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RECONOCIMIENTO Y EVALUACION DE COLORANTES

I.

INTRODUCCIN Los pigmentos naturales, es decir la materia colorante, se encuentran en los seres vivos. Por su estructura molecular estn clasificados en: carotenoides, clorofila, flavonoides, antocianinas y betalaninas; quinnicos, 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 orgnicos, o a pigmentos naturales o colorantes sintticos aadidos. Cuando son sometidos a tratamientos trmicos, los alimentos generan tonalidades que van desde un ligero amarillo hasta un intenso caf. En otras ocasiones, los pigmentos que contienen se alteran y cambian de color. La mayora de las frutas y vegetales deben su color a sus correspondientes pigmentos, que son sustancias con una funcin biolgica 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 betalanas, y otros

La funcin 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 desempear la funcin de guiar a los insectos a las flores para realizar la polinizacin. Las quinonas (compuestos fenlicos) pueden actuar como sustancias txicas para defensa, un caso digno de mencionar es el gusano telero (Laetillia coccidivora Comstock), el cual ha superado los efectos txicos 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 sealar que la gran diversidad de pigmentos cumple funciones especficas dentro de la naturaleza, ya que algunos pueden actuar como inhibidores para la germinacin de semillas, hormonas de crecimiento, atrayentes, disuasivos, etctera.


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II.

OBJETIVOS Familiarizar a los alumnos con algunas tcnicas de separacin de sustancias Evaluar el comportamiento de los pigmentos frente a diferentes tratamientos.

III.

FUNDAMENTO TERICO 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 produccin 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 lpidos insolubles en agua. Cuando se agitan fuertemente en ella se dividen en pequesimas gotas formando una emulsin de aspecto lechoso, que es transitoria, pues desaparece en reposo por reagrupacin de las gotitas de grasa en una capa que, por su menor densidad, se sita sobre el agua. Por el contrario, las grasas en disolventes orgnicos, como el ter, cloroformo, acetona, benceno, etc.

CAROTENOIDES: Se halla en la zanahoria Terpenoides formados por ocho unidades de isopreno. Son, pues, molculas de 40 tomos de carbono con un sistema de dobles enlaces conjugados. Los carotenoides se encuentran unidos a protenas mediante enlaces no covalentes. Se trata de compuestos intensamente coloreados, debido a la profusin 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 fotosntesis, proceso que transforma la energa luminosa en energa qumica. La clorofila absorbe sobre todo la luz roja, violeta y azul, y refleja la verde. La gran concentracin de clorofila en las hojas y su presencia ocasional en otros tejidos vegetales, como los tallos, tien de verde estas partes de las plantas. En algunas hojas, la clorofila est enmascarada por otros pigmentos. En otoo, la clorofila de las hojas de los rboles se descompone, y ocupan su lugar otros pigmentos. La molcula de clorofila es grande y est formada en su mayor parte por carbono e hidrgeno; ocupa el centro de la molcula un nico tomo de magnesio rodeado por un grupo de tomos que contienen nitrgeno y se llama anillo de porfirinas. La estructura recuerda a la del componente activo de la hemoglobina de la sangre. De este ncleo central parte una larga cadena de tomos de carbono e hidrgeno que une la molcula de clorofila a la membrana interna del cloroplasto, el orgnulo celular donde tiene lugar la fotosntesis. Cuando la molcula de clorofila absorbe un fotn, sus electrones se excitan y saltan a un nivel de energa superior (vase fotoqumica) esto inicia en el cloroplasto una compleja serie de reacciones que dan lugar al almacenamiento de energa en forma de enlaces qumicos. 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 ms comn es la clorofila A, que constituye aproximadamente el 75% de toda la clorofila de las plantas verdes. Se encuentra tambin en las algas verde azuladas y en clulas fotosintticas ms complejas. La clorofila B es un pigmento accesorio presente en vegetales y otras clulas fotosintticas complejas; absorbe luz de una longitud de onda diferente y transfiere la energa a la clorofila A, que se encarga de transformarla en energa qumica. 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 Termmetro o Embudo de vidrio o Mechero o Tijeras o Hornilla elctrica o Agua destilada. o Alcohol 96 o Solucin de NaOH 0.1N o Solucin de HCl 0.1N

B.- Metodologa 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 inmersin 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 extradas en la parte 1, traspasar aproximadamente 5ml a 3 tubos de ensayo. Adicionar al primer tubo de ensayo 1ml de acido clorhdrico, al segundo tubo 1ml de agua destilada y al tercer tubo 1ml de hidrxido 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 bao maria a 40C, 60C y 80C por 3 minutos respectivamente. 4. Identificacin 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 aparecern en la parte superior de la tira de papel unas bandas de colores que sealan los distintos pigmentos.

V.

RESULTADOS

5.1 Solubilidad. 5.1.1 De la Betarraga

Grfico01: La betarraga se solubiliza en agua


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5.1.2 De la Espinaca

Grfico02: La espinaca se solubiliz en agua

5.1.3 De la Zanahoria

Grfico03: Zanahoria machacada a analizar

Se observ 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 Patrn Grfico04: Influencia del Ph en la Betarraga Se observ que cuando se agreg HCl , la muestra se acalar levemente, mientras que cuando se agreg NaOH la muestra se torn amarilla. Con agua se mantuvo.

De la Espinaca

HCl

Agua

Muestra Patrn Grfico05: Influencia del Ph en la Espinaca

NaOH


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De la Zanahoria Usando Agua

HCl

Agua

NaOH Grfico06: Influencia del Ph en la zanahoria

Usando Alcohol

HCl

Agua

NaOH

Grfico07: Influencia del Ph en la zanahoria (con alcohol) Influencia de la temperatura en la estabilidad de los pigmentos 5.3.1 De la betarraga

Grfico08: Influencia de la T en la betarraga No se observaron cambios


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Identificacin de pigmentos

Muestra de Espinaca

Muestra de zanahoria

Muestra de Betarraga Grfico09: Identificacin 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 ltimo la muestra de espinaca se observaba en del papel filtro.

VI. DISCUSIONES En la prctica N 8 (Reconocimiento Y Evaluacin 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 mostr una coloracin muy roja en el vaso de precipitado que contena 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 observ que con en el tubo de ensayo que se agreg HCl solo se aclar levemente, con agua se aclar otro tanto, mientras que con NaOH la muestra vir a una coloracin amarillenta, este fenmeno 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, debi cambiar su coloracin, ya que un incremento logartmico en la destruccin de la antocianina ocurre con un incremento de la temperatura [4], pero no fue as, con lo que podemos deducir que


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se cometi 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 orgnicos como cloroformo y ter [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 teora 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 prctica, se ha considerado que el betacaroteno se solubiliz en agua. Ambas muestras fueron sometidas a cambios de pH con NaOH (bsico), HCl (cido) y agua (neutro). En donde contena agua, se aclar al agregarse NaOH, lo mismo pas con el agua, pero con el cido se oscureci un poco. Mientras que en la muestra que contena alcohol se observ que el cido aclar la muestra, lo mismo pas al agregarse agua destilada, pero con el NaOH no ocurri nada especial. Estos cambios no fueron muy notorios, pues la estabilidad de un carotenoide se ve afectada por altas temperaturas, radiaciones electromagnticas y el oxigeno [7], mas no por el pH.

Por su parte la muestra de espinaca, dio una coloracin ms oscura en el vaso de precipitado que contena 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 (cido) y NaOH (bsico), observamos que con el HCl la muestra toma una coloracin naranja, con el agua se aclara un poco y con el NaOH toma una coloracin verde petrleo, estos cambios notorios se debe a que la estructura qumica compleja de la clorofila es fcilmente alterable por oxidantes (oxgeno, etc), altas temperaturas, pH, luz y algunas enzimas [9]. Lo tambin que explica la coloracin amarillenta en el papel filtro (que se ver mas adelante), la clorofila se oxid.

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


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

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

2. La antocianina se mostr termo-resistente.

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

4. Segn la prctica, 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 cido, y aun color verde petrleo en un medio bsico.

8. Las antocianinas (de la betarraga) se mostraron ms solubles que soluble que los carotenos (en la zanahoria) y la clorofila (en la espinaca); a su vez los carotenos son ms 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 Qumica de los Alimentos Editorial Pearson Educacin. Tercera Edicin 1993 7. [8] www.conocimientosweb.net/portal/term2581.html

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