Info08-pigmentos

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“RECONOCIMIENTO Y EVALUACION DE COLORANTES”

I.

INTRODUCCIÓN Los pigmentos naturales, es decir la materia colorante, se encuentran en los seres vivos. Por su estructura molecular están clasificados en: carotenoides, clorofila, flavonoides, antocianinas y betalaninas; quinónicos, los diarilmetanos curcumina y cuercuminoides; indigoides y derivados del indol, pirimidinas y tetrapirroles; porfirinas.

El color de los alimentos se debe a diferentes compuestos, principalmente orgánicos, o a pigmentos naturales o colorantes sintéticos añadidos. Cuando son sometidos a tratamientos térmicos, los alimentos generan tonalidades que van desde un ligero amarillo hasta un intenso café. En otras ocasiones, los pigmentos que contienen se alteran y cambian de color. La mayoría de las frutas y vegetales deben su color a sus correspondientes pigmentos, que son sustancias con una función biológica muy importante en el tejido. Existe una gran cantidad de pigmentos relacionados con las frutas y vegetales, entre ellos las clorofilas, los carotenoides, las antocianinas, los flavonoides, los taninos, las betalaínas, y otros

La función de diversos pigmentos que se encuentran en forma natural en plantas y animales es muy variada, tal es el caso de algunos fenoles que absorben la luz ultravioleta y pueden desempeñar la función de guiar a los insectos a las flores para realizar la polinización. Las quinonas (compuestos fenólicos) pueden actuar como sustancias tóxicas para defensa, un caso digno de mencionar es el gusano telero (Laetillia coccidivora Comstock), el cual ha superado los efectos tóxicos del colorante, cuando consume el pigmento enmascara la toxina y luego la utiliza al regurgitar el pigmento sobre su agresor (Harbone, 1985) Aunque las funciones antes mencionadas son casos puntuales, es importante señalar que la gran diversidad de pigmentos cumple funciones específicas dentro de la naturaleza, ya que algunos pueden actuar como inhibidores para la germinación de semillas, hormonas de crecimiento, atrayentes, disuasivos, etcétera.

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II.

OBJETIVOS • Familiarizar a los alumnos con algunas técnicas de separación de sustancias • Evaluar el comportamiento de los pigmentos frente a diferentes tratamientos.

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO LA ANTOCIANINA: Se halla en la betarraga Pertenece al grupo de los bioflavonoides y es un pigmento rojo azulado que protege a las plantas, sus flores y sus frutas contra luz ultravioleta (UV) y —por su propiedad antioxidante— evita la producción de radicales libres.

Un factor que contribuye a la variedad de colores en flores, hojas y frutas es la coexistencia de varias antocianinas en un mismo tejido, por ejemplo en las flores de la malva real (Althaea rosea) podemos encontrar malvidina (R, R´= OCH3) y delfinidina.

Asimismo, los lípidos insolubles en agua. Cuando se agitan fuertemente en ella se dividen en pequeñísimas gotas formando una emulsión de aspecto lechoso, que es transitoria, pues desaparece en reposo por reagrupación de las gotitas de grasa en una capa que, por su menor densidad, se sitúa sobre el agua. Por el contrario, las grasas en disolventes orgánicos, como el éter, cloroformo, acetona, benceno, etc.

CAROTENOIDES: Se halla en la zanahoria Terpenoides formados por ocho unidades de isopreno. Son, pues, moléculas de 40 átomos de carbono con un sistema de dobles enlaces conjugados. Los carotenoides se encuentran unidos a proteínas mediante enlaces no covalentes. Se trata de compuestos intensamente coloreados, debido a la profusión de los dobles enlaces conjugados.

CLOROFILA: Se halla en la espinaca

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Clorofila, pigmento que da el color verde a los vegetales y que se encarga de absorber la luz necesaria para realizar la fotosíntesis, proceso que transforma la energía luminosa en energía química. La clorofila absorbe sobre todo la luz roja, violeta y azul, y refleja la verde. La gran concentración de clorofila en las hojas y su presencia ocasional en otros tejidos vegetales, como los tallos, tiñen de verde estas partes de las plantas. En algunas hojas, la clorofila está enmascarada por otros pigmentos. En otoño, la clorofila de las hojas de los árboles se descompone, y ocupan su lugar otros pigmentos. La molécula de clorofila es grande y está formada en su mayor parte por carbono e hidrógeno; ocupa el centro de la molécula un único átomo de magnesio rodeado por un grupo de átomos que contienen nitrógeno y se llama anillo de porfirinas. La estructura recuerda a la del componente activo de la hemoglobina de la sangre. De este núcleo central parte una larga cadena de átomos de carbono e hidrógeno que une la molécula de clorofila a la membrana interna del cloroplasto, el orgánulo celular donde tiene lugar la fotosíntesis. Cuando la molécula de clorofila absorbe un fotón, sus electrones se excitan y saltan a un nivel de energía superior (véase fotoquímica) esto inicia en el cloroplasto una compleja serie de reacciones que dan lugar al almacenamiento de energía en forma de enlaces químicos. Hay varios tipos de clorofilas que se diferencian en detalles de su estructura molecular y que absorben longitudes de onda luminosas algo distintas. El tipo más común es la clorofila A, que constituye aproximadamente el 75% de toda la clorofila de las plantas verdes. Se encuentra también en las algas verde azuladas y en células fotosintéticas más complejas. La clorofila B es un pigmento accesorio presente en vegetales y otras células fotosintéticas complejas; absorbe luz de una longitud de onda diferente y transfiere la energía a la clorofila A, que se encarga de transformarla en energía química. Algunas bacterias presentan otras clorofilas de menor importancia.

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IV.

MATERIALES Y METODOS A.- Materiales o Tubos de Ensayo. o Gradillas para tubo de ensayo o Matraces Erlenmeyer de 50ml con tapones o Varillas de vidrio o Vasos precipitados o Fiola o Placa Petri o Pipetas graduadas o Termómetro o Embudo de vidrio o Mechero o Tijeras o Hornilla eléctrica o Agua destilada. o Alcohol 96 º o Solución de NaOH 0.1N o Solución de HCl 0.1N

B.- Metodología 1. Solubilidad. a. Triturar las tres muestras mediante cuchillos y morteros. b. Colocar en matraces las tres muestras por duplicado c. Someter cada una de las muestras a inmersión con agua destilada y alcohol y agitar suavemente. d. Evaluar y determinar la solubilidad de los pigmentos. e. Extraer, filtrar y traspasar a una fiola cada una de las soluciones pigmentadas.

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2. Influencia del pH en la estabilidad de los pigmentos •

De cada una de las muestras pigmentadas extraídas en la parte 1, traspasar aproximadamente 5ml a 3 tubos de ensayo.

•

Adicionar al primer tubo de ensayo 1ml de acido clorhídrico, al segundo tubo 1ml de agua destilada y al tercer tubo 1ml de hidróxido de sodio, por cada muestra respectivamente.

3. Influencia de la temperatura en la estabilidad de los pigmentos •

Poner 10ml a tres tubos de prueba por cada muestra.

•

Someter a baño maria a 40ºC, 60ºC y 80ºC por 3 minutos respectivamente.

4. Identificación de pigmentos •

Verter el filtrado de cada muestra en un vaso precipitado de 300ml.

•

Recortar tiras de papel de filtro de unos 5 cm de ancho e introducirlas en el vaso hasta que toquen su fondo, procurando que se mantengan verticales con ayuda de pinzas.

•

Esperar 30 minutos y aparecerán en la parte superior de la tira de papel unas bandas de colores que señalan los distintos pigmentos.

V.

RESULTADOS

5.1 Solubilidad. 5.1.1 De la Betarraga

Gráfico01: La betarraga se solubiliza en agua

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5.1.2 De la Espinaca

Gráfico02: La espinaca se solubilizó en agua

5.1.3 De la Zanahoria

Gráfico03: Zanahoria machacada a analizar

Se observó que la zanahoria no se solubiliza en alcohol ni en agua, por lo que usamos las dos muestras.

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. Influencia del pH en la estabilidad de los pigmentos De la Betarraga

HCl Agua NaOH Muestra Patrón Gráfico04: Influencia del Ph en la Betarraga Se observó que cuando se agregó HCl , la muestra se acalaró levemente, mientras que cuando se agregó NaOH la muestra se tornó amarilla. Con agua se mantuvo.

De la Espinaca

Agua

HCl

NaOH

Muestra Patrón Gráfico05: Influencia del Ph en la Espinaca

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De la Zanahoria Usando Agua

Agua

HCl

NaOH Gráfico06: Influencia del Ph en la zanahoria

Usando Alcohol

Agua

HCl

NaOH

Gráfico07: Influencia del Ph en la zanahoria (con alcohol) Influencia de la temperatura en la estabilidad de los pigmentos 5.3.1 De la betarraga

Gráfico08: Influencia de la Tº en la betarraga No se observaron cambios

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Identificación de pigmentos

Muestra de Espinaca

Muestra de zanahoria

Muestra de Betarraga Gráfico09: Identificación de los pigmentos

La muestra de betarraga se mostraba a lo largo del papel filtro, mientras que la zanahoria se mostraba (casi transparente) hasta la mitad del papel filtro, y por último la muestra de espinaca se observaba en ¼ del papel filtro.

VI. DISCUSIONES En la práctica Nº 8 (Reconocimiento Y Evaluación De Colorantes) betarraga, espinaca y zanahoria para identificar y evaluar los colorantes que posee, machacamos muestras y las sumergimos en alcohol y agua para luego ser sometida a cambios de temperatura y pH.

La muestra betarraga mostró una coloración muy roja en el vaso de precipitado que contenía agua ya que el pigmento que posee, la antocianina [1], es soluble en agua [2]. Cuando esta muestra fue sometida a cambios de pH con HCl, NaOH y agua; se observó que con en el tubo de ensayo que se agregó HCl solo se aclaró levemente, con agua se aclaró otro tanto, mientras que con NaOH la muestra viró a una coloración amarillenta, este fenómeno se debe a que las antocianinas son mas estables en un medio acido que en un medio neutro alcalino [3]. Cuando la muestra fue sometida a una temperatura elevada, debió cambiar su coloración, ya que un incremento logarítmico en la destrucción de la antocianina ocurre con un incremento de la temperatura [4], pero no fue así, con lo que podemos deducir que

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se cometió un error en el procedimiento realizado, pudo faltar someter mas tiempo a alta temperatura.

En cuanto a la zanahoria, fue insoluble en agua y alcohol, debido a que posee carotenoides y para extraer es necesario disolventes orgánicos como cloroformo y éter [5], por este motivo usamos ambas muestras. En la muestra de alcohol se mostraba menos clara como amarillenta, mientras que en la muestra de agua se mostraba anaranjada, esto se contradice con la teoría ya que lo que da el color anaranjado a la zanahoria es el betacaroteno y es insoluble en agua, mientras que las xantofilas confieren el color amarillento [6]. Lo antes mencionado desconcierta en cierta forma. Para lo cual, con el fin de continuar la práctica, se ha considerado que el betacaroteno se solubilizó en agua. Ambas muestras fueron sometidas a cambios de pH con NaOH (básico), HCl (ácido) y agua (neutro). En donde contenía agua, se aclaró al agregarse NaOH, lo mismo pasó con el agua, pero con el ácido se oscureció un poco. Mientras que en la muestra que contenía alcohol se observó que el ácido aclaró la muestra, lo mismo pasó al agregarse agua destilada, pero con el NaOH no ocurrió nada especial. Estos cambios no fueron muy notorios, pues la estabilidad de un carotenoide se ve afectada por altas temperaturas, radiaciones electromagnéticas y el oxigeno [7], mas no por el pH.

Por su parte la muestra de espinaca, dio una coloración más oscura en el vaso de precipitado que contenía alcohol, esto es debido a que la espinaca posee clorofila que es una sustancia que es insoluble en agua, pero soluble en alcohol [8]. Cuando procedimos a someterlo a cambios de pH con agua (neutro), HCl (ácido) y NaOH (básico), observamos que con el HCl la muestra toma una coloración naranja, con el agua se aclara un poco y con el NaOH toma una coloración “verde petróleo”, estos cambios notorios se debe a que la estructura química compleja de la clorofila es fácilmente alterable por oxidantes (oxígeno, etc), altas temperaturas, pH, luz y algunas enzimas [9]. Lo también que explica la coloración amarillenta en el papel filtro (que se verá mas adelante), la clorofila se oxidó.

Por último identificamos a los pigmentos de acuerdo a su solubilidad, para lo cual se tomas muestras en donde se agregó un trozo de papel filtro. Al cabo de cierto tiempo observamos que la muestra de betarraga había “subido” por todo el papel

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filtro mostrando una coloración rojiza, la muestra de zanahoria también hizo lo mismo, pero solo hasta la mitad del tubo, por su parte la muestra de espinaca solo “subió” hasta ¼ del papel filtro. Con los datos obtenidos y con lo antes mencionado en las discusiones, podemos afirmar que la antocianina (en la betarraga) es más soluble que los carotenos (en la zanahoria) y la clorofila (en la espinaca); a su vez los carotenos son más solubles que las clorofilas.

VII. CONCLUSIONES 1. Los pigmentos de la betarraga (antocianinas) son solubles en agua..

2. La antocianina se mostró termo-resistente.

3. La antocianina es estable en pH acido, pero en pH básico viran de color hacia amarillo.

4. Según la práctica, los carotenos (de la zanahoria) se mostraron “solubles” en agua.

5. El pH no afecta la estabilidad de los carotenos.

6. El pigmento de la espinaca, la clorofila, es insoluble en agua, pero soluble en alcohol.

7. El pH afecta la estabilidad de la clorofila, virando de color hacia un naranja en un medio ácido, y aun color “verde petróleo” en un medio básico.

8. Las antocianinas (de la betarraga) se mostraron más solubles que soluble que los carotenos (en la zanahoria) y la clorofila (en la espinaca); a su vez los carotenos son más solubles que las clorofilas.

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VIII. BIBLIOGRAFIA

1. [1] www.solovegetales.com/ver-articulo.asp 2. [2] http:es.wikipedia.org/wiki/Antocianina 3. [3] Hutchings JB. 1999. Food Color and Appearance. 2nd Ed. Gaithersburg, MD: Aspen Publishers 4. [4] http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lqf/quintero_h_cm/capitulo4. pdf 5. [5][6] http://jupiter.utm.mx/~tesis_dig/9816.pdf 6. [7][9] Salvador Badui Dergal “Química de los Alimentos” Editorial Pearson Educación. Tercera Edición 1993 7. [8] www.conocimientosweb.net/portal/term2581.html

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