Degradação da antocianina e qualidade sensorial de polpa de ...
001 Monografia Extraccion de Antocianina
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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS E INDUSTRIAS
ALIMENTARIAS
ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL
INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
TRABAJO MONOGRFICO:
EXTRACCION DEL COLORANTE ANTOCIANINA A PARTIR DEL MAIZ
MORADO Y SU APLICACIN EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO EN INDUSTRIAS
ALIMENTARIAS
Presentado por:
Bach. MEDINA REGALADO, Gina
Asesor:
Ing. RODRIGUEZ NUEZ, Jos Luis
HUACHO PERU
2012
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i
INDICE GENERAL
INDICE DE CUADROS iv
INDICE DE FIGURAS v
RESUMEN
INTRODUCCION 2
CAPITULO I EL MAIZ MORADO, CARACTERSTICAS Y USOS 4
1.1. Generalidades 4
1.2. Clasificacin taxonmica del maz morado 5
1.3. Variedades del maz morado 6
1.4. Caractersticas genticas del maz morado 6
1.5. Composicin qumica del maz morado 7
1.6. Usos y beneficios del maz morado 8
1.6.1. Usos 8
1.6.2. Beneficios 8
CAPITULO II LA ANTIOCIANINA, CARACTERISTICAS,
PROPIEDADES Y USOS 10
2.1. Antocianina, fuentes, caractersticas y usos. 10
2.1.1. Principio colorante del maz morado 11
2.1.2. Usos de la antocianinas 12
2.2. Naturaleza qumica de antocianinas 13
2.3. Factores que influyen en la estabilidad de las antocianinas 14
a. pH 15
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ii
b. Temperatura 16
c. Oxigeno y perxido de hidrogeno 17
d. Luz 18
e. Acido ascrbico 18
f. Metales 18
g. Azucares 19
h. Enzimas 20
i. Reacciones de condensacin 20
CAPITULO III METODOS DE EXTRACCION DE LA ANTOCIANINA 22
3.1. Antecedentes 22
3.1.1. A nivel internacional 22
3.1.2. A nivel nacional 23
3.2. Deteccin y aislamiento de antocianinas 25
a. mtodos cualitativos 25
b. mtodos cuantitativos 26
3.3. Extraccin de la materia colorante 26
3.3.1. Acciones previas a la extraccin 27
a. Purificacin 27
b. Concentracin 27
c. Secado 28
3.3.2. Factores que influyen en la extraccin 29
a. Temperatura 29
b. Tamao de partcula 30
-
iii
c. Agitacin del solvente 30
d. Tiempo de extraccin 31
e. Equilibrio entre en solvente y el soluto 31
f. Numero de lavados 31
g. Calidad de solvente 31
3.3.3. Mtodos de extraccin 32
a. Extraccin por maceracin 32
b. Extraccin por el mtodo de agitacin mecnica o difusin 33
c. Extraccin de cocciones 33
d. Lixiviacin 33
3.4. Diagrama de proceso de extraccin 35
3.4.1. Descripcin del flujo de operaciones 36
3.5. Factores que influyen en el rendimiento del colorante 37
a. Influencia del tamao de partcula 37
b. Influencia de diferentes enzimas en la extraccin de antocianinas 39
c. Influencia por maceracin 40
d. Influencia por calentamiento 51
e. Influencia por maceracin con el uso de enzimas 54
CAPITULO IV APLICACIN DE LA ANTOCIANINA EXTRAIDA DEL
MAIZ MORADO EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA 55
CONCLUSIONES 58
BIBLIOGRAFIA 59
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iv
NDICE DE CUADROS
01. Composicin qumica del maz morado y de la coronta (contenido en 100g) 7
02. Antocianinas presentes en frutas y verduras 10
03. Contenido de antocianinas de la coronta y del grano de maz morado 11
04. Influencia del tamao de partcula en la extraccin de antocianinas
de coronta de maz morado 37
05. Evaluacin de la influencia del tamao de partcula en la extraccin
de antocianinas 38
06. Evaluacin de la extraccin de antocianinas de l a coronta con el uso
de enzimas 39
07. Influencia del tiempo de maceracin en la extraccin de antocianinas. 40
08. Influencia de la relacin materia prima / solvente de maceracin
en la extraccin de antocianinas 42
09. Influencia de la relacin materia prima/solvente de maceracin
en la extraccin de antocianinas en dos etapas 42
10. Influencia de la relacin materia prima/solvente de maceracin y
extraccin de antocianinas a diferentes temperaturas 44
11. Influencia del cido empleado en la maceracin par a la extraccin
de antocianinas 45
12. Influencia del solvente y del pH utilizado en la maceracin
para la extraccin de antocianinas 46
13. Influencia de la concentracin de cido en la extraccin de antocianinas
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v
por maceracin 48
14. Influencia de la temperatura de maceracin e n la extraccin de antocianinas 50
15. Influencia del nmero de etapas e n la extraccin de antocianinas 51
16. Influencia del tiempo y temperatura de calentamiento en la extraccin
de antocianinas (expresado en mg acyt/100 g) 52
17. Influencia del tiempo y temperatura de calentamiento en el contenido
de slidos totales del extracto 53
18. Evaluacin de la influencia de la concentracin de enzima en la extraccin
de antocianinas de la coronta 54
19. Color de los yogures teidos con los extractos de antocianinas 56
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vi
NDICE DE FIGURAS
01. Antocianinas naturalmente existentes 14
02. Flujo general de operaciones para la obtencin de antocianinas de maz
Morado 35
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RESUMEN
El presente trabajo titulado Extraccin del colorante antocianina a partir del maz morado
y su aplicacin en la Industria Alimentaria tuvo como objetivos: Conocer los aspectos
relacionados con el colorante antocianina, sus caractersticas qumicas-fsicas y .los
productos que los contienen, as como, los diferentes mtodos de extraccin y determinar
el mtodo de extraccin ptimo de antocianina, a partir del maz morado.
En el trabajo se aplic el mtodo descriptivo y analtico, se recopil informacin de
diversas fuentes y se procedi a su anlisis, ordenamiento y obtencin de conclusiones.
Los resultados y conclusiones a las que se llegaron en el trabajo son los siguientes:
La extraccin se realiza por varios mtodos; mtodo de maceracin, calentamiento,
coccin, lixiviacin, siendo el mtodo de maceracin el de mayor rendimiento; en este tipo
de extraccin los factores a controlar son tamao de partcula, tiempo de maceracin,
relacin de materia prima solvente, temperatura.
En la extraccin de antocianina se obtiene los mejores resultados cuando la coronta molida
es de menor tamao de partcula(
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INTRODUCCIN
En la actualidad existe una creciente demanda en el uso de colorantes de origen natural, en
remplazo de los colorantes artificiales, utilizados en la industria procesadora de alimentos;
productos como el maz morado, camote, manzana, fresa, cebolla, entre otros contienen el
colorante antocianina, que puede ser extrado utilizando mtodos de extraccin adecuados;
esta realidad ha generado el inters por investigar sobre los colorantes naturales y los
mtodos de extraccin a utilizar, as como su aplicacin en la industria de alimentos.
El presente trabajo Extraccin de Colorante (antocianina) a partir del maz morado y su
aplicacin en la Industria Alimentaria tuvo como objetivos:
- Conocer los aspectos relacionados con el colorante antocianina, sus caractersticas
qumicas-fsicas: y en que productos se le encuentra.
- Conocer los diferentes mtodos de extraccin de antocianina, a partir del maz morado
En el desarrollo del trabajo se aplic el mtodo descriptivo consistente en la recopilacin de
informacin, de fuentes secundarias textos, revistas cientficas, boletines, la misma que fue
analizada, procesada y ordenada para su presentacin y obtencin de conclusiones
La informacin que se presenta en el trabajo est estructurada en cuatro captulos que
comprenden: El maz morado, caractersticas y usos, La antocianina, caractersticas,
propiedades y usos, Mtodos de extraccin de la antocianina y Aplicacin de la
antocianina extrada del maz morado en la industria alimentaria
Como conclusiones del trabajo puede mencionarse:
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3
- En la extraccin por maceracin, los factores que influyen en la extraccin son: tamao
de partcula, tiempo de maceracin, relacin materia prima (m)/solvente(s), evaluacin
de solventes (cidos y su concentracin) y temperatura de maceracin.
- En la extraccin por calentamiento, donde se evala nmero de etapas de extraccin,
el tiempo y la temperatura de extraccin.
- Por maceracin utilizando enzimas, el factor que influye en la extraccin es la
concentracin de la enzima en la extraccin de la antocianina del maz morado.
Las aplicacin es de la antocianina del maz morado son diversas en lo alimentario y no
alimentario; porque imparten color a bebidas, dulces y confites, productos de panadera,
vegetales, conservas de pescado, grasas y aceites, mermeladas y jaleas, frutas confitadas y
en almbar, jarabes de frutas, sopas y saborizantes. Tambin se utilizan en la preparacin
de refrescos (chicha morada), dulces (mazamorra de maz morado), coloracin de jugos de
frutas (fresa), vermouth, vinos y vinagres.
La incorporacin de pigmentos de maz morado (antocianinas) a alimentos, tiene la
ventaja no slo de impartir color, sino que por las propiedades antioxidantes que poseen,
se pueden considerar como alimentos funcionales
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CAPITULO I
EL MAIZ MORADO, CARACTERSTICAS Y USOS
1.1. GENERALIDADES.
El maz morado es un conjunto de variedades de Zea mays que poseen un fruto
(infrutescencia) de color morado. Crecen en los Andes del Per , Bolivia y
Argentina , dispersos y cultivados tambin en las costas del territorio peruano, desde
mucho antes de los Incas.
Desde la poca precolombina, es el cereal de mayor importancia como producto
bsico en la alimentacin, como originario del continente americano. En Per, el
maz morado se desarrolla entre los 1.200 a ms de 4.000 m.s.n.m con muchos
contrastes debido a los variados microclimas que se presentan en la cordillera de
Los Andes.
Existen diferentes variedades de maz morado todas derivadas de un lnea ms
ancestral denominada "Kculli".
Dentro de su composicin se encuentra las antocianinas, pigmento natural muy
requerida en la industria alimentaria, que en los ltimos aos ha generado un gran
inters, sobre todo en los pases desarrollados, donde se restringe el uso de
colorantes artificiales o sintticos. (Sevilla y Valdez, 1985).
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1.2. CLASIFICACIN TAXONMICA DEL MAZ MORADO.
La clasificacin taxonmica del maz morado es la siguiente:
Reino : Vegetal
Divisin : Tracheophyta
Clase : Angiosperma
Orden : Gramideas
Familia : Gramideae
Gnero : Zea
Especie : Zea Mays
1.3. VARIEDADES DE MAZ MORADO.
Hay diferentes variedades de maz morado, todas ellas provienen de una raza
ancestral denominada Kculli que todava se cultiva en el Per. Las formas ms
tpicas estn casi extinguidas. La raza Kculli es muy antigua, restos arqueolgicos
con mazorcas tpicas de esta raza se han encontrado en Ica, Paracas, Nazca y otros
lugares de la costa central cuya antigedad se estima por lo menos en 2500 aos.
Tambin se encuentran mazorcas moldeadas, con las caractersticas de la raza, en la
cermica Mochica (Sevilla y Valdez, 1985).
En el Per existen muchas variedades de maz morado. A continuacin se describen
a las principales (Sevilla y Valdez, 1985):
Cuzco Morado: Relacionado a la raza Cuzco gigante. Es tarda, de granos
grandes, dispuestos en mazorcas con hileras muy bien definidas. Se le cultiva
en diferentes lugares en zonas intermedias de altitud en los departamentos de
Cuzco y Apurimac.
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Morado Canteo: Muy similar a la raza Cuzco morado, aunque de menores
dimensiones. Se cultiva especialmente en las partes ms altas del valle del
Chilln, en el departamento de Lima., hasta los 2500 msnm. Es la variedad
ms consumida en los mercados de Lima.
Morado de Caraz: Derivada de las razas Ancashino y Alazn. Recibe este
nombre porque se le cultiva en la localidad de Caraz, en el Callejn de
Huaylas, en extensiones relativamente grandes. Es de precocidad intermedia y
tiene la ventaja que puede adaptarse tambin a la costa. Entre las variedades
tradicionales es la que muestra mayor capacidad de rendimiento y la que
presenta la tusa ms pigmentada.
Arequipeo: Similar al Cuzco Morado, pero ms pequeo. La tusa no tiene
mucha coloracin. Es bastante precoz.
Negro de Junn: Variedad precoz de grano grande, negro, dispuesto
irregularmente en una mazorca corta y redondeada. Se le encuentra en la
sierra, centro y sur.
Variedad mejorada: La nica que existe producindose es la PMV -581,
desarrollado por el Programa de Maz de la UNALM.
1.4. CARACTERSTICAS GENTICAS DEL MAZ MORADO.
Se conoce un gran nmero de variedades de maz morado que se diferencian por la
forma y tamao de las mazorcas, por el nmero de hileras que varan de 8 a 12, por
el tamao, forma y color del pericarpio de los granos y por otras caractersticas
morfolgicas. El color de la planta vara de verde a morado oscuro, pero la lgula de
las hojas y de las anteras son invariables teniendo siempre un color morado oscuro.
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La diferencia entre un maz fuertemente pigmentado y un maz normal es originada
por muchos genes. Los genes que se dan a continuacin son necesarios para que el
pericarpio sea morado: ( Paralelo del Locus P, en cromosoma 1), que produce
normalmente pericarpio rojo y tusa roja; P (alelo dominante en el cromosoma 6),
produce color prpura morado, causada por genes cuantitativos con efectos
menores. Se supone que son muchos, porque a travs de la seleccin la poblacin
se va haciendo cada vez ms oscura, ocupando el pigmento todo el tejido de la tusa.
Adems de los genes mayores que estn presentes al menos en 5 de los 10
cromosomas del maz, existen genes menores que deben estar distribuidos en los 10
cromosomas (Fopex, 1985)
1.5. COMPOSICIN QUMICA DEL MAZ M ORADO.
La composicin qumica del maz morado y la coronta, segn Collazos (1962) y
Fernndez (1995), se reporta en el Cuadro 01.
Cuadro 01: Composicin Qumica del Maz Morado y de la Coronta
(Contenido en 100g)
Componentes Porcentaje (b . h)
Maz Grano Coronta
Humedad
Protena
Grasa
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
11.4
6.7
1.5
1.8
1.7
76.9
11.20
3.74
0.32
24.01
3.29
57.44
Fuente: Collazos (1962).
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1.6. USOS Y BENEFICIOS DEL MAIZ MORADO.
1.6.1. Usos.
El origen del maz morado es muy remoto y el uso de su extracto es tambin
antiguo. Segn datos de los historiadores se sabe que el maz era empleado en la
alimentacin como bebida, con l se elaboraba, la chicha que viene a ser una
bebida fermentada.
El uso de su extracto sufri un cambio con el tiempo as es como en la colonia, por
influencia de la repostera espaola y por el ingenio de las amas de casa criollas,
aparecieron la mazamorra y la chicha morada de sabores exquisitos (Fernndez,
1977).
Actualmente el maz morado es usado a nivel casero, como colorante natural y
saborizante en bebidas y otros preparados alimenticios como la mazamorra
morada. A nivel industrial, con fines de obtener colorantes se utiliza nicamente la
coronta por el significativo porcentaje de antocianinas; sin embargo tambin se
puede aprovechar el grano para la ex traccin de almidones y/o derivados o en la
elaboracin de alimentos balanceados para animales.
Las antocianinas extradas de maz morado se utiliza en la elaboracin de yogurt
(Salinas, Rubio y Daz; 2005).
1.6.2. Beneficios.
Baja la presin sangunea
Baja el colesterol
Promueve la buena circulacin sangunea
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Protege los vasos sanguneos del dao oxidante
Mejora la microcirculacin
Es anti-inflamatorio
Fomenta la regeneracin del tejido conectivo
Promueve la formacin de colgeno
Elimina los radicales libres
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CAPITULO II
LA ANTIOCIANINA, CARACTERISTICAS, PROPIEDADES Y USOS
2.1. ANTOCIANINA, FUENTES, CARACTERISTICAS Y USOS.
Las Antocianinas son uno de los numerosos pigmentos que se hallan en solucin
en la savia alveolar. Las innumerables tonalidades de azul, prpura, violeta, malva
y magenta y casi todas las tonalidades rojas de las flores, hojas, frutas y tallos de
las plantas son debido a diferentes tipos de antocianinas. Las antocianinas, aunque
muy numerosa, poseen una estructura similar. La amplia variedad de sus colores se
debe a ligeras alteraciones en la molcula bsica, sin afectar la estructura molecular
fundamental. Araujo (1995).
Cuadro 02. Antocianinas presentes en frutas y verduras
FRUTA ANTOCIANINA
Manzana
Cianidina-3-galactsido
Cianidina-3-arabinsido
Cianidina-7- arabinsido
Fresa
Pelargonidina-3-glucsido
Pelargonidina-3-galactsido
Cianidina-3-glucsido
Mora negra Cianidina-3-glucsido
Naranja Cianidina-3-glucsido
Delfinidina-3-glucsido
Maz morado
Cianidina-3-glucsido
Pelargonidina-3-glucsido
Peonidina-3-glucsido
Cebolla Cianidina-3-laminariobisido
Cianidina-3-monsido
Fuente: Araujo (1995.)
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2.1.1. Principio colorante del maz morado.
El principio colorante del maz morado se basa en la existencia de la antocianina,
la que se encuentra en mayor cantidad en la coronta y en menores proporciones
en el pericarpio (cscara) del grano.
Nakatani et al. (1979), caracterizaron la antocianina presente en el maz
morado boliviano (Zea mays L). La longitud de onda mxima (339 nm) del
aglucn fue idntica con la de la autntica cianidina. El componente azcar
fue identificada como glucosa. Consecuentemente, de la base de estas
evidencias, el mayor pigmento presente en granos y tusas de maz morado
fue identificado como cianidina 3-glucsido.
Arias (1958), encuentra resultados de pruebas cualitativas que le permiten afirmar
que el grupo predominante, en el colorante de maz morado, es el que
corresponde al cloruro de cianidina. No obstante, Fernndez (1977) encuentra
que el pigmento corresponde a los grupos antocianicos pelargonidina e
hirsutidina.
Cuadro 03. Contenido de antocianinas de la coronta y del grano de maz morado.
MUESTRA CONTENIDO DE
ANTIOCIANINA
(mg/10g)
)
RENDIMIENTO (%)
Coronta
Grano
Grano molido
TOTAL
610.998
51.935
157.841
768.839
79.47
6.75
20.53
100.00
Fuente: Fernndez (1995.)
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2.1.2. Usos de las antocianinas.
Las Antocianinas imparten color a bebidas, dulces y confites, productos de
panadera, vegetales, conservas de pescado, grasas y aceites, mermeladas y
jaleas, frutas confitadas y en almbar, jarabes de frutas, sopas y
saborizantes.
Las Antocianinas del Maz Morado, se usan en la preparacin de refrescos
(chicha morada), dulces (mazamorra de maz morado), coloracin de jugos
de frutas (fresa) y tambin en vermouth, vinos y vinagres. En Japn se
utilizan para colorear caramelos, helados y bebidas.
El uso farmacutico de las Antocianinas es reconocido en Oftalmologa,
por sus propiedades de incrementar la agudeza visual y mejorar la visin
nocturna; para el tratamiento de diversos trastornos de circulacin de la
sangre (Colesterol) y recientemente se concluy que el principio activo del
Maz Morado, evita la presencia de cncer al intestino grueso
Este colorante natural tiene un potencial benfico para la salud; por tratarse
de un rico antioxidante con propiedades medicinales comprobadas a nivel
mundial; entre ellas:
- Promueve la reduccin del colesterol y la baja de presin arterial
- Estabiliza y protege la capilaridad de las arterias
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2.2. NATURALEZA QUMICA DE LAS ANTOCIANINAS.
Las antocianinas son sales (flavylium) derivados principalmente de las
antocianidinas (aglycones o aglucones): Pelargonidina (I), Cianidina (II), Peonidina
(III), Delfinidina (IV), Petunidina (V) y Malvidina (VI). La cianidina ocurre al nivel
menos evolucionado. Las otras antocianidinas que ocurren en la naturaleza son
derivados de una adicin genticamente controlada, remocin o metilacin del
grupo hidrxilo en el anillo B o estructura flavilium, tal como se puede observar en
la Figura 1.
La glicosidacin de estos pigmentos en posiciones 3,5 7 o una combinacin de
stos, resulta en la formacin de antocianinas. El azcar en la molcula confiere
solubilidad y estabilidad a las antocianinas. Las antocianinas siempre ocurren en la
naturaleza en formas glicosdicas. Sin embargo, la ocurrencia de glucgenos libres
ha sido reportada de tiempo en tiempo. Es inusual que estos compuestos se
presenten en la naturaleza considerando su inestabilidad e insolubilidad en agua. La
naturaleza anfotrica es una propiedad caracterstica de estos componentes. Debido
a esto, las antocianinas se comportan ya sea como cido o base, dependiendo de la
naturaleza del medio (Shrikande, 1976).
Los azcares unidos al aglucn mediante enlace glicosdico son pentosas, hexosas,
biosas y triosas. Basado en la posicin de aleacin y en la naturaleza de los azcares
sustituyentes, los siguientes grupos son distin guidos: 3-monsidos, 3-bisidos, 3.5-
dimonsdos, 5 -bisidos, 5- monsidos y 3 -trisidos. Menos frecuente estos
pigmentos pueden ser acilados, cidos alifticos (actico, malnico) o aromticos
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(p-hydroxi-benzoico, p-cumrico, cafeco, ferlico y sinpico) pueden ser ligados al
azcar unida a la 3 posicin del pigmento.
I Pelargonidina R1 = R2 = H
II Cianidina R1 = OH ; R2 = H
III Peonidina R1 = OCH3 ; R2 = H
IV - Delphinidina R1 = R2 = OH
V - Petunidina R1 = OCH3 ; R2 = OH
VI- Malvidina R1 = R2 = OCH3
Figura 01. Antocianinas naturalmente existentes 2.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ESTABILIDAD DE LAS
ANTOCIANINAS
Siendo deficientes de electrones, el ncleo flavilium de las antocianinas es
altamente reactivo y estos compuestos, por tanto, rpidamente cambian hasta
estructuras indeseables y cambian de color bajo la diversidad de condiciones
empleadas en el procesamiento y almacenamiento de productos alimenticios.
Amplia evidencia ha sido acumulada durante los pasados aos que indica el rango
de destruccin de pigmentos antocianicos es acelerada por un pH alto, presencia de
oxgeno, alta temperatura, presencia de cido ascrbico, azcares, enzimas, etc .
(Shrikande, 1976).
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a. pH.
El color presentado por las antocianinas es grandemente influenciado por el pH
del medio (Timberlake 1980). En el rango de pH cido (1.0 o menos), los
pigmentos antocinicos existen enteramente en la forma de sal flavilium que da
el color rojo. Cuando se incrementa el pH en el rango de 4.0 a 5.0, la solucin
viene a ser menos coloreada. Esta decoloracin es causada por la transformacin
de la sal flavilium de color rojo a la base carbinol de menos color. El
incremento en el pH de las soluciones de antocianina da un color
prpura causado por la formacin o estabilizacin de la forma de base
anhidro quinoidal de los pigmentos. A pH comprendido entre 7 y 8, la
anhidrobase se ioniza nuevamente y los pigmentos muestran un profundo
color azul. En el almacenamiento de pigmentos en soluciones con este rango de
pH, o posterior incremento del pH, el color azul cambia ligeramente al
amarillo. Este color amarillo es causado por la formacin de la calcona va
fisin del anillo de la anhidrobase. Cuando las soluciones de Antocianinas son
acidificadas a pH menor o igual que 1.0, los pigmentos se convierten
cuantitativamente en una forma de sales de flavilium coloreados nuevamente de
rojo. Estos cambios estructurales, menciona Hrazdina (1974), fueron observados
en antocianinas en su forma natural y a sales de flavilium sintticas.
En vegetales y frutas p rocesadas, el color dado por las antocianinas so n
enteramente dependientes del pH y con frecuencia, el color mejora
notablemente con un ajuste pequeo del pH. Esto es posible porque a un pH de
2.0 a 5.0, rango general de pH de muchas frutas y subproductos, existe un
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equilibrio entre la forma de sal de flavilio de color rojo, la base carbinol
decoloreada y la forma de base anhidro de color prpura; y este equilibrio puede
ser cambiado a la forma coloreada por acidificacin.
b. Temperatura
Muchos estudios sobre la estabilidad de las antocianinas han indicado que estos
pigmentos son fcilmente degradados por el calor, El porcentaje de degradacin
depende de la estructura de la antocianina, Adams (1973), mencionado por
Furia (1978), concluy que en el rango de pH de 2 a 4, la principal va de
degradacin trmica de las antocianinas es la hidrlisis de la molcula de
azcar, seguido por la transformacin de la antocianidina resultante a una
calcona o alfadicetona (coloracin amarillo plido). Las antocianinas son
reconocidas al variar el porcentaje de hidrlisis (Harborne 1958). Esto ha
sido demostrado por Robinson, et al., 1966, citado por Shrikhande (1976),
quienes incorporaron mono y diglucsidos de uvas rojas a los vinos blancos
evaluando la estabilidad antes y despus de almacenar los vinos a 48 C por
21 das. Ellos concluyeron que los monoglucsidos muestran mayor tendencia
a la decoloracin bajo almacenamiento que los diglucsidos, aunque este
ltimo grupo mostr un aumento de color marrn. Ellos observaron tambin
que el grado de hidroxilacin de la molcula tambin afectaba la estabilidad
de la antocianina. Peonidina y malvidina proporcionan mayor estabilidad,
mientras que la delfinidina monoglucsida es menos estable.
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Hrazdina et al (1970), observaron que la estabilidad de los pigmentos va en
incremento cuando se aumentan los grupos metoxilos y decrecen cuando se
aumentan los grupos hidroxilo.
En vinos, los ms estables fueron la malvidina 3,5 -diglucsidos seguidos
de peonidina, petunidina, cianidina y delfinidina 3,5-diglucsidos.
La velocidad de degradacin de las antocianinas aumenta al elevar la
temperatura. Existe una relacin logartmica entre la retencin del color y la
temperatura de los procesos de esterilizacin o almacenamiento. Por eso para
mejorar la retencin de los pigmentos, se aconseja la aplicacin de
tratamientos de alta temperatura, corto tiempo y el almacenamiento a bajas
temperaturas. A ttulo de ejemplo, podra decirse que el tiempo de
calentamiento a 100C, para la destruccin del 50% de pigmentos (vida
media) es del orden de 1 hora; a 28C (condiciones tropicales), unos 10 das;
a 20C, 50 -66 das, y a 0C aproximadamente 10 meses (Markakis, 1974).
c. Oxgeno y perxido de hidrgeno
Conjuntamente con la temperatura, el oxgeno es el agente a celerativo
ms especfico en la degradacin de pigmentos antocinicos en diversas
frutas y vegetales (Nebesky et al, 1969).
Daravingas y Cain (1968), demostraron que la retencin de antocianinas en
zarzamoras enlatadas mejoraba notablemente al realizar el envasado en
atmsfera de nitrgeno o con vaco, comparados con aquellas llenadas en
atmsfera normal (condiciones aerbicas).
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En cuanto a la accin del perxido de hidrgeno se ha sugerido la posibilidad de
que la destruccin inducida por el cido ascrbico de antocianinas en fresas
procesadas sea debida al H2O2 formado durante la oxidacin de este cido
(Shondeimer y Kertesz, 1948).
d. Luz
El efecto que tiene la exposicin a la luz de los pigmentos antocinicos no est
bien estudiado hasta el momento lo que conduce a cierta confusin. Los
aglucones son rpidamente afectados por la luz. La cianidina expuesta en medio
cido a la luz difusa decrece su concentracin en 10% en 6 horas y a la luz
directa del sol, la prdida es del 95%. La prdida producida en glucsidos no
ha sido an bien determinada (Harper, 1957).
e. cido ascrbico y oxgeno
Si bien la presencia de cido ascrbico en jugo de frutas es
nutricionalmente importante, ste tiene un efecto perjudicial para las
antocianinas. Beattie et al . (1974), fueron los primeros en mostrar los
cambios en el color que ocurren conjuntamente con prdida progresiva de
cido ascrbico. Starr y Francis (1968), demostraron el efecto del oxgeno y
cido ascrbico en el jugo del coctel de arndanos, A niveles ms altos de
oxgeno y cido ascrbico se tienen menor estabilidad del pigmento.
f. Metales
Las antocianinas son nicamente estables en condiciones fuertemente cidas. A
causa de la inestabilidad de sus bases anhidro, estos compuestos favorecen la
decoloracin en el rango de pH de 4 a 6. Es muy posible que las antocianinas
-
19
en su estado original, existen efectivamente en forma estable, ya que muchas
frutas se encuentran en este rango de pH.
Varios investigadores han sealado que las antocianinas se estabilizan a travs
de la formacin de complejos metlicos. Esto es evidente, ya que por ejemplo
la adicin del cloruro de aluminio ha sido bastante reconocida como un mtodo
de diferenciacin de antocianinas o antocianidinas con dos grupos hidroxilo
adyacentes al anillo B, de aquellas con solamente un grupo oxidrilo libre. Por
ejemplo, Sistrunk y Cash (1970), estabilizaron el color del pur de fresas con la
adicin de sales de estao; mientras que Wrolstad y Erlandson (1973) llegaron a
la conclusin de que la estabilizacin del color rojo no fue debida al complejo
de estao con el principal pigmento (pelargonidina -3-glucsido), sino que
ocurri con Cianidinas liberadas de leucocianidinas incoloras. Starr y Francis
(1973) estudiaron el efecto del cobre, fierro, aluminio y estao sobre la
estabilidad del color del jugo de arndanos.
g. Azcares
La funcin de los azcares sobre la estabilidad de las antocianinas es muy
compleja. Se ha observado que la fructuosa es ms perjudicial que la glucosa y
que la sucrosa Con los pigmentos extrados del jugo de uvas concord, la
sucrosa fue ms perjudicial que la glucosa.
Esto nos indica que las especies reactivas en la degradacin de antocianinas
son furfural (F) e Hidroximetilfurfural (HMF) (Furia, 1978).
Por lo tanto, son an oscuras las informaciones respecto a los productos
de degradacin de antocianinas por los azcares.
-
20
h. Enzimas
En frutas recin cosechadas, la prdida de antocianina ha sido atribuida a
la actividad del sistema enzimtico antocianasa y fenolasa (Wagen, et al.,
1960); Sakamura, et al. (1965), mencionado por Shrikande (1976). La
antocianasa hidroliza el protector 3-glicsido de las antocianinas para producir
azcares libres y agliconas inestables.
Junto a la antocianasa, la polifenoloxidasa puede tambin contribuir a la
destruccin de la antocianina por medio de la oxidacin acoplada. Tratndose
de compuestos polifenlicos, cabe esperar que resulten afectados por la
polifenoloxidasa, pero no se ha confirmado la existencia de enzimas especficas
oxidantes de las antocianinas. Se ha demostrado que las peroxidasas actan
sobre las antocianinas decolorndolos rpidamente en presencia de catecol. Se
admite que este ltimo acta de compuesto intermediario, siendo oxidado, en
primer lugar, por la accin de la enzima, a 0 - quinona, luego a su vez el
antociano (Yufera, 1979).
i. Reacciones de condensacin
Esto ha sido frecuentemente observado cuando aquellos jugos de frutas son
almacenados por largos perodos de tiempo en donde pierden su tpico color
rojo, apareciendo simultneamente colores marrn o rojo ladrillo. Por
ejemplo, en la mermelada de fresa, despus de un ao de almacenamiento a
temperatura ambiente, ya no aparece ninguna antocianina; sta aparece de
un color marrn rojizo. Es casual que los productos de degradacin del
pigmento tambin sean coloreados. Diversos productos complejos de
-
21
condensacin (peso molecular de 77000,000) han sido aislados, as, en el
jugo de una variedad de moras enlatadas se encontr pectinas, protenas,
metales y polifenoles. En el jugo de uva Concord se encontr antocianinas
aciladas y metales (Furia, 1978).
Aunque lo mencionado anteriormente sobre la degradacin de antocianinas
parece ser desalentador, desde un punto de vista de estabilidad del colorante,
esto no necesariamente es as puesto que los pigmento s son probablemente
lo suficientemente estables para acceder a los canales normales de mercadeo.
-
CAPITULO III
METODOS DE EXTRACCION DE LA ANTOCIANINA
3.1. ANTECEDENTES.
3.1.1. A nivel internacional.
Salinas, Rubio y Daz (2005), Extraccin y uso de pigmentos del maz ( Zea
mays L) como colorantes en yogur.: Extraccin y concentracin del
pigmento: La extraccin de las antocianinas a partir de la FPCA obtenida de cada
muestra de maz se efectu usando dos disolventes distintos. Uno fue etanol:
cido actico: agua, en proporciones de 10:1:9; el otro fue metanol: cido
actico: agua, usando exactamente las mismas proporciones. El metanol es ms
efectivo que el etanol para la extraccin de antocianinas, aunque su toxicidad
impide que se pueda emplear cuando las sustancias extradas se usarn para
consumo humano. Sin embargo, la extraccin se realiz con los dos disolventes
para comparar los perfiles de antocianinas obtenidos cuando se emplea uno u
otro. El extracto de antocianinas que se emple en el yogur se extrajo a partir de
4 g de FPCA con 80 mL de solvente (mezcla de etanol: cido actico: agua,
10:1:9 v/v). Se realizaron cuatro extracciones sucesivas. El extracto obtenido
de cada muestra, fue concentrado hasta sequedad en un Rotavapor (Laborota
4010, Heidolph Instruments, Germany), a 40 C, y redisuelto en cido lctico al
3 % en agua, hasta tener un volumen aproximado de 10 mL. Se coloc en
tubos mbar y se guard a temperatura de congelacin hasta su anlisis y/o
aplicacin al yogur. Se verific la concentracin del extracto antes de aplicarlo al
yogur.
-
23
3.1.2. A nivel nacional
Araujo (1995), Estudio de la extraccin del colorante de maz morado (Zea mays
L.) con el uso de enzimas: Para evaluar los principales factores que
influyen en la extraccin de antocianinas de Maz Morado ( Zea mays L.) Se
procedi a determinar el contenido de stas en el grano y coronta y la relacin
en peso de cada uno de ellos. Los granos representan el 79.21% y la coronta el
20.79% en peso del maz morado. Tomando en cuenta estos rendimientos, se
tiene que por cada 100g de maz morado entero se obtiene; 180.75mg de
antocianinas a partir del grano y 699.58m g a partir de la coronta molida. Por
estos resultados se decidi estudiar la extraccin de antocianina a partir de la
coronta. Los parmetros ptimos de maceracin de la coronta molida para la
extraccin de antocianinas fueron; tiempo de 12 horas; temperatura ambiente
(20C); solvente utilizando agua desionizada-acidulada (cido sulfrico
0.1%); pH 2 del solvente; relacin de coronta/ solvente 1/10. Luego de la
maceracin se realiz una molienda hmeda. En una segunda etapa se estudi el
uso de enzimas (complejos enzimticos) tendientes a optimizar la extraccin de
antocianinas de la coronta, siendo el complejo enzimtico Extrazyme (celulasa,
glucanasa, hemicelulasa, pectinasa y xylanas) el que permite aumentar en
24.3% dicha extraccin con respecto al mtodo convencional sin uso de enzimas.
Luego se realiz estudios para determinar los parmetros ptimos de actividad
enzimtica, tendientes a optimizar la extraccin. El ndice de degradacin (ID) de
antocianinas, nos indic la eficiencia de la aplicacin de los parmetros.
-
24
Fernndez (1995), Extraccin y pre-purificacin de antocianinas de maz
morado: En una primera e tapa se estudi la influencia de los parmetros de
maceracin de la coronta y la combinacin de maceracin y calentamiento en el
rendimiento de la extraccin de antocianinas. Las condiciones ptimas para
la extraccin de antocianinas de la coronta fueron: tamao de partcula 2
mm, solvente de maceracin agua con 0.1 % de H 2SO4 (pH=2), relacin
materia prima/solvente de maceracin 1/12, 12 horas de maceracin a 20 C y
extraccin en tres etapas a 80C por 30 minutos cada una de ellas. En una
segunda etapa, s e estudi la purificacin del extracto, mediante precipitacin
con acetato de plomo bsico y resinas de intercambio inico: Amberlita
IRC -50 y CG-50 (intercambiadores catinicos dbiles) y Tulsion T -42
(intercambiador catinico fuerte). Se obtuvieron bue nos resultados mediante la
precipitacin con acetato de plomo bsico a pH 6.0, recuperndose 90 % de
antocianinas; cuando la precipitacin se realiz a pH cido (2 a 4) los
rendimientos fueron bajos mientras que a pH alcalino (7 a 9) stos fueron altos
pero con ndices de degradacin elevados .
Quispe et al. (2006), Extraccin del colorante a partir de la coronta de maz
morado por el mtodo de lixiviacin. Revista Cientfica UNASAM. El trabajo
estudi los parmetros para la obtencin de Antocianina por lixiviacin de las
corontas de maz morado de Caraz. Las corontas del maz morado fueron
caracterizadas presentando una humedad de 12% que facilita la lixiviacin, el
rendimiento en coronta con respecto a la mazorca fue de 19.52%, que generan
una relacin entre la mazorca y la coronta de 5 a 1. El proceso de extraccin
-
25
del colorante incluy las operaciones siguientes: recepcin, seleccin,
desgranado, molienda, lixiviacin, filtracin, evaporacin, secado y empacado.
En el proceso de molienda por molino de martillo, la relacin de reduccin
ptima fue de 100:1 que permiti tener un grado de molienda fina. Para la
evaluacin de la lixiviacin en una sola etapa se usaron corontas molidas de
grado grueso, mediano y fino, variando la preparacin del extracto acuoso
acidificado con cido ctrico, con acidez inica de 3.2, 3.1, 3.0; para temperaturas
de extraccin de 85C, 90C y 95C. El rendimiento de la lixiviacin se
maximiza cuando se usa coronta molida fina en agua acidulada con una acidez
inica de 3.2 a una temperatura de 9C en un tiempo de contacto de 70 minutos
a volumen constante. El proceso de filtrado retiene mejor los slidos insolubles
como medios filtrantes de 170 Mesh. La lixiviacin ptima permiti un
rendimiento de 9.78% de antocianinas con la presencia de los pigmentos
pelargonidina y hirsutidina; por lo que es posible obtener antocianina por
lixiviacin, con buenas caractersticas y estabilidad para el empleo en alimentos.
3.2. DETECCIN Y AISLAMIENTO DE ANTOCIANINAS
a. Mtodos cualitativos
La identificacin de antocianinas es muy importante porque es un indicativo en
taxonoma de plantas o Bioqumica sistemtica. El contenido de antocianinas
es usado tambin como un ndice de maduracin de frutas. En Ciencia de
Alimentos, las antocianinas son monitores de la calidad y de adulteracin de
alimentos.
-
26
La identificacin sistemtica de antocianinas incluye 3 fases principales:
extraccin, purificacin e identificacin.
b. Mtodos cuantitativos.
Los mtodos cuantitativos para antocianinas pueden ser divididos en dos
categoras:
a) Anlisis de antocianinas frescas como por ejemplo las de frutas fres cas o jugo,
y
b) Anlisis de antocianinas almacenados provenientes de jugos o productos
procesados.
3.3. EXTRACCIN DE LA MATERIA COLORANTE.
La extraccin es una operacin disfuncional que implica la disolucin de un
soluto en un solvente. Muchos productos orgnicos naturales se separan de su
estructura original por medio de la extraccin, lavado, lixiviacin, etc (Treybal
1970 y Saux 1980). Se considera que el mtodo a emplearse en la extraccin est
determinado por tres factores:
Cantidad de constituyentes solubles en el material.
Naturaleza del slido que depende del tamao de partculas.
Distribucin de slidos solubles en el material.
En un proceso de extraccin se considera tres etapas (Zapata, 1978):
Cambio de fase del soluto disolvente en el solvente.
Difusin del solvente a travs del slido hacia el exterior.
-
27
Contacto del solvente con las partculas del soluto, esto es en la masa de
la solucin.
La primera etapa ocurre tan rpido por lo que sus efectos son despreciables
respecto a la extraccin total. En las clulas vegetales, especficamente los
pigmentos, el material soluble se encuentra en el interior de la pared celular en
los plastidios, por lo que se hace necesario romper la pared por efecto de una
presin mecnica u osmtica que permita al contenido fluir al exterior.
3.3.1. ACCIONES PREVIAS A LA EXTRACCIN
a. Purificacin. Es necesaria la purificacin de los extractos para eliminar
materiales extraos como otras sustancias fenlicas, pectina, etc., que pueden
influenciar en la estabilidad y/o anlisis de dichos pigmentos.
La purificacin de antocianinas para propsitos analticos ha sido llevada
a cabo primariamente mediante tcnicas cromatografas, y tradicionalmente
por cromatografa en papel.
Varios mtodos son descritos en la literatura para la purificacin preliminar
de antocianinas presentes en soluciones que contienen altas concentraciones
de azcar, tales como solvente de extraccin; precipitacin con acetato de
plomo, mercurio y zinc; el empleo de columnas de poliamida y resinas de
intercambio inico.
b. Concentracin. Es el proceso en el cual se separa por ebullicin una parte
del lquido contenido en una disolucin o suspensin. Los fines principales de
esta operacin, segn Brennan et al (1970) son:
-
28
- Como una operacin intermedia de un proceso, por ejemplo, antes del
secado por atomizacin, secado en tambor, cristalizacin, etc.
- La disminucin del volumen de lquido para reducir los
costos del almacenamiento, embalaje y transporte.
- Para aumentar la concentracin de slidos solubles de los
productos alimenticios, a fin de facilitar la preservacin.
En el caso de pigmentos naturales, durante la evaporacin, se deben
mantener baja la temperatura de ebullicin y utilizar tiempos de residencia
cortos de la solucin en la zona de calefaccin. Las temperaturas de
ebullicin se disminuyen reduciendo la presin de trabajo del
evaporador. Con ello es posible obtener diferencias de temperatura
satisfactoria con un medio de calefaccin a temperaturas equivalentemente
ms bajas.
Varios son los tipos de evaporadores que se pueden adquirir en el mercado.
Su clasificacin se da en funcin a la forma, configuracin de la superficie
de calefaccin, y, en funcin de los medios empleados para proveer la
circulacin con agitacin del lquido.
Para productos sensibles al calor, los evaporadores rotatorios o de pelcula
barrida son los que cada da tienen mayor aplicacin.
c. Secado. Es la operacin bsica con la que se extrae casi toda el agua
normalmente presente en el producto alimenticio por evaporacin o
sublimacin, resultante de aplicarle calor en condiciones perfectamente
controladas.
-
29
Las razones para desecar son mltiples, siendo algunas las siguientes:
- Facilitar la manipulacin en algn tratamiento posterior.
- Permitir el uso satisfactorio del producto final.
- Reducir los costos de transporte.
- Aumentar la capacidad de otros aparatos o instalaciones del proceso.
- Conservar un producto durante su almacenamiento y su transporte.
- Aumentar el valor y la utilidad de los desperdicios o los subproductos
obtenidos.
- Los mtodos a usarse en esta operacin segn Brennan et al. (1970), se
clasifican en: Secado con aire caliente: El alimento est en contacto con
una corriente de aire caliente. El calor suministrado al producto es
principalmente por conveccin. Secado por contacto directo con una
superficie caliente: El calor suministrado al producto es principalmente
por conduccin y Secado por aplicacin de energa procedente de una
fuente radian te, de microondas o dielctrica. Secado por congelacin: Se
congela la humedad contenida en el alimento y luego se la sublima
hasta vapor, normalmente mediante la aplicacin de calor en condiciones
de presin muy bajas.
3.3.2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA EXTRACCIN
El proceso de extraccin es afectado por varios factores como:
a. Temperatura: El calor facilita el pasaje de agua a travs de las
membranas semipermeables de las clulas vegetales. Esta deber ser lo
-
30
suficientemente alta para que permita una buena solubilidad del pigmento, sin
llegar al extremo de hidrolizar al pigmento ni de solubilizar. Muchos estudios
sobre la estabilidad de la antocianina han indicado que las antocianinas son
fcilmente degradadas por el calor.
La tasa de degradacin depende de la estructura de la antocianina (Furia,
1978). Kan et al (1976), recomienda usar temperaturas comprendidas entre 60
90C.
b. Tamao de partcula: La reduccin del tamao facilita la extraccin de
un constituyente deseado, contenido en una estructura compuesta (Brennan,
1970). Por lo tanto, para obtener una buena difusin del soluto en el
solvente es necesario determinar el grado de molienda o fineza del
producto. As cuanto ms pequea sean las partculas mucho mayor es el
rea interfacial entre el slido y el lquido; sin embargo, cuando el material
es demasiado fino ofrece dificultades en la extraccin ya que en algunos casos
impide la libre circulacin del lquido, la separacin de las partculas del
lquido y el drenaje del slido residual resulta ms difcil, y en algunos casos
la ruptura de las clulas deja en libertad materiales indeseables.
c. Agitacin del solvente: Incrementa la difusin y por lo tanto aumenta la
transferencia de material, desde la superficie de las partculas a la solucin.
El agitador debe tener una velocidad adecuada o moderada considerando lo
siguiente (Zapata, 1978):
- Velocidad alta da rapidez a la mezcla.
- Velocidad baja donde requiera baja potencia
-
31
d. Tiempo de extraccin: El tiempo de extraccin o difusin est en
funcin inversa a los factores de temperatura y agitacin. Pero generalmente
se da el tiempo suficiente, como para lograr un buen contacto del slido con el
solvente.
e. Equilibrio entre el solvente y el soluto: Es necesario encontrar una
relacin adecuada entre el solvente y la materia prima a ser extrada. Una
proporcin alta da lugar a extractos demasiado diluidos y si es muy baja no
habr buena difusin. El equilibrio se alcanza cuando el soluto se disuelve
totalmente y la concentracin de la solucin que se forma es uniforme.
f. Nmero de lavados: Es necesario determinar el nmero de lavados a que
debe ser sometida la materia prima, para obtener un extracto con un
grado de concentracin lo suficientemente alto, y asimismo tratar de agotar
completamente el soluto (Zapata 1978).
g. Calidad del solvente: Un buen solvente debe ser selectivo y su viscosidad
suficientemente baja para que pueda circular libremente. La concentracin
del soluto aumentar y la relacin de extraccin disminuir
progresivamente, debido a que la gradiente de concentracin se va
reduciendo; y porque la solucin se hace ms viscosa. Se ha mencionado
diferentes solventes para la extraccin de antocianinas, entre ellos tenemos:
acetona, agua, etilen glicol, glicol de propileno, metil etil cetona, iso propanol,
metanol y etanol. Los dos ltimos son superiores al resto de solventes
mencionados. La acetona es efectiva, pero aparentemente contribuye a la
degradacin de los pigmentos bajo un contacto prolongado. El agua es
-
32
conveniente pero menos efectivo (Chiriboga y Francis 1970). Como las
antocianinas son estables a pH cidos es necesario incluir cidos orgnicos e
inorgnicos. Se ha demostrado que el HCl estabiliza los pigmentos (Fuleki
y Francis 1968a). En investigaciones recientes sobre extraccin de
antocianinas del maz morado se demuestra que el cido sulfrico aumenta la
eficiencia de extraccin y da mayor estabilidad al pigmento; en cambio el
cido ctrico proporciona bajo porcentaje de extraccin y aparentemente se
produce cierta degradacin del pigmento (Kan et al, 1976)
Main et al (1978), seala que el cido ctrico es menos corrosivo que el HCl y
que los quelatos metlicos de cido ctrico puede n tener efecto
protector durante el secado por atomizacin.
3.3.3. MTODOS DE EXTRACCIN.
a. Extraccin por maceracin: Esta extraccin es sencilla. Se
somete nicamente a la disolucin del soluto en un solvente, dejando reposar
hasta que el solvente penetre en la estructura celular, lo ablande y disuelva
las porciones solubles, controlando convenientemente la temperatura y
la du racin del proceso. Martin et al. (1965), recomienda que la
maceracin se realice a una temperatura de 15 a 20 C. Si el tiempo de
maceracin es muy prolongado debe usarse conservadores para evitar
alteraciones microbianas (Yfera, 1979). La ventaja de esta extraccin es
producir un extracto con una concentracin uniforme, sin embargo resulta
-
33
laboriosa, y para conseguir mejores rendimientos se requiere de mayor tiempo
de extraccin.
En esta etapa se evala lo siguiente:
- Influencia del tiempo de maceracin.
- Influencia de la relacin M.P/Solvente de extraccin.
- Influencia del cido.
- Influencia de la concentracin del cido.
- Influencia de la temperatura de maceracin
b. Extraccin por el mtodo de agitacin mecnica o difusin: La
extraccin consiste en colocar la muestra con el solvente elegido en un vaso
de precipitado y mediante un agitador mecnico se pone en contacto el
solvente con la materia prima para obtener el colorante deseado (Cabezudo,
1973; Zapata, 1978).
c. Extraccin por cocciones: Los cocimientos son preparados lquidos que se
confeccionan hirviendo con agua las sustancias vegetales (Martin et al.,
1965). La muestra se coloca en un recipiente de vidrio, se agrega el solvente
y se somete a ebullicin por diferentes tiempos. La temperatura de extraccin
debe ser tal que no afecte a la estructura del colorante (Yfera, 1979).
En este mtodo de extraccin de la antocianina del maz morado se evala:
- Influencia del nmero de etapas de extraccin.
- Influencia del tiempo y temperatura de calentamiento en la extraccin.
d. Lixiviacin: La lixiviacin es la extraccin en la que una mezcla o una
fase slida se descompone en sus componentes o en la que un componente
-
34
valioso se quita y recupera de una masa slida mediante el tratamiento por un
lquido. En general las operaciones que comprenden el tratamiento de slidos
por disolventes incluyen cierto nmero de circunstancias distintas. El slido
suele consistir en una mezcla heterognea de varios constituyentes, uno o
ms de los cuales pueden ser lquidos o slidos en disolucin, pero puede ser
una mezcla homognea tal como una solucin slida o una sal doble. Los
slidos que se lixivian se hallan en una diversidad de formas fsicas, y a
menudo se requiere su desintegracin para formar una gran superficie de
contacto con el disolvente. Posiblemente, la clase ms importante de las
operaciones de lixiviacin es la eliminacin del componente soluble del
interior del slido inerte efectuado por un proceso lento de difusin a travs
de una membrana vegetal o animal. Son ejemplos, la recuperacin del
disolvente de aceites de semillas, nueces y sustancias vegetales
semejantes; los extractos medicinales; la extraccin de taninos, trementina
y colofonia a partir de la madera mediante el proceso por disolventes; de la
clorofila a partir de la alfalfa; y la extraccin del azcar de remolacha por
lixiviacin con agua (Perry, 1979).
Las fuerzas fsicas que tienen efecto importante en la lixiviacin son:
gravedad, viscosidad, adherencia, friccin, smosis, capilaridad y solucin
(Martin et al, 1965).
-
35
3.4. DIAGRAMA DE PROCESO DE EXTRACCION.
Para la extraccin del colorante de maz morado (antocianina), se utiliza el
flujo general de operaciones que se muestra en la Figura 02.
-
36
3.4.1. DESCRIPCIN DEL FLUJO DE OPERACIONES
a. Seleccin
Esta operacin se efectu manualmente, con el fin de separar las mazorcas que
presentaban signos de deterioro, granos daados o con indicios de pudricin.
b. Lavado
Se realiz utilizando agua a presin para eliminar suciedad e
impurezas.
c. Secado
Esta operacin tuvo por objeto lograr una disminucin de la humedad de la
mazorca de maz hasta llegar a 11 -14 %, para as conservar sus
caractersticas durante el almacenamiento. Se realiz en tnel de aire caliente a
2.80 m/seg y 50C de velocidad y temperatura de aire respectivamente.
d. Desgranado
El desgranado se realiz en forma manual, separndose el grano de la coronta,
quedando as nicamente la coronta libre para la siguiente operacin.
e. Molienda
Se realiz esta operacin en un molino de martillo y cuchillas segn sea el caso,
con el objeto de aumentar la superficie de contacto interfacial entre soluto y
solvente, y por lo tanto, aumentar la velocidad de extraccin.
f. Extraccin
Esta operacin tuvo por finalidad separar las antocianinas de la coronta del
maz morado con disolventes apropiados. La extraccin de la antocianina se
realiz mediante dos mtodos de extraccin: La primera, por maceracin para
-
37
determinar parmetros de extraccin y la segunda, por calentamiento
para aumentar la eficiencia de extraccin.
Esta operacin se realiz en un evaporador rotatorio a una temperatura
menor de 40C y a una presin de vaco de 70 mm de Hg.
3.5. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO DEL COLORANTE
a . Influencia del tamao de partcula.
Fernndez (1995), realiz la extraccin sobre la materia prima partida obtenida por
molienda gruesa en el molino de martillo y coronta molida en un molino de disco a
tres tamaos de partcula (10, 5 y 2 mm), estos resultados se muestra n en el cuadro
04.
Cuadro 04. Influencia del tamao de partcula en la extraccin de
Antocianinas de coronta de maz morado.
Dp (mm) S.T (%) mg Antocianina/100 g
Sin moler
10
5
2
1.345
1.603
1.652
1.736
625.90
795.8
896.2
947.05
Fuente: Fernndez, N.A. (1995.)
Para este rango de tamao de partcula, Fernndez (1995), observ que la
cantidad de antocianinas extradas aumenta a medida que el tamao de partcula
disminuye. As mismo observ que se extrae mayor cantidad de slidos cuando el
tamao de la partcula disminuye.
-
38
Cuadro 05. Evaluacin de la influencia del tamao de partcula en la
Extraccin de antocianinas.
TAMAO DE
PARTCULA
CON ENZIMA SIN ENZIMA
Micrones
( m)
ASTM AcyT
(mg/100g)
ID Brix AcyT
(mg/100g)
ID Brix
> 1190
1190-500
500-315
315-150
< 150
MC*
16
35
50
80
100
625.9
652.5
899.7
999.1
1049.8
1120.5
1.05
1.03
1.15
1.26
1.27
1.28
1.6
1.8
3.1
4.0
3.3
3.8
795.8
827.1
858.9
883.2
887.1
890.2
1.30
1.32
1.34
1.36
1.38
1.38
2.4
2.9
3.0
3.4
3.5
3.7
Fuente: Araujo (1995).
MC* = corresponde al tamao de partcula
-
39
b. Influencia de diferentes enzimas en la extraccin de antocianinas
Los resultados preliminares de la evaluacin del uso de diferentes enzimas en
la extraccin de antocianinas de la coronta molida del maz morado, obtenidos
por Araujo (1995), se muestran en el cuadro 06.
Cuadro 06. Evaluacin de la extraccin de antocianinas de la coronta con
el uso de enzimas.
ENZIMAS CONCENTRACIN
(%)
ANTOCIANINAS
(mg AcyT/100g) Sin enzima
Neutrasa
Canalpha
Biomacerasa
Celluclast
Extrazyme
0.00
0.01
0.01
0.05
0.01
0.01
860.5
500.5
747.6
786.6
880.5
1068.6
Fuente: Araujo (1995)
Araujo (1995), observ que el uso de enzimas como proteasas (Neutrase), amilasas
(Canalpha) o pectinasas (Biomacerase) no aumentan el rendimiento de extraccin
de las antocianinas; a pesar de ser esta ltima e nzima un complejo enzimtico que
contiene principalmente poligalacturonasa, proteasa, amilasa, y otras actividades
colaterales como celulasa y hemicelulasa. Sin embargo, el uso del complejo
enzimtico Extrazyme permite aumentar el rendimiento de extraccin de
antocianinas. Con este tratamiento incrementa la extraccin en 24.3% con respecto a
la extraccin sin enzimas, esto es debido a que Extrazyme contiene enzimas capaces
de degradar la celulosa, hemicelulosa y xilanos que forman la fibra, componente
ms importante de la coronta.
-
40
c. Influencia por maceracin.
i. Influencia del tiempo de maceracin
Los resultados de las pruebas realizadas por Fernndez (1995), para
la determinacin del tiempo ptimo de extraccin del colorante por
maceracin, se muestran en el cuadro 07. En dicho cuadro se puede observar
que a medida que aumenta el tiempo de maceracin aumenta la cantidad de
colorante extrado.
Cuadro 07. Influencia del tiempo de maceracin en la extraccin
de antocianinas.
TIEMPO (hr) AcyT(mg/100) RENDIMIENTO (%) * S.T. (%)
1
3
6
12
24
48
490.33
499.80
525.15
532.48
535.34
515.07
91.59
93.36
98.00
99.47
100.00
96.21
0.5665
0.5932
0.6152
0.6165
0.6230
0.6590
Fuente: Fernndez (1995)
Condiciones de maceracin:
Solvente: agua desionizada
m/s : 1/20
T : ambiente (oscuridad)
Extraccin en una sola etapa
* Tomado como 100% la extraccin con 24 horas de maceracin.
* m/s : relacin materia prima/solvente
-
41
El mximo de extraccin se logra con 24 horas de maceracin; sin embargo
con tiempos de 6 y 12 horas se obtienen cantidades de antocianinas cercanas
al valor mximo. De otra parte el empleo de tiempos prolongados de
maceracin no son convenientes ya que se extraen otros componentes como
azcares, pectinas, cidos, sales, taninos, etc. y as mismo, facilitan el
crecimiento de microorganismos (Yfera 1979); esto explica el aumento de
slidos totales en el extracto. Por estas razones, Fernndez (1995) seleccion
un tiempo de maceracin de 12 horas para la realizacin de los siguientes
ensayos.
ii. Influencia de la relacin materia prima / solvente de extraccin Los resultados de los ensayos realizados por Fernndez (1995), muestran que
a medida que se incrementa el volumen del solvente, aumenta la
extraccin de antocianinas. En cuanto a los slidos totales se observa una relacin
inversa entre el volumen de solvente utilizado en la extraccin y la concentracin
de slidos totales en el extracto.
En vista de que los resultados presentados por Fernndez (1995), en el cuadro
08 muestran que la cantidad de antocianinas extradas aumenta a medida
que el volumen del solvente de maceracin aumenta, no es posible llegar a
determinar la mejor proporcin materia prima/solvente. Por esta razn
Fernndez (1995.) realiz otro ensayo bajo las mismas condiciones de
maceracin, slo que ac realiz una segunda etapa de extraccin utilizando los
mismos volmenes de solvente (Cuadro 09).
-
42
Cuadro 08. Influencia de la relacin materia prima / solvente de
maceracin en la extraccin de antocianinas.
m/s * AcyT (mg/100) % S.T
1 / 4
1 / 8
1 / 10
1 / 12
1 / 16
20
175.17
260.00
272.20
321.30
333.20
373.20
1.9092
1.2094
0.9720
0.8983
0.6530
0.5172
Fuente: Fernndez (1995)
Condiciones de maceracin:
Solvente: agua desionizada
T: refrigeracin
Tiempo de maceracin: 24 horas
Extraccin en una etapa
Cuadro 09. Influencia de la relacin materia prima/solvente
de maceracin en la extraccin de antocianinas en dos eta pas.
m/s *
1 Extraccin 2 Extraccin Extracto Total
mg AcyT/100 mg AcyT/100 mg AcyT/100 S.T (%)
1 / 4
1 / 8
1 / 10
1 / 12
1 / 16
1 / 20
175.17
260.00
272.20
321.30
333.20
373.20
75.07
95.77
105.70
120.49
108.92
104.30
250.24
355.77
377.90
441.00
441.12
477.50
0.545
0.662
0.674
0.741
0.643
0.662
Fuente: Fernndez (1995)
Condiciones de maceracin:
-
43
Solvente: agua desionizada
T maceracin: refrigeracin
Tiempo de maceracin: 12 horas
m/s : relacin materia prima/solvente
En el cuadro 09 se observa que a medida que aumenta el volumen de maceracin
la cantidad de antocianinas extradas aumenta ; sin embargo el incremento
en la extraccin es menos importante a partir de la relacin materia
prima/solvente 1/12.
con el fin de verificar estos resulta dos, Fernndez (1995) realiz un
ensayo adicional que consisti en extraer la materia colorante por calentamiento
durante 10 minutos a temperaturas comprendidas entre 40 a 100C, previa
maceracin, con dos proporciones de materia prima/solvente (1/12 y 1/2 0).
Los resultados obtenidos fueron reportados en el cuadro 10; donde se observa
que a temperaturas altas (80 y
100C), se extrae mayor cantidad de antocianinas cuando se usa menor cantidad
de solvente. Considerando esto y adems que el uso de un volumen d e
extraccin menor facilita la operacin de concentracin de colorante es que
Fernndez (1995) consider una proporcin materia prima solvente de 1/12
para la maceracin y extraccin de antocianinas.
En el cuadro 10 se muestra la influencia de la relacin materia prima/solvente
de maceracin y extraccin de antocianinas a diferentes temperaturas. y se utiliza
las siguientes Condiciones de maceracin:
-
44
Solvente: agua H2SO4
Concentracin de H 2SO4: 0.1%
Tiempo de maceracin: 12 horas
Temperatura de maceracin: 20
Tiempo de calentamiento para la extraccin: 10 minutos
Cuadro 10. Influencia de la relacin materia prima/solvente de maceracin
y extraccin de antocianinas a diferentes temperaturas.
T (C)
Relacin 1 /12 Relacin 1/20
mg AcyT1 Mg AcyT2
40
60
80
100
591.45
687.60
878.62
925.05
613.14
700.81
783.71
863.24
Fuente: Fernndez (1995)
iii. Influencia del cido
Fernndez (1995) realiz ensayos de maceracin con diferentes solventes cidos:
agua + HCl, agua + H 2SO4, buffer citrato y buffer ace tato. De los cidos
empelados en esta prueba, el sulfrico y el clorhdrico proporcionan mayor
cantidad de antocianinas totales respecto a los buffer citrato y acetato. El cido
clorhdrico tiene ligera ventaja frente al sulfrico.
-
45
Cuadro 11. Influencia del cido empleado en la maceracin para la
extraccin de antocianinas.
Fuente: Fernndez (1995)
Condiciones de maceracin:
Solvente: agua desionizada
Temperatura: refrigeracin
Tiempo de maceracin: 12 horas
Relacin m/s: 1/20
Concentracin de cido: 0.1% Extraccin en una etapa
* Resultado de termoresistencia (110C x 1 hora), en donde:
RR significa rojo intenso
MM significa marrn.
As mismo, Fernndez (1995) realiz la prueba de resistencia al calor (ver
cuadro 11), en donde los extractos conteniendo buffer acetato y citrato
cambian completamente su coloracin rojiza por una coloracin marrn que indica
deterioro de las antocianinas. Esto confirma que las antocianinas son ms estables
al calor en cidos inorgnicos (Shrikhande (1976); de otra parte el uso de
concentraciones iguales de estos cidos dan valores de pH menos cidos (pH=3.9)
Acido pH mg AcyT/100 % S.T TR*
HCl
H2SO4
Ctrico
Actico
1.90
1.90
3.90
3.90
547.45
535.45
240.91
368.13
16.39
11.36
12.04
12.05
RR
RR
MM
MM
-
46
para el citrato y el acetato, a este valor de pH las antocianinas son menos estables
al calor. Fernndez (1995), con el fin de uniformizar los resultados realiz un
ensayo a diferentes valores de pH. Los resultados obtenidos se muestran en
el cuadro 12 y las condiciones de maceracin.
Se puede notar en el cuadro 12, que los cidos inorgnicos dan
mayores rendimientos de extraccin de antocianinas; no se observa diferencias
significativas entre el cido clorhdrico y sulfrico. De otra parte se
observa una mayor concentracin de sales cuando se usan citrato y acetato,
esto es debido a que en estos casos se emplea mayor cantidad de cido para
regular el pH.
Cuadro 12. Influencia del solvente y del ph utilizado en la maceracin para
la extraccin de antocianinas.
Solvente pH mg AcyT % S. T.
H2O HCl
H2O HCl
H2O HCl
H2O H2SO4
H2O H2SO4
H2O H2SO4
Buffer citrato
Buffer citrato
Buffer citrato
Buffer acetato
Buffer acetato
Buffer acetato
3.0
4.0
5.0
3.0
4.0
5.0
3.0
4.0
5.0
3.0
4.0
5.0
517.92
446.03
447.60
474.54
483.71
489.00
202.65
212.83
297.86
202.65
231.16
329.84
0.620
0.614
0.625
0.656
0.653
0.652
1.918
2.253
2.820
0.613
0.727
1.253
Fuente: Fernndez (1995)
-
47
Solvente: agua desionizada acido
T extraccin: refrigeracin
Tiempo de extraccin: 24 horas
Relacin m/s: 1/20
Extraccin en una etapa
De todo ello, Fernndez (1995.) afirma que tanto el clorhdrico como el
sulfrico son los cidos que dan mejores resultado en la extraccin; sin embargo
Shrikande (1976), recomienda usar HCl porque producen sales de cloruro con
antocianinas, las que minimizan la descomposicin de los pigmentos acilados;
mientras que kan et al., 1975, menciona que el cido sulfrico tiene un efecto
superior respecto al clorhdrico y adems no es venenoso porque es
neutralizada con carbonatos de calcio que son fcilmente removibles.
Fernndez (1995), por la dificultad para seleccionar el HCl o H2SO4
como solventes para la extraccin, dej almacenado en refrigeracin
muestras de los extractos obtenidos con dichos cidos, los cuales fueron
observados peridicamente. Las muestras que fueron obtenidas con HCl
despus de un cierto perodo de almacenamiento presentaron un precipitado
marrn oscuro, mientras que los extractos obtenidos con H2SO4
permanecieron estables por tres meses. Por esta razn y porque adems el
HCl se caracteriza por ser corrosivo, Fernndez, N.A. (1995.) decidi utilizar
H2SO4 en las pruebas siguientes.
-
48
iv. Influencia de la concentracin del cido sulfrico
En esta etapa, Fernndez (1995) evalu la influencia de la concentracin del
cido en el solvente de maceracin empleado para extraer las antocianinas.
Determin el pH del solvente, concentracin de antocianinas, slidos totales y
resistencia al calor. Estos resultados se muestran en el cuadro 13.
Cuadro 13. Influencia de la concentracin de cido en la extraccin de
antocianinas por maceracin.
% Acido pH AcyT (mg/100) S. T (%) TR*
0.05
0.10
0.50
1.00
2.00
2.15
1.90
1.25
1.20
0.90
606.64
628.31
659.67
631.16
609.57
0.6315
0.8580
1.4808
1.8860
2.9460
RR
RR
VM
VM
VM
Fuente: Fernndez (1995)
Condiciones de maceracin:
Solvente: agua cido sulfrico
Temperatura: refrigeracin
Tiempo de maceracin: 24 horas
Relacin m/s: 1/20
Extraccin en una etapa
* Termoresistencia (120 C x 24 horas) en donde:
RR significa coloracin rojo intenso
VM significa coloracin violeta marrn (rojiza)
-
49
Como se puede observar a medida que se aumenta la concentracin de cido, el
pH disminuye; asimismo, el porcentaje de slidos totales aumenta. Sin
embargo, la cantidad de antocianinas extradas aumenta slo hasta una
concentracin de H2SO4 de 0.5% (pH=1.25), a concentraciones mayores de cido
disminuye la cantidad de antocianinas; esta disminucin es debida probablemente
a una de gradacin parcial de las antocianinas en medios muy cidos. En cuanto
a la resistencia al calor los extractos obtenidos con concentraciones de H 2SO4 de
0.05% y 0.1% tuvieron buena resistencia a la temperatura de 100C por 1 hora,
dando una coloracin rojo intensa; mientras que los extractos obtenidos con 0.5
a 2% de cido mostraron un color violeta-marrn, que indica degradacin de las
antocianinas.
Por estas razones, Fernndez, N.A. (1995.) considera que la concentracin
de H2SO4 ms adecuada en el solvente de maceracin es de 0.1%.
v. Influencia de la temperatura de maceracin
El resultado de la influencia de la temperatura de extraccin por maceracin,
obtenido por Fernndez (1995.), se muestra en el cuadro 14 . Se puede observar
que, tanto los slidos tota les como la cantidad de antocianinas totales se
incrementan en relacin directa con la temperatura de operacin. De otra parte, a
la temperatura de 40C de maceracin se observa una degradacin del color.
-
50
Cuadro 14. Influencia de la temperatura de maceracin en la extraccin
de antocianinas.
T pH AcyT (mg/100) S. T. (%) DC*
4
10
20
40
2.15
2.1z
2.15
2.15
501.12
508.60
532.48
613.14
0.500
0.5975
0.6176
0.6405
2.351
2.350
2.204
2.018
Fuente: Fernndez (1995)
Condiciones de maceracin:
Solvente: H2O : H2SO4
Concentracin del cido: 0.1%
Tiempo de maceracin: 12 horas
m/s: 1/20
* DC = degradacin del color
Fernndez (1995), observ que en el tratamiento de maceracin a temperatura de
40C se presentan signos de deterioro microbiano y una prdida de color por
degradacin trmica de aproximadamente 15%, por lo que descart esta
temperatura. Si bien los extractos macerados a las temperaturas de 4 y 10C no
sufrieron alteracin microbiana alguna, la cantidad de antocianinas totales presentes
fueron muchos menores que aqul macerado a la temperatura ambiente. Por lo
tanto eligi como temperatura adecuada de maceracin 20C, que concuerda con lo
recomendado por Martin et al., (1965).
-
51
d. Influencia por calentamiento.
i. Influencia del nmero de etapas de extraccin
Como es necesario agotar la materia colorante de la coronta del maz morado,
Fernndez (1995) realiz un estudio para determinar la influencia del nmero
de etapas en la extraccin de antocianinas. En el cuadro 15 se refleja el efecto
de las 4 extracciones sobre la cantidad de antocianinas extradas.
Cuadro 15. Influencia del nmero de etapas en la extraccin de
antocianinas.
Etapas Vad Vrec AcyT (mg/100) % E*
1
2
3
4
TOTAL
100
100
100
100
400
81
96
98
101
376
519.49
189.26
142.76
52.71
904.22
57.45
20.93
15.79
5.82
100.00
Fuente: Fernndez (1995)
Condiciones de extraccin:
Solvente: 0.1% H2SO4 agua
pH: 2.0
m/s: 1/10
T: 60C
tiempo: 15 minutos
* Porcentaje de extraccin
Vad = volumen adicionado para la extraccin
Vrec = volumen recuperado en la extraccin
-
52
Se observa que la primera extraccin tiene mayor cantidad de antocianinas,
representando un 57.45% de la extraccin; la segunda y tercera extraccin
representan 20.93 y 15.79 % respectivamente, y la ltima slo un 5.82%.
De acuerdo a este resultado, Fernndez, N.A. (1995.) consider que se
puede realizar 3 extracciones ya que se obtuvo un extracto con un grado de
concentracin lo suficientemente alto (94.18% del total extrado).
ii. Influencia del tiempo y temperatura de calentamiento en la extraccin
Los resultados obtenidos por Fernndez (1995), sobre la influencia del tiempo
y temperatura de calentamiento se reportan en los cuadros 16 y 17.
.Cuadro 16. Influencia del tiempo y temperatura de calentamiento en la
extraccin de antocianinas (expresado en mg acyt/100 g)
Tiempo
(min)
TEMPERATURA (C)
60 70 80 90
15
30
45
60
796.20
789.95
900.58
935.23
942.13
914.33
651.25
867.83
986.87
1002.55
739.00
760.00
883.96
833.81
787.52
652.20
Fuente: Fernndez (1995)
Como se observa en el cuadro 16 , a la temperatura de 60C la extraccin
de antocianinas aumenta a medida que se incrementa el tiempo de extraccin;
mientras que a temperaturas de 70, 80 y 90C aumenta inicialmente, pero a
tiempos prolongados de exposicin al calor (45 y 60 minutos), disminuye el
contenido de antocianinas extrado. Asimismo se observa una mayor extraccin
-
53
de antocianinas en el tratamiento de 80C por un tiempo de 30 minutos. Se
puede observar que a 90C se extrae menos antocianinas que a 70 y 80C lo
cual podra indicar una influencia negativa del calor sobre las antocianinas.
Cuadro 17. Influencia del tiempo y temperatura de calentamiento en el
contenido de slidos totales del extracto.
Tiempo
(min)
TEMPERATURA (C)
60 70 80 90
15
30
45
60
1.357
1.448
1.447
1.576
1.440
1.443
1.547
1.539
1.492
1.564
1.721
1.853
1.504
1.602
1.637
1.631
Fuente: Fernndez (1995)
En el cuadro 17, se observa una tendencia al aumento de los slidos totales con
el aumento del tiempo y temperatura de extraccin, sin embargo, estos
incrementos no indican necesariamente presencia de antocianinas, puede
extraerse adems otros flavonoides o taninos que tienen diferente longitud de
onda de mxima absorcin.
De lo expuesto, Fernndez (1995) concluye que el tratamiento a 80C
por 30 minutos es el que rinde mayor cantidad de antocianinas con menos
productos de degradacin, por lo que considera de calidad muy aceptable. Esto
concuerda con lo recomendado por Kan et al., 1975, de aproximadamente
de 60 90 C por un tiempo de 1 hora en la extraccin de antocianinas de
maz morado.
-
54
e. Influencia por maceracin con el uso de enzimas
i. Influencia de la concentracin de enzima (Extrazyme)
Araujo (1995), luego de la evaluacin de la concentracin del complejo
enzimtico (Extrazyme) en la extraccin de antocianinas de la coronta del maz
morado, obtuvo los resultados que se muestran en el cuadro 18. Se puede
observar que la cantidad de antocianinas extradas llega a un mximo de 1076.5
mg AcyT/100 g, cuando la concentracin de enzimas utilizadas es de 0.0 5%
(referido al peso de la coronta); pero conforme se incrementa esta
concentracin, la cantidad de antocianinas extradas disminuye.
Cuadro 18. Evaluacin de la influencia de la concentracin de
enzima en la extraccin de antocianinas de la coronta.
CONCENTRACIN DE
ENZIMA (%)
CON ENZIMAS SIN ENZIMAS
mg AcyT/100 ID mg AcyT/100 ID
0.025
0.05
0.1
0.2
993.7
1076.50
1041.00
1035.00
1.33
1.42
1.39
1.38
944.6
944.5
944.6
944.4
1.34
1.35
1.35
1.35
Fuente: Araujo (1995)
Condiciones de extraccin:
T de accin enzimtica: 50C
Tiempo de accin enzimtica: 1 hora
Tamao de partcula: 150 m 315 m Tiempo de
primera extraccin: 7 minutos
T primera extraccin: 85C
-
CAPITULO IV
APLICACIN DE LA ANTOCIANINA EXTRAIDA DEL MAIZ MORADO EN LA
INDUSTRIA ALIMENTARIA
- De acuerdo con la armonizacin internacional de las normas sobre aditivos
alimentarios, la antocianina de maz morado fue aceptada como un agente colorante
natural desarrollado por el Japn para el uso en los alimentos.
- En Japn y EE.UU, el maz morado ha sido ampliamente utilizado en la
elaboracin de diversos alimentos, como bebidas, dulces y postres congelados,
desde su introduccin comercial como agente colorante natural para alimentos en
1974.
- La produccin exitosa de color maz morado en una escala industrial ha contribuido
enormemente al enriquecimiento de la tonalidad y la expansin de la demanda de
colorantes naturales con pigmentos de antocianina.
- El principal insumo con respecto al maz morado es la coronta, que es utilizado en
las industrias de colorantes naturales por su alto contenido de antocianina.
Salinas (2005) realiz un estudio de aplicacin y evaluacin de la antocianina del
maz morado en el yogur. Defini como unidad experimental 100 g de yogur base, a
los cuales adicion 1 mg del extracto de antocianina, el cual lo incorpor mediante
agitacin manual. Estableci cuatro tratamientos correspondientes a los cuatro
extractos de cada una de las muestras de maz estudiadas y dos repeticiones por
tratamiento. Las variables evaluadas fueron: pH, color, apariencia fsica (formacin de
grumos o grnulos de color).
-
56
El color de los yogures coloreados por Salinas (2005) con cada uno de los cuatro
extractos fue diferente desde el primer da, no obstante que la concentracin de
antocianinas incorporada al yogur fue la misma para todos (cuadro 19). La
luminosidad del yogur coloreado con los extractos de arrocillo y peruano fue menor
que la registrada en los yogures coloreados con los extractos del grano de las
variedades cnico y purepecha, pero en todos los casos el valor de esta variable fue
mayor que la del yogur comercial de fresa, empleado como referencia. Los valores de
tono o matiz para los yogures coloreados con los dos primeros extractos fueron
menores de 21, que corresponden a un color rojo con tonalidades de rosa. En el
caso del yogur coloreado con los extractos de cnico y purepecha, los valores del
tono o matiz fueron de 35.4 y 30.4, respectivamente, y el color se observ menos
intenso.
Cuadro 19. Color de los yogures teidos con los extractos de antocianinas.
MAIZ
VALORES INICIALES VALORES FINALES
L Hue Croma L Hue Croma
Arrocillo
Peruano
Purepecha
Cnico
Yogur comercial de
fresa
81.6
82.4
85.4
87.1
78.7
20.5
16.9
30.4
35.4
16.4
7.4
7.4
6.7
7.5
13.4
79.1
82
82.6
81.9
43.7
44.2
55.8
63.7
6.0
5.7
5.7
5.6
Fuente: Salinas (2005)
-
57
Salinas (2005) afirma que ninguno de los yogures coloreados con los
extractos de antocianinas igual los estndares de color del yogur comercial de
fresa usado como referencia, ya que la industria emplea mezclas de colorantes
para lograr los colores que desea, por lo que sera muy difcil con un solo
extracto alcanzar tales valores. Los mayores cambios de color en los
yogures teidos se observaron durante los primeros diez das de
almacenamiento y consistieron en una reduccin del tono rojizo, con
disminucin de la luminosidad y de la pureza del color, sin embargo estos
cambios no fueron evidentes a simple vista, por lo que es viable colorear
alimentos de bajo pH con extractos de antocianinas lquidos obtenidos de los
granos de maz estudiados.
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58
CONCLUSIONES
- La extraccin del colorante (antocianina) del maz morado se da principalmente por
los siguientes mtodos: Por maceracin, en la cual evaluaron los factores que
influyen en la extraccin como: tamao de partcula, tiempo de maceracin,
relacin materia prima (m)/solvente(s), evaluacin de solventes (cidos y su
concentracin) y temperatura de maceracin. Por calentamiento, donde evaluaron
el nmero de etapas de extraccin, el tiempo y la temperatura de extraccin. Por
maceracin con de uso de enzimas, donde evaluaron la influencia de la
concentracin de la enzima en la extraccin de la antocianina del maz morado.
- El mejor mtodo para extraer antocianina a partir del maz morado es el mtodo
de maceracin, ya que se obtiene un rendi
