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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA PEQUERA Y DE ALIMENTOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE ALIMENTOS

ANALISIS Y LECTURA DE ANTOCIANINAS

CURSO:

Aditivos y Conservantes para alimentos

PROFESORA:

Delgadillo Gamboa Gloria Ana

APELLIDOS Y NOMBRES:

Astoquillca Roda Andrea

1814110044

Franciskovich Plasencia Wendoline

1624115075

Salcedo Yacupoma Giselle

1714120139

Benavides Velasquez Brenda

1814120149

Ruiz Beltran Lizbeth

1814110196

ÍNDICE INTRODUCCIÓN..............................................................................................2 OBJETIVOS.......................................................................................................3 MARCO TEÓRICO.............................................................................................4 MATERIALES...................................................................................................8 PROCEDIMIENTO…………...............................................................................9 RESULTADOS...................................................................................................11 DISCUSIONES.................................................................................................. 13 CONCLUSIONES................................................................................................20 RECOMENDACIONES.........................................................................................21 BIBLIOGRAFIA......................................................................................................22

INTRODUCCIÓN UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO EPIA

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Las antocianinas representan el grupo más importante de pigmentos hidrosolubles detectables en la región visible por el ojo. Estos pigmentos son responsables de la gama de colores que abarcan desde el rojo hasta el azul en varias frutas, vegetales y cereales, acumulados en las vacuolas de la célula. El interés por los pigmentos antociánicos e investigación científica se han incrementado en los últimos años, debido no solamente al color que confieren a los productos que las contienen, ya que se podrían utilizar como colorantes naturales para la industria alimentaria y textil, constituyendo una alternativa a los colorantes alimentarios sintéticos, sino a su probable papel en la reducción de las enfermedades coronarias, cáncer, diabetes; a sus efectos antiinflamatorios y mejoramiento de la agudeza visual y comportamiento cognitivo. Los colorantes naturales presentan demanda considerable en la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica para reemplazar a los colorantes sintéticos, debido a su naturaleza química, inocuidad y funcionalidad. Esto se debe a la creciente preocupación por la toxicidad o por estar vinculados con el desarrollo de enfermedades degenerativas como algunos tipos de cáncer, que provocaría los colorantes sintéticos usados en alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos. Un ejemplo, los colorantes rojo N°. 2 y N°. 40 se han prohibido en Austria, Japón, Noruega y Suecia, con estos indicios suficientes para disminuir la demanda de colorantes artificiales a favor del consumo generalizado de colorantes naturales. En este presente informe se usará a los pigmentos antociánicos como uno indicador natural de pH, los indicadores son aquellas sustancias que tienen la particularidad de adquirir un color diferente según entre en contacto con un ácido o con una base. Por lo que analizaremos el comportamiento ácido-base de ciertos productos domésticos con un experimento de medida de pH con un producto que contiene antocianinas.

OBJETIVO GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO EPIA

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 Analizar y extraer compuestos antociánicos presentes en la muestra de los arándanos. Extraer los compuestos antocianinas de organismos vegetales de coloración roja por métodos físicos para su caracterización de sus propiedades. Extraer los compuestos antocianinas de organismos vegetales de coloración roja por métodos físicos para su caracterización de sus propiedades. Extraer los compuestos antocianinas de organismos vegetales de coloración roja por métodos físicos para su caracterización de sus propiedades.

OBJETIVO ESPECIFICO  Interpretar las reacciones de cambio de coloración que produce las antocianinas con las diferentes sustancias.  Identificar el nivel pH por medio del indicador natural (antocianinas) y encasillar las sustancias conocidas como ácidas o básicas.

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MARCO TEÓRICO i.

ANTOCIANINAS

Las antocianinas (o antocianos) constituyen un grupo de pigmentos hidrosolubles (son solubles en agua, en ácido acético y en alcohol, pero no en aceites) responsables de la coloración roja, azul o violeta de muchas flores, frutas, hortalizas, etc. Existen aproximadamente unos 150 tipos de antocianinas las cuales son producto de la combinación de un azúcar con una antocianidina.

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Figura 1.Estructura de la antocianina.

El núcleo principal de las antocianinas son las antocianidinas, constituidas por tres anillos con dobles enlaces conjugados, dos anillos aromáticos A y B unidos por una cadena de 3 C, las cuales son las responsables del color de las antocianinas. Concretamente, las antocianinas son antocianidinas en las que se ha sustituido uno o más grupos –OH por grupos –O-Glucosa (en lo sucesivo –OGl).Variaciones estructurales del anillo B resultan en seis antocianidinas conocidas.

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Figura2 .Estructura de seis tipos de antocianinas.

El color de las antocianinas depende del número y orientación de los grupos hidroxilo y metoxilo de la molécula. Incrementos en la hidroxilación producen desplazamientos hacia tonalidades azules mientras que incrementos en las metoxilaciones producen coloraciones rojas. Fuentes  Las antocianinas se encuentran en las vacuolas celulares de prácticamente todos los tejidos vegetales (hojas, flores, frutos, tallos y raíces).  Los alimentos fuentes de este compuesto son las frutas como los arándanos, uvas y las moras, y vegetales como la berenjena, la cebolla morada, el repollo colorado, maíz y porotos colorados, etc. Importancia

Figura 3.Frutas y vegetales con antocianinas.

Los efectos más importantes de estos compuestos son:        

Estimuladoras de la memoria y la cognición. Antiinflamatorias. Antitumorales. Antidiabéticas. Protectoras del sistema cardíaco. Antioxidantes. Antitrombóticas. Hipotensoras.

También se usan como colorantes y su incorporación a matrices alimenticias o productos farmacéuticos y cosméticos; colorante (E-163) y puede reemplazar al Rojo allura AC, también llamado Rojo alimentario 7, o Rojo 40. Se obteniéndose de tales como fresas, cerezas, ciruelas, col lombarda, cebollas rojas, berenjenas, uvas, etc. (BOE, 1996).

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Factores que afectan el color y la estabilidad de las antocianinas

Efecto del pH: Las antocianinas son muy sensibles a las variaciones de pH. Los pigmentos sufren transformaciones estructurales reversibles con un cambio en la acidez con un efecto protector sobre la molécula. Degradando el color purpura por oxidación del aire. En general, adquieren un color rojo en medio ácido y cambian de color a azul oscuro cuando el pH se hace básico, pasando por el color azul -violeta. (Accum, 1836). 

Lo interesante de las antocianinas es que cada cambio de 2 a 3 unidades de pH modifica además su estructura química, y como resultado cambia también su color. Al jugar con soluciones con grados diferentes de acidez o alcalinidad, podemos obtener tonos amarillentos, rosados o violáceos.

Figura 4.Efecto pH en las antocianinas

Efecto de la temperatura: Incrementos de temperatura resultan en pérdida del azúcar glicosilante en la posición 3 de la molécula y apertura de anillo con la consecuente producción de chalconas incoloras. (Timberlake, 1980). Otros factores Como la concentración su aumento promueve la estabilidad del color, luz acelera su degradación (presentan su color mejor en la oscuridad), la remoción de oxígeno protege a la degradación térmica, ácidos orgánicos: son inestables en presencia de ácido ascórbico, los azucares disminuyen la estabilidad de las antocianinas y las enzimas: la inactivación de enzimas mejora la estabilidad de las antocianinas.

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ii.

ARANDANOS

Los arándanos son frutas que tienen alto valor nutricional, especialmente por su alto contenido de antocianinas. Sin embargo, los tratamientos térmicos y posterior almacenamiento de productos alimenticios influyen en el contenido de antocianinas. Posee un total de 15 antocianinas, entre ellas son: la cianidina, la definidina, la malvidina, la peonidina y la petunidida. 100 g aránda

Figura 5.Cambios de coloración y estructura de las antocianinas

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Figura 6. Arándanos

Esta fruta tiene una excelente reputación en Estados Unidos, algo lógico si tenemos en cuenta que este país es el mayor productor de arándanos del mundo y ensalzar lo propio es bastante normal. Tanto es así que la prestigiosa Universidad de Harvard los ha incluido en la lista de alimentos imprescindibles para mantener un buen estado de salud. iii.

INDICADOR PH

Un indicador de pH es una sustancia que permite medir el pH de un medio. El cambio de color de estos indicadores se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de las especies. La antocianina que se encuentra en los arándanos se puede utilizar como un indicador de pH, ya que cambia de color al mezclarse con ácidos o bases. La antocianina reacciona de forma diferente con los ácidos y con las bases, de manera que el producto resultante adquiere un color distinto. Así es como funcionan todos los indicadores de pH. Los arándanos se vuelven rojos en un medio extremadamente ácido y en básicos entre azul y verde.

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medios

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Figura 7. Coloraciones con indicador natural

MATERIALES Y PRODUCTOS:

Arándanos

Zumo de naranja

Zumo de limón

Sal

Azúcar

Polvo de hornear

Lejía

Desinfectante de verduras: Dióxido de cloro al 5%

Vinagre blanco

Jeringa

Colador

Licuadora

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PROCEDIMIENTO:

1. Lavar la fruta y licuar con agua de mesa.

2. Colar y filtrar la mezcla hasta obtener el jugo de arándano libre de sólidos.

3. Preparar las copas con las muestras de sustancias de diferente pH.

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4. Agregar 1 – 3 ml de jugo de arándano recién licuado a cada copa y anotar los cambios.

RESULTADOS

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Luego de agregar 2.5 ml de jugo de arándano a cada una de las muestras, se obtuvo:

OBSERVACIONES: 

La mezcla de lejía y arándano presentó liberación de burbujas e incremento de temperatura, minutos después de culminar la experiencia principal.



Al mezclarse polvo de hornear (bicarbonato de sodio) con el vinagre, ocurrió una reacción química con desprendimiento gaseoso poco perceptible. Al agregarse bicarbonato de sodio poco a poco se observó que el color rojizo desaparece.

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DISCUSIONES

 En la Tesis Doctoral titulada “Obtención de extracto de antocianinas a partir de arándanos para ser utilizado como antioxidante y colorante en la industria alimentaria”, se determinó la influencia de las principales variables de proceso en la extracción de antocianinas de arándano fresco: temperatura, pH, tiempo de UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO EPIA

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extracción, tipo de solvente y proporción de materia prima/solvente (MP/S). Se evaluaron dos metodologías de extracción: extracción sólido-líquido (ESLA) y extracción por fermentación (EAF). Para reducir el número de experiencias a realizar, sin que ello influyera en la significación de los resultados obtenidos, se realizaron diferentes diseños experimentales. Los resultados fueron modelizados mediante superficies de respuesta. Se observó que todas las variables de proceso estudiadas tuvieron una influencia significativa en la extracción de antocianinas de arándanos. Así, en una primera serie de experiencias de ESLA, se estudió la influencia de la temperatura, el pH y el tiempo de proceso en el rendimiento de extracción de antocianinas totales (RAT). En todas estas experiencias se utilizó como solvente una solución de etanolagua (50:50 %v/v) y una MP/S de 1:3 kg/kg. Los valores óptimos para las variables de proceso fueron: pH 2.1, temperatura 36.6 ºC y tiempo de extracción 1h (tiempo más pequeño de los ensayados). En estas condiciones el RAT fue de 51%. Valores superiores e inferiores de dichas variables de proceso resultaron en un menor RAT. A partir de los resultados obtenidos en la presente Tesis Doctoral, se considera que podría ser viable tecnológicamente el desarrollo de alimentos funcionales frescos mediante la incorporación de extracto de antocianina procedente de arándano mediante la técnica de impregnación a vacío. De esta manera se conseguiría dar una salida a los excedentes de arándano fresco y además desarrollar nuevos productos con características funcionales.

ESQUEMAS PRESENTADOS POR EL TRABAJO POR LA TESIS

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Factores y región experimental de las superficies de respuesta empleadas en la extracción de antocianinas.

Fuente: Tesis Doctoral Obtención de extracto de antocianinas a partir de arándanos para ser utilizado como antioxidante y colorante en la industria alimentaria

Los extractos obtenidos con las dos metodologías de extracción, sólido-líquido y fermentación, no presentaron diferencias en cuanto a la concentración de antocianinas totales. Sin embargo, la concentración de fenoles totales y la actividad antioxidante fueron mayores en el extracto obtenido por fermentación.

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Diagrama de flujo de obtención de los extractos de antocianina.

Fuente: Tesis Doctoral Obtención de extracto de antocianinas a partir de arándanos para ser utilizado como antioxidante y colorante en la industria alimentaria

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Todas las variables de proceso estudiadas (pH, temperatura, tiempo de extracción, tipo de solvente, proporción de materia prima / solvente) tuvieron una influencia significativa en la extracción sólido-líquido de antocianinas de arándanos. Así, el mayor rendimiento de extracción se obtuvo cuando se utilizó como solvente etanol acidificado con ácido cítrico al 1% en una proporción materia prima / solvente de 1:3 kg/kg, con una temperatura de extracción de 36±1ºC y un tiempo de extracción de 2 h. Las variables de proceso estudiadas (pH y temperatura) también tuvieron influencia significativa en la extracción de antocianinas de arándanos por fermentación. El rendimiento más alto de extracción se consiguió cuando la fermentación con las levaduras Saccharomyces

 De acuerdo al artículo “Optimización de la extracción de antocianinas de arándanos” en este trabajo se investigó la influencia de variables del proceso de extracción sólido-líquido de antocianinas de arándanos. Así, se obtuvo una combinación de variables que maximizó su recuperación: etanol acidificado con ácido cítrico al 1% como solvente de extracción, proporción materia prima/solvente 1:3 kg/kg, temperatura 36±1 ºC y tiempo de extracción 2 h. A partir de la caracterización del extracto obtenido se obtuvo que la concentración de antocianinas totales fue de 879.0±12.9 mg cianidina-3-glucósido/100 mL, el contenido de fenoles totales de 1424±67 mg GAE/100 mL y la actividad antioxidante de 5730±103 y 4872±124 mg EAA/100 mL, medidos por los métodos ABTS y DPPH, respectivamente.

Tabla RAT obtenido de la combinación de las distintas condiciones ensayadas en la primera serie de experiencias de ESLA

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Tabla de Concentración de antocianinas totales y de antocianinas individuales identificadas en el EA y en bayas de arándanos

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En la extracción sólido-líquido de antocianinas de arándanos se observó que el rendimiento de extracción de antocianinas totales (RAT) fue mayor a valores más bajos de pH, mientras que las variables relación materia prima/ solvente de extracción, temperatura y tiempo de extracción, presentaron un valor óptimo que proporcionó el máximo RAT: proporción materia prima/solvente 1:3 kg/kg, temperatura 36±1 °C y tiempo de extracción 2 h. En estas condiciones, el extracto obtenido fue concentrado en rotavapor, alcanzando una concentración de antocianinas totales de mucho mayor que la presente en las bayas frescas.

 Según el “Informe de experimento: elaboración de un indicador vegetal” que presenta como objetivos del laboratorio distinguir por el color al que cambia una sustancia cuando se le agrega el indicador natural (ácido, una base, o una sustancia neutra) y utilizar un indicador natural para evitar el uso de costosos indicadores sintéticos, considerando que en el experimento también consideró estudiar que alimentos son más propensos a causar acidez estomacal. Respecto a la metodología que utilizó fue un indicador de sustancias químicas que cambia su color al cambiar el pH de la disolución debido a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie. Los resultados que presentaron fueron la caracterización de los ácidos y bases además del la relación entre [H+] y pH.

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Con este experimento se pudó descubrir que algunos alimentos pueden causar más acidez que otros por ejemplo: -

El tomate, el limón, el vinagre, el refresco de cola, sal de uvas y el yogurt natural son alimentos ácidos; aunque nos digan que el yogurt te quita la acidez, descubrimos que en realidad se trata de un alimento acido.

-

En cambio el Antiácido (Melox), el Rexal, el bicarbonato y el agua natural, son sustancias básicas y neutras y por lo tanto no causan acidez.

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CONCLUSIONES

 Se utilizó la antocianina del arándano para medir el pH de las diferentes sustancias.  Se llegó a la conclusión que existe relación entre el contenido de antocianinas y la naturaleza de la mezcla sea acido o básico ya que este sirve como un indicador natural dando color rojos en un medio extremadamente ácido y en medios básicos azul o verde.  En el presente experimento se realizó varias soluciones donde se concluyó que la antocianina es eficaz para reconocer productos ácidos y básicos dado que se encuentran constituidas por el ion flavilio el cual es muy sensible a los cambios de pH gracias a su déficit de electrones, lo que a su vez lo hace muy reactivo.

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RECOMENDACIONES



Tomar en cuenta algunas variables de proceso como, pH, temperatura, tiempo de extracción, proporción de materia prima y el solvente influye directamente en la extracci...