obtencion de color antes naturales 02 (1)

8/3/2019 Obtencion de Color Antes Naturales 02 (1)

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RESUMEN

Se extrajo colorante natural partiendo de su materia prima, mediante

el mtodo de extraccin por solventes; se extrajo colorante de dos

especies distintas, en medio alcalino.

El primer colorante se obtuvo luego de que la mezcla permaneci en

reposo durante 12 horas en medio bsico, posteriormente se realiz

varias filtraciones para obtener un mayor rendimiento. La segunda

parte de la prctica consisti en extraer el colorante de otra especie

vegetal, en medio alcalino y mediante filtraciones y evaporacin.

Se concluye que se puede obtener colorantes naturales mediante el

mtodo de extraccin por solventes a partir de materia prima y quepuede ser de gran uso en la industria textil.

DESCRIPTORES: ESPECTRO_VISIBLE/SUSTANCIA_COLOREADA/

COLORANTE_NATURAL/EXTRACCION_POR_SOLVENTES


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OBTENCION DE COLORANTES NATURALES II

1. Objetivos.

1.1. Extraer colorantes naturales de origen vegetal y animal.

1.2. Aprender el manejo de las tcnicas para la extraccin porsolventes.

2. Teora.

2.1. Cochinilla.

Es un insecto parsito que se desarrolla en la penca de la tuna. Es

originaria del Per y Mxico. El Per es el principal productor de

cochinilla a nivel mundial. El colorante cido carmnico se desarrolla

solamente en la cochinilla hembra. Para la industria de colorantes solo la

cochinilla de 1ra. es de utilidad, por su alto contenido de cido carmnico.

Propiedades

Composicin de la cochinilla

Humedad 11.50%

Cera y grasas 12.53%Protenas 51.83%

cido carmnico 19.00%

Cenizas 5.14%

Su aspecto es granular, de forma ms o menos oval, arrugada, convexa

y con algunas estras. El color vara entre el gris y el negro cuando se ha

eliminado la capa de cera blanca que los recubre. Los cuerpos de los

insectos despus de haber ovipositado 130.000, aproximadamente

pesan un kilo, y los cuerpos secos de los adultos, sin haber llegado a

ovipositar, 80.000 pesan un kilogramo. La grana es la materia prima para

la obtencin de extracto de cochinilla carmn y cido carmnico. El

extracto de cochinilla y el carmn son usados para colorear alimentos y


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medicamentos. Econmicamente estos productos son los que ms

importancia econmica tienen. El cido carmnico se usa en unciones

histolgicas y bacteriolgicas, como indicador qumico de reacciones,

asimismo tiene usos en fotografa a color y pigmentos para artistas.(9)

2.1.1.1. Acido Carminico

El acido carminico tiene como formula molecular C22H20O13, su peso

molecular es de 492,39 g/mol, su punto de fusin es de 409 grados

Kelvin y por ultimo su solubilidad es de aproximadamente 3 gramos

por 100 ml de agua.

El acido carminico reacciona con sales de calcio y aluminio para laformacin de colorante carmn con que utilizan los lpices labiales,

adems de otros comesticos y productos alimenticios.

2.1.1.2. Propiedades.

El cido Carmnico es un polvo pardo rojizo oscuro o rojo brillante,

soluble en agua, alcohol, bases y cidos. Su coloracin ensoluciones acuosas vara con los pH:

Naranja: A pH menor a 4.8

Rojo-naranja: Entre pH 4.8 a 6.2

Violeta: A pH mayor a 6.2

Se le emplea para la coloracin de bebidas carbonatadas, bebidasalcohlicas, gelatinas, helados, yogurt, caramelos, mermeladas,

jaleas, etc. Se ofrece en dos formas:

Productos en Polvo: Con una pureza de hasta 99%


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Producto Lquido: Con una pureza de hasta 5%(10)

2.2. Semilla de achiote.

2.2.1. Definicin.

El fruto es una cpsula dehiscente o indehiscente, de forma redonda o

hemiesfrica, ovoide, elipsoidal o cnica, de 3 a 5 cm de largo y est cubierto

de espnulas sedosas que dan el aspecto de cnulas delgadas y puntiagudas,

tambin se encuentran cpsulas de superficie lisa o glabra. Cada fruto contiene

de 10 a 40 semillas, las que pueden ser de forma cnica o triangular, de 3 a 4

mm de base y 3 a 4 mm de altura, las cuales estn cubiertas por una

membrana fina y blanquecina, debajo de esta se encuentra una capa roja y

carnosa en donde se encuentran los pigmentos colorantes o tinte. Conforme

madura el fruto aparecen en la superficie de las semillas en papilas rojas que

llegan a cubrirlas por completo. El pigmento que se encuentra en las semillas

constituye alrededor del 4-5% del peso total de las mismas (11)

2.2.2. Caractersticas generales.

El achiote (Bixa orellana) es un arbusto o arbol pequeo, cuyas ramas seinician aproximadamente a un metro del suelo y puede crecer hasta 5 6 mt,

dependiendo de las caractersticas ecolgicas de la regin; tiene un rpido

desarrollo. Su aspecto es robusto, muy frondoso y de copa redonda (crdoba

1987). Es un rbol muy ornamental, especialmente los que tienen cpsulas de

colores encendidos (Rivero 1973)

Raz: Presenta una raz principal pivotante que puede penetrar a

profundidad si el suelo es apropiado. Son adems leosas, cilndricas y

ramificadas (Ramos 1991)

Tallo: Es redondo, de corteza ligeramente fisurada y numerosas lenticelasy puede presentar hasta 20 o 30 cm de dimetro en la base (Vallejo, et al

1981).

Hojas: Son grandes, cordiformes, color verde pardo con algunas vetas

rojizas. Son alternas, sencillas, de borde liso y apice acuminado, con un

peciolo de 4 a 6 cm de largo


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Flores: Son hermafroditas, muy vistosas, son blancas o rosadas. Se

agrupan en paniculas terminales al final al final de las ramas.

Frutos y semillas: Se presenta en cpsula de dos valvas hemisfricas,

ovoide, elipsoidal o cnicas. Cubierta de espinas rigidas o pelos; presentan

dehiscencia dorsal, color pardo rojizo o amarillo verdoso. Contiene de 30 a45 semillas de 3 a 4 mm de largo en forma obcnica o pirmides, cubiertas

por una delgada capa o arilo, y por su contenido de bixina es de color rojo

o anaranjado y constituye la sustancia tintorea o achiote propiamente(12)

2.2.3. Caractersticas fisicoqumicas.

El principal constituyente colorante del achiote es la bixina que se encuentra

en la cubierta exterior de la semilla del fruto, representa mas del 80% de lospigmentos presentes, lo cual facilita su extraccin, los componenetes

principales son:

Resina

Orellina

Bixina

Aceite voltil

2.2.4. Bixina.

El Bixin es un colorante empelado en la industria alimentaria como aditivo.

El annattoes la denominacin dada al extracto crudo, mientras que la bixinaes la

parte del colorante liposoluble y la norbixinala parte hidrosoluble. Todas ellas con

capacidad colorante.

Estos colorantes de origen vegetal son aptos para mejorar el color de los

alimentos. Su coloracin vara del rojo al marrn dependiendo del tipo de solvente

utilizado para su extraccin.


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3. Parte experimental.

3.1. Fundamento del mtodo.

Al extraer colorantes naturales mediante el uso de solventes es

necesario escoger el disolvente ms apropiado qumica y

fsicamente para tener un mayor rendimiento.

3.2. Materiales y equipos.

Cap. Ap.

3.2.1. Vaso de precipitacin. 400 ml 50 ml3.2.2. Vaso de precipitacin. 250 ml 25 ml

3.2.3. Balanza digital. 600 g 0,01 g

3.2.4. Embudo.

3.2.5. Papel filtro

3.2.6. Malla metlica.

3.2.7. Mortero.

3.2.8. Reverbero.

3.2.9. Agitador.

3.2.10. Caja Petri.

3.2.11. Guantes.

3.3. Sustancias y reactivos.

Formula

3.3.1. Agua.

3.3.2. Etanol al 60%

3.3.3. Hidrxido de potasio 2%

3.3.4. cido sulfrico 10%


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3.4. Procedimiento.

3.4.1. Extraccin de colorante de pepa de aguacate.

3.4.1.1. Cortar y pesar 20 g de pepa de aguacate.

3.4.1.2. Colocar en el mortero y triturar.

3.4.1.3. Colocar en un vaso de precipitacin los trocitos de pepa

junto con etanol. Dejar que cubra el etanol la mezcla.

3.4.1.4. Dejar macerar durante una hora.

3.4.1.5. Realizar una filtracin solido lquido.

3.4.1.6. Separar el colorante del solvente mediante evaporacin.

3.4.1.7. Dejar secar el colorante.3.4.1.8. Remover de las paredes del recipiente y pesar, para

calcular el rendimiento.

3.4.2. Extraccin del colorante del achiote.

3.4.2.1. Poner a remojar 50 g de achiote en 100 ml de hidrxido de

potasio al 1% p/v, durante 12 horas.

3.4.2.2. Filtrar y sumergir las semillas en 100 ml de hidrxido de

potasio al 1% p/v, agitando por 30-45 minutos.

3.4.2.3. Volver a filtrar y aadir la solucin coloreada a la obtenida

previamente.

3.4.2.4. Precipitar la solucin con cido sulfrico al 10% p/v hasta

alcanzar un pH de 2-2,5.

3.4.2.5. Filtrar la solucin al vaco, secar la torta del colorante a

57C secar y pesar.

3.4.2.6. Lavar las semillas en solucin de hidrxido de potasio,

secar al sol y pesarlas.

3.5. Diagrama de flujo.


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3.5.1.

3.5.2.

PESAJE TRITURADO FILTRADOMACERADO

Alcohol 60

Pepa deAguacate20g

SECADORECOLECCION

Agua

Colorante0.90

t = 30 min

PRECIPITADOFILTRADO

AcidoSulfrico 10%

SECADO

t = 30 min

REMOJO FILTRADO FILTRADOMACERADO

Hidrxido depotasio 1% p/p

Semilla deachiote

50

Hidrxido depotasio 1% p/p

Colorante 12g


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3.6. Observaciones.

Procedimiento. Observacin.

3.4.1.4. Se desprendi un color marrn.

3.4.1.7. Las paredes del recipiente se tornaron

marrn.

3.4.1.8. Se obtuvo pequeos grumos de color

marrn.

3.4.2.1. Se desprende de las pepas un color rojizo.

3.4.2.3. La filtracin es un poco demorosa por eltamao de las pepas de achiote.

3.4.2.4. Se separa el colorante gracias al acido, del

resto de la mezcla.

3.4.2.5. Se obtuvo el colorante de tonalidad roja,

en polvo.

4. Datos experimentales.

Tabla 4-1

Datos experimentales de cada sustancia.

Sustancia Peso (g) Colorante obtenido (g)

ToctePepa de aguacate 18 0,90


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Tabla 4-2

Datos experimentales para el achiote.

Sustancia KOH, 2%

ml

Ml

Peso inicial

semillas (g)

Peso final

semillas (g)

Peso del

colorante (g)

Semilla de

achiote

2 100 50 37,38 12,62

5. Clculos.

5.1. Clculo del rendimiento.

Ec. 5.1.-1

% R = 20 %

6. Resultados.

Tabla 6-1

Rendimiento del colorante

Sustancia %R

Pepa de aguacate 20Semilla de achiote 26


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7. Discusin.

En esta prctica de obtencin de colorantes, podemos mencionar que se

obtuvo un rendimiento del 20% del colorante extrado de la pepa de

aguacate y del 26 % de la semilla de achiote, lo cual indica que hubo

mucha prdida del producto, debido a varios factores, ya que, en varios

procesos se perdieron pequeas cantidades, pues se derramaba

accidentalmente; adems en el caso de las semillas de achiote, la filtracin

fue muy demorosa debido al tamao de las semillas, a pesar que tratamos

de reducir su tamao con ayuda del agitador. Tambin cabe resaltar que

solo trabajamos con 18g de pepa de aguacate, debido a que

desperdiciamos materia prima, en un proceso errneo, el secado de este

colorante, tambin fue un poco extenso, y difcil de sacar el colorante queestaba adherido en la caja petri.

8. Conclusiones.

8.1. Se obtuvieron colorantes naturales a partir del achiote, pepa de

aguacate, adems de la cochinilla, a travs de la tcnica de

extraccin por solventes, utilizando etanol y cido sulfrico.

8.2. Se debe elegir cuidadosamente el solvente a utilizar, considerando

que sea afn al colorante que vamos a obtener, pues de caso

contrario, podran afectar en la naturaleza y rendimiento del

producto final.

8.3. Para conseguir los mejores resultados, se debe tener muy en

cuenta, las variables de proceso tales como el solvente a utilizar,

la presin y temperatura, relacin soluto-solvente.

8.4. Para mejorar , el rendimiento de los productos obtenidos, es

necesario, emplear el solvente adecuado, en la prctica se utiliz

etanol por la falta de hidrxido, lo cual pudo haber sido un factor

para el bajo rendimiento.

9. Recomendaciones.


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9.1. Realizar el trabajo en el laboratorio, lo ms cuidadosamente

posible, evitando derramar la materia prima, pues esto ocasiona

prdidas en el rendimiento, y las sustancias podran ser

corrosivas.

9.2. Al trabajar con cidos, es de suma importancia utilizar guantes, a

manera de proteccin, evitando as cualquier inconveniente

lamentable.

10. Aplicaciones.

10.1. La obtencin de colorantes, ha hecho ms cientfico el estudio de

las materias colorantes, conduciendo a un mejor conocimiento yutilizacin de muchos tintes y a la sntesis de los mismos.10.2. La existencia de los colorantes, facilita el estudio experimental; el

color suministra un ndice de homogeneidad, da una medida de laconcentracin y es una valiosa ayuda en la bsqueda de mtodosde aislamiento y purificacin.

10.3. Confiere a los alimentos a los que se aade un color rojo muyagradable, utilizndose en conservas vegetales y mermeladas,helados, productos crnicos y lcteos, como el yogur y el quesofresco y bebidas, tanto alcohlicas como no alcohlicas.

10.4. Se utiliza mezclado con cido actico para visualizar protenassobre membranas de nitrocelulosa. Es muy usado, porque puededecolorarse con facilidad con cido actico y metanol, y lasprotenas pueden ser visualizas posteriormente con un anticuerpo.

11. Referencias bibliogrficas.

11.1. Citas bibliogrficas

(1) http://es.wikipedia.org/wiki/Colorante(2) http://www.elergonomista.com/galenica/solucionescolor.htm(3) http://www.pasqualinonet.com.ar/Colorantes.htm(4) IBID (3)


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(5) http://www.heurema.com/QG/QG7/INDICADORESAB1.pdf(6) http://www.heurema.com/QG/QG7/INDICADORESAB1.pdf(7) http://www.alimentacion-

sana.com.ar/Portal%20nuevo/actualizaciones/azucarremolacha.htm

(8) IBID (5)(9) FUENTE/INTERNET/http://www.bristhar.com.ve/carmin.html

(10) FUENTE/INTERNET/http://laciudadatomica.blogspot.com/201

1/03/73-acido-carminico.html

(11) www.unalmed.edu.co/~crsequed/ACHIOTE.htm

(12) Ibid (11)

11.2. Bibliografa.

11.2.1. http://es.wikipedia.org11.2.2. http://www.elergonomista.com11.2.3. http://www.pasqualinonet.com.ar11.2.4. http://www.heurema.com11.2.5. sana.com.ar

12. Anexos.

12.1. Diagrama del equipo.

12.2. Colorante obtenido.
http://www.bristhar.com.ve/carmin.htmlhttp://www.bristhar.com.ve/carmin.htmlhttp://laciudadatomica.blogspot.com/2011/03/73-acido-carminico.htmlhttp://laciudadatomica.blogspot.com/2011/03/73-acido-carminico.htmlhttp://laciudadatomica.blogspot.com/2011/03/73-acido-carminico.htmlhttp://www.unalmed.edu.co/~crsequed/ACHIOTE.htmhttp://www.unalmed.edu.co/~crsequed/ACHIOTE.htmhttp://www.unalmed.edu.co/~crsequed/ACHIOTE.htmhttp://www.unalmed.edu.co/~crsequed/ACHIOTE.htmhttp://www.unalmed.edu.co/~crsequed/ACHIOTE.htmhttp://laciudadatomica.blogspot.com/2011/03/73-acido-carminico.htmlhttp://laciudadatomica.blogspot.com/2011/03/73-acido-carminico.htmlhttp://www.bristhar.com.ve/carmin.html


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13. Cuestionario.

13.1. Explique detalladamente el efecto del ph sobre las soluciones del

cido carmnico.

La Estructura del cido carmnico es una Carboxi-polifenol-

Antraquinona--glucosidica tiene la particularidad que sus funciones

fenlicas le permiten formar complejos con una gran variedad de

cationes metlicos. Esta estabilidad del complejo desplaza su

mximo de absorcin en el espectro visible, hacia longitudes de onda

ms elevadas, incrementando la intensidad de color.

Se logr demostrar que la oxidacin degradativa del cido carmnico

es fuertemente dependiente del valor de pH, de la presin parcial deoxgeno y de la exposicin a la luz. La decoloracin del carmn se

incrementa a medida que el valor de pH aumenta debido a la

fotolabilidad de las formas deprotonadas.

Por lo que en solucin acuosa toma un color rojo oscuro cuya

tonalidad vara en funcin del pH. En medio acido, hasta pH de 4.0,

es color naranja; de 5.0 a 6.0 toma una coloracin roja y a partir de

pH=6.2, toma una coloracin purpura, cada vez ms intensa a

medida que aumenta el pH.

13.2. Explique cada una de las variables del proceso de extraccin del

colorante del achiote

La bixina (compuesto natural del achiote), disuelta en un cido

monocarboxilico forma sales de sodio solubles en agua, lo cual

hace posible disolver el colorante de las semillas en lcali acuoso.

Las semillas se colocan de nuevo en medio lcali y con constanteagitacin para que no se pierda el colorante que todava se

mantiene en la semilla


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La solucin es filtrada, el extracto y el lavado son acumulados y la

solucin roja oscura es neutralizada con un exceso de cido

sulfrico concentrado

Este precipita el pigmento el cual se filtra y se lava, y se deja

sedimentar

El lquido sobrante se separa y luego se sigue el proceso hasta

obtener la masa colorante para secar.

http://www.cicata.ipn.mx/FILES/PDF/PTA_M_20031203_001.PDF

http://www.unalmed.edu.co/~crsequed/ACHIOTE.htm

obtencion de color antes naturales 02 (1)

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