(Hibiscus sabdariffa) y del mortio (Vacciniummyttillus L.) para uso en yogurt de frutas.

Especfico

Seleccionar un mtodo de extraccin de coloranteantocianico.

Calcular la concentracin final en las diferentespruebas realizadas

Probar la funcionabilidad del colorante en yogurt.

3. Materiales y mtodos

El colorante antocianico fue obtenido a partir de el

mortio y la flor de la jamaica al natural y liofilizada.El proceso de liofilizacin fue realizado en un

Liofilizador LABCONCO FREEZE DRY SYSTEM /FREEZONE 4.5.

Para la extraccin de la porcin alcohlica de los

extractos se utiliz un Rotovaporador LABOROTA4001 HEIDOLPH. Luego de obtener los diferentesconcentrados se analizaron en un EspectrofotmetroSPECTRONIC GENESYS 5.

Finalmente se aplicaron los extractos seleccionadosen yogurt natural para ser comparados por medio de

colorimetra con una muestra de yogurt de moraindustrial tomando como referencia usando un

Colormetro NIPPON DENSHOKU MODEL ND-7B.

Implementacin del mtodo

Para la obtencin del colorante antocianico seutiliz etanol con diferentes grados de pureza (40, 70 y

90), probando diferentes tipos concentraciones deAcido Ctrico en relacin peso/volumen (0.01%,

0.03%) Dependiendo del contenido de humedad de lasfrutas aumentaba el tiempo de extraccin de la porcin

alcohlica, por esta razn se prob fruta al natural yfruta liofilizada.

Se mantuvieron las muestras a temperatura derefrigeracin (10 C) por 24 horas. Se filtr al vaco las

muestras tres veces (0.66 0.79 atm) utilizando PapelFiltro Whatman No.1.

Posterior a la filtracin se extrajo la porcinalcohlica de la soluciones de etanol-acido ctricoutilizando un rotovaporador a 50 C a 150 RPM y con

un vaco de 25 mm Hg. Se obtuvieron 6 extractosdiferentes con cada una de las materias primasutilizadas y estos fueron colocados en tubos de ensayo.El mismo procedimiento se lo realizo a la frutaliofilizada.

Se determin la concentracin de los extractos

obtenidos con la fruta natural y la fruta liofilizada pormedio de el Mtodo del pH Diferencial el que se basaen determinar la absorbancia de la antocianina por

medio de espectrofotometra en una longitud de ondade 400 700 nm. A = (A vismax A 700nm) pH1 - (A

vismax A 700nm) pH4.5 para luego determinar la

concentracin en (mg/L) de la antocianina presente enel extracto. Concentracin (mg/L) = (A * PM * FD *1000) / ( * 1).

Luego se tomaron los extractos que obtuvieronmayor concentracin de antocianina (mg/L) y se

analizaron en yogurt natural.

Se tom como base para la experimentacin 100 gr.de yogur natural al cual se le aadi mediante

agitacin el extracto obtenido de la flor de la jamaica ydel mortio. Se prepararon 8 muestras por cadaextracto. Los sistemas analizados fueron los

siguientes: 0.25 gr., 0.5 gr., 0.75 gr., 1 gr., 1.25 gr., 1.5gr., 1.75 gr., 2 gr.

Para la evaluacin se utiliz un colormetro y semidi el color en trminos de Y, X, Z para obtener laLongitud de la Onda, Pureza y la Luminosidad por

medio del Sistema CIE 1931 XYZ. La luminosidad esdada por el valor Y.


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Se realiz un anlisis sensorial de la muestras deyogurt por medio de una prueba triangular tomandocomo referencia una muestra de yogurt industrial.

4. Anlisis de Resultados

Seleccin del mtodo de extraccin

El anlisis de la seleccin del mtodo de extraccinse bas en el tiempo que se tomaba en extraer laporcin alcohlica de los extractos analizados.

Los diferentes grados de pureza del alcohol

influyeron sobre el tiempo de residencia de lassoluciones Alcohol Acido en el Rotavaporadordebido que a mayor pureza de este mayor tiempo se

necesit para evaporar la porcin alcohlica de lasolucin.

Como se observa en la Figura 1 y en la Figura 2 eltiempo de extraccin en la fruta natural es mayor que

en la fruta liofilizada, tanto en la flor de la jamaicacomo en el mortio debido a esto el se seleccion elmtodo de extraccin en que se utiliza la frutaliofilizada.

FIGURA 1. TIEMPO DE EXTRACCION DE LOSDIFERENTES GRADOS DE PUREZA DELALCOHOL EN LOS EXTRACTOS DE LA FLOR

DE LA JAMAICA LIOFILIZADA Y NATURAL

FIGURA 10. TIEMPO DE EXTRACCION DELOS DIFERENTES GRADOS DE PUREZA DELALCOHOL EN LOS EXTRACTOS DELMORTIO LIOFILIZADO Y NATURAL

Determinacin de la concentracin de losextractos

Por medio de los espectros se estableci que laantocianina que se encuentra en mayor concentracinen las muestras extradas es la cianidina debido a queel mayor pico se localiza en todas las graficas es a 520

nm de longitud de onda.

Por medio de los clculos realizados utilizando el

mtodo de pH diferencial se determin que los

concentrados extrados a partir de la solucionesalcohlicas con mayor grado de pureza fuerondeterminantes para la extraccin.

Los resultados se encuentran en las tablas 1, 2, 3 y4.

MUESTRA (MORTIO) CONTENIDO DEANTOCIANINAS(mg/L)

40 Etanol 0.03 % Ac.Ctrico

3.673


0.25


3.85

70 Etanol 0.01 % Ac.

Ctrico1.57


15.59


10.19

TABLA 1. Concentracin de antocianinas (mg / L)del mortio liofilizado sometido a diferentestratamientos


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TABLA 2. Concentracin de antocianinas (mg / L)de la flor de la jamaica liofilizada sometida adiferentes tratamientos

TABLA 3. Concentracin de antocianinas (mg / L)de la flor de la jamaica natural sometida adiferentes tratamientos

TABLA 3. Concentracin de antocianinas (mg / L)del mortio natural sometido a diferentestratamientos

MUESTRA (FLOR DEJAMAICA)

CONTENIDO DEANTOCIANINAS

(mg/L)40 Etanol 0.03 % Ac.

Ctrico1.62


0.66


6.06


Ctrico1.536


17.36


13.79

MUESTRA (MORTIO)CONTENIDO DEANTOCIANINAS


Ctrico4.41


0.3


4.14


Ctrico0.96


Ctrico17.9


Ctrico11.35

3.3 Funcionabilidad del extracto

Como se muestra en las tablas 5 y 6, al comparardiferentes concentraciones del extracto de mortio y deflor de jamaica en yogurt natural con una muestra deyogurt industrial que utiliza colorante artificial, se

determin que la muestra de yogurt natural que

contena 0.5 gr. del extracto del mortio y la muestraque contena 1.75 gr. del extracto de flor de jamaicaobtuvieron valores de Luminosidad, Longitud de Onday Pureza aproximados a los del yogur industrialutilizado como referencia.

MUESTRA (FLOR DEJAMAICA)

CONTENIDO DEANTOCIANINAS


Ctrico1.93


1.00


6.77


1.7


Ctrico20.79


14.16

TABLA 5. Valores de colorimetra del yogurtnatural con el extracto del mortio

MUESTRA YLongitudde onda

(nm)

Pureza

(%)Chivera Mora 55.6 592 11

0.25 gr. 58.3 590 100.5 gr. 56.0 591 10.50.75 gr. 52.9 590 9

1 gr. 46.6 613 91.25 gr. 44.0 600 101.5 gr. 41.3 610 91.75 gr. 40.1 610 9

2 gr. 36.7 630 10


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TABLA 6. Valores de colorimetra del yogurtnatural con el extracto de la flor de la jamaica

MUESTRA YLongitudde onda

(nm)

Pureza

(%)Chivera Mora 55.6 592 11

0.25 gr. 69.2 580 100.5 gr. 65.5 572 6

0.75 gr. 61.6 584 81 gr. 59.1 580 8

1.25 gr. 57.9 591 81.5 gr. 57.2 581 8.2

1.75 gr. 56.8 592 92 gr. 55.0 591 9

Al momento de incorporar el colorante al yogurtnatural no se present ningn problema dehomogeneidad.

Las muestras de yogurt natural con 0.5 gr. demortio y 1.75 gr. de flor de jamaica fueron analizadaspor medio de una prueba triangular en la que se

estableci que no existi diferencia significativa comose muestra en la tabla 7.

TABLA 7. Numero de respuestas correctasobtenidas en el anlisis sensorial

5. Conclusiones

El mtodo de extraccin seleccionado para laobtencin del colorante antocianico es el de fruta

liofilizada, debido a que se reduce en un 30% eltiempo de extraccin de la porcin alcohlica en elrotovaporador.

La pureza del alcohol influye en la concentracinfinal del extracto.

El extracto obtenido del mortio tuvo mayorconcentracin de antocianinas en mg/L que el extractoobtenido a partir de la flor de la jamaica.

Se determin que no existe diferencia significativaen el color entre las muestras experimentales respectoa las del yogurt comercial, que utiliza colorantesartificiales.

La concentracin de acido ctrico ayuda a mantener

el extracto en el rango de estabilidad de la antocianina.

7. Referencias

[1]SANCHO J.; Introduccin al anlisis sesnsorial delos alimentos.Edicions de la Universitat de Barcelona,

Barcelona, Espaa, 2002.

[2]Yolanda Salinas Moreno, David Rubio Hernndezy Antonio Daz Velzquez, 2005. Extraccion y uso de

pigmentos del grano de maz (Zea Mays L.). Trabajo

de Investigacin Universidad Autnoma Chapingo.

Chapingo, Mexico.

[3]Identificacin de los Espectros de antocianinas delFruto del Cerezo Dulce (Prunas Avium) variedadsweetheart, en diferentes condiciones de extraccin,

Cedillo-Lpez, Daniel Coatzin, Cruz-Salgado Mara dela Paz, Beltrn-Orozco Mara del Carmen.Departamento de Graduados e Investigacin enAlimentos, Escuela Nacional de Ciencias Biolgicas,Instituto Politcnico Nacional. Mxico D. F.

RespuestasCorrectas

Nmeromnimo

derespuestascorrectas

(5 %)

Nmeromnimo

derespuestascorrectas

(1 %)

Nmeromnimo

derespuestascorrectas(0.1 %)

1 er

Muestreo12 11 13 14

2 doMuestreo

12 11 13 14

3 erMuestreo

13 11 13 14

.

Ing. Francisco Torres A.

Director de Tesis

Fecha: 25/01/08


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colorante a partir de flor de jamaica

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