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TECNOLOGÍA DE LOS PAI II – UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

PRÁCTICA N°3: EXTRACCIÓN DE CARRAGENINA

I. OBJETIVOS

Extraer la carragenina a partir de algas (Gigartina chamisso) denominada

cochayuyo o mococho.

Explicar el fundamento de la extracción de gelificantes a partir de fuentes

naturales.

II. MATERIALES

- 100g. de mococho

- Balanza

- Tocuyo

- Embudo

- Cocina eléctrica

- Vasos de precipitación

- NaOH (0.02%)

- Alcohol 96°

III. METODOLOGÍA

Lavado. - Lavar el mococho con el fin de eliminar la suciedad y cuerpos

extraños.

Picado. - Picarlo finamente.

Pesado. - Pesar 100 gramos.

Extracción. – Suspender el mococho picado en 300 ml de solución de

hidróxido de sodio al 0.02% y poner a 95°C por 30 minutos.

Enfriado. – Hasta alcanzar temperatura ambiente.

Centrifugado o pasar por el tamiz. – Se puede realizar una segunda

extracción con el sedimento de la centrifugación o el remanente insoluble

del tamizado.

Purificación. – Al sobrenadante o filtrado del paso anterior, agregar con

agitación constante 2 volúmenes de alcohol de 96° por volumen de

muestra.


Reposo. – Dejar en reposo media hora.

Centrifugado. – Centrifugar y descartar el sobrenadante, desmenuzar las

fibras de la carragenina.

IV. RESULTADOS

CARRAGENINA

Figura 1. Diagrama de flujo para la obtención de carragenina a partir del mococho

(Gigartina chamisso).

LAVADO

PICADO

ENFRIADO

EXTRACCIÓN

FILTRADO

PRECIPITACIÓN

REPOSO

FLÓCULOS

FILTRAR

SECAR

100 g Mococho / 300 ml NaOH 0.02%

NaOH 0.02%

Ebullición 95°C/ 30 min

Tº ambiente

96% Alcohol

2 vol. OH/ 1 vol. precipitado

30 minutos


V. DISCUSIÓN

En la presente práctica de laboratorio se utilizó el mococho como materia prima

para evaluar el rendimiento obtenido de la extracción de carragenina mediante una

extracción básica con NaOH al 0.02%; consiguiendo así los siguientes resultados:

Tabla 1. Rendimiento de carragenina (%) a partir de mococho (Gigartina

chamisso).

Materia Prima Peso

Mococho (g)

Peso final:

Carragenina

obtenida (g)

Rendimiento

(%)

Mococho/

Cochayuyo 100 0.6573 0.66

Las carrageninas son polisacáridos naturales que se encuentran presentes en la

estructura de ciertas variedades de algas rojas. Son capaces de formar coloides

viscosos o geles, en medios acuosos y/o lácteos (Porto, 2003)

Craige y Leigh (1978), La carragenina es obtenida de diversos géneros y especies

de algas marinas de la clase Rodophyta. El contenido de carragenina en las algas

varía de 30% a 60% del peso seco, dependiendo de la especie del alga y de las

condiciones marinas tales como luminosidad, nutrientes, temperatura y

oxigenación del agua. Algas de diferentes especies y fuentes producen

carrageninas de diferentes tipos: kappa, iota y lambda. Algunas especies de algas

pueden producir carrageninas de composición mixta como kappa/iota,

kappa/lambda o iota/lambda.

Las especies productoras de carragenina tipo kappa son la Hypnea Musciformis,

la Gigartina Stellata, la Eucheuma Cottonii, la Chondrus Crispus y la Iridaea. Las

especies productoras de carragenina tipo iota son la Gigartina Teedi y la

Eucheuma Spinosum. Las especies productoras de carragenina tipo lambda son,

en general, del género Gigartina (Porto, 2003).


Según Olivares (1992), las carrageninas son gomas solubles en agua, presentes en

ciertas especies de algas rojas de la familia. Químicamente, son polisacáridos

sulfatados lineales de D-galactosa y 3,6-anhidro-D-galactosa unidos

glucosídicamente por enlaces alternados 1,3 (alfa) y 1,4 (beta). Tienen un

contenido éster sulfato del 18% o más por lo que son polielectrolitos aniónicos

cuyo radical activo es justamente el grupo sulfato.

Según Craige y Leigh (1978), Las algas preparadas son tratadas con hidróxido de

potasio al 6% P/P con agitación vigorosa para promover la extracción total de

polisacárido. Deberán permanecer en la solución alcalina durante 24 horas.

Evacuar parte de la solución alcalina dejando un remanente que cubra solamente

las algas por otro tiempo igual. Se retiran las algas de la solución alcalina y se

observa el agua remanente, presenta un matiz amarillo intenso. En nuestro

experimento no se tuvo que esperar las 24 horas que propone Craige y Leigh

(1978), ya que se calentó la solución de NaOH para disminuir el tiempo a 30

minutos.

Según Salas et al, (2008), El proceso de extracción se basa en: solubilidad en agua

caliente e insolubilidad en solventes orgánicos polares. La fase gametofita es

punto de partida para la producción de κ-carragenano y la fase esporofita se orienta

a la producción de λ-carragenano. La capacidad gelificante (κ-carragenano) y el

comportamiento viscosante (λ-carragenano) de los carragenanos son

características que se aplican para gelificar o espesar sistemas acuosos.

Según Suqueyama (1978), al igual que la mayoría de los otros hidrocoloides

generadores de viscosidad, las sales de carragenina se vuelven más fluidas cuando

se las calienta y ofrecen mayor resistencia al flujo cuando se enfrían. Esta

propiedad es tomada en cuenta en la etapa de extracción ya que se trabajó a una

temperatura de 95ºC.

Según Krauss (1967) citado por Suqueyama (1978), la fracción de lambda

carragenina puede ser precipitado mediante la adición de algún alcohol. Esto se

pudo comprobar en la práctica ya que se trabajó con el método de extracción en

el cual se realizó la precipitación con la ayuda de alcohol de 96°.


En la tabla 1 podemos observar el rendimiento obtenido de la extracción de

carragenina mediante un proceso alcalino de extracción con NaOH al 0.02% con

95°C por 30 minutos; a partir de mococho o cochayuyo (Gigartina chamisso); el

cual fue de 0.66%.

En Gigartinales se reportan variaciones respecto al rendimiento y calidad del

carragenano, en diferentes localidades y épocas del año (Doty y Santos, 1978;

Dawes et al., 1977). Pickmere et al. (1973) encontraron pequeñas fluctuaciones en

el rendimiento entre plantas femeninas, masculinas y tetraspóricas con niveles que

van de 50 a 60%. Fuller y Mathieson (1972) reportan en Chondrus crispus

Stackhouse máximos en verano (76%) y mínimos en invierno (62%); en

Mastocarpus papillatus (C. Agardh) Kützing, del Pacífico, presentó un máximo en

verano (68%) y un mínimo en invierno (58%) (Zizumbo-Alamilla, 1999) y en

Eucheuma uncinatum (Dawson) del Golfo de California, el máximo fue en

verano- otoño (42%) y el mínimo en invierno-primavera (32%) (Zertuche-

González, 1988).

Muñoz et al. (2004) encontraron un rendimiento de aproximadamente 37% en

carragenina para alga K. alvarezii utilizando extracción en agua caliente, en la

cual después de la filtración la solución se ajustó a pH 8.5-8.6 con una solución

de NaOH 0.3N y el filtrado fue precipitado con una utilización de brometo de

hexadecil-trimetil-amonia y acetona 9:1, después de eso, la carragenina

recuperada fue lavada con acetato de sodio y con etanol 95% y, por fin la

carragenina resultante fue secada en estufa a 60° por 24 horas.

Corona et al. (2007), realizó una caracterización de carrageninas obtenidas a partir

de diferentes especies de macroalgas marinas cubanas, donde el rendimiento

promedio de carragenina obtenida oscila entre 10 y 20 % (Tabla 2- Anexos).

Webber (2010), indico que el rendimiento en carragenina en K. alvarezii oscila en

43-53% base seca en invierno y 21-33% en verano pero el rendimiento de

extracción práctico fue de 18 y 35% para Webber (2010). Hayashi et al. (2007)

obtuvieron de rendimiento de carragenina 21 a 35 % y también utilizó una

extracción natural de K. alvarezii, pero no utilizó un secado por atomización, y si


precipitación en alcohol seguido de secado en estufa, como se realizó en nuestra

práctica de laboratorio.

De lo propuesto anteriormente por todos los investigadores, se evidencia que

según la Tabla 1, nuestro rendimiento fue realmente bajo (0.66%) en comparación

con la bibliografía; este error varía principalmente en los tiempos y temperaturas

de extracción ya que se utilizó 95°C a 30 minutos para la extracción mientras los

autores propones tiempo de 15 minutos por 90°C dependiendo de las

concentraciones de NaOH, dando así rendimientos entre 21 a 35% de carragenina;

dependiendo también del alga a partir de la cual se realiza la extracción.

Según Suqueyama (1978), la carragenina se degrada a altas temperaturas por largo

tiempo y este efecto se acelera a un pH inferior a 3.5. Por lo que se puede deducir

que durante el tratamiento, pudo haberse degradado la carragenina en solución

ácida, debido a errores experimentales.

Según Olivares 1992, las carrageninas son solubles en agua caliente. El rango

normal para las fracciones gelificantes se halla entre 40 y 70ºC dependiendo de

las concentraciones de la solución y de los cationes presentes. La temperatura

empleada en la práctica fue de 95ºC, la que se encuentra fuera del rango propuesto

por el autor, pero se debe tomar en cuenta las concentraciones de la solución, la

relación materia prima: agua y el pH de extracción.

Según Guiseley (1981) citado por Olivares (1992), la producción de carragenina

es una producción integral que consiste en 3 etapas: extracción, purificación y

aislamiento. En la práctica se observaron éstas etapas pero con diferente nombre,

por ejemplo a la etapa de purificación se llamó filtración y a la etapa de

aislamiento se le llamo evaporación o concentración.

Según Suqueyama (1978), menciona que existen muchos métodos empleados para

la extracción de carragenina a partir de algas, cuyas variaciones tienden a mejorar

determinadas características como color, viscosidad, poder gelificante y obtener

mayores rendimientos. Además menciona el método tradicional mencionado en la

práctica pero con algunas variaciones, por ejemplo después de la extracción se

realiza una clarificación con el uso de centrífugas y filtros durante el cual se


utilizan adsorbentes. Tierra de diatomeas y carbón activado; sin embargo en la

práctica se realizó una simple filtración.

Según Porto (2003), las aplicaciones de la carragenina están concentradas en la

industria alimentaria. Las aplicaciones pueden ser divididas en sistemas lácticos,

acuosos y bebidas. Sin embargo, ya existen actualmente otras diversas

aplicaciones de carragenina para una gran variedad de aplicaciones industriales.

La carragenina posee diversas funciones de acuerdo con su aplicación:

gelificación, espesamiento, estabilización de emulsiones, estabilización de

proteínas, suspensión de partículas, control de fluidez y retención de agua.

VI. CONCLUSIONES

Se determinó el fundamento de la extracción de gelificantes a partir de

fuentes naturales (algas).

Se pudo extraer la carragenina a partir de la alga (Gigartina chamissoi)

denominada cochayuyo o mococho.

Se logró la extracción de carragenina a partir de mococho o cochayuyo

(Gigartina chamissoi), obteniendo un rendimiento de 0.657 gramos de

carragenina por cada 100 gramos de alga.

El rendimiento fue muy bajo al compararlo con la bibliografía,

principalemente debido a la especie utilizada y a errores por parte de los

experimentadores en el proceso.

VII. BIBLIOGRAFÍA

Salas, 2008.Obtencion de κ-Carragenano y λ-Carragenano a partir de macroalga

Chondracanthus chamissoi y su aplicacion en la industria alimentaria. Pdf


Olivares, 1992. Efectos de Cuatro Sales de Potasio sobre la Viscosidad en

Dispersiones de Carragenina extraído de la Alga Marina Gigartina chamissoi

(Cochayuyo). Tesis para optar por el título de Ingeniero en Industrias

Alimentarias. FIAL. UNALM. Lima-Perú.

Porto, 2003. Carragenina. Agargel. São Paulo - Brasil. Página Web. Consultada

el 25 de Enero del 2008. Disponible en: http://www.agargel.

com.br/carragenina.html

Suqueyama, 1978. Usos Industriales de las Algas Marinas: Carragenina

(Chondrus crispus industria). Tesis para optar por el título de Ingeniero en

Industrias Alimentarias. FIAL. UNALM. Lima-Perú.

Corona, R; Quincoces, M; Gil, A; Loi, S; Hereira, M; López, E y Melendrez, E.

2007. Caracterización de carrageninas obtenidas a partir de diferentes especies de

macroalgas marinas cubanas. Facultad de Química y Farmacia, Universidad

Central de Las Villas. Volumen 19, N°2.

Dawes, C.J., Stanley, N.F. and Stancioff, D.J. 1977. Seasonal and reproductive

aspects of plant chemistry, and ι-carrageenan from floridean Eucheuma

(Rhodophyta, Gigartinales). Botanica Marina, 20: 137–147.

Muñoz, J. Freile-Pelegrín, Y.; Robledo, D. 2004. Mariculture of Kappaphycus

alvarezii (Rhodophyta, Solieriaceae) color strains in tropical waters of Yucatán,

México. Aquaculture, v.239, p.161-177.

Webber, V. 2010. EXTRAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE CARRAGENANA

OBTIDA DE Kappaphycus alvarezii. Universidade federal de Santa Satarina.

Programa de pós-graduação em ciência dos alimentos. Florianópolis. Brasil.


ANEXOS

Cuadro 1. Especificaciones de la carragenina

Fuente: Porto (2003)

Figura 1. Estructura química de las carrageninas de importancia comercial.


Tabla 2. Estudio de rendimientos en carragenina.

Fuente: Corona et al. (2007)

Figura 2. Conversión química de las carrageninas durante tratamiento alcalino.

Fuente: Muñoz et al, (2004).

Figura 3. 100 gramos de Mococho cortado finamente.


Figura 4. Extracción de carragenina (95°C/30 min.)

Figura 5. Precipitación (96° alcohol: precipitado – 2:1)

Rendimiento final:

Mococho o Cochayuyo (Gigartina chamisso):

𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =W final de carragenina

W de mococho× 100 =

0.6573𝑔

100𝑔 × 100

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 = 𝟎. 𝟔𝟔%

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