Tercer Informe De Avance G1.docx

10 de agosto de 2018. FECHA

Título de la Investigación: Obtención de Capsaicina y oleorresinas del Capsicum chinense, ingrediente principal de productos fitofarmacéuticos y alimenticios.

Investigador Principal: Nombre: Eliazar Miranda, Emails: [email protected] José Guerra [email protected]

Fechas: Fecha de Presentación del Informe: Inicio del Proyecto Finalización del Proyecto Inicio de la etapa Finalización de la etapa:

Informe de Avance No.

16/03/2018 17/01/2018 Octubre 24 /05/2018 06/08/2018

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Objetivos Específicos de la Etapa

    

Deshidratar las muestras de Ají Chombo Procesar las muestras en el molino Extraer la capsaicina a través de la prueba de extracción Soxhlet y extracción directa, usando acetona y etanol. Comparar el porcentaje de rendimiento de ambos procesos de extracción. Cuantificar las muestras de capsaicina

1

Resumen de Avance y Resultados En esta etapa se colocaron las muestras de Ají chombo en el horno, estas estuvieron durante seis días en el horno, durante los dos primeros días a 40°C y los cuatros días restantes 60°C, estas muestras pueden estar hasta un máximo de 65°C en el horno, se mantiene a esta temperatura para que la perdida de agua sea efectiva y no se vea alterada los capsanoides presentes. En el horno se colocaron dos kilos de la muestra, en recipientes separados. Después de secas las muestras se procesaron en el molino, de esto se obtuvo 170g de ají chombo deshidratado. Se colocaron 20g de la muestra seca en el cartucho de material poroso y a continuación se introdujo en la cámara de extracción Soxhlet1. El solvente, etanol se colocó en el balón de ebullición que estaba situado debajo de la cámara de extracción. Cuando se evaporó el etanol, el vapor llegó al condensador y se condensó. El etanol líquido cayó sobre el cartucho que contenía el ají en polvo y de esta manera se inició la extracción. Cada vez que la cámara se encontraba llena con la mezcla de oleorresina y etanol, regresaba nuevamente al balón a través del sifón lateral que se encuentra en la parte superior de la cámara. El proceso de extracción, que demoró aproximadamente 6 horas durante varios ciclos, a una temperatura aproximada de 70°C, ya que el etanol hierve a esta temperatura, lo que la concentración de la oleorresina en el balón y la recirculación del solvente. Conforme avanzaba la extracción de la oleorresina, se observaba un color rojizo en el solvente en la cámara de extracción. La extracción finalizó cuando se notó solamente el etanol (incoloro) en la cámara. Para las muestras húmedas se utilizó el método de extracción directa y se utilizaron dos solventes, acetona y etanol puro. Se realizaron tres extracciones. En la primera extracción se utilizó un kilo de ají chombo fresco en cada balón, con dos diferentes solventes, acetona y etanol, durante una semana estuvieron en los solventes, en maceración, este proceso es extenso, tuvo una duración de 7 días, luego fueron filtradas y colocadas en el rota vapor, para evaporar los líquidos como el agua y los solventes, al finalizar se obtiene un concentrado de oleorresina 2 , que contiene capsaicina y otros compuestos. La extracción con el equipo soxhlet, tiene un alto entendimiento en comparación con la extracción directa3. Durante esta etapa se realizó una segunda recolección de muestras de ají.

A continuación, se presentan los resultados obtenidos de los procesos de extracción tanto directa como Soxhlet y los rendimientos de oleorresina obtenidos.

1

Chinn, M., Sharma-Shivappa, R., y Cotter, J. (2011) Revista Lasallista, 2018/06/06 http://www.redalyc.org/pdf/695/69530208.pdf 3 Vásquez, F., Miranda, M., Monforte, M., Gutiérrez, G., Velásquez, C., y Nieto, Y. (2007). La biosíntesis de capsaicinoides, el principio picante del chile. Revista Fitotecnia Mexicana, 30(4), 353-360. 2

2

Obtención del material

Lavado del material con agua

Selección del material

Pesar la masa vegetal

Colocar las muestras en bandejas

Abrir los ají a la mitad

Secado del material A una temperatura de 40° a 60° C

Colocar el refrigerante agua

Molido del material

Pesar la muestra 20g

Agregar el solvente 200 ml – 250ml

Montar equipo Soxhlet

Inicio del proceso de extracción de oleorresina

Diagrama1. Procedimiento de la obtención de la oleorresina. Extracción Soxhlet

3

Obtención del material

Colocar las muestras en los solventes

Maceración

Lavado del material con agua

Pesar la masa vegetal

Filtración

Selección del material

Abrir los ají a la mitad

Evaporación de líquidos

Obtención de oleorresina

Diagrama 2. Procedimiento de extracción de oleorresina. Extracción directa

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Métodos de extracción

Extracción Soxhlet

Extracción Directa

Ventajas El solvente y la muestra están en contacto íntimo y repetido. Esto mejora la extracción ya que siempre se utiliza un solvente limpio. No se requiere de filtración posterior. Gran capacidad de recuperación. Instrumento sencillo de utilizar. El proceso se realiza temperatura ambiente No hay degradación de compuestos Se logra extraer todas la propiedades de la muestra

Desventajas Es un proceso lento, no se puede acelerar.

Se requiere gran cantidad de solvente. Se requiere de una etapa final de evaporación.

Requiere gran cantidad de disolvente Necesidad de una etapa final de evaporación

Tabla 1. Ventajas y desventajas de los métodos de extracción (Soxhlet y extracción directa)

5

Extracción de oleorresina: muestra fresca Para obtener el porcentaje de rendimiento de la muestra se aplicó la siguiente fórmula: 𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒐𝒍𝒆𝒓𝒓𝒆𝒔𝒊𝒏𝒂 𝒐𝒃𝒕 (𝒈). %𝒓𝒆𝒏𝒅 = 𝒙 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒂𝒋𝒊 𝒄𝒉𝒐𝒎𝒃𝒐 𝑰𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 (𝒈) Las muestras vegetales se colocaron en los solventes en las siguientes proporciones: Solvente Etanol de 200ml a 250ml y Acetona 150ml

Muestra fresca 1000g 101.80 g 102.4g 101.80 Promedio

Solvente etanol Masa del Balón Oleorresina balón + vacío obtenida 1 oleorresina 312.57g 269.30g 43.1 g 129.69 g 123.90 g 5.79g 129.27 g 123.90 g 5.37g 121.69g 123.90 5.4g

%rend

4.31 5.68 5.24 5.3 5.13

Solvente acetona Balón Oleorresina %rend vacío obtenida

Masa del balón + oleorresina 318.26g 286.30g N/R N/R N/R

32g

3.2

N/R: no realizado (Después de la primera extracción, se observó que la extracción en etanol era mejor, por lo que las 2 extracciones restantes se hicieron solo con ese solvente)

Tabla 2. Extracción de oleorresina: muestra fresca Los balones con los residuales de oleorresina se pesaron para determinar los porcentajes de extracto presente en las muestras. Inicialmente se planteó un modelo experimental Concentración de oleorresina* Variedad Solvente: Etanol y acetona. Los valores están expresados en % de rendimiento de oleorresina. Para corroborar los efectos del solvente sobre el porcentaje de oleorresina obtenido se aplicó la siguiente 𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒐𝒍𝒆𝒓𝒓𝒆𝒔𝒊𝒏𝒂 𝒐𝒃𝒕 (𝒈).

formula: 𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒂𝒋𝒊 𝒄𝒉𝒐𝒎𝒃𝒐 𝑰𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 (𝒈) 𝒙 𝟏𝟎𝟎. Con lo cual se obtuvo el promedio que se observa en la tabla 2

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Por cada gramo de muestra seca se agregó 20 ml de solvente Muestra de ají seco (Soxhlet) 20.04g 20.00g 20.00g 22.03 g 23.05g 23.07g 27.03g

Peso del Balón+Oleorresina 130.19 g 130.16 g 130.40g 126.47g 126.47g 126.47g 132.76g

Peso del Balón Vacío 126.32 g 126.32 g 126.32g 121.90g 121.90g 121.90g 126.32g

Peso de oleorresina obtenida 3.87 g 3,84 g 4.08g 4.57g 4.48g 4.90g 6.43g

% de rendimiento 19.3% 19.2% 20,4% 20.7% 19.4% 21.2% 23.8%

Promedio

20.6% Tabla 3. Extracción de oleorresina: muestra seca

Porcentaje de Rendimiento de las Muestras 23.8

25 20.4 19.3

Porcetanje de rendimiento

20

21.2

20.7 19.4

19.2

15

10 5.68 5

0 % de Rend

4.31

5.24

5.3

1000 g 101.8 g 102.4 g 101.8 g 20.04 g 20.00 g 20.00 g 22.03 g 23.05 g 23.07 g 27.03 g 4.31

5.68

5.24

Extracción Directa

5.3

19.3 vs

19.2

20.4

20.7

19.4

21.2

23.8

Extracción Soxhelt

Gráfico 1. Porcentaje de rendimiento según el método utilizado.

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Los balones con los residuales de oleorresina se pesaron para determinar los porcentajes de extracto presente en las muestras. Inicialmente se planteó un modelo experimental con dos métodos de extracción: directa y Soxhlet, para este se utilizó etanol como solvente. Por cada gramo de muestra se agregó 20 ml de solvente Los valores están expresados en % de rendimiento de oleorresina. Para corroborar los efectos del solvente sobre el porcentaje de oleorresina obtenido se aplicó la 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑜𝑙𝑒𝑟𝑟𝑒𝑠𝑖𝑛𝑎 𝑜𝑏𝑡 (𝑔).

siguiente formula: 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑗𝑖 𝑐ℎ𝑜𝑚𝑏𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑔) 𝑥 100. En la grafica 1 se muestra que el método de mayor rendimiento en la extracción de oleorresinas es el método soxhlet, con un promedio de extracción de 20.6% Propiedades organolépticas La oleorresina es un aceite que se obtiene por extracción con solventes orgánicos polares (acetona y etanol), los cuales luego se evaporan para obtener un extracto aceitoso concentrado. La oleorresina es de naturaleza oleosa, viscosa, de color rojo intenso y con un aroma característico, según la procedencia del ají4. Después de la extracción se obtuvieron dos muestras de oleorresinas con las siguientes características: Acetona

Etanol

Color

Rojo oscuro

Naranja

Olor

Dulzón

A salsa de tomate

Textura

Mas liquida

Aceitosa

Tabla 4. Propiedades Organolépticas de las muestras En las muestras secas molidas que se utilizaron para el soxhelt, estas presentan un color café claro, además de que el olor a picante que se percibe a través del olfato.

4

(Salazar, 2016; Fernández-Trujillo, 2007). 8

Cuantificación de la muestra Se realizaron determinaciones espectrofotométricas, utilizándose disolución del patrón de capsicina.5

metanol para la

Se pesaron los extractos obtenidos por ambos procesos de extracción. Para la cuantificación de capsaicionoides expresados como capsaicina, se trabajó con una solución patrón de capsaicina preparada de la siguiente forma: - Se preparó una dilución del patrón de capsaicina, 10mg en 10 mL de metanol - se prepararon diluciones de capsaicina a las siguientes concentraciones: 0.2 µ/mL, 0.4 µ/mL, 06 µ/mL, 08 µ/mL 1 mg/mL Las cuales fueron leídas en el espectrofotómetro a la longitud de onda de máxima absorbancia, con el fin de obtener una curva de calibración. Se preparó una dilución de los dos extractos obtenidos (por Soxhlet y muestra fresca), 10mg en 10 mL de metanol, se tomaron 1 mL de esta solución y se determinó su absorbancia en el espectrofotómetro UV, a la longitud de onda determinada previamente, tomando como blanco metanol. De la muestra fresca se preparó una dilución de 0,6 mg/mL, igualmente de la muestra seca Este valor de absorbancia obtenido se debe interpolar en la curva de calibración para calcular la cantidad de capsaicinoides presentes en cada una de las oleorresinas obtenidas. Resultados obtenidos Solución patrón Solución de Capsaicina [C] 0,2 µg/mL 0,4 µg/mL 0,6 µg/mL 0,8 µg/mL 1 mg/mL 0,6 µg/mL 0,6 µg/mL

Absorbancia [A] -0,059 -0,056 -0,047 -0,030 0,033 Para muestra fresca -0,046 Para muestra seca -0,063

5

UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO Memorias de la Semana de Divulgación y Video Científico 2011 69 Extracción y cuantificación espectrofotométrica de capsaicina a partir de chile habanero. 2018/08/09 http://www.archivos.ujat.mx/dip/divulgacion_videocientifico2011/dac-bas.pdf

9

Sesiones Experimentales en el Laboratorio .

Figura 1. Equipo Soxhlet utilizado para extracción de oleorresina.

Figura 2. Preparación del equipo Soxhlet por la Doctora Laura Patiño. 10

Figura 3. Muestra en el equipo Soxhlet

11

Figura 4. Muestra deshidratada

Figura 5. Oleorresina obtenida por el método de Soxhlet

12

Extracción de la Oleorresina con el Método de Extracción directa

Figura 6. Filtrado de las muestras de extracción directa

13

Figura 7. Extractos obtenidos después de filtrar. A la izq. Muestra en etanol y a la der. Muestra en acetona

. Figura 8. Secado de la Muestra de Extracción Directa

Figura 9. Preparación de las muestras, para cuantificar

14

Fig. 10 muestras de solución patrón y de las muestras obtenidas

ACTIVIDADES REALIZADAS DURANTE ESTA ETAPA •

Se prepararon las muestras secas

•

Se utilizo el método de extracción directa para muestra fresca

•

Se utilizo método Soxhlet para muestra seca.

•

Se extrajo la oleorresina presente en el Ají Chombo con muestras fresca y seca.

•

Se verificaron los porcentajes de rendimiento de las muestras

•

Cuantificación de la muestra

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CUADRO DE AVANCE DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

OBJETIVO PROPUESTO

Obtención de oleorresinas

ESTADO DE AVANCE BAJO MEDIO ALTO Alto

Verificación de los porcentajes de rendimiento Cuantificación de las muestras

Ato Medio

INDICADOR VERIFICABLE

Se realizó la extracción en los laboratorios de la UNACHI Se realizaron los cálculos pertinentes Se realizaron los cálculos, debe realizarse el procedimiento nuevamente

En la ejecución del proyecto han existido retrasos (SI=__ NO= __*__) Si su respuesta es SI, indique: ACTIVIDADES PROGRAMADAS -

Verificar datos de la cuantificación Terminación de informe final Elaboración de banner

INFORMACIÓN FINANCIERA DEL PROYECTO MONTO PRESUPUESTADO

MONTO EJECUTADO

COMPRA DE INSUMOS

80

40

PATRON DE CAPSAICINA

150

224.77

COMPRA DE ACETONA

170

0

COMPRA DE COMIDA

100

80

PAGO DE MOVILIZACION

200

101.30

IMPRESIÓN DEL BANNER

40

0

PAGON DE MOVILIZACION DEL MENTOR

00

00

COMPRA DE BIBLIOGRAFIA

40

00

TOTAL

780

RUBRO

446.07 16

NOTA: ALGUNOS GASTOS NO TIENEN FACTURAS COMO PAGO DE BUS Y COMIDAS EN FONDAS

Fig. 11, 12 y 13 Facturas de pagos realizados 17

NOMBRES Y FIRMAS DE LOS INVESTIGADORES PARTICIPANTES

Cédula

Firma

Adulto responsable

1-700-2191

Yaira Baules

Mentor

4-705-2478

Laura Patiño Cano

Estudiante 1

4-819-209

Eliazar Miranda

Estudiante 2

4-818-1965

José Guerra

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