ESCUELA MILITAR DE INGENIERIAIngeniera Industrial

PROCESOS INDUSTRIALES II

PREINFORME # 1

EXTRACCIN DE COLORANTES NATURALES

Docente:PhD. Sulema Valdez Castro

Elaborado por:

Calle Aduviri Abraham Manuel9870594Garcia Ramallo Jose Alvaro4950701Gomez Mujica Valeria Alejandra5774661Toro Jimenez Sergio de Jesus4802263

11/03/2015

ContenidoObjetivos3Antecedentes31.Fundamento terico3Pigmentos3Estructura4Estabilidad42.Diagrama de flujo del proceso53.Dibuje la estructura general e investigue las caractersticas fisicoqumicas de los pigmentos extrados.9Caractersticas de la clorofila9Propiedades Fisico Quimicas9Antioxidante9Anticancerigeno9Energizante y depurativos9Desodorizante104.Explique cmo influye el pH y la temperatura en las caractersticas e intensidad del color en los pigmentos evaluados en la prctica?105. Investigue cmo influye el grado de madurez en el perfil de pigmentos y los mecanismos asociados a la sntesis de clorofilas, carotenoides y antocianinas?116. Cules son las ventajas y desventajas del uso de pigmentos naturales?11Bibliografa11

EXTRACCIN DE COLORANTES NATURALESObjetivosExtraer pigmentos naturales y evaluar el efecto del pH y del tratamiento trmico en la estabilidad de estos pigmentos en comparacin con pigmentos artificiales.AntecedentesLos colorantes son sustancias de color intenso que pueden usarse para producir un alto grado decoloracin cuando sedispersan enotros materialeso sehacen reaccionar conlos mismos pormedio de un proceso que, cuando menos temporalmente, destruye la estructura cristalina de las sustancia. Este ltimo punto es la caracterstica que distingue a los colorantes de los pigmentos, que casi siempre se aplican en forma de agregados a cristales insolubles. La mayora de los colorantes naturales son de origen vegetal; pueden ser compuestos puros o productos de extraccin. Estos ltimos son obtenidos de materias primas alimentaras y pueden serasociados a otrasmolculas.Entre los ms importantesencontramos alos carotenoides, que son un grupo de compuestos solubles en lpidos, ampliamente distribuidos en el reino vegetal. Tienen dos funciones, principales en las plantas durante la fotosntesis y como materia colorante en flores y frutos, aparecen como colores amarillos, mientras en los frutos son tambin naranja o rojo.El trmino colorantes naturales se aplica a aquellos productos alimenticios de origen animal, vegetal o incluso mineral en los cuales se encuentra de forma tambin natural. A la vez se consideran naturales los colorantes obtenidos de materiales biolgicos, como algunos insectos e incluso los que se forman al calentar o someter a tratamiento trmico un alimento, como el caramelo. En este sentido y aunque pudieran tener composicin y potencial de tincin idnticos, se contraponen a los artificiales que son los obtenidos por sntesis qumica. Por tanto, un colorante natural son pigmentos coloreados obtenidos de materia prima principalmente de origen animal y vegetal, aunque tambin puede ser de origen mineral1. Fundamento tericoPigmentosUn pigmento es unamateriacolorante que se caracteriza por dar un tono especfico (verde, amarillo, rojo, etc.) pero que tiene lapropiedadde ser insoluble en la mayora de los lquidos comunes (por ejemplo,agua). El efecto de uncolorespecfico ocurre porque el pigmento tiene la propiedad de absorber todos loscoloresde laluzmenos uno, el cual refleja hacia el observadorUna propiedad importante de los pigmentos es que por definicin son insolubles, por lo tanto no pueden ser disueltos en los lquidos comunes (pueden ser dispersados, pero no disueltos). Esta propiedad de los pigmentos los diferencia de los colorantes, tambin conocidos como tintes o anilinas, los cuales son materias colorantes cuya caracterstica es ser solubles en cierta base, usualmente agua ograsas(por lo que se llaman hidrosolubles o liposolubles).Los pigmentos pueden clasificarse, segn su composicinqumica, en dos grandesgrupos: a. Orgnicos b.Inorgnicos.Los pigmentos orgnicos son aquellos que en su composicin qumica contienencarbono(C), mientras los pigmentos inorgnicos no lo contienen.Fuera del contenido de carbn de los pigmentos orgnicos y los inorgnicos, la nica diferencia encomportamientoes que, generalmente, los pigmentos orgnicos tienen mayorpodertintreo (colorean ms) y tonos ms limpios que sus contrapartes inorgnicas. Hasta hace algunos aos exista la creencia de que los pigmentos orgnicos eran los msseguros, mientras los inorgnicos podran representarriesgospara lasalud, sin embargo hoy sabemos que no hay distincin alguna sobre cuales puedan ser ms o menos seguros segn sean orgnicos o inorgnicosEstructura Laestructura qumicade unasustancia qumicaaporta informacin sobre el modo en que se enlazan los diferentestomosoionesque forman una molcula, oagregado atmico. Incluye lageometra molecular, la configuracin electrnicay, en su caso, laestructura cristalina es adems una representacin grfica de laestructuramolecular, que muestra cmo se ordenan o distribuyen espacialmente los tomos. Se muestran losenlaces qumicosdentro de la molcula, ya sea explcitamente o implcitamenteEstabilidadEl trminoestabilidad qumicaal ser usado en el sentido tcnico enqumicase refiere a la estabilidad termodinmica de un sistema qumico.La estabilidad termodinmica ocurre cuando un sistema est en su estado de menor energa oequilibrio qumicocon su entorno. Este puede ser un equilibrio dinmico, en donde molculas o tomos individuales cambian de forma, pero su nmero total en una forma o estado particular se conserva. Este tipo de equilibrio qumico termodinmico se mantendr indefinidamente a menos que el sistema sea modificado. Los sistemas qumicos pueden incluir cambios en el estado de la materia o un grupo de reacciones qumicas.La estabilidad termodinmica se aplica a un sistema particular. Lareactividadde una sustancia qumica es una descripcin de cmo podra reaccionar a travs de una variedad de sistemas qumicos potenciales.2. Diagrama de flujo del procesoPara el diagramado del proceso de laboratorio es importante destacar subprocesos internos, los cuales se describen a continuacin:En el anlisis del Ph y tratamiento trmico en la estabilidad de pigmentos naturales y artificiales, los 12 tubos con la muestra deben ser etiquetados y arreglados para evaluar el efecto del pH y el tratamiento trmico en los pigmentos naturales y artificiales, la tabla se puede ver a continuacin.

Tabla 1 Etiquetado y arreglo de los tubos para evaluar efecto del pH(UEA, 2014)Para estudiar el efecto del pH y el tratamiento trmico en la estabilidad de antocianinas, se hace uso de la siguiente ecuacin:

Figura 1 - Diagrama extraccin de clorofila (Elaboracin Propia)

Figura 2 - Efecto del pH y tratamiento trmico en la estabilidad de pigmentos naturales y artificiales (Elaboracin Propia)

Figura 3 - Diagrama del Efecto del pH y tratamiento trmico en la estabilidad de antocianinas (Elaboracin Propia)3. Dibuje la estructura general e investigue las caractersticas fisicoqumicas de los pigmentos extrados.

Figura 1. Estructura de la ClorofilaCaractersticas de la clorofilaLos carotenoides son compuestos lipdicos, aunque existen algunas excepciones, por lo que son insolubles en agua y solubles en disolventes orgnicos como acetona, metanol, ter dietlico, hexano, cloroformo y piridina, entre muchos otros. Debido a su carcter hidrofbico se encuentran normalmente en ambientes lipfilos, como en membranas, si bien su asociacin con protenas o reacciones de glicosilacin les permiten tambin estar presentes en medios acuosos.Propiedades Fisico Quimicas

AntioxidanteSe ha comprobado que la clorifal es uno de los mejores antioxidantes, capaz de neutralizar los efectos negativos de los radicales libre en el organismo.Comer alimentos ricos en clorofila ayudara a evitar muchas enfermedades degenerativas y a mantener el organismo mas fuerte y mas joven durante mas aos. (Beber preparado de clorofila de venta en herboristerias o tiendas de productos naturales de acuerdo a las condiciones del prospecto).AnticancerigenoNumerosos estudios parecen demostrar el poder de la clorofla para inhibir el crecimiento de celulas cancerosas (Carcinogenesis). La clorofilas tambien parece ser capaz de neutralizar algunos compuestos carcinogenicos como nitrosaminas, aflatoxinas o hidrocarburos, presentes respectivamente en conservantes para carnes, frutos secos, humos del trafico.Energizante y depurativosSe cree que la clorofila, por su capacidad regenerativa de las clulas, es uno de los compuestos vegetales que provee al organismo de energa y vigor, siendo capaz de depurar el organismo de toxinas. Por ellos se recomienda especialmente en caso en casos de debilidad, astenia primaveral, enfermedades infecciosas, intoxicaciones alimentarias, qumicas etc.DesodorizanteLa clorofila ejerce una funcin desodorizante, es decir es capaz de neutralizar el mal olor corporal. Es muy adecuada en el tratamiento de olor de pies, como el olor de axilas y genitales.Igualmente resulta adecuado el tratamiento de la halitosis o mal olor en la boca. La clorofila refresca la boca y proporciona un buen olor. Es por eso que muchos enjuagues bucales industriales la incluyen en su composicin.4. Explique cmo influye el pH y la temperatura en las caractersticas e intensidad del color en los pigmentos evaluados en la prctica?La influencia de la temperatura en la estabilidad de los pigmentos es clara; tanto para reacciones anhidras como hidratadas, siempre acta como acelerador de la reaccin de degradacin . Por lo general, los carotenos con mayor actividad biolgica son aquellos que tienen todos sus dobles enlaces en forma del ismerotrans, que se transforman parcialmente en la formacisdurante tratamientos trmicos en ausencia de oxgeno; esta reaccin de isomerizacin se puede efectuar durante el proceso de esterilizacin de productos enlatados, con lo que se pierde parte del poder vitamnico de los carotenos.Aunque los carotenoides extrados o no son relativamente resistente a valores de pH extremos, los cidos y lcalis pueden provocar isomerizacionescis/transde ciertos dobles enlaces, reagrupamientos y desesterificaciones, lo cual debe ser tenido en cuenta a la hora de manipularlos en laboratorio con fines analticos. As, por ejemplo, algunas xantofilas como fucoxantina y astaxantina, son excepcionalmente lbiles al medio alcalino, de ah que a la hora de analizar fuentes naturales de estos carotenoides se recomiende no saponificar el extracto de pigmentosNo obstante, volviendo a la estabilidad de los carotenoides en los alimentos, hay que tener en cuenta que los epoxicarotenoides son muy inestables en medio cido, lo cual tiene una gran importancia debido a la acidez inherente de algunos alimentos en particular.

5. Investigue cmo influye el grado de madurez en el perfil de pigmentos y los mecanismos asociados a la sntesis de clorofilas, carotenoides y antocianinas?El grado de madurez de los vegetales en muchos casos es sinnimo del grado de extraccin de colorantes ya que mientras ms maduros (no sobre-maduros) ms pigmentos se podr obtener mediante la sntesis de ellos6. Cules son las ventajas y desventajas del uso de pigmentos naturales?Las ventajas y desventajas se describen en la tabla 2.

Tabla 2- Ventajas y desventajas de los pigmentos naturales y artificiales

BibliografaUEA. (Marzo de 2014). Microcomponentes y aditivos alimentarios / manual de laboratorio. Recuperado el 10 de Marzo de 2015, de sgpwe.izt: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/acym/Manual_de_microcomponentes.pdf http://www.botanical-online.com/medicinalsclorofila.htm

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