El presente informe se llevo a cabo con la finalidad de caracterizar el colorante presente en la semilla del achiote, que fue extraída la semana anterior del mismo, como se mencionó también este colorante es utilizado ampliamente en la industria alimentaria, de ello la importancia en caracterizarlo. Se trabajo con muestras secas de bixina (colorante extraídos por lixiviación), diluyendo las muestras en alcohol; se debe tener presenta que los colorante fueron extraídos por: alcohol, hidróxido de sodio y agua. La caracterización se basa en la aplicación de cromatografía determinando la longitud de onda de máxima adsorción con un espectrofotómetro. La adsorción en el espectrofotómetro se mide a diferentes longitudes de onda.
II. INTRODUCCIÓN.
Por definición, se entiende por colorante a toda sustancia, no considerada alimento en sí, agregada para dar artificialmente color a determinados alimentos.
Los colorantes tienen aplicación aceptable cuando se usan para tornar más agradable a la vista los alimentos, pero su uso se hace fraudulento cuando son alterados y utilizados para cubrir, enmascarar o disimular alteraciones o sustituciones, o engañar sobre la naturaleza del producto.
Es un método rápido y eficaz para la identificación y separación de mezclas de colorantes. La técnica descripta a continuación sirve para la identificación rápida de los colorantes permitidos por el Código Alimentario.
El conocimiento sobre los parámetros de extracción nos permite optimizar la obtención de colorantes de diverso origen. Las características de los colorantes se va mas hacia el conocimiento de las propiedades fisicoquímicas de estos compuestos. Independientemente de la cantidad que se obtenga a partir del uso de una tecnología apropiada.
Las características de colorantes es una de las etapas mas importantes en el reconocimiento de aquellas características que debe cumplir un colorante de calidad. Por ello, la presente practica tiene por finalidad ayudar al estudiante a reconocer las técnicas mas adecuadas aplicadas a la verificación de tales características. El objetivo de la siguiente práctica es la caracterización físico - química y calorimétrica de achiote (Bixina orellana).
Los colorantes tienen aplicación aceptable cuando se usan para tornar más agradable a la vista los alimentos, pero su uso se hace fraudulento cuando son alterados y utilizados para cubrir, enmascarar o disimular alteraciones o sustituciones, o engañar sobre la naturaleza del producto.
Es un método rápido y eficaz para la identificación y separación de mezclas de colorantes. La técnica descripta a continuación sirve para la identificación rápida de los colorantes permitidos por el Código Alimentario.
El conocimiento sobre los parámetros de extracción nos permite optimizar la obtención de colorantes de diverso origen. Las características de los colorantes se va mas hacia el conocimiento de las propiedades fisicoquímicas de estos compuestos. Independientemente de la cantidad que se obtenga a partir del uso de una tecnología apropiada.
Las características de colorantes es una de las etapas mas importantes en el reconocimiento de aquellas características que debe cumplir un colorante de calidad. Por ello, la presente practica tiene por finalidad ayudar al estudiante a reconocer las técnicas mas adecuadas aplicadas a la verificación de tales características. El objetivo de la siguiente práctica es la caracterización físico - química y calorimétrica de achiote (Bixina orellana).
III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA:
Para caracterizar el colorante se usaran técnicas como el análisis por espectroscopia de absorción en el rango visible y cromatografía del papel. La cromatografía es usada para separar mezclas de sustancias en sus respectivos componentes. Todas las formas de cromatografía trabajan bajo el mismo principio.
Todos tienen una fase estacionaria y una fase móvil. La fase móvil fluyen a través de la fase estacionaria
y carga componentes de mezclas con ella. Los distintos componentes viajan a diferentes velocidades. En la cromatografía, la fase estacionaria es un papel absorbente muy uniforme. La fase móvil es un solvente apropiado a una mezcla de solventes.
Todos tienen una fase estacionaria y una fase móvil. La fase móvil fluyen a través de la fase estacionaria
y carga componentes de mezclas con ella. Los distintos componentes viajan a diferentes velocidades. En la cromatografía, la fase estacionaria es un papel absorbente muy uniforme. La fase móvil es un solvente apropiado a una mezcla de solventes.
A. El Espectrofotómetro.
El espectrofotómetro se usa para medir la intensidad de un espectro determinado en comparación con la intensidad de luz procedente de una fuente patrón. Esta comparación permite determinar la concentración de la sustancia que ha producido ese espectro. Los espectrofotómetros también son útiles para estudiar espectros en las zonas no visibles porque sus elementos de detección son bolómetros o células fotoeléctricas. Los primeros se aplican especialmente al análisis de espectros de infrarrojos, y los segundos al de espectros ultravioletas. Las redes de difracción pueden emplearse, igual que los prismas, tanto en los espectrógrafos como en los espectrofotómetros.
B. Principio de Análisis.
La luz se emite y se absorbe en unidades minúsculas o corpúsculos llamados fotones o cuantos (véase Teoría cuántica). La energía de cada fotón es directamente proporcional a la frecuencia µ, por lo que es inversamente proporcional a la longitud de onda λ. Donde el factor de proporcionalidad h es la denominada constante de Planck y c es la velocidad de la luz en el vacío. Los diferentes colores o longitudes de onda (y, por tanto, las diferentes energías) de los cuantos de luz emitidos o absorbidos por un átomo o molécula dependen de la estructura de éstos y de los posibles movimientos periódicos de las partículas que los componen, ya que estos dos factores determinan la energía total (potencial y cinética) del átomo o molécula.
Teoría cuántica: Para entender la teoría cuántica de Planck, se debe tener cierto conocimiento de la naturaleza de las ondas. Una onda se puede considerar como un perturbación vibracional por medio de la cual se transmite la energía. Las propiedades fundamentales de una onda se ilustran con un tipo de ondas muy común: las ondas de agua, las cuales se forman por la diferencia de presiones en varias regiones de la superficie del agua.
Las ondas se caracterizan por su longitud, amplitud y frecuencia. La longitud de onda (lambda), es la distancia entre puntos idénticos en ondas sucesivas. La frecuencia (nu), es el número de ondas que pasan por un punto particular en un segundo. La amplitud es la distancia vertical de la línea de la onda a la cresta o al valle. Chang Raymond (1998).
Las ondas se caracterizan por su longitud, amplitud y frecuencia. La longitud de onda (lambda), es la distancia entre puntos idénticos en ondas sucesivas. La frecuencia (nu), es el número de ondas que pasan por un punto particular en un segundo. La amplitud es la distancia vertical de la línea de la onda a la cresta o al valle. Chang Raymond (1998).
LA ESPECTROFOTOMETRÍA.
Es el método de análisis óptico más usado en las investigaciones biológicas.
El espectrofotómetro es un instrumento que permite comparar la radiación absorbida o transmitida por una solución que contiene una cantidad desconocida de soluto, y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia.
Todas las sustancias pueden absorber energía radiante, aun el vidrio que parece ser completamente transparente absorbe longitud de ondas que pertenecen al espectro visible; el agua absorbe fuertemente en la región del infrarrojo.
La absorción de las radiaciones ultravioleta, visibles e infrarrojas depende de la estructura de las moléculas, y es característica para cada sustancia química.
Cuando la luz atraviesa una sustancia, parte de la energía es absorbida; la energía radiante no puede producir ningún efecto sin ser absorbida.
El color de las sustancias se debe a que éstas absorben ciertas longitudes de onda de la luz blanca que incide sobre ellas y solo dejan pasar a nuestros ojos aquellas longitudes de onda no absorbida.
El espectrofotómetro es un instrumento que permite comparar la radiación absorbida o transmitida por una solución que contiene una cantidad desconocida de soluto, y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia.
Todas las sustancias pueden absorber energía radiante, aun el vidrio que parece ser completamente transparente absorbe longitud de ondas que pertenecen al espectro visible; el agua absorbe fuertemente en la región del infrarrojo.
La absorción de las radiaciones ultravioleta, visibles e infrarrojas depende de la estructura de las moléculas, y es característica para cada sustancia química.
Cuando la luz atraviesa una sustancia, parte de la energía es absorbida; la energía radiante no puede producir ningún efecto sin ser absorbida.
El color de las sustancias se debe a que éstas absorben ciertas longitudes de onda de la luz blanca que incide sobre ellas y solo dejan pasar a nuestros ojos aquellas longitudes de onda no absorbida.
- Espectrómetro de absorción. Los espectrómetros son instrumentos que generan, analizan y registran espectros. Aquí se ilustra el uso de un espectrómetro de absorción para determinar el espectro creado por una sustancia desconocida. Las lentes del instrumento enfocan la luz, mientras que un prisma central la divide en el espectro de los colores que la constituyen. Los colores que aparecen.
- La Cromatografía: la cromatografía se utiliza para analizar una mezcla compleja de sustancias. El cromatógrafo emplea un medio adsorbente que, al ser colocado en contacto con una muestra, adsorbe sus distintos componentes a velocidades diferentes. De esta forma se separan los componentes de una mezcla. La cromatografía tiene muchas aplicaciones importantes, como la determinación del nivel de contaminantes en el aire, el análisis de medicinas y el análisis de sangre y de orina.
- Cromatografía En Papel: Técnica que implica, que una muestra líquida fluya por una tira vertical de papel adsorbente, sobre la cual se van depositando los componentes en lugares específicos.
VI. MATERIALES:
V. MÉTODO.
A. Determinación de la longitud de onda de máxima absorción de una solución diluida de achiote.
- Pesar exactamente 0.5 g. de colorante de achiote. Colocar el colorante en una fiola de 25 ml. Y enrazar con alcohol etílico hasta disolverlo completamente.
- De la solución coloreada, tomar una alícuota de 1 ml. Con ayuda de una pipeta y verter el contenido en otra fiola de 25 ml. Y volver a enrazar con alcohol. Agitar hasta conseguir homogeneidad.
- Luego verter el contenido en una de las celdas del espectrofotómetro para realizar la medición en longitudes de onda de 420nm hasta 500 nm. Haciendo la medición cada 10 nm. Hacer medición del blanco.
- Graficar los resultados en función a la longitud de onda y la absorbancia.
B. Separación cromatografía de las especies colorantes por cromatografía de papel.
- En un vaso de precipitado verter más o menos 10 ml. De eluente (alcohol etílico) y tapar el vaso con una luna de reloj.
- Preparar una tira rectangular de papel filtro. A un centímetro del borde del lado menor, trace una línea con ayuda de una regla y un lápiz.
- Luego, prepare las soluciones de colorante, estas deben ser muy concentradas. Con ayuda de un capilar de vidrio colocar las muestras en forma de pequeños puntos sobre la línea trazada con lápiz en el papel. Identifique los puntos de muestra colocados.
- Para finalizar, colocar el papel en el vaso de precipitados y dejar que el eluente separe las especies colorantes.
vvvvV. DISCUSIONES.
- Se obtuvo cuatro productos (colorante de achiote) abalizados que presentaban coloraciones distintas, tales características influyeron directamente en la absorvanción y se puede ver claramente las diferencias en los cuadros y gráficos obtenidos.
- La concentración de las muestras diferían notablemente en cuanto a las partículas presentes.
- Las muestras de algún modo no fueron almacenados correctamente, lo cual posiblemente interfirió en las características de los productos obtenidos y presentar ciertas irregularidades en los productos (colorantes de achiote).
- Las diferentes longitudes de onda en los procesos difieren por que fueron obtenidos con diferentes solventes, los cuales proporcionan diferentes características.
- Del producto (colorante de achiote) obtenido por agua presenta coloración rojisa distinta a los otros (con NaOH = rojo intenso, con OH= anaranjado intenso), tales características influyeron directamente en la absorvancia y se puede ver claramente las diferencias en los cuadros obtenidos; aunque durante la dilución con agua muestran la misma coloración. Se puede observar que la lectura de la absorvancia a diferentes longitudes de onda de este producto esta por encima de 1y la lectura de absorvancia del colorante extraída con NaOH y Oh esta por debajo de 1 (ver cuadros).
- Lo que nos da a entender que el pico mas alto se da en este colorante (obtenido con agua) que vendría hacer a una longitud de onda de 433nm con una absorvancia de 1.085.
- Se observo que también el pico mas bajo fue en el colorante extraído con Oh a una longitud de onda de 480nm, muestra una absorvancia de 0.339.
- La mayor absorvancia de 1.085 obtenida es a 433 Y 430nm. De longitud de onda, del colorante que fue extraída con agua.
- A una longitud de onda de 430 la absorvancia empieza a descender para el la capacidad de colorante extraído con OH de 0.424 hasta 0.339 con una longitud de onda de 480nm y a ascender para el colorante extraído con NaOH de 0.676 hasta 0.699 a una longitud de onda de 445nm de ahí en adelante la absorvancia empieza a varias oscilado bruscamente llegando a descender a 0.537 de absorvancia con 480 de longitud de onda.
- De las correcciones realizadas del colorante obtenido con OH, el pico mayor se encuentra en 0.456 a una longitud de onda de 450nm. Para el caso de NaOH, el pico mayor se encuentra a 0.698 con una longitud de onda de 457nm. Para el agua el ico mayor se encuentra en 1.085 de absorvancia a una longitud de onda de 433nm.
- Por lo tanto e l colorante extraído con agua tiene una mayor concentración o mayor poder tintorial respecto al colorante obtenido por alcohol e hidróxido de sodio al 1%l, además de poseer una mayor absorvancia como se puede apreciar en los gráficos.
