UNIVERSIDAD NACIONAL JOS FAUSTINOSNCHEZ CARRINFACULTAD DE INGENIERIA AGRARIA, INDUSTRIAS ALIMENTARIAY AMBIENTALESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA ENINDUSTRIAS ALIMENTARIAS

PERFIL DE PROYECTO DE INVESTIGACIONOptimizacin de Proceso Tecnolgico de la Extraccin de Antocianina a Partir de la (vitis vinifera.) Uva, Variedad Borgoa

Responsables: Ibarra luna, Ibalut I Melchor lvarez, Keyla

HUACHO PER

INTRODUCCINEn la actualidad existe una creciente demanda en el uso de colorantes de origen natural, en remplazo de los colorantes artificiales, utilizados en la industria procesadora de alimentos; productos como las uvas rojas, camote, manzana, fresa, cebolla, entre otros contienen el colorante antocianina, que puede ser extrado utilizando mtodos de extraccin adecuados; esta realidad ha generado el inters por investigar sobre los colorantes naturales y los mtodos de extraccin a utilizar, as como su aplicacin en la industria de alimentos.El presente trabajo Extraccin de Colorante (antocianina) a partir de las uvas y su aplicacin en la Industria Alimentaria tuvo como objetivos:- Conocer los aspectos relacionados con el colorante antocianina, sus caractersticas qumicas-fsicas: y en que productos se le encuentra.- Conocer los diferentes mtodos de extraccin de antocianina, a partir de la uvaEn el desarrollo del trabajo se aplic el mtodo descriptivo consistente en la recopilacin de informacin, de fuentes secundarias textos, revistas cientficas, boletines, la misma que fue analizada, procesada y ordenada para su presentacin y obtencin de conclusionesLa informacin que se presenta en el trabajo est estructurada en cuatro captulos que comprenden: La uva, caractersticas y usos, La antocianina, caractersticas, propiedades y usos, Mtodos de extraccin de la antocianina y Aplicacin de la antocianina extrada de la uva en la industria alimentariaComo conclusiones del trabajo puede mencionarse:- En la extraccin por maceracin, los factores que influyen en la extraccin son: tamao de partcula, tiempo de maceracin, relacin materia prima (m)/solvente(s), evaluacin de solventes (cidos y su concentracin) y temperatura de maceracin.- En la extraccin por calentamiento, donde se evala nmero de etapas de extraccin, el tiempo y la temperatura de extraccin.- Por maceracin utilizando enzimas, el factor que influye en la extraccin es la concentracin de la enzima en la extraccin de la antocianina de la uva.Las aplicacin es de la antocianina de la uva son diversas en lo alimentario y no alimentario; porque imparten color a bebidas, y otros productos, mermeladas y jaleas, frutas confitadas, jarabes de frutas y saborizantes, coloracin de jugos de frutas (fresa), vermouth, vinos y vinagres.

CAPITULO IPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA1.1 descripcionEn la actualidad existe una creciente demanda en el uso de colorantes de origen natural, en remplazo de los colorantes artificiales, utilizados en la industria procesadora de alimentos, cosmticas y farmacuticas; debido a su naturaleza qumica, inocuidad y funcionalidad; que en los ltimos aos ha generado un gran inters, sobre todo en los pases desarrollados, donde se restringe el uso de colorantes artificiales o sintticos. Existen alimentos como la uva, camote, manzana, fresa, cebolla, entre otros que contienen el colorante natural denominado antocianina, que puede ser extrado, utilizando mtodos de extraccin adecuados.Las antocianinas son interesantes por dos razones. La primera por su impacto sobre las caractersticas sensoriales de los alimentos, las cuales pueden influenciar su comportamiento tecnolgico durante el procesamiento de alimentos, y la segunda, por su implicacin en la salud humana a travs de diferentes vas.Actualmente la uva es usado como laxante y diurtica, y resulta indicada en casos de debilidad o defensas bajas. Tambin es un buen depurativo de la sangre y previene la osteoporosis. Se consume como fruta fresca o zumo, aunque su utilidad principal es la obtencin de vinos. Tambin se realizan conservas con ella.

Su principal uso industrial de la uva es la elaboracin de vinos. Pueden hacerse vinos a partir de un solo tipo de uva o mezclar dos o ms tipos . Las destinadas a la elaboracin de vino de mesa deben presentar una alta acidez y un contenido moderado en azcares; las uvas usadas para producir ciertos vinos dulces han de ser ricas en azcares y algo cidas; las uvas usadas para preparar jugos y jaleas tienen sabor intenso, elevada acidez y contenido moderado de azcares. Las uvas tienen forma esfrica, son carnosas, jugosas, y se agrupan en racimos. La cscara es delgada pero resistente. Su color vara del verde limn al rojo. La pulpa es aromtica, de sabor dulce o cido, segn su variedad. Por eso, algunos viedos estn equipados con dispositivos de lucha contra las heladas, que son eficientes pero caros.Las aplicaciones de la antocianina de la uva son diversas en lo alimentario y no alimentario; porque imparten color a bebidas, mermeladas y jaleas, almbar, jarabes de frutas.La investigacin que se pretende es con el fin optimizar la extraccin de antocianina a partir de la uva, con el mtodo de extraccin adecuado para obtener un mayor rendimiento.

1.2 FORMULACION DEL PROBLEMAProblema generalCules son los procedimientos tecnolgicos ptimos para la obtencin de la antocianina a partir de la vitis vinifera uva, variedad borgoa mediante el mtodo de extraccin para uso en la industria almientaria?Problemas especficos:a. Cules son los parmetros ptimos en la extraccin de antocianina a partir de la uva?b. Cul ser el procedimiento adecuado para obtener mayor rendimiento en el producto obtenido.

1.3 DELIMITACION DEL PROBLEMATEMTICO: La uva, generalidades, caractersticas, clasificacin taxonmica, variedades composicin qumica, usos y beneficio. La Antocianina. Mtodos de extraccin de antocianina.

TEMPORAL: Abril-Julio 2014.GEOGRFICO: En la provincia de Huaura, Lima-PerEsta investigacin se realizara en distrito de Huacho en los laboratorios de la Universidad Nacional Jos Faustino Snchez Carrin y para ello se usara la uva (vitis vinifera), durante el ao 2014.CAPITULO IIMARCO TEORICO Y CONCEPTUAL2.1. ANTECEDENTES TEORICOLas antocianinas son de inters particular para la industria de colorantes alimenticios debido a su capacidad para impartir colores atractivos. Recientemente, diversos materiales conteniendo antocianinas estn siendo incorporados a productos alimenticios, donde tales productos requieren investigacin a futuro para demostrar sus efectos fisiolgicos. Konczack y Zhang (2004).Las propiedades funcionales de las antocianinas abren una nueva perspectiva para la obtencin de productos coloreados con valor agregado para el consumo humano.El inters en los pigmentos antocinicos se ha intensificado recientemente debido a sus propiedades farmacolgicas y teraputicas. Durante el paso del tracto digestivo al torrente sanguneo de los mamferos, las antocianinas permanecen intactas y ejercen efectos teraputicos conocidos que incluyen la reduccin de la enfermedad coronaria, efectos anticancergenos, antitumorales, antiinflamatorios y antidiabticos; adems del mejoramiento de la agudeza visual y del comportamiento cognitivo. Los efectos teraputicos de las antocianinas estn relacionados con su actividad antioxidante. Astrid (2008).Las antocianinas se acumulan en mayor concentracin en flores y frutas, pero tambin estn presentes en hojas, tallos, rganos de almacenamiento y granos. Varias bayas y grosellas negras son las fuentes ms ricas en antocianinas, aunque la berenjena y los granos pigmentados morados y azules tambin contienen altas cantidades de antocianinas.La presencia de antocianinas en las variedades pigmentadas de la uva, lo hace un producto potencial para el suministro de colorantes y antioxidantes naturales. Por ello el estudio de los pigmentos de la uva (vitis vinifera.) ha despertado un inters sin precedentes. Existen cerca de 300 antocianinas en la naturaleza, algunas frutas contienen slo una o dos, mientras que otros como las uvas Concord tienen al menos 15 presentes. Las uvas son el fruto ms abundante cosecha en el mundo del que se estima un consumo anual de unas 10.000 toneladas de antocianinas. Uvas con cascaras muy pigmentadas como Susch Ancelotta, Lambrusco, Alicante y Salamina tiene color suficiente que queda despus de la produccin de vino para justificar la extraccin de color.2.2. BASES TEORICAS 2.2.1. GENERALIDADES DE LA UVALa vid es una de las primeras plantas que cultiv el hombre, motivo por el cual ha jugado un papel trascendental en la economa de las antiguas civilizaciones. Tras la mitificacin del vino por parte del cristianismo, el cultivo de la vid experiment un gran auge que ha perdurado hasta nuestros das. De hecho, la mayor parte de la produccin de uva se destina a la elaboracin de los distintos tipos de vino (blanco, rosado y tinto) y otras bebidas (mosto, mistelas, moscatel). La uva es el fruto de la vid y de la parra, (Vitis vinifera) una planta cuyo origen se sita por la zona del Oriente prximo, pero que hoy en da se encuentra extendida en muchas regiones de clima mediterrneo clido, dado que esta planta precisa de un clima bondadoso para poder vivir adecuadamente. De la uva, cuando se deja fermentar, se produce el vino, una bebida que goz de gran tradicin en todos los pueblos de la antigedad, baste mencionar que en la cultura romana y griega exista un dios del vino, Dionisios o Baco, respectivamente. Los romanos celebraban unas grandes fiestas denominadas bacanales en honor de este dios y como tributo al vino.La uva o grano de uva es el nombre que recibe el fruto que crece formando racimos de la vid comn o vid europea. Pertenece al gnero Vitis de la familia de las Vitceas, que incluye unas 600 especies de arbustos, por lo general trepadores y que producen frutos en baya, propios de pases clidos y tropicales. Dentro del gnero Vitis se incluyen unas 20 especies cultivadas por sus frutos y algunas por sus hojas que se consumen como cualquier verdura.Prensando la uva se obtiene un jugo llamado mosto, que si se hace fermentar, produce vino. Se puede conseguir que no fermente introducindolo en un recipiente hermtico y sometindolo al bao Mara durante media hora para destruir las levaduras que son las causantes de la fermentacin. Posee las mismas propiedades que la uva fresca. Se utiliza en las dietas depurativas por la simplicidad de sus componentes y por sus propiedades laxantes (son muy ricas en pectina), remineralizantes y alcalinizantes ya que contienen un 72 % de sales minerales alcalinas.Ideal para nios y ancianos, como aporte nutricional, y tambin para adultos que necesiten una buena fuente de energa. Las personas convalecientes se benefician en gran medida, ya que, a menudo, no tienen apetito y la uva es fcil de tomar, les aporta lquidos, energa, depura y nutre. Los diabticos no pueden tomarla ya que les aumentara los niveles de glucosa en sangre. Tambin deben vigilar las personas con intestinos muy delicados debido a sus propiedades laxantes.2.2.2. CARACTERSTICAS GENTICAS DE LA UVA. La planta de vid cultivada en explotaciones comerciales est compuesta por dos individuos, uno constituye el sistema radical (Vitis spp. del grupo americano, en su mayora), denominado patrn o portainjerto y, otro la parte area (Vitisvinifera L.), denominada pa o variedad. Esta ltima constituye el tronco, los brazos y los pmpanos que portan las hojas, los racimos y las yemas. La unin entre ambas zonas se realiza a travs del punto de injerto.Sus caractersticas esenciales son las siguientes:Forma: Fruta carnosa que nace apiada en largos racimos compuestos por varios granos redondos o alargados.Tamao y peso: los racimos que se comercializan se ajustan a unas normas de calidad que determinan el peso y el tamao medio de los frutos; estos tendrn un dimetro medio de 1,6 centmetros y un peso de entre 200 y 350 gramos.Color: la piel es verdosa, amarillenta, rojiza o purprea, dependiendo de las variedades.Sabor: tiene una pulpa jugosa y dulzona.Entre los nutrientes que aportan las uvas destacan los azcares y las vitaminas. Los primeros (sobre todo glucosa y fructosa) aportan caloras al organismo, mientras que las segundas (cido flico y vitamina B6) intervienen en la produccin de glbulos rojos y blancos, en la sntesis de material gentico y la formacin de anticuerpos del sistema inmunolgico, por lo que resultan especialmente recomendables durante los primeros meses de gestacin ya que puede prevenir la espina bfida o diversas alteraciones en el desarrollo del sistema nervioso del feto. Tambin ayudan las vitaminas, concretamente la B6, a mantener las funciones habituales del cerebro.Los compuestos fenlicos presentes en la uva son los responsables de su color y sabor, proporcionando adems una potente accin antioxidante. Entre ellos estn siendo objeto de numerosas investigaciones los taninos, antocianos y flavonoides, mostrando su eficacia para bloquear el crecimiento de tumores.En concreto los flavonoides favorecen la circulacin en las arterias por medio de la vasodilatacin que aumenta el flujo sanguneo y combate la arteriosclerosis. Debido a estas caractersticas la uva fortalece el buen estado de las arterias y por lo tanto del corazn. El contenido en fibra de las uvas les confiere propiedades como suave laxante, por lo que se recomienda su consumo sin pelar y con pepitas en personas que sufren estreimiento. 2.2.3. CLASIFICACIN TAXONMICA DE LA UVA.Reino: PlantaeDivisin: MagnoliophytaClase: MagnoliopsidaOrden: VitalesFamilia: VitaceaeGnero: Vitis L., 1825Especies: Vitis acerifolia, Vitis aestivalis, Vitis amurensis, Vitis arizonica, Vitis x bourquina, Vitis californica, Vitis x champinii, Vitis cinerea, Vitis x doaniana, Vitis girdiana, Vitis labrusca, Vitis x labruscana, Vitis lincecumii, Vitis monticola, Vitis mustangensis, Vitis x novae-angliae, Vitis palmata, Vitis riparia, Vitis rotundifolia, Vitis rupestris, Vitis shuttleworthii, Vitis tiliifolia, Vitis vinifera, Vitis vulpina.2.2.4. VARIEDADES DE LA UVA. Existen innumerables variedades de uvas con grandes diferencias entre s; en forma, tamao, tonalidad de los frutos, productividad, calidad, etc. Todas ellas se han clasificado tradicionalmente segn su destino final sea para vinificacin o para consumo de mesa. Las variedades europeas son superiores a las norteamericanas para elaborar vinos de calidad, como frutos de postre y de mesa y para elaborar pasas; mientras que las ltimas se prefieren para obtener zumos y jaleas. Los muchos tipos de uva, que se clasifican fundamentalmente en dos variedades: uvas blancas y negras. Dentro de cada una de ellas habran distintas clases, destacando algunas como las uvas moscateles, que se utilizan para comer crudas o para la produccin del vino moscatel, las uvas de Corintio con las cuales se elaboran estupendas pasas, etc. La uva de mesa ha de tener acidez baja, ser pobre en azcares y cumplir ciertas normas de tamao, color y forma. Uva Moscatel: es la variedad ms popular debido a su delicado aroma y su delicioso sabor dulce. Los granos son grandes, redondos, muy lisos, con la piel blanca, negra o roja. Sweetwater: es una uva de piel fina, color verde y sabor menos pronunciado. Resulta adecuada para el cultivo en invernadero.

Lambrusca: es una variedad americana, con la piel dura que se retira fcilmente de la pulpa y se cultiva en un clima fro. Muscadina: se cultiva en los estados sureos de Estados Unidos y es caracterstica por sus frutos de color bronce. En Espaa la Uva embolsada de mesa Vinalop goza de Denominacin de Origen. Se produce en la provincia de Alicante, en la regin de los valles del Vinalop y adyacentes. Existen tres variedades para esta uva: Ideal o Italiana, de racimo ms grande; Aledo, ms tarda y de racimo mediano, y Rosetti. Son uvas de piel muy fina, con una tonalidad plida de color amarillo-cera, tamao uniforme y sabor exquisito.Las uvas pasas ms apreciadas se obtienen de las variedades sin semillas, de acidez baja y ricas en azcares. En Espaa, las uvas de Mlaga poseen Denominacin de Origen. Estas uvas pasas de gran calidad son grandes, dulces, con pepitas y proceden de la uva Moscatel. Las pasas de Corinto deben su nombre a la ciudad griega homnima donde se cultivan desde hace miles de aos. Se identifican por su color oscuro, su pronunciado aroma, carecen de pepitas y son mucho ms pequeas que el resto. Las pasas sultanas son uvas pasas de color claro, sin semillas y extraordinariamente dulces, por lo que son las ms empleadas en repostera y pastelera.Las variedades de uva destinadas a la elaboracin de vino de mesa deben presentar acidez relativamente alta y un contenido moderado en azcares. Las variedades ms extendidas para elaborar los vinos blancos son: Palomino, Macabeo, Malvasa, Moscatel, Chardonnay y Garnacha blanca. Para la elaboracin de vino tinto: Garnacha tinta, Cabernet Sauvignon, Merlot, Pinot noir, Syrah, Cariena, Tempranillo tambin conocida como Ull de llebre en Catalua, Cencibel en Castilla la Mancha y Tinto fino en Castilla-Len, Tintorera y Graciano, entre otras2.2.5. COMPOSICIN QUMICA DE LA UVA.

2.2.6. USOS Y BENEFICIOS DE LA UVA. 2.2.6.1. UsosSegn datos del Instituto Nacional de Vitivinicultura (INV), en 2007 la cosecha de uvas se increment respecto del ao 2006 en un 9%, alcanzando un volumen de 30.925.095 quintales.El 96% se destin a elaborar vinos y mostos, un 2% a pasas de uva y otro 2% al consumo en fresco, que insumi 519.502 quintales; de ese total, la provincia de San Juan aport 445.395 quintales, Mendoza 40.383 y Ro Negro 33.704.

Uso interno:- Infusin de hojas de uva: Una cucharadita de postre por taza. Infundir 10 minutos. Tres tazas al da, despus de las comidas.- Extracto fluido (1:1): 50 gotas, 1-4 veces al da.- Tintura (1:5): 50-100 gotas, una a tres veces al da.- Extracto seco (5:1): 300 mg, 1-4 veces al da.- Frutos (Uvas): Uso alimentario. Es frecuente, en medios naturistas, su utilizacin en forma de curas para combatir problemas reumticos, gota o enfermedades cardiorrenales.- Aceite de semillas: Varias cucharadas soperas al da, o en sustitucin de mantequilla y otros aceites.Uso externo:- Infusin (hojas): Una cucharada de postre por taza. Infundir 15 minutos. Aplicar en forma de lavados, colirios o baos oculares. - Decoccin: 60 a 80 g de hojas de la planta de uva por litro de agua. Hervir 15 minutos. Aplicar en forma de pediluvios o baos. Para aliviar las molestias producidas por las varices, recomendamos prescribir baos de pies de temperatura alternante: 5-10 minutos en un recipiente con la infusin caliente, a continuacin cambiar a otro recipiente con agua fra durante 5-10 segundos. Cambiar tres o cuatro veces, comenzando con la infusin (caliente) y acabando con el agua fra. Acto seguido es til realizar un masaje de piernas, en sentido ascendente y descansar con las piernas elevadas.

2.2.6.2. Beneficios. Hay una gran cantidad de beneficios que las uvas proporcionan a nuestra salud. Las uvas reducen los niveles cidos de cido rico y ayuda a eliminarlo del sistema, por lo que puede ayudar a mejorar las enfermedades de los riones. Los antioxidantes flavonoides se caracterizan por reducir el dao que los radicales libres causan en los ojos, por lo que puede evitar el desarrollo de cataratas, entre otros problemas oculares.

Las uvas tienen dos compuestos qumicos que ayudan a controlar muy bien el colesterol. El pterostilbeno es un compuesto que reduce los niveles de colesterol, mientras que las saponinas evitan la absorcin del colesterol en el aparato digestivo. Las uvas tambin poseen una propiedad laxante, y pueden ser un til tratamiento para el estreimiento crnico ya que sus compuestos mejoran las funciones de los msculos intestinales y los msculos del estmago.2.2.7. LA ANTOCIANINALas antocianinas (del griego anthos flor y kyanos azul), son un grupo de pigmentos de color rojo, hidrosolubles, ampliamente distribuidos en el reino vegetal, Fennema (1993). Las antocianinas forman parte de la familia de los polifenoles y se definen como flavonoides fenlicos, Mazza (1993).Las antocianinas se localizan principalmente en la piel de frutas como manzanas, peras, uvas, zarzamoras, ciruelas, de flores como la jamaica, rosas y verduras como col morada y maz morado. La funcin que cumplen es la de atraer seres vivos (principalmente insectos y pjaros) para propsitos de polinizacin y dispersin de semillas. La diferencia de color entre las frutas, flores y verduras depende de la naturaleza y concentracin de antocianinas. Existen factores adicionales que afectan el color como el pH de la clula, el efecto de copigmentacin determinado por la presencia de otros flavonoides, temperatura, luz, etc. Segn Gross (1987) citado por Cuevas et al. (2008)Las innumerables tonalidades de azul, prpura, violeta, malva y magenta y casi todas las tonalidades rojas de las flores, hojas, frutas y tallos de las plantas son debido a diferentes tipos de antocianinas. Las antocianinas, aunque muy numerosa, poseen una estructura similar. La amplia variedad de sus colores se debe a ligeras alteraciones en la molcula bsica, sin afectar la estructura molecular fundamental. (Araujo, 1995).

FRUTASANTOCIANINA

Manzana Cianidina-3-galactsido Cianidina-3-arabinsido Cianidina-7- arabinsido

Fresa Pelargonidina-3-glucsido Pelargonidina-3-galactsido Cianidina-3-glucsido

Mora negra Cianidina-3-glucsido

Naranja Cianidina-3-glucsido Delfinidina-3-glucsido

Maz morado Cianidina-3-glucsido Pelargonidina-3-glucsido Peonidina-3-glucsido

Cebolla Cianidina-3-laminariobisido Cianidina-3-monsido

Figura 1: Antocianinas presentes en frutas y verdurasFuente: Araujo (1995).

2.2.7.1. PRINCIPIO COLORANTE DEL MAZ MORADO.El principio colorante del maz morado se basa en la existencia de la antocianina, la que se encuentra en mayor cantidad en la coronta y en menores proporciones en el pericarpio (cscara) del grano.(Nakatani,et, al., 1979, citado por Medina, 2012), caracterizaron la antocianina presente en el maz morado boliviano (Zea mays L). La longitud de onda mxima (339 nm) del aglucn fue idntica con la de la autntica cianidina. El componente azcar fue identificada como glucosa. Consecuentemente, de la base de estas evidencias, el mayor pigmento presente en granos y tasas de maz morado fue identificado como cianidina 3-glucsido.(Cuevas, et, al., 2008), identificaron dos antocianinas mayoritarias en todas las variedades de maz morado estudiadas, independientemente de su origen: cianidina-3-glucsido (42,5%), y cianidina-3-(6"malonil)-glucsido (30,7%).A un colorante extrado a partir del de maz morado se le clasifica con el nmero E-163 (EEC). Adems del pigmento principal cianidina-3-glucsido, se han encontrado en variedades de maz morado: pelargonidina - 3- glucsido, peonidina-3-glucsido, cianidina-3-maloilglucsido, pelargonidina-3-malonilglucsido, y peonidina-3 - malonilglucsido) en extractos comerciales de maz morado y granos del mismo. Adems, cianidina - 3-dimalonilglucsido como compuesto minoritario en algunas variedades.

Tabla 2: Contenido de antocianinas de la coronta y del grano de maz morado.Muestracontenido de antocianina (mg/100g) Rendimiento (%)

corontagranograno molidoTOTAL610.99851.935157.841786.83979.476.7520.53100.00

Fuente: Fernndez, (1995)2.2.7.2. Usos de las antocianinas. Las Antocianinas imparten color a bebidas, dulces y confites, productos de panadera, vegetales, conservas de pescado, grasas y aceites, mermeladas y jaleas, frutas confitadas y en almbar, jarabes de frutas, sopas y saborizantes, coloracin de jugo de frutas(fresa), vinos y vinagres. (Chaves, 2000, citado por Almeida, 2012). La antocianina en Japn se utilizan para la elaboracin de bebidas, gelatinas, caramelos, etc. (Aoki, et., al., 2002, citado por Almeida, 2012). El uso farmacutico de las Antocianinas es reconocido en Oftalmologa, por sus propiedades de incrementar la agudeza visual, mostrar actividad antioxidante, atrapar radicales y actuar como agentes quimioprotectores.

Las antocianinas tambin juegan un papel en las propiedades antidiabticas tales como control de lpidos, secrecin de insulina y efectos vasoprotectivos. (Shipp y Abdel-Aal, 2010, citado por Aguilera Ortiz, et,al., 2011).

2.2.7.3. NATURALEZA QUMICA DE LAS ANTOCIANINAS. Son derivados del benzopireno que presentan coloraciones rojas y azules. Se extraen de diversas frutas (fresas, cerezas, etc.) y flores. Se han descrito aproximadamente 140 diferentes compuestos se esta categora (Contento S, 1997).

Las antocianinas son sales (flavylium) derivados principalmente de las antocianidinas (aglycones o aglucones): Pelargonidina, Cianidina, Peonidina,Delfinidina, Petunidina y Malvidina. Si las antocianinas no poseen la molcula de azcar toma el nombre de antocianidinas. (Badui, 1988, citado por Almeida, 2012).El color de las antocianinas depende de la cantidad de grupos hidroxilo (OH) y metoxilo (OCH3) que se encuentran en el anillo B de cada antocianina. (Zeige, et, al., 2006, citado por Almeida, 2012), esto se muestra en la figura 1.La glicosidacin de estos pigmentos en posiciones 3,5 7 o una combinacin de stos, resulta en la formacin de antocianinas. El azcar en la molcula confiere solubilidad y estabilidad a las antocianinas. Las antocianinas siempre ocurren en la naturaleza en formas glicosdicas. Sin embargo, la ocurrencia de glucgenos libres ha sido reportada de tiempo en tiempo. Es inusual que estos compuestos se presenten en la naturaleza considerando su inestabilidad e insolubilidad en agua. La naturaleza anfotrica es una propiedad caracterstica de estos componentes. Debido a esto, las antocianinas se comportan ya sea como cido o base, dependiendo de la naturaleza del medio. (Shrikande, 1976, citado por Medina, 2012).Los azcares unidos al aglucn mediante enlace glicosdico son pentosas, hexosas, biosas y triosas. Basado en la posicin de aleacin y en la naturaleza de los azcares sustituyentes, los siguientes grupos son distinguidos: 3-monsidos, 3-bisidos, 3.5- dimonsdos, 5 -bisidos, 5- monsidos y 3 -trisidos. Menos frecuente estos pigmentos pueden ser acilados, cidos alifticos (actico, malnico) o aromticos (p-hydroxi-benzoico, p-cumrico, cafeco, ferlico y sinpico) pueden ser ligados al azcar unida a la 3 posicin del pigmento.

Figura 1: estructura quimica del cation flavilio Fuente: Durst y Wrolstad, 2001

En el cuadro 2, se presenta los radicales (R1 y R2) anteriormente mostrado en la figura 1.

Cuadro 2: Antocianinas naturalmente existentesAntocianidinasustituyente

R1R2

Pelargonidina (fresa, rabano y frambuesa)HH

Cianidina (fresa, col morado, mora, uva, cereza y frambuesa)OHH

Delfinidina (uva, berenjena)OHOH

Peonidina (uva, cereza)OCH3H

Petunidina (uva)OCH3OH

MalvidinaOCH3OCH3

Fuente: Guarnizo A., Martnez P. y otros

Todas las antocianinas son derivadas del catin flavilo bsico. Se conocen ms de 100,las diferencias entre ellas se debe al nmero de grupos hidrxilos, el grado de metoxilacin de stos grupos, as como la naturaleza y el nmero de los cidos aromticos y alifticos presentes en la molcula. De todas las antocianinas existentes, slo seis son de inters en los alimentos: pelargonidina, cianidina, delfinidina, peonidina, petunidina y malvidina (cuadro 2). Los restantes son menos frecuentes y se encuentran en algunas hojas.2.2.7.4. BIOSINTESIS DE LAS ANTOCIANINASLas antocianinas se sintetizan a partir de la condensacin de dos molculas precursoras (Figura 2): malonil Co A y p-cumaril-CoA, las que ms tarde formarn anillos A y B respectivamente.Las antocianinas son sintetizadas por varias rutas. Sobresalen dos, la del cido shikmico y la del cido malnico. En la ruta del cido shikmico se convierten carbohidratos simples derivados de la gliclisis, de la ruta de las pentosas fosfato y ciclo de Calvin en diversos cidos orgnicos como el cinmico, p-coumrico, cafeico, ferlico, clorognico y fenilalanina.Cabe resaltar que esta ruta sinttica tambin es compartida por otros compuestos fenlicos. La principal reaccin de biosntesis de los flavonoides es la condensacin de los acilos provenientes de cumaril-CoA y tres molculas de malonil-CoA catalizada por la enzima chalcona isomerasa que lleva a cabo la isomerizacin de chalcona a flavona, misma que es convertida en flavones o antocianinas. Los pasos finales en la sntesis de antocianinas son las acilaciones y las glicosilaciones, primero en el C-3, para estabilizar el catin flavilio, Gross (1987) citado por Cuevas et al. (2008).

Figura 2. Biosntesis de Polifenoles (MACHEIX, FLEURIET und BILLOT, 1990)2.2.7.5. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ESTABILIDAD DE LAS ANTOCIANINAS Siendo deficientes de electrones, el ncleo flavilium de las antocianinas es altamente reactivo y estos compuestos, por tanto, rpidamente cambian hasta estructuras indeseables y cambian de color bajo la diversidad de condiciones empleadas en el procesamiento y almacenamiento de productos alimenticios. Amplia evidencia ha sido acumulada durante los pasados aos que indica el rango de destruccin de pigmentos antocianicos es acelerada por un pH alto, presencia de oxgeno, alta temperatura, presencia de cido ascrbico, azcares, enzimas, etc . Shrikande (1976) citado por Medina (2012).

a. Efecto del pH. Este es uno de los factores ms importantes. El color presentado por las antocianinas es grandemente influenciado por el pH del medio (Timberlake 1980). Las antocianinas son ms estables en un medio cido que en un medio neutro o alcalino. En medio cido la forma predominante es la del in flavilio, el cual da el color rojo, Cuando se incrementa el pH en el rango de 4.0 a 5.0, la solucin viene a ser menos coloreada. Esta decoloracin es causada por la transformacin de la sal flavilium de color rojo a la base carbinol de menos color. El incremento en el pH de las soluciones de antocianina da un color prpura causado por la formacin o estabilizacin de la forma de base anhidro quinoidal de los pigmentos. A pH comprendido entre 7 y 8, la anhidro base se ioniza nuevamente y los pigmentos muestran un profundo color azul. En el almacenamiento de pigmentos en soluciones con este rango de pH, o posterior incremento del pH, el color azul cambia ligeramente al amarillo. Este color amarillo es causado por la formacin de la calcona va fisin del anillo de la anhidro base. Cuando las soluciones de Antocianinas son acidificadas a pH menor o igual que 1.0, los pigmentos se convierten cuantitativamente en una forma de sales de flavilium coloreados nuevamente de rojo. Estos cambios estructurales, menciona Hrazdina (1974), fueron observados en antocianinas en su forma natural y a sales de flavilium sintticas. Conociendo esto, las antocianinas tienen su mxima expresin de color a pH cidos (pH 1), y su forma incolora se produce a pH neutros o alcalinos, debido a esta caracterstica se utilizan a las antocianinas a pH cido o ligeramente neutro en la industria alimenticia, Cuevas et al. (2008). En la Figura 3 se muestra el comportamiento de la antocianina a diferentes pHs.

Figura 3: Estructura de las antocianinas en funcin al pH

Fuente: Cuevas et al (2008)b. Temperatura

Muchos estudios sobre la estabilidad de las antocianinas han indicado que estos pigmentos son fcilmente degradados por el calor, El porcentaje de degradacin depende de la estructura de la antocianina, Adams (1973), mencionado por Furia (1978), concluy que en el rango de pH de 2 a 4, la principal va de degradacin trmica de las antocianinas es la hidrlisis de la molcula de azcar, seguido por la transformacin de la antocianidina resultante a una calcona o alfadicetona (coloracin amarillo plido). La velocidad de degradacin de las antocianinas aumenta al elevar la temperatura. Existe una relacin logartmica entre la retencin del color y la temperatura de los procesos de esterilizacin o almacenamiento. Por eso para mejorar la retencin de los pigmentos, se aconseja la aplicacin de tratamientos de alta temperatura, corto tiempo y el almacenamiento a bajas temperaturas, Markakis (1974) citado por Medina (2012).Segn Timberlake (1986) observ que el equilibrio entre las estructuras es endotrmico, en una direccin de izquierda a derecha:Base quinoidal Catin flavilio Pseudobase carbinol Chalcona.A altas temperaturas el equilibrio cambia hacia chalconas. El retorno de chalconas a flavilio es lento.

c. Oxgeno y perxido de hidrgeno Conjuntamente con la temperatura, el oxgeno es el agente acelerativo ms especfico en la degradacin de pigmentos antocinicos en diversas frutas y vegetales (Nebeskyet al, 1969) citado por Medina (2012). Daravingas y Cain (1968), demostraron que la retencin de antocianinas en zarzamoras enlatadas mejoraba notablemente al realizar el envasado en atmsfera de nitrgeno o con vaco, comparados con aquellas llenadas en atmsfera normal (condiciones aerbicas).En presencia de oxigeno la mxima estabilidad trmica de las antocianidina-3-glicosidadas es pH 1.8 a 2, mientras que para las antocianidina-3,5-diglicosidadas lo es a pH 4.0 a 5.0, Lock (1997).En cuanto a la accin del perxido de hidrgeno se ha sugerido la posibilidad de que la destruccin inducida por el cido ascrbico de antocianinas en fresas procesadas sea debida al H2O2 formado durante la oxidacin de este cido (Shondeimer y Kertesz, 1948).

d. Luz

El efecto que tiene la exposicin a la luz de los pigmentos antocinicos no est bien estudiado hasta el momento lo que conduce a cierta confusin. Los aglucones son rpidamente afectados por la luz. La cianidina expuesta en medio cido a la luz difusa decrece su concentracin en 10% en 6 horas y a la luz directa del sol, la prdida es del 95%. La prdida producida en glucsidos no ha sido an bien determinada (Harper, 1957).

Las antocianinas que tienen el OH en C-5 sustituido son ms susceptibles a la descomposicin que aquellas no sustituidas en esa posicin, (Lock 1997).

e. cido ascrbico y oxgeno

Si bien la presencia de cido ascrbico en jugo de frutas es nutricionalmente importante, ste tiene un efecto perjudicial para las antocianinas. Beattie et al . (1974), fueron los primeros en mostrar los cambios en el color que ocurren conjuntamente con prdida progresiva de cido ascrbico. Starr y Francis (1968), demostraron el efecto del oxgeno y cido ascrbico en el jugo del coctel de arndanos, A niveles ms altos de oxgeno y cido ascrbico se tienen menor estabilidad del pigmento.La presencia de cido ascrbico produce decoloracin de la antocianina, probablemente por la indirecta oxidacin por el perxido de hidrogeno que se forma durante la oxidacin aerbica del cido ascrbico, Lock (1997).

f. Metales

Las antocianinas son nicamente estables en condiciones fuertemente cidas. A causa de la inestabilidad de sus bases anhidro, estos compuestos favorecen la decoloracin en el rango de pH de 4 a 6. Es muy posible que las antocianinas en su estado original, existan efectivamente en forma estable, ya que muchas frutas se encuentran en este rango de pH. Varios investigadores han sealado que las antocianinas se estabilizan a travs de la formacin de complejos metlicos. Esto es evidente, ya que por ejemplo la adicin del cloruro de aluminio ha sido bastante reconocida como un mtodo de diferenciacin de antocianinas o antocianidinas con dos grupos hidroxilo adyacentes al anillo B, de aquellas con solamente un grupo oxidrilo libre. Por ejemplo, Sistrunk y Cash (1970), estabilizaron el color del pur de fresas con la adicin de sales de estao; mientras que Wrolstad y Erlandson (1973) llegaron a la conclusin de que la estabilizacin del color rojo no fue debida al complejo de estao con el principal pigmento (pelargonidina -3-glucsido), sino que ocurri con Cianidinas liberadas de leucocianidinas incoloras. Starr y Francis (1973) estudiaron el efecto del cobre, fierro, aluminio y estao sobre la estabilidad del color del jugo de arndanos.

g. Azcares

La funcin de los azcares sobre la estabilidad de las antocianinas es muy compleja. Se ha observado que la fructuosa es ms perjudicial que la glucosa y que la sucrosa. Con los pigmentos extrados del jugo de uvas concord, la sucrosa fue ms perjudicial que la glucosa. Esto nos indica que las especies reactivas en la degradacin de antocianinas son furfural (F) e Hidroximetilfurfural (HMF) (Furia, 1978) citado por Medina (2012).

La concentracin altas de azcar (> 20%) o de jarabe para preservar las frutas o jugo de frutas, tiende a ejercer un efecto protector sobre la antocianina, Lock (1997).

h. Enzimas

En frutas recin cosechadas, la prdida de antocianina ha sido atribuida a la actividad del sistema enzimtico antocianasa y fenolasa (Wagen, et al., 1960); Sakamura, et al. (1965), mencionado por Shrikande (1976). La antocianasa hidroliza el protector 3-glicsido de las antocianinas para producir azcares libres y agliconas inestables. Junto a la antocianasa, la polifenoloxidasa puede tambin contribuir a la destruccin de la antocianina por medio de la oxidacin acoplada. Tratndose de compuestos polifenlicos, cabe esperar que resulten afectados por la polifenoloxidasa, pero no se ha confirmado la existencia de enzimas especficas oxidantes de las antocianinas. Se ha demostrado que las peroxidasas actan sobre las antocianinas decolorndolos rpidamente en presencia de catecol. Se admite que este ltimo acta de compuesto intermediario, siendo oxidado, en primer lugar, por la accin de la enzima, a 0 - quinona, luego a su vez el antociano, Yufera, (1979) citado por Medina (2012).

i. Reacciones de condensacin

Esto ha sido frecuentemente observado cuando aquellos jugos de frutas son almacenados por largos perodos de tiempo en donde pierden su tpico color rojo, apareciendo simultneamente colores marrn o rojo ladrillo. Por ejemplo, en la mermelada de fresa, despus de un ao de almacenamiento a temperatura ambiente, ya no aparece ninguna antocianina; sta aparece de un color marrn rojizo. Es casual que los productos de degradacin del pigmento tambin sean coloreados. Diversos productos complejos de condensacin (peso molecular de 77000,000) han sido aislados, as, en el jugo de una variedad de moras enlatadas se encontr pectinas, protenas, metales y polifenoles. En el jugo de uva Concord se encontr antocianinas aciladas y metales (Furia, 1978) citado por Medina (2012). Aunque lo mencionado anteriormente sobre la degradacin de antocianinas parece ser desalentador, desde un punto de vista de estabilidad del colorante, esto no necesariamente es as puesto que los pigmentos son probablemente lo suficientemente estables para acceder a los canales normales de mercadeo.

2.2.8. METODOS DE EXTRACCION DE LA ANTOCIANINA2.2.8.1. ANTECEDENTES.Araujo (1995), Estudio de la extraccin del colorante de maz morado (Zea mays L.) con el uso de enzimas: Para evaluar los principales factores que influyen en la extraccin de antocianinas de Maz Morado (Zea mays L.) Se procedi a determinar el contenido de stas en el grano y coronta y la relacin en peso de cada uno de ellos. Los granos representan el 79.21% y la coronta el 20.79% en peso del maz morado. Tomando en cuenta estos rendimientos, se tiene que por cada 100g de maz morado entero se obtiene; 180.75mg de antocianinas a partir del grano y 699.58m g a partir de la coronta molida. Por estos resultados se decidi estudiar la extraccin de antocianina a partir de la coronta. Los parmetros ptimos de maceracin de la coronta molida para la extraccin de antocianinas fueron; tiempo de 12 horas; temperatura ambiente (20C); solvente utilizando agua desionizada-acidulada (cido sulfrico 0.1%); pH 2 del solvente; relacin de coronta/ solvente 1/10. Luego de la maceracin se realiz una molienda hmeda. En una segunda etapa se estudi el uso de enzimas (complejos enzimticos) tendientes a optimizar la extraccin de antocianinas de la coronta, siendo el complejo enzimtico Extrazyme (celulasa, glucanasa, hemicelulasa, pectinasa y xylanas) el que permite aumentar en 24.3% dicha extraccin con respecto al mtodo convencional sin uso de enzimas. Luego se realiz estudios para determinar los parmetros ptimos de actividad enzimtica, tendientes a optimizar la extraccin. El ndice de degradacin (ID) de antocianinas, nos indic la eficiencia de la aplicacin de los parmetros.Fernndez (1995), Extraccin y pre-purificacin de antocianinas de maz morado: En una primera etapa se estudi la influencia de los parmetros de maceracin de la coronta y la combinacin de maceracin y calentamiento en el rendimiento de la extraccin de antocianinas. Las condiciones ptimas para la extraccin de antocianinas de la coronta fueron: tamao de partcula 2 mm, solvente de maceracin agua con 0.1 % de H 2SO4 (pH=2), relacin materia prima/solvente de maceracin 1/12, 12 horas de maceracin a 20 C y extraccin en tres etapas a 80C por 30 minutos cada una de ellas. En una segunda etapa, se estudi la purificacin del extracto, mediante precipitacin con acetato de plomo bsico y resinas de intercambio inico: Amberlita IRC -50 y CG-50 (intercambiadores catinicos dbiles) y Tulsion T -42 (intercambiador catinico fuerte). Se obtuvieron buenos resultados mediante la precipitacin con acetato de plomo bsico a pH 6.0, recuperndose 90 % de antocianinas; cuando la precipitacin se realiz a pH cido (2 a 4) los rendimientos fueron bajos mientras que a pH alcalino (7 a 9) stos fueron altos pero con ndices de degradacin elevados . Quispe et al. (2006), Extraccin del colorante a partir de la coronta de maz morado por el mtodo de lixiviacin. Revista Cientfica UNASAM. El trabajo estudi los parmetros para la obtencin de Antocianina por lixiviacin de las corontas de maz morado de Caraz. Las corontas del maz morado fueron caracterizadas presentando una humedad de 12% que facilita la lixiviacin, el rendimiento en coronta con respecto a la mazorca fue de 19.52%, que generan una relacin entre la mazorca y la coronta de 5 a 1. El proceso de extraccin del colorante incluy las operaciones siguientes: recepcin, seleccin, desgranado, molienda, lixiviacin, filtracin, evaporacin, secado y empacado. En el proceso de molienda por molino de martillo, la relacin de reduccin ptima fue de 100:1 que permiti tener un grado de molienda fina. Para la evaluacin de la lixiviacin en una sola etapa se usaron corontas molidas de grado grueso, mediano y fino, variando la preparacin del extracto acuoso acidificado con cido ctrico, con acidez inica de 3.2, 3.1, 3.0; para temperaturas de extraccin de 85C, 90C y 95C. El rendimiento de la lixiviacin se maximiza cuando se usa coronta constante. El proceso de filtrado retiene mejor los slidos insolubles como medios filtrantes de 170 Mesh. La lixiviacin ptima permiti un rendimiento de 9.78% de antocianinas con la presencia de los pigmentos pelargonidina y hirsutidina; por lo que es posible obtener antocianina por lixiviacin, con buenas caractersticas y estabilidad para el empleo en alimentos.

2.2.8.2. DETECCIN Y AISLAMIENTO DE ANTOCIANINASa. Mtodos cualitativos La identificacin de antocianinas es muy importante porque es un indicativo en taxonoma de plantas o Bioqumica sistemtica. El contenido de antocianinas es usado tambin como un ndice de maduracin de frutas. En Ciencia de Alimentos, las antocianinas son monitores de la calidad y de adulteracin de alimentos.La identificacin sistemtica de antocianinas incluye 3 fases principales: extraccin, purificacin e identificacin.b. Mtodos cuantitativos. Los mtodos cuantitativos para antocianinas pueden ser divididos en dos categoras: a) Anlisis de antocianinas frescas como por ejemplo las de frutas frescas o jugo, y b) Anlisis de antocianinas almacenados provenientes de jugos o productos procesados.

2.2.8.3. EXTRACCIN DE LA MATERIA COLORANTE.La extraccin es una operacin disfuncional que implica la disolucin de un soluto en un solvente. Muchos productos orgnicos naturales se separan de su estructura original por medio de la extraccin, lavado, lixiviacin, etc (Treybal 1970 y Saux 1980). Se considera que el mtodo a emplearse en la extraccin est determinado por tres factores. Cantidad de constituyentes solubles en el material. Naturaleza del slido que depende del tamao de partculas. Distribucin de slidos solubles en el material. En un proceso de extraccin se considera tres etapas (Zapata, 1978): Cambio de fase del soluto disolvente en el solvente. Difusin del solvente a travs del slido hacia el exterior. Contacto del solvente con las partculas del soluto, esto es en la masa de la solucin. La primera etapa ocurre tan rpido por lo que sus efectos son despreciables respecto a la extraccin total. En las clulas vegetales, especficamente los pigmentos, el material soluble se encuentra en el interior de la pared celular en los plastidios, por lo que se hace necesario romper la pared por efecto de una presin mecnica u osmtica que permita al contenido fluir al exterior.

2.2.8.4. ACCIONES PREVIAS A LA EXTRACCINa. Purificacin. Es necesaria la purificacin de los extractos para eliminar materiales extraos como otras sustancias fenlicas, pectina, etc., que pueden influenciar en la estabilidad y/o anlisis de dichos pigmentos. La purificacin de antocianinas para propsitos analticos se lleva a cabo primariamente mediante tcnicas cromatografas, y tradicionalmente por cromatografa en papel. Varios mtodos son descritos en la literatura para la purificacin preliminar de antocianinas presentes en soluciones que contienen altas concentraciones de azcar, tales como solvente de extraccin; precipitacin con acetato de plomo, mercurio y zinc; el empleo de columnas de poliamida y resinas de intercambio inico.b. Concentracin. Es el proceso en el cual se separa por ebullicin una parte del lquido contenido en una disolucin o suspensin. Los fines principales de esta operacin, segn Brennan et al (1970) citado por Medina (2012) son: Como una operacin intermedia de un proceso, por ejemplo, antes del secado por atomizacin, secado en tambor, cristalizacin, etc. La disminucin del volumen de lquido para reducir los costos del almacenamiento, embalaje y transporte. Para aumentar la concentracin de slidos solubles de los productos alimenticios, a fin de facilitar la preservacin. En el caso de pigmentos naturales, durante la evaporacin, se deben mantener baja la temperatura de ebullicin y utilizar tiempos de residencia cortos de la solucin en la zona de calefaccin. Las temperaturas de ebullicin se disminuyen reduciendo la presin de trabajo del evaporador. Con ello es posible obtener diferencias de temperatura satisfactoria con un medio de calefaccin a temperaturas equivalentemente ms bajas.Varios son los tipos de evaporadores que se pueden adquirir en el mercado. Su clasificacin se da en funcin a la forma, configuracin de la superficie de calefaccin, y, en funcin de los medios empleados para proveer la circulacin con agitacin del lquido. Para productos sensibles al calor, los evaporadores rotatorios o de pelcula barrida son los que cada da tienen mayor aplicacin.c. Secado. Es la operacin bsica con la que se extrae casi toda el agua normalmente presente en el producto alimenticio por evaporacin o sublimacin, resultante de aplicarle calor en condiciones perfectamente controladas. Las razones para desecar son mltiples, siendo algunas las siguientes: Facilitar la manipulacin en algn tratamiento posterior. Permitir el uso satisfactorio del producto final. Reducir los costos de transporte. Aumentar la capacidad de otros aparatos o instalaciones del proceso. Conservar un producto durante su almacenamiento y su transporte. Aumentar el valor y la utilidad de los desperdicios o los subproductos obtenidos. Los mtodos a usarse en esta operacin segn Brennan et al. (1970) citado por Medina (2012), se clasifican en: Secado con aire caliente: El alimento est en contacto con una corriente de aire caliente. El calor suministrado al producto es principalmente por conveccin. Secado por contacto directo con una superficie caliente: El calor suministrado al producto es principalmente por conduccin y Secado por aplicacin de energa procedente de una fuente radiante, de microondas o dielctrica. Secado por congelacin: Se congela la humedad contenida en el alimento y luego se la sublima hasta vapor, normalmente mediante la aplicacin de calor en condiciones de presin muy bajas.

2.2.8.5. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA EXTRACCINEl proceso de extraccin es afectado por varios factores como:a. Temperatura: El calor facilita el pasaje de agua a travs de las membranas semipermeables de las clulas vegetales. Esta deber ser lo suficientemente alta para que permita una buena solubilidad del pigmento, sin llegar al extremo de hidrolizar al pigmento ni de solubilizar. Muchos estudios sobre la estabilidad de la antocianina han indicado que las antocianinas son fcilmente degradadas por el calor. La tasa de degradacin depende de la estructura de la antocianina (Furia, 1978). Kan et al (1976), recomienda usar temperaturas comprendidas entre 60 90C.b. Agitacin del solvente: Incrementa la difusin y por lo tanto aumenta la transferencia de material, desde la superficie de las partculas a la solucin. El agitador debe tener una velocidad adecuada o moderada considerando lo siguiente (Zapata, 1978): - Velocidad alta da rapidez a la mezcla. - Velocidad baja donde requiera baja potencia c. Tiempo de extraccin: El tiempo de extraccin o difusin est en funcin inversa a los factores de temperatura y agitacin. Pero generalmente se da el tiempo suficiente, como para lograr un buen contacto del slido con el solvente. d. Equilibrio entre el solvente y el soluto: Es necesario encontrar una relacin adecuada entre el solvente y la materia prima a ser extrada. Una proporcin alta da lugar a extractos demasiado diluidos y si es muy baja no habr buena difusin. El equilibrio se alcanza cuando el soluto se disuelve totalmente y la concentracin de la solucin que se forma es uniforme. f. Nmero de lavados: Es necesario determinar el nmero de lavados a que debe ser sometida la materia prima, para obtener un extracto con un grado de concentracin lo suficientemente alto, y asimismo tratar de agotar completamente el soluto (Zapata 1978). g. Calidad del solvente: Un buen solvente debe ser selectivo y su viscosidad suficientemente baja para que pueda circular libremente. La concentracin del soluto aumentar y la relacin de extraccin disminuir progresivamente, debido a que la gradiente de concentracin se va reduciendo; y porque la solucin se hace ms viscosa. Se ha mencionado diferentes solventes para la extraccin de antocianinas, entre ellos tenemos: acetona, agua, etilen glicol, glicol de propileno, metiletil cetona, iso propanol, metanol y etanol. Los dos ltimos son superiores al resto de solventes mencionados. La acetona es efectiva, pero aparentemente contribuye a la degradacin de los pigmentos bajo un contacto prolongado. El agua es conveniente pero menos efectivo (Chiriboga y Francis 1970). Como las antocianinas son estables a pH cidos es necesario incluir cidos orgnicos e inorgnicos. Se ha demostrado que el HCl estabiliza los pigmentos (Fuleki y Francis 1968). En investigaciones recientes sobre extraccin de antocianinas del maz morado se demuestra que el cido sulfrico aumenta la eficiencia de extraccin y da mayor estabilidad al pigmento; en cambio el cido ctrico proporciona bajo porcentaje de extraccin y aparentemente se produce cierta degradacin del pigmento (Kan et al, 1976) Main et al (1978), seala que el cido ctrico es menos corrosivo que el HCl y que los quelatos metlicos de cido ctrico pueden tener efecto protector durante el secado por atomizacin.

2.2.8.6. MTODOS DE EXTRACCIN.

a. Extraccin por maceracin: Esta extraccin es sencilla. Se somete nicamente a la disolucin del soluto en un solvente, dejando reposar hasta que el solvente penetre en la estructura celular, lo ablande y disuelva las porciones solubles, controlando convenientemente la temperatura y la duracin del proceso. Martin et al. (1965), recomienda que la maceracin se realice a una temperatura de 15 a 20 C. Si el tiempo de maceracin es muy prolongado debe usarse conservadores para evitar alteraciones microbianas (Yfera, 1979). La ventaja de esta extraccin es producir un extracto con una concentracin uniforme, sin embargo resulta laboriosa, y para conseguir mejores rendimientos se requiere de mayor tiempo de extraccin. En esta etapa se evala lo siguiente: - Influencia del tiempo de maceracin. - Influencia de la relacin M.P/Solvente de extraccin. - Influencia del cido. - Influencia de la concentracin del cido. - Influencia de la temperatura de maceracin

2.2.8.6.1. DIAGRAMA DE PROCESO DE EXTRACCION.Para la extraccin del colorante de maz morado (antocianina), se utiliza el flujo general de operaciones que se muestra en la Figura 4. Figura 4: diagrama de flujo para la obtencin de antocianina de maz morado.

Fuente: Fernndez 1995.* No especifica nivel de presin

2.2.8.6.2. DESCRIPCIN DEL FLUJO DE OPERACIONESa. Seleccin Esta operacin se efecta manualmente, con el fin de separar las mazorcas que presentaban signos de deterioro, granos daados o con indicios de pudricin.b. Lavado Se realiza utilizando agua a presin para eliminar suciedad e impurezas.c. Secado Esta operacin tiene por objeto lograr una disminucin de la humedad de la mazorca de maz hasta llegar a 11 -14 %, para as conservar sus caractersticas durante el almacenamiento. Se realiza en tnel de aire caliente a 2.80 m/seg. y 50C de velocidad y temperatura de aire respectivamente.d. Desgranado El desgranado se realiza en forma manual, separndose el grano de la coronta, quedando as nicamente la coronta libre para la siguiente operacin.e. Molienda Esta operacin se realiza en un molino de martillo y cuchillas segn sea el caso, con el objeto de aumentar la superficie de contacto interfacial entre soluto y solvente, y por lo tanto, aumentar la velocidad de extraccin.

f. Extraccin Esta operacin tiene por finalidad separar las antocianinas de la coronta del maz morado con disolventes apropiados. Esta operacin se realiza en un evaporador rotatorio a una temperatura menor de 40C y a una presin de vaco de 70 mm de Hg.

CAPITULO IIIOBJETIVOS Y JUSTIFICACIN DE LA INVESTIGACIN2.1 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION2.1.1 Objetivo generalEstablecer los parmetros tecnolgicos ptimos para la obtencin de la antocianina a partir del maz morado Zea mays L. mediante el mtodo de extraccin por maceracin, para elevar el rendimiento.

2.1.2 Objetivos especficos

a. Efectuar pruebas experimentales para obtener los parmetros ptimos.b. Cuantificar el rendimiento en proceso del producto obtenido, en relacin a la materia prima.

2.2 JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACIONJustificacin de orden tecnolgicoMediante el uso de parmetros tecnolgicos ptimos se podr obtener un mayor rendimiento en la extraccin de antocianina por el mtodo de maceracin.Lo cual permite un aprovechamiento integral del fruto de esta especie vegetal como es el maz morado.Justificacin de orden social

Este colorante natural tiene un potencial benfico para la salud; por tratarse de un rico antioxidante con propiedades medicinales comprobadas a nivel mundial.Al utilizar la antocianina extrado del maz morado como componente de un alimento tiene la ventaja no solo de impartir color, sino que por las propiedades antioxidantes que poseen, se pueden considerar como alimentos funcionales.Justificacin de orden econmicoSe trata de optimizar el rendimiento de la antocianina a partir del maz morado, que ampliara las aplicaciones en la industria alimentaria, incrementando el valor agregado del alimento. Para ello beneficiara al rubro agrcola de manera directa.

CAPITULO IVHIPTESIS CIENTIFICA

4.1 HIPTESIS CENTRALLa aplicacin de parmetros tecnolgicos ptimos en la extraccin por maceracin de la antocianina a partir de la uva.4.2 HIPOTESIS ESPECIFICASa. La aplicacin de los parmetros tecnolgicos para obtencin de antocianina a partir de la uva.b. La Cuantificacin del rendimiento en el proceso del producto obtenido, en relacin a la materia prima.4.3 VARIABLES DE ESTUDIOVariable independiente Relacin materia prima/solvente de extraccin Tiempo de maceracin pHVariable dependiente rendimiento de la extraccin. ndice de degradacin

CAPITULO VDISEO METODOLOGICO5.1 TIPO DE INVESTIGACIONEl Tipo de estudio ser experimental.5.2 TIPO DE DISEOLa investigacin se desarrollar en el laboratorio de ingeniera de la facultad de ingeniera agraria, industria alimentaria y ambiental de la universidad nacional Jos Faustino Snchez Carrin Huacho.5.3 DISEO MUESTRAL; POBLACION Y MUESTRA.MATERIALESUNIDADCANT.

TermmetroUnidad1

Pipetas 10 ml.Unidad1

Varilla Unidad1

Vasos de precipitado 250mlunidad1

Filtro Tocuyo metro1

pH metrocaja1

Papel toallaunidad2

REACTIVOS

Agua destiladalitro1

Alcohol litro10

EQUIPOS

Secador (alquiler)unidad1

Molino (alquiler)unidad1

Balanza analtica 2 kg.unidad1

Cocinaunidad1

INDUMENTARIA

Guardapolvo blancounidad8

Mascarillaunidad8

Guantes quirrgicos caja1

Toca unidad8

UTENSILIOS

Cuchillounidad1

Tabla de picar unidad1

Colador unidad1

Ollas unidad1

Cucharones unidad1

Baldesunidad1

MATERIA PRIMA

Uva BorgoaKg.2

DE GABINETE

Plumones de pizarraunidad1

Cmara fotogrficaunidad1

Lapicerosunidad1

Cuaderno unidad1

5.4 Tcnicas e instrumentos de recoleccin de datosa) Observacin.- nos sirve para recoger todos los hechos que suceden en ese determinado momentob) Internet .- nos brinda informacin atravez de los medios electrnicos.DESCRIPCION DEL ENSAYOa. Seleccin Esta operacin se efectuara manualmente, con el fin de separar las mazorcas que presentaban signos de deterioro, granos daados o con indicios de pudricin.b. Molienda Esta operacin se realiza en un molino de martillo y cuchillas segn sea el caso, con el objeto de aumentar la superficie de contacto interfacial entre soluto y solvente, con un tamao de 2 mm.e. Extraccin Esta operacin tiene por finalidad separar las antocianinas de la coronta del maz morado con disolventes apropiados.

Diagrama de flujo de la extraccin de antocianina. MATERIA PRIMA

SELECCION

50C x 30SECADO

MOLIENDA2mm.

Tm = ambiente x 12 hpH: 2 M.P. / sol. = 1:12Solvente: Etanol

MACERACION

TORTAFILTRACION

CONCENTRADO

T = 50 a 60C

SECADO

MOLIENDA

TAMIZADO

ALMACENAMIENTO

CAPTULO VIRECURSOS NECESARIOS PARA LA INVESTIGACIONLos parmetros tecnolgicos ptimos en la extraccin por maceracin de la antocianina a partir de vitis vinifera uva, variedad borgoa se determin mediante ensayos y evaluaciones experimentales. 6.1 Recursos Materiales:a) De escritorio:- Papel bond- Lapicero- Lapiz- Cuaderno- Calculadorab) Materia Prima- Uva Borgoa

c) De Laboratorio Materiales y Equipos- Cuchillo - Tabla de picar- Termometro - Vagueta- Pipeta Reactivos y Aditivos qumicos Acido sulfrico Agua destilada Alcohol

CAPTULO VIIPRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO7.1. PRESUPUESTODescripcinUnidad de medidaCantidadCosto unitario(S/.)Costo parcial(S/.)Costo general(S/.)

BIENES (A)

- DE ESCRITORIO 128.5

Papel bondmillar1313

Lapicerosunidad60.503

Borradores unidad212

Lpicesunidad21.503

Cuadernos unidad248

Correctorunidad133

Resaltadorunidad224

Plumones de pizarraunidad32.507.50

Cmara fotogrfica (alquiler)unidad120 (3 meses)60

USB 4GBunidad12525

- DE LABORATORIO334.10

MATERIALES

TermmetroUnidad12020

Pipetas 10 ml.unidad11010

Varilla unidad188

Vasos de precipitado 250mlunidad11515

Cuchillosunidad155

Tabla de picarunidad11010

Ollas unidad|12525

Cucharones unidad188

Coladorunidad133

Filtro - Tocuyo metro14.504.50

Baldes unidad166

pH metroCaja17575

Papel toalla unidad21.803.60

EQUIPOS

Secador (alquiler)horas8540

Molino (alquiler)horas339

REACTIVOS

cido sulfricoml.20-------------

Agua destiladalitro21010

Alcohol litro104545

INDUMENTARIA

Mascarillaunidad818

Guantes quirrgicos Caja117.5017.50

Toca unidad80.504

MATERIA PRIMA

Uva BorgoaKg.27.507.50

SERVICIOS (B)223.00

InternetHoras1001.20120

Anillados unidad133

Copiasunidad1000.1010

Impresiones unidad1000.2020

Pasajes localesSoles2020

Pasajes interprovincialesSoles5050

Imprevistos el 10% de A+B68.56

COSTO TOTAL GENERAL772.16

7.2. FINANCIAMIENTO.El presente trabajo de investigacin ser financiado en su totalidad por los investigadores antes mencionados de la EAP. Ingeniera en Industrias Alimentarias de UNJFSC.

CAPITULO VIIICRONOGRAMA DE ACTIVIDADESDIAGRAMA DE GANTT Tiempo

ActividadesMESES

Mes 1Mes 2Mes 3Mes 4

1234123412341234

1. Revisin de la bibliografaxxxxxxxxxxxx

2. Prospeccin de la realidadproblemtica.x

3. Recoleccin de datos. xx

4. Seleccin y clasificacin dedatos.x

5. Anlisis e interpretacin de lainformacin y/o datos.xx

6. Trabajo experimental. xxxx

7. Anlisis e interpretacin deresultados. x

8. Procesamiento de datos (estadsticos).xx

9. Conclusiones. x

10. Elaboracin del informe deinvestigacin (1er borrador).xx

11. 2do borrador corregido (final).x

12. Presentacin del informe final.x

CAPITULO IXREFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

CAJALEON ASCENCIOS D. H. 2003. Aditivos alimentarios y colorantes. Separata de la facultad de ciencias agropecuarias alimentarias y pesqueras, Universidad Nacional Jos Faustino Snchez Carrin.COLLAZOS, CH.C. 1962. La composicin de los Alimentos Peruanos. 3 Ed. revisada. Lima-Per.CUEVAS MONTILLA E., ANTEZANA A. y WINTERHALTER P. 2008. Anlisis y caracterizacin de antocianinas en diferentes variedades de uva la vitis vinfera .FERNANDEZ. J. 1977. Determinacin de antocianinas en la. Tesis para optar el titulo de Ing. Qumico. U.N.M.S.M. Lima Per.FERNANDEZ, N.A. 1995. Extraccin y pre -purificacin de antocianinas de la uva. Tesis para optar el ttulo de Ing. En Ind. Alimentarias. U.N.A. Lima-Per.GUARNIZO F. A., MARTINEZ Y. P. y otros 2009. Experimentos de qumica orgnica con enfoque en ciencias de la vida. Editorial Elizcom, Colombia.LEYVA DANIEL D.E. 2009. Determinacin de antocianinas, fenoles totales y actividad antioxidante en licores y fruto de mora. Tesis para obtener ttulo de Ing. en Alimentos.

CAPITULO XANEXOSANEXO 1: MATRIZ DE CONSISTENCIA. TITULO: Optimizacin de Proceso Tecnolgico de la Extraccin de Antocianina a Partir de la (vitis vinifera.) Uva, Variedad Borgoa

PROBLEMAOBJETIVOSHIPOTESISVARIABLES METODOS

Problema GeneralCules son los procedimientos tecnolgicos ptimos para la obtencin de la antocianina a partir de la vitis vinifera uva, variedad borgoa mediante el mtodo de extraccin para uso en la industria almientaria?Problemas EspecficosA. Cules son los parmetros tecnolgicos para la extraccin de antocianina a partir de la uva?B. Cul ser el rendimiento del producto obtenidoC. Evaluar la calidad del producto final.Objetivos GeneralEstablecer los paramentros tecnolgicos optimos para la obtencin de la antocianina a partir de la vitis vinifera uva mediante el mtodo de extraccin por maceracin, para elevar el rendimiento Objetivos especficos:A. Determinar las pruebas experimentales para obtener los parmetros ptimos.B. Cuantificar el rendimiento en proceso del producto obtenido, en relacin a la materia prima.Formulacin de HiptesisLa aplicacin de parmetros tecnolgicos ptimos en la extraccin por maceracin de la antocianina a partir de la uva.

Variables Dependientes- rendimiento de la extraccin.- ndice de degradacin.Variable independiente:- Tiempo de aplicacin de la extraccin.- Relacin materia prima/solvente.- pH

Tipo de investigador-Diseo experimental por etapas de proceso.Instrumentos de recoleccin de datos:-Mediante ensayos y evaluaciones Experimentales.