UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA AMBIENTAL

/PROCESO DE OBTENCIN DE COLORANTE A PARTIR DE LA SEMILLA DEL AGUACATE (Persea americana)Presentado a:

M.Sc. Rojas Zacaras Edgar LucianoPRESENTADO POR:

RAMIREZ CHAVEZ Diego Renzo

CATEDRA:

TECNOLOGA QUMICA

HUANCAYO, 28 de junio DE 20151. RESUMEN

El Aguacate es una fruta comestible con una semilla muy voluminosa de la cual se extrae un colorante, una antocianina, que sirve para teir tejidos naturales y alimentos. En este artculo se describe el proceso de obtencin del colorante y se fijan los parmetros para obtener un buen colorante concentrado de color purpura oscuro. El anlisis econmico preliminar del proceso sugiere que con una inversin moderada es posible iniciar la produccin de este colorante natural as como sus posibles usos para el colorante dndole valor agregadoPALABRAS CLAVES: Antocianina, colorante.

2. ABSTRACTThe Avocado is an eatable fruit with a very voluminous seed of whom extracts a colorant, an anthocyanin itself, that it serves to dye natural fabrics and foods. In this article he describes the process of obtaining of the colorant and they set themselves the parameters to obtain a good colorant concentrated of color purple dark. The preliminary economic analysis of the process suggests to that with a moderate investment it is possible to initiate the production of this natural stain as well as his possible uses for the colorant giving you added value

KEYWORDS: Anthocyanin, colorant.3. IntroduccinLo ms probable es que en los prximos aos habr una reduccin considerable del uso de los colorantes sintticos, debido a que algunos de ellos presentan efectos nocivos para la salud (Sighthings, 2004).Los colorantes naturales sern la opcin ms indicada para reemplazar estas ya que al ser un compuesto natural no requiere certificacin alguna para su empleo y que se pueden obtener a partir de muchas plantas, frutos, minerales, (FDA, 2004).

Una de las frutas ms conocidas es el aguacate ms conocida ac en Per, especficamente en Huancayo como Palta, esta tiene una voluminosa semilla de la cual, que del cual desde hace mucho tiempo se obtiene un colorante que se emplea, de manera prctica, para marcar la ropa. La semilla del aguacate contiene persena, un monosacrido de siete tomos de carbono de valor quimio sistemtico, epicatequina (un flavonoide), taninos condensados, que son formas polimricas derivadas de la epicatequina y una proantocianidina trimrica (color violeta) (Castro, 1999).En el presente trabajo se determin parmetros prcticos para el proceso de extraccin del colorante as como se propone un proceso para su obtencin y se describen algunos de sus usos. Con el presente trabajo se pretende contribuir al aprovechamiento de una semilla, hasta ahora desechada, dndole as valor agregado a un producto natural hasta ahora desechada por la mayora de familias Huancanas.4. OBJETIVOEl objetivo de este trabajo es disear un proceso para la extraccin del pigmento de color purpura oscuro que se halla en la semilla del Aguacate as como determinar los parmetros de diseo para la aplicacin del proceso en laboratorio y recomendar algunas usos para montar una pequea empresa.5. ASPECTOS GENERALES.El Aguacate (Persea Americana Mill) se cultiva ampliamente en toda Amrica, incluyendo Per, Estados Unidos, Mxico, Guatemala, Colombia y, en el viejo continente, en Espaa. Se utiliza principalmente como complemento de la alimentacin, en la preparacin de diferentes platos, entre los que se encuentra una amplia variedad de ensaladas, salsas, jugos, etc., debido a su alto valor alimenticio. En el siguiente cuadro se muestra una composicin aproximada de constituyentes tanto de la pulpa de la palta como tambin su semilla.TABLA IComposicin aproximada (% w / w; valor medio desviacin estndar) de la pulpa de aguacate y semillasComponentes (%)PULPASEMILLA

Humedad78.24 2.5456.04 2.58

Lpidos15.39 1.561.87 0.31

Protenas1.01 0.181.95 0.16

Ceniza0.66 0.091.87 0.24

Fibra0.53 0.16 5.10 1.11

Carbohidratos4.17 1.3733.17 2.73

Fuente: Pushkar S. Bora & Rosalynd V.M.- 2001Como se puede observar en el grafico tanto la pulpa como la semilla contienen una alta humedad, es decir un alto contenido de agua en su composicin, la pulpa a comparacin de la semilla contiene ms lpidos como cidos grasos de las cuales predominan los cidos grasos oleicos, linolicos, palmtico y esteretico. En la semilla se cuenta con una gran cantidad de carbohidratos y fibra, de los cuales se pueden usar de diferentes maneras tal como los cita Hall Ramirez, 2004.El estudio qumico del aguacate ha estado dirigido fundamentalmente hacia el fruto, en vista de su valor alimentario y no est dirigido primordialmente a la semilla del aguacate. La pulpa es rica en cidos grasos tales como: oleico, linolico, palmtico, esterico, cprico y mirstico, que forman el 80% del contenido graso de fruto. Otros productos presentes en el fruto son el escualeno y un grupo numeroso de hidrocarburos alifticos saturados y un poliol no saturado, as como otros alcoholes alifticos y terpnicos. Respecto a los aminocidos existentes en la pulpa, se tienen: el cido asprtico y el glutmico, acompaados de leucina, valina, y lisina, adems de cantidades considerables de GABA. Dentro de las vitaminas que se encuentran en los extractos estn: vitamina A, niacina, tiamina, riboflavina, cido ascrbico. Se ha demostrado en el fruto la existencia del cido gammaminobutrico en cantidades importantes, as como un contenido considerable de glucsidos. El aceite extrado de la pulpa est compuesto principalmente de glicridos, de cido olico y un 10% de compuestos insaponificables como esteroles: beta-sitosterol, estigmasterol, camprestrol, delta-5-avenasterol; y cidos voltiles. El contenido de vitamina D del aceite excede al de la mantequilla o de los huevos. Por ltimo, contenido de sales minerales: fsforo y hierro.En la siguiente tabla se muestra la composicin de cidos grasos de Aguacate de pulpa y aceites de semillas:TABLA II

Composicin de cidos grasos de Aguacate de pulpa y aceites de semillas

Fuente: Fuente: Pushkar S. Bora & Rosalynd V.M.- 2001

El colorante se caracteriza por tener un alto contenido de antocianinas el cual le da su color caracterstico al colorante. Las antocianinas tienen color rojo intenso en valores de pH bajos. A medida que el pH y la oxigenacin aumentan la coloracin pasa a ser ms prpura. Figura I

Estructura general de una antocianina

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/AntocianinaLa estabilidad es un problema ya que las antocianinas son degradadas en la presencia de metales, cido ascrbico, azcar, oxgeno, temperatura y enzimas.6. PARTE EXPERIMENTAL6.1 EXTRACCION DE COLORANTECon base a la experimentacin obtenidos mediante el mtodos experimental realizados por Ph. D. Docente del Departamento de Ingeniera de Procesos de la Universidad EAFIT cuya investigacin titula Proceso para obtener colorante a partir de la semilla del aguacate ,en el cual se ensay con solventes orgnicos como el CCl4,acetona,ter etlico con los cuales no se obtuvo colorante alguno mientras con alcohol etlico , con agua acidificada con HCl se obtiene una concentracin muy baja de colorante.

Con base a estos resultados se tuvo probar con otros solvente, tales como el NAOH (hidrxido de Sodio) de los cuales se obtuvo una concentracin ms alta a comparacin de los anteriores experimentos con los otros solventes. El NaOH fue elegido como el solvente para extraer el colorante de la semilla de palta.Se realiz el siguiente diagrama de procesosFigura 2.-Diagrama de procesos para la extraccin de colorante de la semilla de aguacate

Fuente: Elaboracin Propia

6.2 PARMETROS DE EXTRACCIONPara el proceso de extraccin se us, como se dijo antes, el Hidrxido de Sodio (NaOH) como solvente para extraer el colorante de la semilla de aguacate.La relacin Slido-Solvente (Peso de la semilla de Aguacate-Volumen de Solvente) es de 0.2 kg/LtrTambin la relacin de NaOH en agua (masa de NaOH volumen de agua) es de 0.5 g/LtrDe los cuales se concluye que para 0.4kg de semilla se extraer el solvente con 1 gr de NaOHLa temperatura de extraccin no debe superar los 75 C, ya que a esta temperatura se desnaturaliza el colorante y principios activos que posee la semilla. Sighthings. (2004).

La semilla primeramente es de un color marrn, el cual al estar expuesto al ambiente, es decir estar sin cascara, esta se oxida dando como resultado un color marrn muy oscuro. Un trabajo expuesto en Scientific American concluye que esto ocurre por la presencia de una enzima llamada polifenol oxidasa en la semilla que hace que se vaya poniendo rojo, caf o casi negro segn el tiempo que se exponga.

El color que se va a obtener es de un color purpura oscuro, esto se debe al alto contenido de antocianinas en la semilla el cual le da el color caracterstico al colorante

6.3 MATERIALES Y RECTIVOS1. Vaso de 600 mL

2. Termmetro

3. Varilla

4. Rayador

5. Mortero

6. Cocinilla elctrica

7. Balanza

8. Embudo

9. Matraz de 500 mL

10. Gasa

REACTIVOS1. 0.25 gr de NaOH

2. Agua

6.4 PROCEDIMIENTOEl NaOH usado se caracteriza:

Masa molar del NaOH: 40 gr/mol

Masa usada de NaOH: 0.25 gr

El nmero de moles de NaOH es: 0.00625

El volumen de agua usado es de 500mL

La concentracin expresada en molaridad del NaOH es: 0.0125M

Se obtuvo el colorante en disolucin.1. Se cogi una semilla de aguacate, y se procedi a rayarlo en un rayador comn hasta tener aproximadamente 100 gr.2. Se cuantific la masa del rayado, se hizo en una balanza y se precis que sea 100gr.

3. Se pas toda la masa a un mortero en el cual se hizo una masa pastosa.

4. Se procedi al pesado de 0.25 gr de NaOH para seguir con los parmetros establecidos anteriormente.

5. La masa de NaOH se vaci en un vaso de 500mL y se enraso con agua hasta copar los 500mL establecidos en el vaso, se removi hasta conseguir una disolucin liquida.

6. Se procedi a echar toda la masa de la semilla hacia el vaso con la disolucin de NaOH.

7. Se procedi a calentar en la cocinilla en el cual se control la temperatura que no sea ms de 75C, se trabaj a una temperatura de 68 a 69 C8. Se calent un promedio de 30 min, esto para acelerar el proceso de extraccin.

9. Luego se dej reposar en agua fra para luego filtrarlo desde el vaso, por medio de un embudo con ayuda de una gasa, hacia un matraz.

10. Luego llevar la suspensin que se forma a un horno en el cual debe hacerse un secado por 24 horas obteniendo as el colorante en polvo. (Este paso no se realiz por no tener a disposicin un horno).7. DISCUSIN DE RESULTADOSEl colorante extrado fue un purpura oscuro, lo cual indica un alto contenido de antocianinas.

El inters por los pigmentos antocinicos y su investigacin cientfica se ha incrementado en los ltimos aos, debido no solamente al color que confieren a los productos que las contienen sino a su probable papel en la reduccin de las enfermedades coronarias, cncer y diabetes; a sus efectos antiinflamatorios y al mejoramiento de la agudeza visual y del comportamiento cognitivo. Por lo tanto, adems de su papel funcional como colorantes, las antocianinas son agentes potenciales en la obtencin de productos con valor agregado para el consumo humano.

Como se pudo observar de tan solo 100 gr de semilla de palta se puede obtener colorante de color bien concentrado.Si este se llevara a una pequea industria, se podra obtener muchos ingresos, tan solo extrayendo el colorante sino dndole an ms un valor agregado como por ejemplo las siguientes ideas

Como tinte:

El colorante obtenido a partir de la semilla del aguacate se emplea para teir fibras textiles de Poliamida y de algodn, como se explic antes la semilla tiene un alto contenido de taninos los cuales se caracteriza por fijar el color casi de manera permanente el cual ayudara mucho al teido porque ya no se tendr que hacer uso de mordientes.

Como colorante en alimentos

Ya hay estudios de aplicacin de este colorante pero que son extrados de forma diferente al del presente trabajo, se han ensayado varios alimentos y bases de alimentos bastante comunes para determinar la estabilidad y el grado de suspensin del colorante, los cuales son: Leche y sus derivados. Se colorea leche con el pigmento y se obtiene una completa estabilidad y una buena suspensin del colorante. En quesos la respuesta es similar, luego de colorear la leche, la suspensin comienza a precipitar en conjunto con el colorante, y el resultado es un queso de color parejo. Es de subrayar que el colorante no afecta el sabor del queso. As lo expresa EDUARDO TERRAZAS en su investigacin Teido de alimentos a base de tintes naturales.Para obtener el colorante apropiado para usar en alimentos se disuelve en etanol el producto obtenido con la solucin diluida de KOH, y luego se filtra para obtener un producto en polvo por evaporacin del solvente. Otros usos

Colorante para tizas y crayones: El colorante puede agregarse a tizas y a cera para obtener tiza y crayones coloreados, aprovechando las cualidades de este colorante natural (Eck, 1991).

8. CONCLUSIONES

A partir de la semilla del Aguacate se puede extraer un colorante, que es una antocianina, con una solucin diluida de hidrxido que a su vez es soluble en agua que puede usarse para darle color a fibras naturales usando sus propios mordientes naturales los cuales son taninos. Tambin se puede adicionar a alimentos lcteos y de panadera para modificar su apariencia, una vez purificado por disolucin el etanol.

Los parmetros del proceso se definieron por estudios anteriores a este en cual aplican mtodos industriales los cuales se adapt a laboratorio, teniendo buenos resultados los cuales se pueden demostrar en el colorante obtenido.

Un anlisis econmico preliminar del proceso indica que puede ser empleado en una pequea industria, y con una inversin relativamente baja ya que la materia prima son Desechos de las familias huancanas, y esto llevara a tener grandes ingresos.9. BIBLIOGRAFA1. Sighthings. (2004). EU prepares to ban clothes: Dyes Due To Cancer Risk. 2. FDA. Food and Drugs administration. (2004). Aditivos en alimentos.3. Castro, O. et al. (1999). Neutralizacin del efecto hemorrgico inducido por veneno de Bothrops asper (Serpentes: Viperidae) por extractos de plantas tropicales.

4. Pushkar S. Bora, Narendra Narain*, Rosalynd V.M. Rocha and Maral Queiroz Paulo, Characterization of the oils from the pulp and seeds of avocado (cultivar: Fuerte) fruits, 2001

5. Hall R., Rocha P., BOTNICA MEDICA, ANALISIS, TOXICOLOGIA,USOS-2004

6. Eck, G. (1991). Process for producing luminescent dyestuffs from plant materials.10. ANEXOSFoto 1.-Semilla de palta rayada en el mortero

Fuente: Elaboracin propiaFoto 2.-Caletamiento de la disolucion de NaOH con semilla de agauacate

Fuente: Elaboracin propia

Foto 3.-Temperatura de extraccin del colorante en el calentamiento

Fuente: Elaboracin propia

Foto 4.-Filtrado del colorante para separar solidosFuente: Elaboracin propia

Foto 5.-Colorante extraido de la semilla del aguacate

Fuente: Elaboracin propia