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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS
AUTOR: Est. Jimmy Aroni Huaman- SEMESTRE: X-EPIA
1
INFORME FINAL DE INVESTIGACION
FACULTAD DE INGENIERÍA
2
EVALUACIÓN COMPARATIVA DE LA ESTABILIDAD DE LAS ANTOCIANINAS PRESENTES EN LOS FRUTOS DE Berberis chilensis Gill (Huancachu) y Berberis boliviana Lechler (Cheqche), CON EL COLORANTE ARTIFICIAL ROJO N°2, PARA SER UTILIZADOS EN BEBIDAS EN EL RANGO DE pH: 3, 4 y 5.
TITULO:
3
TRABAJO DE INVESTIGACION
1. REVISION BIBLIOGRAFICA2. OBJETIVO GENERAL3. MATERIALES Y METODOS4. RESULTADOS Y DISCUSIONES
5. CONCLUSIONES6. RECOMENDACIONES
CONTENIDO:
CHEQCHE (Berberis boliviana Lechler)
HUANCACHU (Berberis chilensis Gill )
4
COLORANTES:De acuerdo con la FDA, colorante es cualquier pigmento o cualquier otra sustancia obtenida por síntesis o artificio similar o extraída, aislada y derivada, con o sin intermediarios del cambio final de identidad a partir de un vegetal, animal o mineral u otra fuente que cuando es añadida o aplicada a los alimentos, medicamentos, cosméticos, al cuerpo humano o a cualquier otra parte, por sí misma es capaz de impartir color (García, 1993).
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
5
CLASIFICACIÓN DE LOS COLORANTES
FUENTE: Tomado de GARCIA, M. 1993. Biotecnología Alimentaria.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Colorantes
Naturales
Sintéticos
Orgánicos
Inorgánicos
Orgánicos
Vegetales
Animales
Minerales
Antocianinas Betalainas Carotenoides Flavonoides Clorofila
Otros
Ac. Carmìnico Ac. Kermèsico
Otros
Azul Ultravioleta Dióxido de titanio Negro carbón
Azo compuestosAntraquinonas Otros
6
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
ANTOCIANINASEXISTE MÁS DE 250 ANTOCIANINAS Y LAS MÁS IMPORTANTES SON: pelargonidina, delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina y malvidina
EXISTE MÁS DE 250 ANTOCIANINAS Y LAS MÁS IMPORTANTES SON: pelargonidina, delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina y malvidina
Las antocianinas son pigmentos solubles en agua, lo que facilita su incorporación en los sistemas acuosos alimentarios (Mozetic et al. 2002).
Las antocianinas son pigmentos solubles en agua, lo que facilita su incorporación en los sistemas acuosos alimentarios (Mozetic et al. 2002).
Es inocuo para la salud y permitido sin restricciones
Es inocuo para la salud y permitido sin restricciones
Forman parte dela familia de los polifenoles y se definen como flavonoides fenólicos.
Forman parte dela familia de los polifenoles y se definen como flavonoides fenólicos.
Los colores rosa, rojo,
azul, malva y violeta de las flores, frutas y verduras se deben a
la presencia de antocianina
Los colores rosa, rojo,
azul, malva y violeta de las flores, frutas y verduras se deben a
la presencia de antocianina
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REVISIÓN BIBLIOGRÁFICAFACTORES QUE INFLUYEN LA
ESTABILIDAD DE LAS ANTOCIANINAS
TEMPERATURAAumenta la temperatura se acelera la decoloración
pHA pH 3 , pH 8 y pH 11.
8
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
BENEFECIOS PARA LA SALUD: Los extractos de plantas
ricos en antocianinas pueden proveer diversos beneficios a la salud:
PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES Y NEURODEGENERATIVAS (Joseph et al. 1999; Youdim et al. 2000).
PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES Y NEURODEGENERATIVAS (Joseph et al. 1999; Youdim et al. 2000).
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE (Wang & Jiao 2000; Matsumoto et al. 2002; Oh et al. 2006a)
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE (Wang & Jiao 2000; Matsumoto et al. 2002; Oh et al. 2006a)
ACTIVIDAD ANTIDIABÉTICA (Jankowski et al. 2000; Tsuda et al. 2003)
ACTIVIDAD ANTIDIABÉTICA (Jankowski et al. 2000; Tsuda et al. 2003)
ACTIVIDAD ANTI-INFLAMATORIA
(Rossi et al. 2003).
ACTIVIDAD ANTI-INFLAMATORIA
(Rossi et al. 2003).
ACTIVIDAD ANTICANCERÍGE
NA (Hou et al. 2003; Hou et al.
2004)
ACTIVIDAD ANTICANCERÍGE
NA (Hou et al. 2003; Hou et al.
2004)
LAS ANTOCIANINAS PUEDEN PROVEER DIVERSOS BENEFICIOS A LA SALUD
9
Últimamente, la seguridad de los pigmentos sintéticos ha sido cuestionada, conduciendo a la reducción en el número de colorantes permitidos (Feakes, 2003)
COLORANTES SINTÉTICOS:
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Estudios sobre el Rojo No.2 indican que es carcinogénico y embriotóxico, aunque no se han confirmado dichos resultados (García, 1993). La creciente preocupación por la toxicidad de los colorantes sintéticos usados en alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos ha sido investigada por Hallagan, 1991, y Lauro, 1991, quienes reportaron que los colorantes rojo No. 2 y No. 40 se han prohibido en Austria, Japón, Noruega y Suecia, pero el rojo No. 40 aún se encuentra en escrutinio en Estados Unidos.
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REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
CHEQCHE (Berberis boliviana Lechler )
CHEQCHE (Berberis boliviana Lechler )
11
HUANCACHU (Berberis chilensis Gill )
HUANCACHU (Berberis chilensis Gill )
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
12
Comparar la estabilidad de los colorantes antociánicos presentes en los frutos de Huancachu y Cheqche con el colorante artificial Rojo No.2 a diferente temperatura (20°C y 30°C) y pH (3, 4 y 5), utilizando espectrofotometría ultravioleta-visible.
OBJETIVO GENERAL
13
MATERIALES:
MATERIAL VEGETAL: Para la investigación se recolectaron los frutos de Huancachu y Cheqche 500g de cada uno , entre los meses de febrero y abril del 2012, del bosque Cancarhuay ubicado en la localidad de Cotahuacho distrito de Pacucha, provincia de Andahuaylas, departamento de Apurimac y se encuentra a una altitud 3200 – 3800 msnm.
LUGAR DE EJECUCION: El trabajo de investigación se desarrolló, en el laboratorio de química de la EPIA de la Universidad Nacional José María Arguedas de Andahuaylas.
MATERIALES Y MÉTODOS
14
MATERIAL DE LABORATORIO: se utilizo un
MATERIALES Y MÉTODOS
espectrofotómetro ultravioleta-visible, pH metro, Incubadora, materiales de vidrio,soluciones (etanol 95%, ácido clorhídrico 0.1 N ).
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MÉTODOS:Matriz de diseño experimental
EXTRACCIÓN Y EVALUACIÓN
COMPARATIVA DE LA ESTABILIDAD
EXTRACCIÓN Y EVALUACIÓN
COMPARATIVA DE LA ESTABILIDAD
Variable de ENTRADA/INDEPENDIENTEVariable de ENTRADA/INDEPENDIENTE
Variable de SALIDA/DEPENDIENTEVariable de SALIDA/DEPENDIENTE
Temperatura (T°)pH
color (absorbancia (nm))A 537 (nm).
MATERIALES Y MÉTODOS
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MÉTODOS:
SELECCIÓN
FRUTOS
PESADO
TRITURADO
MACERACIÓN
Disolvente extractor (etanol 95%, ácido clorhídrico 0.1 N en proporción 85:15), por 12-14hrs a
Temperatura de 4°C en refrigerador
FILTRADOUtilizando papel Whatman N° 1
EXTRACTO ACUOSO
ACONDICIONAMIENTO
EVALUACIÓN DE LA ESTABILIDAD DE LOS COLORANTES ANTOCIANICOS.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
T°: 20 °CT°: 20 °C
pH:3 pH:4 pH:5
T1T1 T2T2 T3T3
T°: 30 °CT°: 30 °C
pH:3 pH:4 pH:5
T4T4 T5T5 T6T6
RESULTADOS
DISCUSIONES/CONCLUSIONES
T1,2…6: TRATAMIENTOS
T°: TEMPERATURA
DESHIDRATACIÓN
Preparación de la solución del colorante artificial rojoN°2 para realizar la evaluación comparativa de la estabilidad.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para extraer las antocianinas se escogió el método utilizado por (FUENTES, 2005)
17
1. Evaluación de la estabilidad del colorante presente en el fruto cheqche (Berberis boliviana Lechler):
T1 (20°C,pH3) ˃
DÍAS
TRATAMIENTOS PARA CHEQCHE
T=20°C T=30°C
pH=3 pH=4 pH=5 pH=3 pH=4 pH=5
T1 (20°C,pH3)
T2 (20°C,pH4)
T3 (20°C,pH5)
T4 (30°C,pH3)
T5(30°C,pH4) T6(30°C,pH5)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
1 3.869 3.903 3.903 3.902 3.905 3.906
2 3.845 3.875 3.893 3.897 3.904 3.904
3 3.831 3.85 3.875 3.851 3.848 3.846
4 3.820 3.838 3.852 3.848 3.838 3.839
5 3.814 3.83 3.84 3.845 3.836 3.83
FRUTOS TRATAMIENTOS DESVIACIÓN ESTANDAR VARIANZA
CHEQCHE (Berberis boliviana Lechler)
T1 (20°C,pH3) 0.02839366 0.00064496
T2 (20°C,pH4) 0.02981107 0.00071096
T3 (20°C,pH5) 0.02661391 0.00056664
T4 (30°C,pH3) 0.02834255 0.00064264
T5(30°C,pH4) 0.03525904 0.00099456
T6(30°C,pH5) 0.03695944 0.00109280
RESULTADOS Y DISCUSIONES
T2 (20°C,pH4) ˃
T4 (30°C,pH3) ˃
T3 (20°C,pH5) ˃
T5(30°C,pH4) ˃ T6(30°C,pH5).
18
RESULTADOS Y DISCUSIONES2. Evaluación de la estabilidad del colorante presente en el fruto Huancachu (Berberis chilensis Gill).
T1 (20°C,pH3) ˃
DIAS
TRATAMIENTOS PARA HUANCACHU
T=20°C T=30°C
pH=3 pH=4 pH=5 pH=3 pH=4 pH=5
T1 (20°C,pH3)
T2 (20°C,pH4)
T3 (20°C,pH5)
T4 (30°C,pH3)
T5(30°C,pH4) T6(30°C,pH5)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
1 3.864 3.877 3.889 3.902 3.905 3.77
2 3.863 3.865 3.84 3.9 3.895 3.65
3 3.854 3.855 3.51 3.845 3.879 3.64
4 3.853 3.852 3.47 3.549 3.843 3.608
5 3.852 3.85 3.461 3.545 3.839 3.6
FRUTOS TRATAMIENTOS DESVIACIÓN ESTANDAR VARIANZA
HUANCACHU (Berberis chilensis Gill)
T1 (20°C,pH3) 0.00519230 0.00002696
T2 (20°C,pH4) 0.01002796 0.00010056
T3 (20°C,pH5) 0.18955843 0.03593240
T4 (30°C,pH3) 0.16555289 0.02740776
T5(30°C,pH4) 0.02682089 0.00071936
T6(30°C,pH5) 0.06115423 0.00373984
T2 (20°C,pH4) ˃
T5 (30°C,pH4) ˃ T6 (30°C,pH5) ˃
T4(30°C,pH3) ˃ T3(20°C,pH5).
19
3. Evaluación de la estabilidad del colorante artificial rojo N°2.
T3 (20°C,pH5) ˃
DIAS
TRATAMIENTOS PARA ROJO N° 02
T=20°C T=30°C
pH=3 pH=4 pH=5 pH=3 pH=4 pH=5
T1 (20°C,pH3)
T2 (20°C,pH4)
T3 (20°C,pH5)
T4 (30°C,pH3)
T5(30°C,pH4) T6(30°C,pH5)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
Absorbancia ( nm)
1 3.895 3.903 3.902 3.901 3.904 3.905
2 3.867 3.895 3.882 3.847 3.904 3.902
3 3.845 3.865 3.875 3.847 3.895 3.844
4 3.831 3.855 3.853 3.841 3.843 3.719
5 3.83 3.85 3.85 3.84 3.84 3.715
FRUTOS TRATAMIENTOS DESVIACIÓN ESTANDAR VARIANZA
ROJO N°2
T1 (20°C,3pH) 0.02463818 0.00060704
T2 (20°C,4pH) 0.02144388 0.00045984
T3 (20°C,5pH) 0.01925201 0.00037064
T4 (30°C,3pH) 0.02308593 0.00053296
T5(30°C,4pH) 0.02934894 0.00086136
T6(30°C,5pH) 0.08450562 0.00714120
RESULTADOS Y DISCUSIONES
T2 (20°C,pH4) ˃
T4 (30°C,pH3) ˃T1 (20°C,pH3) ˃
T5(30°C,pH4) ˃ T6(30°C,pH5).
20
4. Comparación de la estabilidad del colorante antocianico presente en los frutos de Berberis chilensis Gill (Huancachu) y Berberis boliviana Lechler (Cheqche) con el colorante artificial rojo N°2.
El colorante antocianico presente en el fruto Cheqche posee las características para ser utilizado como alternativa natural de consumo del colorante rojo N°2 bajo las siguientes condiciones de temperatura T1 (20°C, pH3) y T4 (30°C, pH3).
El colorante antocianico presente en el fruto Cheqche posee las características para ser utilizado como alternativa natural de consumo del colorante rojo N°2 bajo las siguientes condiciones de temperatura T1 (20°C, pH3) y T4 (30°C, pH3).
El colorante antocianico presente en el fruto de Huancachu posee las características para ser utilizado como alternativa natural de consumo del colorante rojo N°2 bajo las siguientes condiciones de temperatura T1 (20°C, pH3), T2(20°C,pH4) y T5 (30°C, pH4).
El colorante antocianico presente en el fruto de Huancachu posee las características para ser utilizado como alternativa natural de consumo del colorante rojo N°2 bajo las siguientes condiciones de temperatura T1 (20°C, pH3), T2(20°C,pH4) y T5 (30°C, pH4).
COMPARACION DE LA ESTABILIDAD DE CHEQCHE (Berberis boliviana Lechler) Y COLORANTE ARTIFICIAL ROJO N°2
ROJO N°2 CHEQCHE (Berberis boliviana Lechler) DIFERENCIA DE
(DESVEST)
DIFERENCIA DE (VAR) TRATAMIENTOS
DESVIACIÓN ESTANDAR VARIANZA TRATAMIENTOS
DESVIACIÓN ESTANDAR VARIANZA
T1 (20°C,pH3) 0.02463818 0.00060704 T1 (20°C,pH3) 0.02839366 0.00064496 0.0038 0.0000 T2 (20°C,pH4) 0.02144388 0.00045984 T2 (20°C,pH4) 0.02981107 0.00071096 0.0084 0.0003 T3 (20°C,pH5) 0.01925201 0.00037064 T3 (20°C,pH5) 0.02661391 0.00056664 0.0074 0.0002 T4 (30°C,pH3) 0.02308593 0.00053296 T4 (30°C,pH3) 0.02834255 0.00064264 0.0053 0.0001 T5(30°C,pH4) 0.02934894 0.00086136 T5(30°C,pH4) 0.03525904 0.00099456 0.0059 0.0001
T6(30°C,pH5) 0.08450562 0.0071412 T6(30°C,pH5) 0.03695944 0.0010928 0.0475 0.0060
COMPARACION DE LA ESTABILIDAD DE HUANCACHU (Berberis chilensis Gill) Y COLORANTE ARTIFICIAL ROJO N°2
ROJO N°2 HUANCACHU (Berberis chilensis Gill) DIFERENCIA DE
(DESVEST)
DIFERENCIA DE (VAR) TRATAMIENTOS
DESVIACIÓN ESTANDAR VARIANZA TRATAMIENTOS
DESVIACIÓN ESTANDAR VARIANZA
T1 (20°C,pH3) 0.02463818 0.00060704 T1 (20°C,3pH) 0.00519230 0.00002696 0.019 0.001 T2 (20°C,pH4) 0.02144388 0.00045984 T2 (20°C,4pH) 0.01002796 0.00010056 0.011 0.000 T3 (20°C,pH5) 0.01925201 0.00037064 T3 (20°C,5pH) 0.18955843 0.03593240 0.170 0.036 T4 (30°C,pH3) 0.02308593 0.00053296 T4 (30°C,3pH) 0.16555289 0.02740776 0.142 0.027 T5(30°C,pH4) 0.02934894 0.00086136 T5(30°C,4pH) 0.02682089 0.00071936 0.003 0.000
T6(30°C,pH5) 0.08450562 0.0071412 T6(30°C,5pH) 0.06115423 0.00373984 0.023 0.003
RESULTADOS Y DISCUSIONES
21
El colorante presente en el fruto de Berberis boliviana Lechler (Cheqche) a pH 3 posee las características para ser utilizados como alternativas de consumo del colorante artificial rojo N°2 en bebidas comprendidas en el rango de pH3.
El colorante presente en el fruto de Berberis chilensis Gill (Huancachu)) a pH 3 y pH 4 posee las características para ser utilizados como alternativas de consumo del colorante artificial rojo N°2 en bebidas comprendidas en el rango de pH 3 y 4.
El orden de estabilidad para el colorante antocianico presente en el fruto de Berberis boliviana Lechler (Cheqche) es el siguiente: T1 (20°C, pH3) T4 (30°C, pH3) T3 ˃ ˃(20°C, pH5) T2 (20°C, pH4) T5 (30°C, pH4) T6 (30°C, pH5).˃ ˃ ˃
El orden de estabilidad para el colorante antocianico presente en el fruto de Berberis chilensis Gill (Huancachu) es el siguiente: T1 (20°C, pH3) T2 (20°C, pH4) T5 (30°C, ˃ ˃pH4) T6 (30°C, pH5) T4 (30°C, pH3) T3 (20°C, pH5).˃ ˃ ˃
El orden de estabilidad para el colorante artificial rojo N°2 es el siguiente: T3 (20°C, pH5) T2 (20°C, pH4) T4 (30°C, pH3) T1 (20°C, pH3) T5 (30°C, pH4) T6 (30°C, pH5)˃ ˃ ˃ ˃ ˃ .
CONCLUSIONES
22
Realizar otros estudios para determinar si los citados colorantes naturales satisfacen todas las exigencias que se demandan para hacer dicha sustitución.
Evaluar los costos de producción de los colorantes provenientes del fruto de HUANCACHU Y CHEQCHE, y compararlos con los costos de producción de colorantes obtenidos a partir de las cáscaras de UVA, que es la fuente principal de colorantes antociánicos a nivel mundial.
RECOMENDACIONES
MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIÓN
Est. Jimmy Aroni Huaman
[email protected][email protected]
23ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA
AGROINDUSTRIAL
UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS
Este esfuerzo y logro los dedicamos los autores, asesores y colaboradores de este trabajo a la universidad JOSÉ MARÍA ARGUEDAS por su VIII Aniversario-2012.
24