I. INTRODUCCIÓN

El colorante obtenido de las semillas del achiote (annatto) se utiliza

en la industria de los derivados lácteos, cárnicos, grasas, helados,

cosméticos, condimentos, cerámica, pintura, tintes, jabones,

esmaltes, barnices, telas de algodón, en la medicina y en la industria

farmacéutica.

La amplia bibliografía sobre el achiote demuestra gran conocimiento

de los aspectos agronómicos de la planta y sobre algunos métodos

de extracción del colorante, unos muy rudimentarios, otros más

tecnificados, pero que finalmente se refieren a métodos realizados a

escala de laboratorio.

El principal componente del colorante de la semilla del achiote es la

bixina, de color rojo oscuro, que se encuentra en la cubierta exterior

de la semilla del fruto, representando más del 80% de los pigmentos

presentes, lo cual facilita su extracción.

II. OBJETIVO:

Reconocer de las características de las fuentes de colorantes y transmitir

conocimientos prácticos para la obtención de colorantes.

III. MATERIALES:

Material de estudio: semillas de achiote.

Agua destilada

pHímetro digital

Solución Na (OH) al 1%

Solución Na (OH) al 0.5%

HCl a 10N

Recipientes de vidrio.

IV. PROCEDIMIENTO:

Obtención de colorante de achiote por el método químico:

1. Pesar 2 muestras 50g de semillas de achiote seleccionadas y verterlo

en un vaso de precipitado. (Una muestra hidratarlo y medirle el pH).

2. La otra muestra adicionarle 2 veces la Solución Na (OH) al 1% (65ml y

60ml) y al final la solución Na (OH) al 0.5% (50ml), para sacarle la mayor

cantidad de colorante de las semillas.

3. Colar las semillas, y una vez obtenido la solución con el colorante se

procede a adicionarle el H Cl hasta que precipite (logre pH inicial del

achiote con agua).

4. Una vez que se neutraliza agitamos y esperamos que se precipite el

colorante.

5. El colorante precipitado lo separamos y procedemos a secarlo

(método conveniente),

6. El colorante seco de acuerdo a la presentación lo podemos someter a

molienda y obtener el producto final.

V. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

*Ruiz (2012), sustenta que las semillas pueden ser de forma

cónica o triangular, de 3 a 4 mm de base y 3 a 4mm de altura, las

cuales están cubiertas por una membrana fina y blanquecina,

debajo de esta se encuentra una capa roja y carnosa en donde se

encuentran los pigmentos colorantes o tinte. Conforme madura el

fruto aparecen en la superficie de las semillas en papilas rojas que

llegan a cubrirlas por completo.

El método de extracción del pigmento denominado solución de

Hidróxido de Sodio, se realiza a través de una reacción química,

donde un átomo de hidrogeno del grupo carboxilo del compuesto

de bixina es remplazado por un átomo de sodio de Hidróxido de

Sodio formándose una sal llamada bixinato de sodio, luego se

acidifica la solución de bixina de sodio con ácido clorhídrico al

1.5N para poder lograr precipitar un colorante constituido por

bixina. La norbixina es un pigmento carotenoide soluble en agua

(Hidrosoluble) formado de Bixina mediante hidrolisis alcalina.

Hay dos productos principales de achiote, la Bixina y la Norbixina,

el pigmento se encuentra en la superficie de la porción carnosa

(arilo Rojo- Naranja) que envuelve a la semilla de achiote. Son

compuestos algo diferente químicamente entre ellos, siendo la

Bixina soluble en las grasa e insoluble en el agua, y Norbixina en

la inversa, el aceite extraído de semilla es la principal fuente de

los pigmentos Bixina y Norbixina, clasificados como carotenoides.

Indica también que la centrifugación Se procede después de

haber agregado el HCl y reducido el PH hasta 2.9 la cual es su

punto isoeléctrico y muestra los resultados de su experimentación

en el cuadro siguiente:

Cuadro 1. Resultados del ensayo

Peso inicial 50gr

Color rojo anaranjado

Ph inicial 8.7ml

Ph final 2.9ml

gasto 9ml de HCl

Rendimiento 4.4%

*Devia et al.,(2003), menciona que la bixina es un ácido carboxílico

que, al agregarle un álcali acuoso, forma sales de álcali solubles en

agua, lo cual hace posible extraer fácilmente el colorante. Las

semillas se lavan con ésta solución, el extracto y el lavado se

acumulan y la solución roja oscura se neutraliza con un exceso de

ácido mineral, el cual precipita el pigmento. Luego se filtra, se lava y

el líquido sobrenadante se separa hasta obtener la masa colorante

para secar.

*Mosquera et al,citado por Devia et al.,(2003), explica que el

tiempo de agitación es una de las variables a considerar en el

proceso, ya que es necesario determinar cuánto tiempo deben

permanecer las semillas en agitación para retirar la máxima cantidad

de colorante, sin que estas comiencen a desprender impurezas o

quede buena parte del colorante sin separar. Se ha trabajado

diferentes tiempos de agitación, entre 30 y 60min.

*Lanza (1997), señala que el método químico industrial presenta las

siguientes etapas para obtener un extracto seco de achiote:

- extracción del colorante en la semilla de achiote en medio

alcalino.

- separación del extracto colorante y la semilla extraída.

- Precipitación acida de la bixina.

- Filtración del precipitado del colorante.

- Secado del precipitado para la obtención de un extracto seco de

achiote.

*Murillo (2006), hace mención del procedimiento en el cual la bixina

es extraida a temperaturas bajas y en solución alcalina:

- Extracción: esto se realiza solubilizando la bixina o colorante

del achiote, en solución alcalina (NaOH), a una temperatura

de 41°C, por un periodo de 20 minutos.

- Filtración: se separan los residuos vegetales, de la solución

coloreada.

- Precipitación: la bixina en solución se insolubiliza

precipitándola mediante la adición de solución acida.

- Filtración y lavado: la bixina sólida se separa por filtración y se

lava para eliminar todos los residuos de ácido que pudieran

estar presentes.

- Secado: a una temperatura de 60°C hasta humedad del 5%.

VI. RESULTADOS Y DISCUSIONES:

Cuadro 2. Resultados

peso 60gr

Color rojo anaranjado

Ph inicial 5.13

Ph final 2.9ml

Gasto(HCl) 11ml

pH corregido 5.14

Gasto de NaOH 18ml

Peso final 0.20gr

Rendimiento 0.33%

Tiempo de agitación en

presencia del álcali

10 a 12min aproximdamente

Las semillas utilizadas para la práctica, presentaron una forma

triangular de color rojo ladrillo (Ruiz 2012), siendo el peso inicial 60gr.

conforme se muestra en el cuadro 2. El pH inicial de las semillas de

achiote (5.13) difiere del resultado mostrado por Ruiz (2012),

posiblemente a causa del ph_metro empleado para las mediciones.

Según indicaciones del ingeniero encargado a cargo del curso, el ph

final debe de ser el mismo que el inicial, lo cual es totalmente

contrario a lo que dice Ruiz (2012), quien asevera que el pH final

debe de ser el de su punto isoeléctrico, 2.9.

Algunos autores señalan el procedimiento con KOH, como álcali, en

tanto que otros como Ruiz (2012) y Murilla (2006), recoemiendan

usar NaOH, lo cual se menciona en la guía de prácticas y se utilizó

para este ensayo.

El procedimiento empleado para la extracción del colorante de

achiote es similar al indicado por Lanza (1997) y Murillo (2006),

extracción con solución alcalina, filtración, precipitación y secado,

excepto en que la manera en que nosotros secamos la muestra de

colorante es al aire libre, en tanto que Murillo (2006), recomiendan

un secado a 60°C de temperatura.

El gasto de HCl obtenido fue de 11ml, llegando al pH de 2.9, que

sería su punto isoeléctrico, sin embargo, por indicaciones del docente

a cargo del ensayo, se usó NaOH para corregir ese resultado,

llegando a 5.14 de pH, proceso que ningún autor reportó.

Una variable ue no se tomó en cuenta fue el tiempo de agitación en

presencia del álcali, a falta de información, ya que Mosquera et al,

citado por Devia (2003), indica un tiempo entre 30 a 60min de

agitación constante, para obtener la máxima cantidad de colorante, lo

cual explicaría el bajo rendimiento obtenido en el ensayo realizado,

ya que el tiempo de agitación fue solo de 10 a 12min

aproximadamente. El cálculo del rendimiento total se muestra a

continuación:

(0.2/60) * 100 = 0.33%

VII. CONCLUSIONES:

- El color rojo del achiote o annatto se debe a varios

compuestos carotenoides, principalmente apocártenos, que se

encuentran en la semilla. La Bixina es el más cotizado e

importante de éstos. La Bixina es una sustancia cristalina de

color rojo oscuro, soluble en alcohol, aceites y grasas.

- Se obtuvo el colorante del achiote mediante el método químico

con álcali (NaOH), siendo el rendimiento obtenido 3.3%.

VIII. RECOMENDACIONES:

- Realizar una práctica con otros métodos de extracción para

ver las diferencias en el procedimiento y conocer el porcentaje

de colorante obtenido con cada uno.

- Organizar bien cada grupo de trabajo.

- Tener listo los instrumentos y equipos a utilizar antes de

iniciada la práctica.

- Llevar siempre puesta la indumentaria exigida.

IX. BIBLIOGRAFIA:

- Jorge Enrique Devia Pineda, Liliana Saldarriaga Calderón. Planta piloto

para obtener colorante de la semilla de achiote(Bixa orellana).

Universidad Eafit. Vol 39, pg 12.

- Jorge Mario Lanza Galindo (1997). Obtención del tiempo de lavado en el

proceso de extracción de bixina con álcali a partir de semillas de achiote.

Universidad de San Carlos de Guatemala. Pg 7.

- Olga Marta Murillo G. (2006). Ficha técnica de industrialización del

aciote (Bixa Orellana). Dirección de mercadeo y agroindustria Area de

producto. Pg 1.

- Lord Kelvin Ruiz Yoplac (2012). Extracción de colorante (Bixina) a partir

de las semillas de achiote. Universidad Nacional Toribio Rodriguez de

Mendoza. Pg