gas pimienta jalapeño

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

REGIÓN POZA RICA-TUXPAN

“OBTENCIÓN DE GAS PIMIENTA A PARTIR DE CHILE JALAPEÑO (Capsicum annuum)”

TESIS

PARA OBTENER LA ACREDITACIÓN DE LA EXPERIENCIA

RECEPCIONAL DEL PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

PRESENTAN:

KARINA ESLAVA HERNÁNDEZ

JAIME ZEPETA ALARCÓN

ASESOR:

ING. LUIS ELÍAS CÁRDENAS PÉREZ

CO-ASESOR:

M.C. RAÚL ENRIQUE CONTRERAS BERMÚDEZ

POZA RICA, VER. OCTUBRE 2011

ÍNDICE

ÍNDICE.

INTRODUCCIÓN I

OBJETIVO E HIPÓTESIS IV

JUSTIFICACIÓN V

CAPÍTULO I: FUNDAMENTOS TEÓRICOS 01

1.1. Propiedades del gas pimienta 03

1.1.1. Descripción del chile jalapeño 05

1.1.2. Capsaicina 06

1.2. Efectos 09

1.3. Tratamiento 11

1.4. Marco legal 13

CAPÍTULO II: METODOLOGÍA 15

2.1. Primera etapa: extracción de la capsaicina 15

2.1.1. Extracción de la capsaicina mediante

hidrodestilación asistida por radiación de

microondas 16

2.1.2. Cuantificación del nivel de capsaicina por medio

de cromatografía liquida de alta eficacia (HPLC) 19

2.2. Segunda etapa: elaboración del gas pimienta 21

CAPÍTULO III. RESULTADOS 26

CONCLUSIONES 35

ÍNDICE

BIBLIOGRAFÍA 37

GLOSARIO 39

ANEXOS 43

ANEXO 1. Escala Scoville. 43

ANEXO 2. Normas para el empleo de aerosoles defensivos

con agente activo Oleoresin Capsicum (OC). 44

ANEXO 3. Procedimiento para determinar el grado de

capsaicina establecido por la norma NMX-F-389-

1982. 47

ANEXO 4. Procedimiento para la determinación de la

capsaicina contenida en capsicums según lo

establecido por la norma oficial mexicana NOM-

119-SSA1-1994. 50

INTRODUCCIÓN

i

INTRODUCCIÓN

La química ha sido desde siempre, una de las ciencias más aplicadas al campo

militar junto con los más recientes conocimientos de física moderna sobre fusión y

fisión nuclear. Pero una de las aplicaciones más preocupantes de esta ciencia, es

su potencial destructivo en el caso de que se emplee con fines bélicos.

Acorde con la vertiente práctica de la química y así como las aplicaciones

militares, se puede encontrar una multitud de usos de dicha ciencia, así como la

industria petroquímica, plantas de reciclaje, etc.

El empleo de agentes tóxicos como gases, es un hecho relativamente reciente,

pero dada su elevada peligrosidad, ha sido restringido y prohibido en numerosas

convenciones internacionales aunque no así respetado por todos los países.

El uso indiscriminado y el terrorismo son los mayores motivos de preocupación

acerca de estas peligrosas armas, así como el uso en guerras no del todo

transparente, como en la guerra del golfo, y en países subdesarrollados.

Durante la primera guerra mundial se buscó la innovación militar, se crearon

diversos gases venenosos. Los más utilizados iban desde el gas lacrimógeno

hasta agentes letales como el fosgeno y agentes incapacitantes como el gas

pimienta, y es aquí donde tiene sus inicios este gas. Esta guerra química fue uno

de los principales elementos de la primera guerra global y también de la primera

guerra total del siglo XX.

Los primeros usos de este agente químico comenzaron en forma de irritante, en

lugar de venenos letales o incapacitantes, se utilizó por primera vez en la primera

guerra mundial. [A, B]

INTRODUCCIÓN

ii

Un destino típico de los expuestos al gas era la ceguera. Era un espectáculo

frecuente ver líneas de soldados cegados, con la mano sobre el hombro del

hombre que lo precedía, guiados por un vidente hasta la enfermería.

Hoy en día y ante la creciente ola de asaltos e inseguridad en la gran mayoría de

las ciudades del mundo, cada vez son más las personas que buscan alguna

alternativa para protegerse de los delitos.

El gas pimienta es uno de los elementos que más ha crecido su demanda en los

últimos años, por ser un objeto de defensa que se puede llevar disimuladamente

en alguno de los bolsillos.

Es utilizado principalmente como arma de defensa personal por la mayoría de las

amas de casa, sin embargo, se sabe que también los oficiales de la policía lo

utilizan como una de sus armas, pues muchas veces es difícil calmar a las

multitudes, o algunos maleantes que no se pueden controlar.[D]

Es muy común encontrarlo a la venta en el mercado bajo distintas presentaciones,

como el tipo cartucho, sin embargo, para no llamar la atención de los maleantes se

ha creado en muchas forma de uso común como los lapiceros, labiales, llaveros,

entre otros, como se muestra en la Figura 1.[A,D]

Figura 1: Presentación en la que se encuentra a la venta el gas pimienta.

Fuente: http://www.grupo-seguro.com.mx/gas_pimienta

INTRODUCCIÓN

iii

Este trabajo se estructurara de la siguiente manera:

Capítulo I

Se presentarán, los antecedentes, definiciones, y el marco legal. Se mencionará la

normatividad necesaria que se utilizará para el desarrollo del producto.

Capítulo II

Se explicará la metodología a seguir para obtener el gas pimienta.

Capítulo III

Se darán a conocer los resultados obtenidos.

Conclusiones

Se darán a conocer cada uno de los objetivos alcanzados durante el desarrollo del

trabajo y por último se hace mención de la bibliografía consultada para el

desarrollo de esta tesis.

OBJETIVOS E HIPÓTESIS

iv

OBJETIVOS E HIPÓTESIS

OBJETIVO GENERAL

Elaborar gas pimienta a partir de chile jalapeño (Capsicum Annuum).

OBJETIVO ESPECÍFICO

1. Extracción de oleorresina del chile jalapeño (Capsicum annuum).

2. Determinar la concentración de capsaicina presente en la especie del

Capsicum annuum, por medio del método de cromatografía liquida de alta

eficacia.

3. Determinar la cantidad de grados Scoville presente en la concentración de

capsaicina obtenida del chile jalapeño (Capsicum annuum).

HIPÓTESIS

Es posible la elaboración del gas pimienta a partir del chile jalapeño (Capsicum

annuum).

JUSTIFICACIÓN

v

JUSTIFICACIÓN

Dado que los estudios realizados nos han demostrado que en donde se encuentra

la mayor concentración del “picor” en los chiles es en sus venas y semillas, esto

nos ocasiona que se necesite una gran cantidad de chile para poder obtener la

cantidad precisa de capsaicina necesaria para elaborar el “gas pimienta”, y debido

a la gran producción de chile jalapeño que se produce en la región, se cree que es

conveniente realizar este trabajo.

Por otra parte, en los diversos procesos investigados para poder obtener la

capsaicina, es necesario el uso de solventes orgánicos en cantidades elevadas, lo

que da como resultado procesos de alto costo.

Esto ha llevado a investigar alternativas, que conduzcan a producir un producto

que no resulte con un elevado costo de producción, para lo cual se ha encontrado

que existe un método que es más económico y sobre todo rápido, se trata de la

hidrodestilacion asistida por la radiación de microondas, método que solo gasta

agua destilada.

CAPÍTULO I FUNDAMENTOS TEÓRICOS

1

CAPÍTULO I

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

El gas pimienta o spray de pimienta, también conocido como spray OC (Oleoresin

Capsicum), gas OC o spray de capsicum, es un agente lacrimógeno (un

compuesto químico que irrita los ojos hasta el punto de causar lágrimas, dolor e

incluso ceguera temporal) que se utiliza para dispersar disturbios o como defensa

personal, incluyendo defensa contra perros u osos. Se rocía a través de

dispositivos aerosoles a corta distancia y directamente sobre los ojos de la víctima.

Tiene un alcance efectivo de aproximadamente 3 a 4 m., brindando una mejor

posibilidad de "escapar" de un atacante, para lo cual se apunta a la cara del

mismo pues aquí es donde la mayoría de las membranas mucosas afectadas por

el gas pimienta se encuentran.

Es un agente no letal, aunque puede serlo en casos raros. El ingrediente activo en

el gas de pimienta es la capsaicina, que es un compuesto derivado de la frutas de

las plantas del género capsicum tales como los chiles como el serrano y jalapeño

entre otros. Los efectos a largo plazo del gas pimienta no han sido investigados

efectivamente.

El porcentaje de ingredientes activos en el gas pimienta determina su potencia,

cuanto mayor sea el porcentaje de OC, mayor es la capacidad inflamatoria del

aerosol de pimienta. Se ha probado que el nivel adecuado de OC para el uso de

los aerosoles disuasivos es de 1% y el aerosol de pimienta es 2%.

Fabricado bajo los estándares de ISO - 9001, la energía de la pimienta realmente

detiene al agresor dilatando los tubos capilares de los ojos causando ceguera

temporal, inflamando las membranas mucosas provocando tos y nauseas.[B]


2

El gas pimienta se ha considerado como un arma química ya que utilizan las

propiedades tóxicas de sustancias químicas para matar, herir o incapacitar al

enemigo.

Se encuentra clasificado dentro de las armas llamado agentes vesicantes, cuyo

objetivo es principalmente ser utilizadas para investigación o con objetivos

médicos, farmacéuticos o defensivos. Entre estas sustancias se encuentran los

agentes nerviosos, la ricina y el gas pimienta.

Cualquier producción de más de 100 g debe ser notificada a la organización para

la prohibición de armas químicas y ningún país puede tener almacenada más que

una tonelada de estos químicos. A continuación se muestra en la Tabla 1 la

descripción del gas pimienta. [B]

TABLA 1: Descripción del gas pimienta.

CLASE DE

AGENTESÍNTOMAS EFECTOS

VELOCIDAD DE

ACCIÓNPERSISTENCIA NOTAS

Agente

lacrimógeno

vesicante

Fuerte

irritación en

los ojos y

piel

Provoca

dolor

punzante y

agudo en

los ojos y

ceguera

temporal.

Puede

llegar a

causar

grandes

ampollas

Aproximadamente

de 4 a 6 horas si

el contacto fue en

los ojos, en la piel

de 2 a 48 horas, y

los pulmones

quedan afectados

más rápidamente.

No persistente y

peligroso por

inhalación.

En las últimas

décadas

estos agentes

han sido

utilizados a

menudo como

elementos

antidisturbios

de ahí que se

llamen

agentes

antidisturbios.

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Arma_qu%C3%ADmica


3

1.1 Propiedades del gas pimienta

El ingrediente activo en el gas pimienta es la capsaicina, que es un compuesto

derivado de la frutas de las plantas del género capsicum como los chiles. El olor

es acre, áspero, picante, similar al jengibre y es más irritante en un clima húmedo

o sobre la piel húmeda.

Es un aceite que se extrae de la cáscara del chile picante, está conformado por

sustancias de naturaleza alcaloide llamadas capsaicinoides que son las

responsables de causar la irritación.

Pertenece al grupo de los gases abrasantes y es de origen vegetal. Reacciona con

un gran número de moléculas del organismo, sus consecuencias más importantes

se producen en forma de terribles quemaduras en la piel. En la tabla 2 se

muestran las propiedades físicas características del gas pimienta. [E]

TABLA 2: Propiedades físicas del gas pimienta

PROPIEDADES FÍSICAS

Peso molecular g/mol 159.1

Densidad g/cm3 1.27

Punto de ebullición °C 217

Punto de fusión °C 14

Presión de vapor mmHg a 25°C 0.11

Volatilidad mg/m3 a 25°C 900

Solubilidad en agua % a 20°C 0.06

Fuente:

http://www.ehu.es/zorrilla/juanma/ARMAS/Armamento.pdf


4

En su estado puro, es un agente incoloro. A temperaturas ambientales es un

sólido blanco, son estables en estado gaseoso y su dispersión se lleva a cabo por

aerosoles. Es fácilmente soluble en disolventes orgánicos. [G]

En disolución acuosa se descompone en productos no tóxicos mediante hidrólisis.

Una vez más, en esta reacción el álcali actúa como catalizador. Este compuesto

produce iones hidroxilo (-OH) en disolución acuosa. Ejemplo de ello es el

hidróxido de amonio NH4+. Su función es la de acelerar la reacción sin influir en

ella.

Esta reacción ocurre muy despacio dada la escasa solubilidad del agente

mostaza, sin embargo, este reacciona violentamente con las cloroaminas dando

productos no tóxicos.

Mecanismo de Acción:

La acción de este producto se basa en la capacidad del mismo para establecer

enlaces covalentes con otras sustancias. Mediante este enlace puede reaccionar

con muchas moléculas orgánicas, principalmente las moléculas que contienen

Nitrógeno y grupos -SH en proteínas y péptidos.

Las moléculas afectadas son destruidas con las consecuencias siguientes:

Irritación grave en los ojos, inflamaciones en la piel, quemaduras, estornudos.

Estos síntomas no requieren una intervención médica, aunque el dolor y las

quemaduras pueden ser remitidos médicamente.

Si la intoxicación es mayor puede provocar mareos, ampollas y serias dificultades

para respirar. En este caso si es necesaria la intervención médica. [G]


5

1.1.1 Descripción del chile jalapeño.

Como la base para producir gas pimienta, es el chile jalapeño, es necesario

mencionar las características generales de esta planta:

Nombre científico: Capsicum annuum.

Reino: Plantae.

Familia: Solanaceae.

Género: Capsicum.

Orden: Solanales.

Clase: Magnoliopsida.

Subclase: Asteridae.

División: Magnoliophyta.

En la figura 2 se muestran las partes que forman el fruto del chile jalapeño.

Son plantas anuales, semi-herbaceas, de hojas alternas y flores pequeñas

blancas, verdosas y violáceas. Contiene principalmente la sustancia llamada

capsaicina, también contiene las vitaminas A, B y C. el chile jalapeño es de color

verde, de forma cónica alargada, mide en promedio 6.0 x 2.5 cm. [G]

Figura 2: Partes del chile jalapeño.

Fuente:http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos.pdf


6

Se le da este nombre porque se dice que antiguamente se cultivaba en Jalapa,

Ver., desde donde se comercializaba a otras partes. También se le llamaba chile

cuaresmeño, porque antiguamente se encontraba solo en la época de cuaresma.

Cuando llega a su etapa de maduración toma un color rojo intenso y ahumado, y

se convierte en chile chipotle, que en sus versiones secas, es de los chiles más

importantes. Dentro del chile jalapeño, existen gran cantidad de variedades con

leves diferencia de formas y grado picor. Más del 60% de chiles jalapeños

producidos se procesan como salsas de chile, chiles encurtidos, chiles secos, y

quesos con jalapeño.

Es de una variedad medianamente picante, entre 2,500 y 8,000 puntos en la

Escala Scoville (ver anexo I), aunque la intensidad del sabor depende en gran

medida de las características del terreno y de la variedad de semilla; las más

habituales son conocidas como típico, meco y morita.

Buena parte de la capsaicina, el alcaloide que provoca la picazón, se concentra en

las venas y semillas en el interior del fruto; retirarlas antes de su empleo

proporciona un sabor más delicado.

Se dice que dentro de sus propiedades benéficas para la salud, se ha encontrado

que ayuda a la disminución del colesterol o para disminuir el cáncer de próstata.

1.1.2 Capsaicina.

El compuesto químico capsaicina (8-metil-N-vanillil-6-nonenamida, C18H27NO3) es

el componente activo de los pimientos picantes (capsicum). Es irritante para los

mamíferos; produce una fuerte sensación de ardor en la boca. La capsaicina pura

es un compuesto lipofílico, inodoro, incoloro, parecido a la cera. En la tabla 3 se

muestran las propiedades físicas y químicas de este compuesto. [G]


7

TABLA 3: Propiedades físicas y químicas de la capsaicina.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Punto de fusión 65 °C

Punto de ebullición 210 – 220 °C

UV máx. 227, 281nm

Sabor Picante

Solubilidad Alcohol, Éter, Benceno, Cloroformo

Insoluble Agua fría.

Color Rojo – Naranja

Masa molar 305. 41 g/mol

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Capsaicina

Este compuesto se puede almacenar durante años en forma estable y si se

encuentra en estado puro si se llega a diluir cien mil veces, sigue siendo tan activa

que aún es capaz de producir ampollas en la lengua.

Es la responsable de la sensación de ardor, e incluso dolor, en la mucosa oral,

estimula las secreciones gástricas y se sabe que esta molécula es capaz de

actuar sobre fibras no mielinizadas delgadas, activando a ciertas sub-poblaciones

de neuronas sensoriales. La capsaicina también posee cualidades descongestivas

y, a concentraciones adecuadas, favorece en el cerebro la producción de

endorfinas, que son moléculas que promueven la sensación de bienestar.

Aunque parezca extraño, la capsaicina, por si misma, es una molécula sin sabor ni

olor. Sus acciones se ejecutan a través de su reconocimiento por parte de una

proteína receptora. La capsaicina también estimula un neuroreceptor de la piel, el

receptor vanilloide subtipo 1 (VR1), que también se activa con otras sensaciones

más familiares como calor y abrasión. De ahí que el efecto de la ingesta sea una

sensación de ardor. [G]


8

Es hidrófoba, no se mezcla con el agua pero sí lo hace con las grasas. Es una

sustancia fabricada por los pimientos o chiles como medio defensivo para

protegerse del ataque de los animales herbívoros.

Es empleado en algunas neuralgias, neuropatía diabética, algunos cuadros

dolorosos referidos a territorios específicos de la piel y en los picores de los

dializados por insuficiencia renal u otras afecciones difusas de la piel similares. Es

de suponer que tiene cierta acción anticancerosa. Tradicionalmente el valor

picante de los pimientos se ha medido en unidades de Scoville, según el sistema

que se diseño a principios del siglo XX. [G]

Escala Scoville.

Esta escala es una medida de picor en los chiles. Estas frutas del genero

capsicum contienen capsaicina, un componente químico el cual estimula el

receptor térmico en la piel, especialmente las membranas mucosas. El número de

unidades Scoville (SHU, del inglés Scoville heat units) indica la cantidad presente

de capsaicina. Muchas salsas picantes usan la escala Scoville para publicitarse en

los centros comerciales.

Esta escala fue nombrada por Wilbur Scoville, quien desarrolló “El Examen

Organoléptico Scoville en 1912”. Éste consiste en una solución con extracto del

chile, que es diluida en agua azucarada hasta que el picante ya no puede ser

detectado por un comité de (normalmente cinco) examinadores; el grado de

disolución del extracto da su medida en la escala.

Así, un chile dulce, que no contiene capsaicina, tiene cero en la escala de Scoville.

Sin embargo entre los chiles más picantes como el habanero, encontramos un

grado de 300,000 o más. Esto indica que el extracto fue diluido 300,000 veces

antes que la capsaicina fuese indetectable. [C]


9

El grado de picante de cualquier pimienta, tal y como se muestran en la escala en

"unidades Scoville," es imprecisa, debido a que las propias especies tienen

variaciones que pueden cambiar en un factor de 10 o incluso de más dependiendo

del cultivo, el clima o incluso el terreno de cultivo (esto es especialmente

verdadero en los habaneros). En el anexo 1 se encuentra la escala Scoville, donde

se muestran los niveles de capsaicina según el tipo de chile a analizar. [C]

1.2. Efectos

El aerosol de pimienta es un agente inflamatorio opuesto a un irritante como la

maza. Causa el inmediato cierre de los ojos, dificultad de respiración, picor de

nariz y tos. La duración de sus efectos depende de la fuerza del aerosol pero el

efecto completo medio dura alrededor de 30 a 45 minutos, con efectos

disminuidos durando horas (para el uso correcto del gas pimienta ver anexo 2).

Diversos estudios han demostrado que la exposición del ojo al OC es inocua, pero

la exposición repetida puede provocar cambios a largo plazo en la sensibilidad de

la córnea. “La Comisión de Opciones Tecnológicas y Científicas del Parlamento

Europeo” (STOA) publicó en 1998 una extensa información del aerosol de

pimienta y el gas lacrimógeno, donde dicen que:

Los efectos del aerosol de pimienta son bastante más severos, incluyendo ceguera

temporal con duraciones de 15-30 minutos, una sensación ardiente de la piel que

dura de 45 a 60 minutos, espasmos de la parte superior del cuerpo que fuerzan a la

persona a doblarse hacia delante y provoca una tos incontrolable dificultando la

respiración y el habla de 3 a 15 minutos. [E]

Para las personas que tienen asma, que están tomando otros medicamentos o

son objeto de técnicas restrictivas que restringen la cantidad de aire al respirar,

hay riesgos de muerte. Un estudio del “Aberdeen Proving Ground” de 1993


10

demostró que el aerosol de pimienta podía producir efectos mutagénicos,

carcinogénicos, de sensibilidad, cardiovasculares y toxicidad pulmonar,

neurotoxicidad, así como otras posibles fatalidades humanas. [E]

Cuando es rociado por primera vez el gas hace que sea prácticamente imposible

abrir los ojos y tener una visión útil, no hay incapacidad y la realización de tareas

físicas sigue siendo posible, pero después de aproximadamente entre 15

segundos y un minuto una quemazón severa ocurre donde el spray haya estado

en contacto con la cara.

La sensación es reminiscente de los efectos posteriores de una quemadura de

agua hirviendo. El dolor ocular comparable sería como poner solución limpiadora

de lentes de contacto en el propio ojo, pero mucho más persistente y distrayente.

El dolor persiste durante algún tiempo, unos 45 minutos de quemazón intensa (ver

figura 3). El único alivio fue presionar la cara contra respiraderos de aire

acondicionado. El lavado no es posible ya que el OC basado en aceites no es

soluble en agua. [E]

Figura 3: Heridas causadas por el gas pimienta.

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Capsaicina


11

1.3. Tratamiento

El efecto puede durar hasta dos horas. La información sobre primeros auxilios

describe técnicas simples y efectivas para prevenir y tratar la mayoría de los

efectos derivados de la exposición a gases lacrimógenos: gas pimienta y otras

posibilidades. Aunque no hay ninguna manera de neutralizar completamente el

gas de pimienta, su efecto puede ser minimizado o parado. La capsaicina no es

soluble en agua e incluso grandes cantidades de agua tienen poco o ningún

efecto. Es, sin embargo, soluble en grasas y aceites de tal manera que se pueden

utilizar leche o detergentes para disminuir sus efectos y lavarlo.

Las víctimas deberían ser animadas a parpadear vigorosamente para soltar

lágrimas, que ayudará a eliminar las sustancias irritantes de los ojos. Algunos de

los aceites pueden ser lavados de la cara utilizando desengrasante, no jabón

aceitoso como el detergente de suciedad media y un ventilador podría

proporcionar algún alivio.

Algunos aerosoles de pimienta de "triple acción" que puede neutralizarse con

metabisulfito de sodio, aunque también es liposoluble y puede ser lavado hasta

cierto punto con leche y algunos contienen un tinte cubrimiento de rayos UV. A

continuación se describe el tratamiento general a utilizar para minimizar los

efectos del gas pimienta.

1. Primeramente se deberá crear una solución de la siguiente manera:

En un recipiente de 1 L mezclar agua potable con un 10% de aceite

mineral. Agregar una cucharada de jabón líquido. Agitar constantemente

hasta obtener la mezcla.

2. Dirigirse a un área ventilada donde personas no contaminadas puedan

ayudar. De ser posible colocar la cara contra el viento y tomar lentas y

profundas inhalaciones. [E]


12

3. No tocar los ojos y la cara. Soplar la nariz y escupir.

4. Aplicar con una esponja la solución antes descrita de la siguiente manera de

acuerdo a la parte donde fue expuesto el gas:

En la PIEL, dentro de los primeros 5 a 30 minutos de la exposición,

limpie el área con la solución. No debe frotarse, enseguida enjuague

con agua limpia. Seque con un paño seco y limpio. Si ya paso ese

lapso de tiempo, se debe aplicar la solución y posteriormente limpiar

con un paño impregnado de alcohol. La solución debe ser removida en

su totalidad para evitar quemaduras.

En los OJOS, con ayuda de una gasa, salpicar agua en los ojos

procurando que esta caiga directo al piso. Si se siente picazón, no

debe de frotarse, sino esperar a que lagrimeen un poco, permitir el

pestañeo, la visión podría nublarse un poco. A continuación aplicar una

gasa mojada con agua potable.

En LABIOS, aplicar unos segundos la solución y posteriormente lavar

con agua potable, impidiendo que esta caiga en el cuello y ropa.

5. Tomar una ducha con agua fría y evitar el uso de detergentes, ya que estos

poseen un vínculo entre la base aceitosa y el gas y provocando que el químico

se disuelva. Lavar varias veces el cuero cabelludo con agua y jabón sin

detergente.

6. Evitar el uso de cremas humectantes.

7. Si la exposición al gas fue critica, se recomienda cubrir el cuerpo tanto como

sea posible como el uso de manga larga y gorra.[E]


13

1.4. Marco legal.

La ley federal de armas de fuego y explosivos autoriza el uso legal de productos

defensivo no letales, de artes marciales y de tiro deportivo, donde se encuentra

especificado el gas pimienta y algunos productos como los inmovilizadores

eléctricos, armas de aire, entre otros. [J]

Siendo el ingrediente activo del gas pimienta el extracto de tipo natural “oleoresin

capsicum” (OC) o capsaicina, y al no estar tipificado dentro de las leyes de armas

de fuego y explosivos, como agente peligroso o de uso exclusivo del ejército o la

policía, se puede afirmar que este producto puede ser utilizado legalmente y bajo

circunstancias apremiantes como medio de defensa y protección personal.

El gas de pimienta está prohibido internacionalmente para la utilización en la

guerra desde la convención de armas biológicas de 1972 pero no para la

utilización de la seguridad interna. [J]

La norma oficial mexicana NOM-119-SSA1-1994: Bienes y servicios. Materias

primas para alimentos, productos de perfumería y belleza, colorantes orgánicos

naturales, especificaciones sanitarias. Establece las especificaciones de identidad

y pureza de los colorantes orgánicos naturales para su aplicación en los alimentos

y productos de perfumería y belleza, en los que se emplean como materias

primas. [I]

Al considerarse éstos como aditivos, su uso puede representar un riesgo para la

salud al encontrarse en ellos niveles altos de contaminantes, sustancias o

solventes que se empleen para la extracción y que resultan perjudiciales para la

salud del consumidor. Cuyo procedimiento establecido para determinar la

capsaicina en capsicums se menciona en el anexo 4. [J]


14

La norma mexicana NMX-F-389-1982, establece el procedimiento para determinar

el contenido de capsaicina en capsicums, el cual se describe en el anexo 3. [G]

El gas de pimienta aprobado hecho de un 2% de OC está disponible para

cualquier persona mayor de 18 años. [J]

CAPÍTULO II METODOLOGÍA

15

CAPÍTULO II

METODOLOGÍA

En la primera etapa de este proceso experimental, se seleccionará una muestra

de chiles jalapeños, de los cuales se piensa obtener sus venas y semillas para

poder realizar una extracción de la capsaicina y poder determinar el grado de

unidades Scoville, presentes en esta muestra.

En la segunda etapa se procederá a elaborar el gas con base a la capsaicina

obtenida en la etapa anterior y se elegirá el método más factible para su

elaboración. [G]

2.1 Primera etapa: extracción de la capsaicina

Actualmente el procedimiento principal mediante el cual es posible obtener

extractos de productos naturales en general y, en particular, del chile es el que se

realiza por extracción de solventes orgánicos. Sin embargo, esta tecnología

requiere del manejo de compuestos orgánicos volátiles e inflamables a

temperaturas relativamente elevadas. Las oleorresinas capsicum obtenidas por

extracción con solventes contienen en promedio 30 ppm de solvente, por lo que su

presencia además de representar un riesgo potencial para los consumidores de

estos productos, decrementan sus posibilidades de uso en aplicaciones que

requieran materia prima muy limpia.

Debido a que la capsaicina es una molécula con ciertas características de

polaridad, los solventes más adecuados para poder realizar la extracción son: el

alcohol metílico (CH3OH), el etílico (C2H5OH), el isopropílico [(CH3)2CHOH]; la

acetona (C3H6O), éter etílico (C4H10O), y acetato de etilo (C4H8O2).[G]


16

En este caso, no se utilizará ninguno de estos métodos, pues diversas

investigaciones han demostrado que un método mucho más rápido y económico

es utilizar la hidrodestilación asistida por radiación, debido a que, la capsaicina no

es soluble en agua fría y se puede acelerar el proceso de extracción, ya que

mediante los métodos más comunes se tardaría horas en realizarlo, y con la

hidrodestilación solo tomará unos minutos.

2.1.1. Extracción de la capsaicina mediante hidrodestilación asistida por

radiación de microondas.

La hidrodestilación es un proceso conocido para obtener el aceite esencial de las

plantas aromáticas y utilizado para separar sustancias orgánicas insolubles en

agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla,

como resinas o sales inorgánicas u otros compuestos orgánicos no arrastrables.

En la extracción, se adoptará el término hidrodestilación, para definir al proceso

mediante el cual se obtendrá el aceite esencial (capsaicina) de una planta (chile

jalapeño) haciendo uso del vapor saturado a presión atmosférica y la materia

prima o muestra a analizar está en contacto íntimo con el agua generadora de

vapor. (Ya que se desconoce lo que sucede en el interior del equipo principal y se

pueden utilizar diferentes condiciones de vapor de agua, no existe un nombre

claro y conciso para definir el proceso) [K].

Descripción del proceso

Antes de iniciar con la extracción, se llevara a cabo la deshidratación y la molienda

de las venas y semillas de chile jalapeño. Para ello se necesitan 500 g de venas y

semillas que se dispersaran en cada una de las rejillas del deshidratador durante

un periodo de tiempo de 4 horas, hasta que estén completamente secas. (Ver

figura 4)


17

Pasado el tiempo, se procede a molerlas, hasta que quede lo más fino posible,

esto es para que al realizar la extracción, se pueda obtener la mayor cantidad de

aceite posible.

Ya obtenida la muestra, la extracción de la capsaicina se llevará a cabo

empleando un equipo de destilación tipo Clevenger (ver figura 5), usando la

trampa Widwell-Sterling y calentamiento por radiación de microondas mediante un

horno convencional LG con potencia de salida de 220 w.

Figura 5: Equipo de Extracción.

Fuente: http://popups.ulg.ac.be/Base/document.php?id=830

Figura 4: Deshidratador.

Fuente:http://www.comohacer.eu/deshidratador


18

TABLA 4: Materiales y equipo para la extracción de capsaicina.

MATERIALES EQUIPO

100 g de venas y semillas de chile

jalapeño, secas y molidas.

Matraz de bola de 1000 mL con

unión 24/40.

250 mL de agua destilada. Refrigerante de West.

Fibra de vidrio.Trampa Widwell-Sterling con boca

24/40.

Vidrio en trozos. Horno.

Hielo.

Una vez que se instala el equipo, los materiales se introducen de la siguiente

manera: en el matraz de bola de 1000 mL se colocarán unos trozos pequeños de

vidrio que servirán como cuerpos de ebullición y se cubrirán con una capa de fibra

de vidrio.

Seguido se introducirán las venas y semillas molidas, mismas que también serán

cubiertas por una capa de fibra de vidrio para evitar que sean arrastradas por el

vapor.

Por último se agrega el agua destilada y se comienza el calentamiento, que durará

40 minutos, haciendo 4 intervalos de 10 minutos cada uno. El hielo se usara entre

cada intervalo, para enfriar el equipo.

Una vez concluido el proceso de extracción, se procede a retirar la trampa

Widwell-Sterling, el aceite (en este caso la capsaicina) debe de haber quedado

cristalizado, de no ser así, será necesario separarlo con la ayuda de un embudo

de separación.


19

2.1.2. Cuantificación del nivel de capsaicina por medio de cromatografía

liquida de alta eficacia.

La cuantificación de la capsaicina es una de las áreas que más han llamado la

atención de los investigadores y probablemente la mitad de toda la información

generada sobre los capsaicinoides está enfocada a su determinación analítica.

.

Entre la variedad de técnicas, las dos más importantes que se han desarrollado

con base en la pungencia del chile son las técnicas sensoriales de Scoville y

Guillete. Otras más consistentes son por colorimetría y cromatografía líquida de

alta eficacia (HPLC). [C]

Desarrollo del método HPLC

El HPLC es un tipo de cromatografía en columna utilizada frecuentemente en

bioquímica y química analítica. Es una técnica utilizada para separar los

componentes de una mezcla basándose en diferentes tipos de interacciones

químicas entre las sustancias analizadas y la columna cromatografía [L].

El compuesto pasa por la columna cromatografica a través de la fase estacionaria

(normalmente, un cilindro con pequeñas partículas redondeadas con ciertas

características químicas en su superficie) mediante el bombeo de líquido (fase

móvil) a alta presión a través de la columna.

La muestra a analizar es introducida en pequeñas cantidades y sus componentes

se retrasan diferencialmente dependiendo de las interacciones químicas o físicas

con la fase estacionaria a medida que adelantan por la columna.

El grado de retención de los componentes de la muestra depende de la naturaleza

del compuesto, de la composición de la fase estacionaria y de la fase móvil. [F]


20

El tiempo que tarda un compuesto a ser eluido de la columna se denomina tiempo

de retención y se considera una propiedad identificativa característica de un

compuesto en una determinada fase móvil y estacionaria.

La utilización de presión en este tipo de cromatografías incrementa la velocidad

lineal de los compuestos dentro la columna y reduce así su difusión dentro de la

columna mejorando la resolución de la cromatografía.

Los disolventes más utilizados son el agua, el metanol y el acetonitrilo. El agua

puede contener tampones, sales, o compuestos como el ácido trifluoroacético, que

ayudan a la separación de los compuestos.

El método HPLC para determinar la capsaicina, se encuentra basado en la norma

ISO 7543-2 publicada en 1993, la cual determina las especificaciones para

determinar el contenido de capsaicina en el total de chiles (ya sea que se en polvo

o entero) y sus extractos, el cual se describe a continuación.

1. Para la determinación de la capsaicina se utiliza un cromatógrafo de

líquidos de alta resolución (HPLC), con detector de arreglo de diodos

(Hewlett Packard; serie 1100) calibrado a una longitud de onda de 280 nm

de absorbancia (según lo establecido por Collins, 1995).

2. Se utilizara una columna tipo C18 octadecilsilano con partículas de 25 µm

de diámetro, 150 mm de longitud y 4.6 mm de diámetro.

3. Se introducirán 2 inyecciones de 20 µL del extracto en el cromatógrafo y el

tiempo de análisis será de 20 min a un flujo de 1.0 mL/min.

4. La fase móvil consistirá de una solución metanol-agua, en una relación de

73/27.[F]


21

La cuantificación de capsaicina se hace con base en las curvas patrón

correspondientes a los estándares 8-metil-Nvanillil- 6-nonenamida (Capsaicina,

Sigma Co.) en concentraciones de 0.1, 0.05, 0.025 mg/mL. Y el contenido de

capsaicinoides se transformara a Unidades Scoville de Picor, con base a la

fórmula: [H]

= + × 16.1 (1)

En México algunas empresas como Herdez S.A, y Mc Cormick tienen respetar el

procedimiento establecido en la norma NMX-F-389-1982, para determinar el grado

de capsaicina que se encuentra presente en sus productos, la cual se describe en

el Anexo 3.[F]

La Secretaria de Salud, La Secretaria de Comercio y Fomento Industrial y La

Procuraduría Federal del Consumidor, se basan en la norma oficial mexicana

NOM-119-SSA1-1994: Bienes y servicios: materias primas para alimentos,

productos de perfumería y belleza, colorantes orgánicos naturales,

especificaciones sanitarias. Para determinar el grado de capsaicina en los

capsicums, cuyo procedimiento se menciona en el anexo 4. [F]

2.2. Segunda etapa: elaboración del gas pimienta.

En la segunda etapa se trata de fabricar el gas pimienta, usando como base la

capsaicina que se extrajo de las venas y semillas del chile jalapeño, elemento que

será pieza clave para lograr el efecto de picor, y elementos adicionales que le

darán la consistencia del gas a nuestro producto, para ello se necesita lo

siguiente.[J]


22

TABLA 5: Materiales y equipos para elaborar el gas pimienta.

MATERIALES EQUIPO

Capsaicina 0.5 mL. Matraz de destilación.

Glicerina 10 g. refrigerante

Bisulfato de Sodio 2 g. Matraz de erlenmeyer 300 mL

Etanol 50 mL. Equipo para soporte

Recipiente de almacenaje.

Procedimiento

1. Se instala el equipo como se muestra en la figura 6. Una vez instalado el

equipo, en el matraz, se colocan la capsaicina, la glicerina y el bisulfato de

sodio, mismos que se mezclarán con el etanol. [J]

Figura 6: Equipo para la obtención del gas pimienta.

Fuente: http://www.panreac.es/spanish


23

2. En seguida, se procede a calentar la mezcla hasta llegar a un punto de

ebullición, se comenzará a notar un burbujeo y espuma, las burbujas

indican que el gas se está procesando.

3. Una vez que la mezcla termine de hacer espuma, en el fondo del matraz se

notará un residuo color café lo cual indica que el gas ha sido generado y

que la reacción está terminada. Se retira la fuente de calor y se aguarda a

que el gas termine de condensarse.

4. La solución obtenida en el matraz, es el producto final: el gas pimienta.

Cuando este ya este frio, se pasa al recipiente donde será embazado, y

quedará listo para usarse.[J]

Balance de energía para calcular la cantidad de energía necesaria para

vaporizar el aceite esencial

Balance global al hidrodestilador:

=El calor de energía necesario (Qnecesario) para realizar esta operación está

compuesto por tres términos.

a) Energía para el calentamiento del hidrodestilador (Qagua):

= + (2)

= ∆= λ

Donde λ = h = h


24

b) Energía para el calentamiento de las venas y semillas de chile jalapeño (QAc):

= ∆ + λ (3)

Donde la capacidad calorífica (Cp) del agua se toma a partir de tablas generales

(Yunus A. Cengel. 2007).

c) Flujo de calor perdido al exterior debido a la convección natural (Qperdido)

= ℎ ( − ) (4)

Donde el calor perdido por convección en las pérdidas del horno es despreciable.

Por lo tanto la energía necesaria es calculada como una suma de las energías

anteriores, con respecto a un periodo de tiempo de operación:

= + + (5)

Tomando en cuenta que la energía pérdida es mínima o nula se tiene que:

= + (6)

= ( ∆ + λ) + ∆ + λ (7)

Para calcular la energía necesaria que se necesita para vaporizar el aceite

esencial se considera que:

Potencia: 1650 W

Tiempo de operación: 40 minutos

Temperatura: 30°C – 100°C


25

Considerando que se usó al 50% de la potencia:

= 825 (2400 ) = 1,980,000= (300 ) 11000 11000 1000 = 0.3000

90%agua = 0.2700 Kg (evaporada)

10%agua = 0.0300 Kg (líquido)

= 4.1830 °= ∆ + λ= (0.3 ) 4.1830 ° (100° − 30° ) + (0.2700 ) 2,344,899.5560= (87,843 ) + (633,122.8801 ) = 720,965.8801

= −= 1,980,000 − 720,965.8801 = 1,259,034.1200

La energía necesaria para separar 0.0567 g de oleorresina de capsicum es de:

QAc = 1,259,034.1200 J

CAPÍTULO III RESULTADOS

26

CAPÍTULO III

RESULTADOS

En la primera etapa de este proyecto se realizó la extracción de la capsaicina,

pieza clave en este producto.

Primeramente se adquirió una muestra de 8 kg de chile jalapeño, a los cuales se

les retiro las venas y semillas, obteniendo una muestra de 825 g. en venas y

semillas.

Posteriormente se introdujeron en el deshidratador, durante un periodo de 4

horas., y finalmente el resultado obtenido fue de 247.5000 g. en venas y semillas

secas (ver figura 7).

Para iniciar con la extracción se tomaron 100 g. de la muestra de venas y semillas

secas previamente molidas y se depositaron en el matraz con 300 mL de agua

destilada. Se instaló el equipo como se muestra en la figura 8.

Figura 7: Venas y semillas secas de la muestra de chile jalapeño.


27

Después de haber sido sometida la muestra a la radiación del microondas durante

un periodo de 40 minutos, el resultado finalmente obtenido fue un sólido que

presentaba una característica muy grasosa, un color blanco, y con un olor muy

peculiar al del chile y altamente irritante cuyo peso fue de 0.0567 g. (ver figura 9).

Durante esta primera etapa también se realizó la cuantificación del nivel de la

capsaicina obtenida, entre la variedad de técnicas, las dos más importantes que

se han desarrollado con base en la pungencia del chile son las técnicas

sensoriales de Scoville y Guillete. Otras más consistentes son por colorimetría y

cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) (García y Ortega, 1996). [H]

Para la muestra obtenida se utilizó un cromatógrafo de líquidos de alta resolución

como el que se muestra en la figura 10, calibrado a una longitud de onda de 280

nm de absorbancia Se utilizó una columna tipo C18 con partículas de 25 μm de

Figura 9: Resultado de la obtención de la capsaicina

Figura 8: Equipo empleado para la extracción de capsaicina.


28

diámetro, 150 mm de longitud y 4.6 mm de diámetro. Se inyectaron 20 μL del

extracto en el cromatógrafo y el tiempo de análisis fue de 35 min. [H]

En la figura 11 se muestra el resultado del análisis del HPLC para las oleorresinas

del compuesto capsicum: la capsaicina (CAP) y la dihidrocapsaicina (DHC),

considerando esos datos y los que se muestran en la tabla 6, se pueden calcular

las concentraciones de la capsaicina y la dihidrocapsaicina mediante las

siguientes formulas [N]:

Para la concentración de la capsaicina:

= .. (8)

Y para la concentración de la dihidrocapsaicina:

= .. (9)

Figura 10: Cromatógrafo de líquidos de alta resolución.


29

Figura 11: Cromatograma del compuesto capsicum, (1) capsaicina, (2) dihidrocapsaicina.

Tabla 6: Resultados del área bajo los picos de los compuestos

capsicums

CAPSAICINOIDES PICOTIEMPO DE

RETENCIÓN min

AREA

mAU

CAP 1 3.43 540.3

DHC 2 3.8 36.7

Sustituyendo los valores de la tabla 6 con la fórmula 8, para la capsaicina

obtenemos:

= 540.3 + 17.5675111.815 = 0.1091

El resultado lo convertimos a ppm y tenemos:

= 0.1091 10001 = 109.1328 ó109.1328

1

2


30

Y para la dihidrocapsaicina obtenemos:

: 36.7 + 100.5795258.740 = 0.0261

= 0.0261 10001 = 26.1049 ó26.1049

Los resultados obtenidos pueden ser convertidos a unidades Scoville (US) para

determinar el grado de pungencia de la muestra de chile jalapeño que fue

analizada, para ello se considera la siguiente fórmula: [H]

Determinación del total de US presentes en la capsaicina:

= + × 16.1 (1)

Sustituyendo los resultados anteriores en la fórmula 1:

= (109.1328 + 26.1049 ) × 16.1 = 2,177.3283De igual manera se puede determinar las unidades Scoville presentes en la

dihidrocapsaicina mediante la siguiente fórmula: [H]

= + × 9.3 (10)

Sustituyendo valores:

= (109.1328 + 26.1049 ) × 9.3 = 1,257.7113


31

La cuantificación de capsaicina y dihidrocapsaicina se hizo tomando como base de

referencia las curvas patrón correspondientes a los estándares 8-metil-N-vanillil-6-

nonenamida (Capsaicina, Sigma Co.) en concentraciones de 0.1 (1), 0.05 (2),

0.025 (3) mg/mL de metanol, y 8-metil-N-vanillilnonamida (dihidrocapsaicina,

Sigma Co.) en concentraciones de 0.22 (1), 0.11(2), 0.055 (3) mg/mL de metanol

(ver Figura 12, 13). El contenido de capsaicinoides (µ g) se transformó a Unidades

Scoville de Picor, con base a la fórmula mostrada la cual considera que 1 Unidad

Scoville de Picor: 15 µg de capsaicinoides totales (AOAC, 1998); la cantidad de

capsaicinoides totales correspondió únicamente al contenido de capsaicina y

dihidrocapsaicina. En la figura 12 se muestra el cromatograma de las soluciones

estándar de la capsaicina y la dihidrocapsaicina así como su tiempo de retención.

[N]

Figura 12: Cromatograma de soluciones estándar de compuestos capsaicinoides


32

Figura 13: Curvas patrón de soluciones estándar.

Sin embargo, debido a los resultados obtenidos, se puede decir que la muestra

analizada del chile jalapeño, no tenía el nivel de pungencia establecido por la

Escala Scoville, pues el rango en que se encuentra el chile jalapeño esta dado

entre los 2,500 y 8,000 US, y el resultado obtenido fue de 2,177.3300 US. Pero

aun así este nivel de pungencia es considerable para poder elaborar el gas

pimienta.

Durante la segunda etapa del proyecto se utilizó una mezcla formada por glicerina,

bisulfato de sodio y la muestra obtenida de capsaicina. La reacción duro 2 horas, y

durante ese tiempo se pudo notar que se desprendía un olor muy parecido al


33

amoniaco. El resultado final fue un líquido de color rojizo, muy irritante al tacto,

cuya solución fue de 5 mL de gas pimienta. En la figura 13 se muestra el producto

obtenido ya en el recipiente. [B, H]

Figura 14: Gas Pimienta en un envase con atomizador.

Análisis económico del producto

Con el fin de conocer la rentabilidad del producto, se realizó el siguiente análisis

económico:

Energía gastada = 1,259,034.1200 J = 349.7317 w/h = 0.3497 Kw/h

Materia prima: 8kg

Solvente (agua): 1 L

A continuación en la tabla 7 se muestran los detalles de los gastos en pesos del

material utilizado.


34

TABLA 7: Costos

COSTOS

Costo unitario Costo total

Costo materia prima $ 12.00 $ 96.00

Costo del equipo $ 3800.00 $ 3800.00

Costo del agua utilizada $ 21.00 $ 21.00

Costo de energía* $ 1.5522 $ 1.62

Costo de mano de obra $ 250.00 $ 500.00

Costo del envasado $ 50.00 $ 50.00

total $ 4,468.62

*Costo de tarifas mexicanas (informe preparado por el sindicato mexicano de

electricistas) [M] Considerando la tarifa establecida por la CFE para empresas

para el año 2011, el costo por Kw es de $ 1.5522 por hora, tomando en cuenta

que el equipo se utilizó en 3 ocasiones durante 40 minutos y se gastó 0.3497 kw/h

en cada ocasión, se puede decir que ese fue el costo de la energía, sin embargo,

este dato no se puede considerar exacto dado que en las tarifas de la CFE no hay

equidad, ya que los cobros no los hacen debido a lo que se gaste por kw/h, sino

por bloques de consumo, por ejemplo de si se consume hasta 75 kw/h la tarifa

seria de 1.5522, pero al rebasar este limite el precio aumenta casi 3 veces más.

CONCLUSIONES

35

CONCLUSIONES

Se logró elaborar la solución de gas pimienta a base de la oleorresina del chile

jalapeño con una concentración de 2% de oleorresina de capsicum.

El análisis químico de la oleorresina de chile jalapeño obtenido muestra la

presencia de algunos capsaicinoides como capsaicina y dihidrocapsaicina. Estos

compuestos son responsables de la pungencia de los chiles y en este caso del

chile jalapeño, además de que es mayor la concentración de la capsaicina

presente en la oleorresina obtenida que la dihidrocapsaicina.

En base a los resultados obtenidos de la prueba de cromatografía liquida de alta

eficacia se pudo cuantificar la concentración de la capsaicina y la

dihidrocapsaicina presente en la oleorresina obtenida del chile jalapeño.

También se pudo calcular los grados Scoville de la oleorresina obtenida y se

encontró por debajo del rango normal perteneciente al chile jalapeño.

Para aumentar el contenido de capsaicinoides se deberá utilizar chiles jalapeños

maduros ya que la concentración es mayor que si utilizará verdes.

En base a los resultados obtenidos, se pudo notar que el producto final fue una

solución de 5 mL de contenido, que para lograrlo se necesitaron 8 kg de materia

prima, en este caso el chile jalapeño, el cual es producto originario de la región,

por el cual resulta relativamente económico la adquisición de dicho chile, en

comparación a los demás chiles que se encuentran en el mercado local y no son

originarios de la región.

CONCLUSIONES

36

También se logró comprobar la efectividad del método de la hidrodestilación

asistida por la radiación de microondas, ya que se pudo obtener la oleorresina de

chile en un tiempo mucho menor que si se hubiera hecho con el equipo soxhlet,

además de que resulta económico porque no se utilizan solventes organicos, sino

que, solo se utiliza el agua destilada como solvente.

BIBLIOGRAFIA

37

BIBLIOGRAFÍA.

A.- Pita, René. Armas químicas: la ciencia en manos del mal. (2008). Madrid:

Plaza y Valdés. ISBN 978-84-96780-42-2. [Online]

B.- ARMA QUÍMICA: WIKIPEDIA: La Enciclopedia Libre. [Online]. Wikipedia,

2006. [Citado en Agosto 29 de 2011]. Disponible en:

http://es.wikipedia.org/wiki/Arma_Quimica.

C.- ESCALA SCOVILLE: WIKIPEDIA: La Enciclopedia Libre. [Online]. Wikipedia,

2006. [Citado en Octubre 1 de 2006]. Disponible en:

http://es.wikipedia.org/wiki/Escala_Scoville.

D.- Rodríguez, Javier. La química como armamento (2001).

E.- CHILE JALAPEÑO: WIKIPEDIA: La Enciclopedia Libre. [Online]. Wikipedia

2006. [Citado en Septiembre 4 de 2008]. Disponible en:

http://es.wikipedia.org/wiki/Chile_Jalapeño.

F.- Restrepo, Mauricio. Oleorresinas de capsicum en la industria alimentaria

(2006). Antioquia, Colombia.

G.- Zavaleta, Leonor. Instituto tecnológico de Zacatepec: departamento de

ingeniería química y bioquímica, Extracción de capsaicinoides (marzo 2009).

H. - Arthur Gahungu, Eric Ruganintwali, Eric Karangwa, Xiaoming Zhang and

Daniel Mukunzi, Volatile Compounds and Capsaicinoid Content of Fresh Hot

Peppers (Capsicum Chinense) Scotch Bonnet Variety at Red Stage: State Key

Laboratory of Food Science and Technology, School of Food Science and

BIBLIOGRAFIA

38

Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, P.R. China. Advance

Journal of Food Science and Technology 3(3): 211-218, 2011.ISSN: 2042-4876 ©

Maxwell Scientific Organization, 2011. Received: March 30, 2011. Accepted: May

13, 2011. Published: June 06, 2011

I.- Secretaria de comercio y fomento industrial: Norma Mexicana NMX-F-389-1982,

“alimentos, especias y condimentos; determinación de capsaicina en capsicums”

(1982).

J.- http://www.taringa.net/posts/info/1841678/Lo-que-querias-saber-sobre_-Armas-

no-letales.html.

K.-Diego Márquez, Sitlali. Tesis: Evaluación del rendimiento en la obtención del

aceite “Piper Auritum Kunth” mediante la hidrodestilacion asistida por microondas.

(2011, Universidad Veracruzana).

L.-Amador Loyda, Thalia. Tesis: Comparación de aceite esencial de limón persa,

italiano y criollo mediante cromatografía de líquidos. (Junio 2010, Universidad

Veracruzana).

M.- Sindicato Mexicano de Electricistas. Disponible en: http://www.cfe.gob.mx.

N.- Cázares Sánchez, Esmeralda. Capsaicinoides y preferencia de uso en

diferentes morfotipos de chile (capsicum annuum L.) del centro-oriente de

Yucatán. Genética y Botánica, campus Montecillo, colegio de Postgraduados.

Estado de México.

GLOSARIO

39

GLOSARIO

ABSORBANCIA: es la intensidad de la luz con una longitud de onda específica

que es pasada por una muestra.

ACRE: sustancia que es ácida, áspera y picante en el sabor y en el olor. Que es

rudo o poco agradable.

ALCALOIDES: aquellos metabolitos secundarios de las plantas sintetizados,

generalmente, a partir de aminoácidos. Los alcaloides verdaderos derivan de un

aminoácido, son por lo tanto nitrogenados. Son básicos (excepto colchicina), y

poseen acción fisiológica intensa en los animales aun a bajas dosis con efectos

psicoactivos, por lo que son muy usados en medicina para tratar problemas de la

mente y calmar el dolor. Ejemplos conocidos son la cocaína, la morfina, la

atropina, la colchicina, la quinina, cafeína y la estricnina.

ARRASTRABLE: que se deja llevar, o arrastrar por alguna sustancia.

CAPSAICINA: es el componente activo de los pimientos picantes (Capsicum)

CAPSAICINOIDES: aquellas sustancias relacionadas con la capsaicina y se

producen como un metabolito secundario en diversas plantas del genero

capsicum.

CARCINOGÉNICO: es aquél que puede actuar sobre los tejidos vivos de tal forma

que produce cáncer. Generalmente, el término se refiere a aquellos agentes que

han sido introducidos por el hombre, pero puede usarse para toda sustancia que

tiende a causar cáncer.

GLOSARIO

40

CLOROAMINA: compuesto químico con la fórmula NH2Cl. Por lo general se utiliza

como una solución diluida en función desinfectante.

CROMATOGRAFÍA: método físico de separación para la caracterización de

mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia y la

física. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva,

cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo

identificar y determinar las cantidades de dichos componentes.

CUANTIFICACIÓN: es el proceso de convertir un objeto a un grupo de valores

discretos

ELUIDO: que fue separado de un sólido mediante un lavado.

ENCURTIDOS: nombre que se da a los alimentos que han sido sumergidos

(marinados) en una solución de sal, y que fermenta por sí solo o con la ayuda de

un inoculo (microorganismo como Lactobacillus plantarum), en el cual baja el pH y

aumenta la acidez del mismo con el objeto de poder extender su conservación.

ENDORFINAS: péptidos opioides endógenos que funcionan como

neurotransmisores. Son producidas por la glándula pituitaria y el hipotálamo en

vertebrados durante el ejercicio, la excitación, el dolor, el consumo de alimentos

picantes o el consumo de chocolate, por ejemplo, el enamoramiento y el orgasmo,

y son similares a los opiáceos en su efecto analgésico y de sensación de

bienestar.

HIDRODESTILACIÓN: proceso para obtener el aceite esencial de alguna materia

prima vegetal mediante el uso del vapor saturado a presión atmosférica.

HIDRÓFOBA: sustancias que son repelidas por el agua o que no se pueden

mezclar con ella. Un ejemplo de sustancias hidrófobas son los aceites.

GLOSARIO

41

HIDRÓLISIS: es una reacción ácido-base entre una sustancia, típicamente una

sal, y el agua.

INOCUA: Que no hace daño.

LACRIMÓGENO: Dícese de la sustancia o factor que provoca o estimula la

secreción de lágrimas.

LIPOFÍLICO: sustancia que tiene afinidad por las grasas y gran solubilidad en los

lípidos, posee la propiedad fisicoquímica que favorece el equilibrio de partición y

reparto de un soluto entre el agua y un disolvente orgánico inmiscible, a favor de

que este influye en la absorción y bioacumulación.

MIELINIZADA: se dice de la zona de la mielina que se sitúa en el sistema

nervioso, formando vainas que rodean los axones de las neuronas. Se trata de un

sistema de bicapas fosfolipídicas constituidas por esfingolípido, que permite la

transmisión de los impulsos nerviosos entre las distintas partes del cuerpo a través

de su efecto aislante.

MUTAGÉNICO: Una sustancia o agente físico que causa mutaciones, es decir,

que altera de forma permanente el ADN de las células.

NEURALGIAS: síntoma provocado por un fallo del sistema nervioso consistente

en un trastorno sensitivo o dolor sin que la función motora se vea afectada.

OLEORRESINA: es una mezcla más o menos fluida de resina y aceite esencial.

ORGANOLÉPTICO: Se dice de las propiedades de los cuerpos que se pueden

percibir por los sentidos.

GLOSARIO

42

PUNGENCIA: Sensación de picor, ardor e incluso irritación que producen algunos

alimentos.

RECEPTOR VANILLOIDE: se considera un receptor importante que integra varias

señales diferentes del dolor.

RICINA: toxina que se extrae de las semillas del ricino (Ricinus communis).

Pertenece a la familia de proteínas conocidas como proteínas inactivantes de los

ribosomas (RIP) que se unen a los ribosomas de las células eucariotas

paralizando la síntesis de proteínas, lo que causa la muerte.

SEMIHERBACEAS: Es una planta blanda y pequeña, no tiene leño o madera

como si puede tener un árbol o un arbusto.

TRIFLUOROACÉTICO (ACIDO): acido que se usa principalmente para análisis e

investigación de química fina.

VESICANTE: sustancia que puede ser sólida, líquida o gaseosa y que en contacto

con la piel produce irritación y ampolla. Su acción va desde la irritación leve de la

piel a la ulceración y fuertes quemaduras, llegando a producir la destrucción de los

tejidos.

VIOLÁCEAS: Familia de plantas dicotiledóneas, del orden parietales, flores

axilares de cinco pétalos y fruto en cápsula o baya.

ANEXOS

43

ANEXOS

ANEXO 1:

Escala Scoville para determinar las unidades de capsaicina que contienen los

diferentes tipos de chiles.

ESCALA DE SCOVILLE

Unidades Scoville Tipo de chile

15.000.000–16.000.000 Capsaicina pura

8.600.000-9.100.000Nivel estándar del gas pimienta en EUA. Munición

irritante del FN 303

855.000–1.041.427 Naga Jolokia

350.000–580.000 Habanero Savinas Roja

100.000–350.000 Chile Habanero, Scotch Bonnet

100.000–350.000 Chile Datil, Capsicum Chinense

100.000–200.000 Rocoto, Chile Jamaicano picante, Piri Piri

50.000–100.000 Chile Thai, Chile Malagueta, Chile Chiltepín, Chile Piquín

30.000–50.000Pimienta Roja o de Cayena, Chile Picante Peruano, Chile

Tabasco, algunos Chiles Chipotle

10.000–23.000 Chile Serrano, algunos Chiles Chipotle

4.500–5.000Variedad de Nuevo México del Chile Anaheim, Chile

Húngaro de cera

2.500–8.000 Chile Jalapeño

1.500–2.500 Chile Rocotillo

1.000–1.500 Chile Poblano

600-800 Salsa Tabasco

500-1.000 Chile Nuevo México

100–500 Pimiento, Pepperoncini

0 No picante, Pimiento Verde

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Escala_Scoville.

ANEXOS

44

ANEXO 2:

Normas para el empleo de aerosoles defensivos con agente activo OC.

1.- El aerosol constituye un medio de defensa idóneo para aquellas situaciones

conflictivas en que no se dan los requerimientos que justifiquen el empleo de

armas de fuego, esto es, de manera restrictiva en situaciones límite y sustituyendo

a éstas.

2.- Su uso habrá de limitarse a las acciones de agresión, resistencia o detención

en las que sea preciso la inmovilización temporal y pueda justificarse su aplicación

en atención a la racionalidad del medio empleado. Está especialmente indicado:

Para reducir a individuos de gran corpulencia y especialmente agresivos, o

grupos desproporcionados en número con la Fuerza actuante.

Desalojo de locales cerrados de pequeñas dimensiones, empleando máscaras

de gas la Fuerza actuante.

Conducciones de presos, especialmente cuando sea preciso permanecer

acompañándolos entre el público –caso de los hospitales y salas de audiencia-

donde pueden producirse fugas por forcejeo o ayuda exterior y se entienda muy

limitada la utilización de las armas.

Evitar el ataque de animales, especialmente perros, en auxilios, entradas para

registro, etc., si bien éste efecto no está suficientemente probado.

3.- Su efecto óptimo se logra aplicándolo a distancia inferior a 3 metros y

dirigiendo el gas hacia la cara del agresor o sobre las cabezas del grupo a reducir.

4.- Habitualmente se utilizarán en lugares abiertos o aireados. Se asegurará la

evacuación y ventilación por un periodo de tiempo superior a una hora, si

inevitablemente fuera necesario emplearlos en lugar cerrado y para casos muy

excepcionales. La simple brisa puede introducir la pulverización en

ANEXOS

45

compartimentos cerrados ajenos al lugar de empleo y producir efectos no

deseados sobre sus ocupantes.

5.- A pesar del efecto contundente y disuasivo, generalmente no produce lesiones

ni secuelas. No obstante, sus efectos no suelen ser neutralizados por pañuelos ni

máscaras protectoras improvisadas.

6.- La presentación del agente activo OC, no explosivo ni inflamable a temperatura

ambiente, en envase de bolsillo previsto de capuchón para dirigir la pulverización y

proteger de descargas accidentales, garantiza la seguridad de empleo al usuario y

permite las siguientes ventajas:

Agredir blancos específicos.

Efecto instantáneo sobre el adversario.

No produce efectos secundarios.

Pulverización a una distancia entre 3 y 5 metros con un ángulo de dispersión

entre 8 y 10 grados.

7.- El envase dispone de seis descargas de un segundo de duración cada una. La

dosis normal no debiera exceder de dos segundos. Se debe evitar la exposición

prolongada o repetida así como inhalar sus vapores, descartando una

administración precipitada con riesgo de contaminación al usuario.

8.- La primera consecuencia de la aplicación es el cierre repentino de ojos con una

fuerte sensación de picor que se extiende a las zonas afectadas, durante

aproximadamente un mínimo de 15 minutos.

9.- Los efectos tóxicos que alguna vez han sido apreciados son agitación, tos,

dolor en el pecho y posible ataque de pánico por la sensación de asfixia aguda. En

piel y mucosas de las zonas descubiertas produce eritema y fuerte sensación de

quemadura, lagrimeo abundante, inflamación de los párpados y conjuntivitis.

ANEXOS

46

10.- Una vez reducida la persona, se procederá a un inmediato reconocimiento

médico de la misma, sin perjuicio de que la Fuerza actuante le preste los primeros

auxilios siguientes:

No frotar nunca la zona expuesta o irritada.

Retirar a la persona de la zona contaminada.

Contacto con los ojos: Lavarlos con abundante agua fría, al menos durante 15

minutos.

Contacto con la piel: Lavarla con agua y jabón o detergente suave y agua hasta

la atención médica.

Inhalación: Controlar la respiración y realizar la respiración artificial si fuese

necesario. Mantener al afectado abrigado y tranquilo hasta la atención médica.

Ingestión: Beber mucho agua hasta provocar el vómito y solicitar atención

médica.

ANEXOS

47

ANEXO 3:

Procedimiento para determinar el grado de capsaicina establecido por la norma

NMX-F-389-1982.

Este método se basa en la determinación del contenido de capsaicina en los

capsicums; en primer lugar mediante una serie de diluciones para la elaboración

de una curva tipo, y en segundo lugar una extracción mediante columna.

MATERIALES REACTIVOS APARATOS EQUIPO

Pipetas de 20 y 50

cm3

Acetato de etilo Balanza analítica

con + 0.0001 g de

sensibilidad

Columna para

cromatografía de

19*250 mm con

llave de paso

Frascos

volumétricos de 50

y 100 cm3

Metanol Espectrofotómetro

capaz de medir el

rango UV

Equipo de reflujo

Probeta Alúmina activa

Frasco de

extracción

Carbón activado

Perlas de Vidrio* Patrón de capsaicina

Fuente: Secretaria de comercio y fomento industrial: Norma Mexicana NMX-F-389-1982, “alimentos, especias y condimentos; determinación de capsaicina en capsicums” (1982).

Curva de calibración

Para la solución reguladora (SR) disolver 0.05 g de capsaicina en un frasco

volumétrico de 50 cm3 con metanol al 90% y aforar.

Solución de trabajo

A 4 cm3 de la SR llevarla a 50 cm3 con metanol al 90 % = 80 mg/cm3.

A 3 cm3 de la SR llevarla a 50 cm3 con metanol al 90 % = 60 mg/cm3

A 2 cm3 de la SR llevarla a 50 cm3 con metanol al 90 % = 40 mg/cm3.

A 1 cm3 de la SR llevarla a 50 cm3 con metanol al 90 %= 20 mg/cm3.

ANEXOS

48

Determinar los valores de absorbancia a 281.5 nm para cada una de estas

soluciones usando metanol al 90 % como blanco (correr una gráfica de

elaboración 340 a 240 nm).

Ajustar la línea de cada curva y trazar la absorbencia corregida en 281.5 nm

contra la concentración en una gráfica en papel lineal.

Muestra

Pesar 2 g de muestra preparada de capsicums en el interior de un matraz de

extracción de 125 cm3.

Adicionar aproximadamente 50 cm3 de acetato de etilo y reflujar durante 2 1/2

horas.

Enfriar y filtrar en un matraz volumétrico de 100 cm3 y lavar con acetato de

etilo hasta que el extracto quede claro. Transferir los lavados a un matraz

volumétrico y diluir a 100 cm3 con acetato de etilo.

Preparación de la Columna

Insertar lana de vidrio mediante un tubo hasta el fondo de la columna.

Introducir 25 cm3 de acetato de etilo estando la llave cerrada.

Adicionar 3 g de alúmina activada y dejar asentar. Use alúmina tomada

directamente del horno y pesada en caliente.

Drenar la columna hasta 0.5 cm por arriba de la superficie de la alúmina.

Procedimiento

Transferir 20 cm3 del extracto preparado, a la columna.

Drenar la columna aproximadamente 0.5 cm por arriba de la alúmina.

Lavar la columna con 50 cm3 de acetato de etilo en tres porciones (15, 15 y 20

cm3) y drenar hasta 0. 5 cm por arriba de la alúmina después de los primeros

lavados. La columna es dejada drenar hasta sequedad después del último

lavado.

ANEXOS

49

Diluir la capsaicina con 45 cm3 de metanol al 90 %, recolectar el lavado en un

matraz volumétrico de 50 cm3 con metanol al 90 %.

Correr una gráfica de 340 a 240 nm hasta obtener una absorbencia máxima

en 281.5 nm.

Si el color de la solución final es fuerte, puede distorsionarse el pico

(generalmente la distorsión impide ajustar en forma adecuada la línea base),

esta solución debe pasarse directamente a una columna con carbón activado.

Usar una columna de cromatografía de 14 mm de diámetro interior y ajustar la

llave de paso. Llenar la columna con lana de vidrio y adicionar 3 g de una

mezcla de carbón y perlas de vidrio, hasta una altura de uno a dos cm.

Pasar la solución final a través de esta columna descartar los primeros 10 a 15

cm3 de la solución y colectar los próximos 10 cm3.

Expresión de resultados

El contenido de capsaicina en la muestra se calcula con la siguiente fórmula

expresada en unidades de Scoville.

Dónde:

U.S. = Unidades de Scoville

0.0667 = Es la concentración teórica de la capsaicina, la cual se utiliza como un

factor de conversión a unidades de Scoville.

La concentración final de la muestra (g/cm3) será 0.008 g/cm3, cuando se siga el

método anteriormente descrito.

Notas:

1. Los flujos usados en el procedimiento de cromatografía son aproximadamente

de 4 cm3/min para la separación del acetato de etilo, sustancias que interfieren y

para la elución de la capsaicina con una solución acuosa de etanol.

ANEXOS

50

ANEXO 4:

Procedimiento para la determinación de la capsaicina contenida en capsicums

según lo establecido por la norma oficial mexicana NOM-119-SSA1-1994: Bienes

y servicios: materias primas para alimentos, productos de perfumería y belleza,

colorantes orgánicos naturales, especificaciones sanitarias.

Los materiales a utilizar para realizar esta determinación son los siguientes:

Metanol.

5 g de Capsaicina.

Agua destilada.

Pesar exactamente 5 g en un matraz, adicionar 100 mL de metanol al 70%, agitar

por 30 minutos. Dejar reposar la solución por 5 minutos y filtrar. Tapar el embudo

para evitar la evaporación. Los primeros 25 mL del filtrado se descartan y el resto

del filtrado se mezcla bien. Distribuir esta solución en matraces de 100 mL y

prepararlos de la siguiente manera:

Matraz 1 2 3 4

Solución filtrada 4.00 mL 4.00 mL 4.00 mL 4.00 mL

Agua destilada 17.80 mL 16.80 mL 19.00 mL 18.00 mL

HCl 1N 1.00 mL 1.00 mL 1.00 mL 1.00 mL

NaOH 1N 2.00 mL 2.00 mL 2.00 mL 2.00 mL

Valor determinado A1 A2 A3 A4

Las soluciones se mezclan en los matraces con 100 mL de metanol. La

absorbancia se evalúa A1-A4, las 4 soluciones son medidas a 248 y 296 nm

(lámpara de deuterio, celda de cuarzo).

ANEXOS

51

Cálculos:

a) 248 [( ) ( )]×× = %

b) 296 [( ) ( )]×× = %

Dónde:

2500 = dilución.

314 y 127 = factores de corrección.

W = Peso de la muestra en g.

Las determinaciones de las réplicas de (a) y (b), no pueden diferir más de 10%. De

lo contrario se deberá repetir la determinación.

ÍNDICE DE FIGURAS

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Presentación en la que se encuentra a la venta el gas pimienta. II

Figura 2: Partes del chile jalapeño. 05

Figura 3: Heridas causadas por el gas pimienta. 10

Figura 4: Deshidratador. 17

Figura 5: Equipo de extracción. 17

Figura 6: Equipo para la obtención del gas pimienta. 22

Figura 7: Venas y semillas secas de la muestra de chile jalapeño. 26

Figura 8: Equipo empleado para la extracción de capsaicina. 27

Figura 9: Resultado de la obtención de la capsaicina. 27

Figura 10: Cromatógrafo de líquidos de alta resolución. 28

Figura 11: Cromatograma del compuesto capsicum, (1) capsaicina, (2)

dihidrocapsaicina. 29

Figura 12: Cromatograma estándar de compuestos capsaicinoides. 31

Figura 13: Curvas patrón de soluciones estándar. 32

Figura 14: Gas pimienta en un envase con atomizador. 33

ÍNDICE DE TABLAS

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Descripción del gas pimienta. 02

Tabla 2: Propiedades físicas del gas pimienta. 03

Tabla 3: Propiedades físicas y químicas y de la capsaicina. 07

Tabla 4: Materiales y equipos para la extracción de la capsaicina. 18

Tabla 5: Materiales y equipos para elaborar el gas pimienta. 22

Tabla 6: Resultados del área bajo los picos de los compuestos capsicums. 29

Tabla 7: Costos. 33

gas pimienta jalapeño

Documents