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PROCESAMIENTO GENERAL PARA LA EXTRACCION DE COLORANTES NATURALES Para obtener el colorante natural, se dan tres fases bien diferenciadas: 1. Extracci¾n 2. Precipitaci¾n 3. Purificaci¾n 1. Extracci¾n: consiste en separar el componente soluble de un s¾lido mediante lavado o lixiviado por solventes. La extracci¾n estß determinada por: -Cantidad de constituyentes solubles -Distribuci¾n de s¾lidos solubles en el material -Naturaleza del s¾lido que depende del tama±o de partÝcula En el proceso de extracci¾n es importante tener en cuenta factores que deben ser controlados con sumo cuidado para obtener productos de calidad apropiada. a)Tama±o de partÝcula: influye de diferentes formas: -Cuanto mßs peque±as sean las partÝculas, mucho mayor es el ßrea interfasial entre el s¾lido y el lÝquido y por lo tanto, la relaci¾n o velocidad de transferencia de materiales es mayor. -Cuando el material es demasiado fino ofrece dificultades en la extracci¾n, ya que en algunos casos impide la libre circulaci¾n del lÝquido y el drenaje del s¾lido residual resulta mßs difÝcil. b)Solvente: debe ser un solvente selectivo y su viscosidad suficientemente baja que pueda circular libremente. Cuando la concentraci¾n del soluto aumenta en el solvente, la soluci¾n se va haciendo mßs viscosa y la velocidad de extracci¾n disminuye. c)Temperatura: conforme aumenta la temperatura, aumenta la velocidad de extracci¾n, ya que aumenta el coeficiente de difusi¾n. d)Agitaci¾n: incrementa la difusi¾n y por lo tanto aumenta la transferencia del material desde la superficie de las

Extraccion de Colorantes Naturales

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PROCESAMIENTO GENERAL PARA LA EXTRACCION DE COLORANTES NATURALES

Para obtener el colorante natural, se dan tres fases bien diferenciadas:1. Extracci¾n2. Precipitaci¾n3. Purificaci¾n

1. Extracci¾n: consiste en separar el componente soluble de un s¾lido mediante lavado o lixiviado por solventes.La extracci¾n estß determinada por:-Cantidad de constituyentes solubles-Distribuci¾n de s¾lidos solubles en el material-Naturaleza del s¾lido que depende del tama±o de partÝcula

En el proceso de extracci¾n es importante tener en cuenta factores que deben ser controlados con sumo cuidado para obtener productos de calidad apropiada.

a)Tama±o de partÝcula: influye de diferentes formas:-Cuanto mßs peque±as sean las partÝculas, mucho mayor es el ßrea interfasial entre el s¾lido y el lÝquido y por lo tanto, la relaci¾n o velocidad de transferencia de materiales es mayor.-Cuando el material es demasiado fino ofrece dificultades en la extracci¾n, ya que en algunos casos impide la libre circulaci¾n del lÝquido y el drenaje del s¾lido residual resulta mßs difÝcil.

b)Solvente: debe ser un solvente selectivo y su viscosidad suficientemente baja que pueda circular libremente. Cuando la concentraci¾n del soluto aumenta en el solvente, la soluci¾n se va haciendo mßs viscosa y la velocidad de extracci¾n disminuye.

c)Temperatura: conforme aumenta la temperatura, aumenta la velocidad de extracci¾n, ya que aumenta el coeficiente de difusi¾n.

d)Agitaci¾n: incrementa la difusi¾n y por lo tanto aumenta la transferencia del material desde la superficie de las partÝculas a la soluci¾n y ademßs evita la sedimentaci¾n.

2. Precipitaci¾n: consiste en obtener una masa o residuo. Para ello se tiene que separar del lÝquido en el cual estaba disuelto.Se puede llevar a cabo por:-MÚtodos quÝmicos: utilizando productos quÝmicos -MÚtodos mecßnicos: por centrifugaci¾n o simplemente por sedimentaci¾n.

3. Purificaci¾n: consiste en separar las sustancias extra±as que impurifican el colorante.

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I. TECNOLOGIAS PARA LA OBTENCION DEL COLORANTE DEL ACHIOTE: BIXINA

Por: Ing. M.Sc. AmÚrico Guevara PÚrez

En la Figura 1 se observa el Flujo de operaciones para la obtenci¾n del colorante del achiote, el cual se describe a continuaci¾n:

A)MATERIA PRIMA: las cßpsulas de achiote deben ser cosechadas cuando ha alcanzado el estado fisiol¾gico apropiado, el fruto empieza a abrirse en dos, momento en el cual debe ser cosechado, lo mßs pronto posible y con sumo cuidado para evitar pÚrdidas por desgranamiento natural. Posteriormente, los frutos deben ser soleados para facilitar la extracci¾n de las semillas que se puede hacer manualmente o mediante equipos dise±ados para esta operaci¾n. ExtraÝdas las semillas deben ser secadas, exponiÚndolas al sol (3 o 4 dÝas) o en secadores.

B)EXTRACCIËN: se puede realizar con los siguientes solventes:-Con agua-Con ßlcali-Con solventes (aceite, glicol, alcohol etÝlico, cloroformo, etc.)

1)Extracci¾n del colorante con agua: el pericarpio de la semilla es extraÝdo por agitaci¾n con agua a temperatura no mayor de 70 C y luego se deja enfriar. Posteriormente se cuela o tamiza para eliminar la semilla agotada. El lÝquido se deja en reposo con el objeto de que la masa colorante se asiente en el fondo y asÝ separarla del lÝquido. La masa colorante se seca por aire caliente obteniendo 4.8 a 8% de extracto colorante, en relaci¾n a la semilla, conteniendo este extracto 10 a 12% de pigmentos.

2)Extracci¾n del colorante con soda ca·stica: la extracci¾n debe realizarse en recipientes de acero inoxidable, al cual se alimenta agua con 1% de de soda. La relaci¾n de semilla:soluci¾n de soda adecuada es de 1:2.5. Se deben ejecutar mÝnimo 3 extracciones. Posteriormente al extracto se le agrega H2SO4 o HCl 1N, en exceso de este modo el colorante precipitarß para ser filtrado y secado.Con este mÚtodo se obtendrß sales de sodio de norbixina, probablemente en las formas Cis o Trans.

3)Extracci¾n con solventes: a)Bixina soluble en aceite: las semillas de annato son primeramente calentadas con agua o vapor, estas semillas hinchadas son sumergidas en aceite vegetal a una temperatura que no exceda de 70C y raspadas mecßnicamente para remover el pericarpio de la semilla. Posteriormente, se da un calentamiento bajo vacÝo a temperatura que no exceda los 130C.Finalmente, se procede a un tamizado o colado para eliminar la semilla agotada. El extracto es filtrado para eliminar material insoluble.

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Los carotenoides principales incluyen, trans-bixina un producto de degradaci¾n tÚrmica de color amarillo y la cis-bixina.Se obtiene un extracto de annato soluble en aceite, el mismo que

FIGURA 1: FLUJO DE OPERACIONES PARA LA OBTENCION DEL COLORANTE DEL ACHIOTE: BIXINA

Semillas

EXTRACCION

TAMIZADO Semillas Agotadas

Extracto colorante

PRECIPITACION

PURIFICACION

SECADO

Page 4: Extraccion de Colorantes Naturales

puede ser utilizado en coloraci¾n de margarina y otros aceites.

b)Suspensi¾n en aceite: existen tres mÚtodos importantes:b1)El extracto del pericarpio en aceite comestible despuÚs del raspado es centrifugado y las partÝculas mßs finas son mezcladas con aceite para dar una suspensi¾n en aceite.

b2)Extracci¾n por solventes: el pigmento de annato es extraÝdo con un solvente adecuado (acetona, diclorometano, etanol, etc.). Posteriormente, a los extractos se les lava con solventes en los cuales el pigmento es virtualmente insoluble para remover las impurezas y olores no deseados.Para producir una suspensi¾n microcristalina en aceite, se procede a la molienda en aceite comestible hasta un tama±o de partÝcula de aproximadamente 10 micrones.

b3)Mono y di-glicÚridos: las semillas son extraÝdas utilizando ingredientes de grado alimenticio tal como mono y di-glicÚridos, ßcidos grasos libres y propilenglicol.

C)PURIFICACIËN: para la purificaci¾n de la bixina existen varias tÚcnicas, en algunas se obtiene la bixina amorfa y en otras cristalizadas.a)MÚtodo de Etti: Etti fue el primero en obtener cristales, trat¾ al annato purificado con carbonato de sodio, alcohol y HCl, obteniendo resultados satisfactorios.

b)MÚtodo de Zwick: el mÚtodo es mßs sencillo, trat¾ el annato con cloroformo y ligroÝna.

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II. TECNOLOGIAS PARA LA OBTENCION DEL COLORANTE DE LA TUNA MORADA

Por: Ing. Rosana Chirinos Gallardo

Principales Operaciones Relacionadas a la Obtenci¾n del colorante de la Tuna MoradaEn la extracci¾n del colorante a partir de la tuna morada se debe tomar en cuenta diversos factores, los que determinaran un buen rendimiento de materia colorante. Entre estas operaciones se encuentran :

- Inactivaci¾n enzimßtica- Extracci¾n- Precipitaci¾n de la goma (mucÝlago)- Concentraci¾n- Secado

a)Inactivaci¾n EnzimßticaLa medida de la actividad enzimßtica es un importante factor para determinar la calidad tanto en los frutos como en los vegetales, debido a que la presencia de enzimas provocan un cambio de color indeseable (oscurecimiento) en los productos no blanqueados.

Seg·n Schults (1960), citado por Ortiz (1982), para que el pardeamiento tenga lugar, deben estar presentes 3 componentes: enzimas, sustrato y oxÝgeno; si cualquiera de estos tres es controlado por alg·n medio, la oxidaci¾n y el empardeamiento no tendrßn lugar, dando esto base para el control natural o artificial del empardeamiento.

Soboleva (1976) citado, por Lashley y Willey (1979); report¾ la presencia de una enzima decolorante de las betacianinas.

Como ocurre con otros pigmentos naturales, las enzimas decolorantes influyen en la estabilidad de las betalaÝnas. Lee y Smith (1979), encontraron en las beterragas la presencia de enzimas polifenoloxidasas, las que por medio de un tratamiento tÚrmico fueron inactivadas.

Boscan et al., (1970), citados por Saux (1980), reportaron cambios de color en los cortes de tejidos de beterraga. Los resultados mostraron que tanto la autoxidaci¾n y las enzimas catalizadoras de la oxidaci¾n del pigmento eran las responsables del oscurecimiento del tejido. Existen evidencias que sugieren que la decoloraci¾n de las betacianinas es medida por la peroxidasa (Wassaman et al., 1984).

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La peroxidasa es considerada la mßs estable de las enzimas en las plantas, dado a que ella es muy resistente a la inactivaci¾n tÚrmica por ello es ampliamente usada como un Ýndice de blanqueado. Reed (1975) manifiesta que si la peroxidasa es destruida es seguro que ning·n otro sistema enzimßtico sobrevivirÝa.

Lashley y Willey (1979), realizaron un estudio completo de las enzimas decolorantes de las betacianinas en beterraga y confirmaron que estas se encontraban ligadas a las membranas internas de las paredes celulares. Reportaron que la actividad enzimßtica ¾ptima se encontraba a un pH de 3.4 y 40C, mientras que una mÝnima actividad enzimßtica se not¾ a pH y temperaturas extremas (Ver Figura 11 y 12).

Lashley y Lee (1977), inactivaron a la peroxidasa a una temperatura de 75C por 42 minutos a pH 5 bajo condiciones atmosfÚricas. Von Elbe (1974), inactiv¾ la misma enzima en la beterragas por medio de un tratamiento tÚrmico de 100C por 15 minutos antes de procesarlas, mientras que Saux (1980) encontr¾ una temperatura de inactivaci¾n de 100C por 5 minutos obteniendo una actividad residual enzimßtica del 10%.

Los productos de degradaci¾n enzimßtica de las betacianinas son los mismos que los producidos por una destrucci¾n tÚrmica o una hidr¾lisis alcalina (Elliot et al., 1983, citados por Jackman y Smith, 1992).

Es importante resaltar que puede ocurrir una regeneraci¾n enzimßtica cuando no se realiza una completa inactivaci¾n o puede existir una inactivaci¾n irreversible por el calor. Existen varios factores que afectan la regeneraci¾n de la actividad peroxÝdica, tales como la severidad del tratamiento tÚrmico combinado con el tiempo de tratamiento y las condiciones de almacenaje de las enzimas inactivadas, previas a la regeneraci¾n (Reed, 1975).

b)Extracci¾nEs una operaci¾n mediante la cual el constituyente soluble de un s¾lido es "lavado" o "lixiviado" por acci¾n de un solvente (Herrera , 1970, citado por Zapata, 1978).

Dousse (1978), citado por Saux (1980), manifiesta que la extracci¾n de la materia colorante en productos de orÝgen vegetal : frutos y lengumbres se hacen por difusi¾n, otros autores lo definen por dißlisis como producto de un fen¾meno osm¾tico.

A menudo se puede encontrar una recuperaci¾n por encima del 90% de las betalaÝnas usando aparatos de difusi¾n contÝnua (Willey y Lee, 1978-1981 y Willey et al., 1979).

En los procesos de extracci¾n los componentes celulares solubles en agua pueden ser transferidos a la extracci¾n media. El pasaje del agua a travÚs de la membrana celular semi-permeable es facilitada por el calor.

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Generalmente, durante el calentamiento las membranas celulares empiezan a ser mßs permeables y permiten un mayor intercambio de los lÝquidos. La facilidad de transferencia de las cÚlulas en estos sistemas se relacionan con varios factores.

En el proceso de extracci¾n se debe tener en cuenta que si bien es cierto que la temperatura juega un rol muy importante en la obtenci¾n del colorante temperaturas elevadas afectarÝan su estabilidad, es por ello que se tiene que considerar otros factores como: el empleo de solventes adecuados que mantengan pHs acordes a la estabilidad de las betaninas, la velocidad de agitaci¾n que facilita el contacto Ýntimo entre el s¾lido y el lÝquido, y por ·ltimo la relaci¾n entre el soluto y el solvente porque determinarß la concentraci¾n del jugo extraÝdo (Winkley y Willey, 1978).

c)Precipitaci¾n de la gomaUno de los dificultades que se presenta al trabajar con la tuna es la presencia de las gomas (mucÝlagos), las que dificultan la separaci¾n del colorante luego de la extracci¾n.

Una goma seg·n Fennema (1993), puede ser definida como cualquier polisacßrido soluble en agua, extraible a partir de vegetales terrestres o marinos o de microorganismos que posee la capacidad de una elevada viscosidad y/o de formar geles.

Las gomas son insolubles en alcohol, por ello su separaci¾n se realiza por medio de una precipitaci¾n en dicho elemento, a ello se le suma las bajas temperaturas a las que se les lleva para definir mejor la separaci¾n de los mucÝlagos (Fennema, 1993).

Figueroa (1982), precipit¾ la goma de la penca de la tuna tomando en cuenta los factores de solventes a usar y la temperatura adecuada. Entre los solventes figuraban el alcohol puro, alcohol de 95 y la acetona. Opt¾ por utilizar el alcohol de 95 por ser el mßs adecuado y la temperatura de 12C.

d)Concentraci¾nLa concentraci¾n, tambiÚn definida como evaporaci¾n es la operaci¾n de concentrar una disoluci¾n por ebullici¾n y la separaci¾n del solvente utilizado en la extracci¾n. La concentraci¾n de los lÝquidos se efect·a con el fin de ayudar al secado posterior.

Para reducir el riesgo de deteriorar los productos sensibles al calor durante la evaporaci¾n se debe mantener baja la temperatura de ebullici¾n y utilizar tiempos de residencia cortos, de la soluci¾n en la zona de calefacci¾n (Brennan, 1980).

Las temperaturas de ebullici¾n se disminuyen reduciendo la presi¾n de trabajo del evaporador.

e)Secado

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Los jugos concentrados por presi¾n al vacÝo pueden ser transformados a polvo por los mÚtodos de atomizaci¾n y liofilizaci¾n.

e1)Atomizaci¾nHerrera (1976) a±ade que por este mÚtodo se puede convertir casi instantßneamente una suspensi¾n a polvo o grßnulos por medio de una simple operaci¾n. La operaci¾n de secado por rociada (atomizaci¾n), consiste en lograr la disminuci¾n rßpida del contenido de humedad del producto en un tiempo mÝnimo sin que se produzca deterioro en el producto (Ponting et al., 1964; citado por Mendez, 1972), bajo estas condiciones el agua se evapora y junto con ella algunos materiales volßtiles (Mc Kernan, 1973, citado por Zilberboim, 1986).

Las caracterÝsticas del producto final se ven afectadas por las condiciones de secado, entre ellas figuran : La temperatura del aire de entrada, temperatura del aire de salida, concentraci¾n del producto, velocidad de alimentaci¾n, tipo de atomizaci¾n y velocidad del atomizador, temperatura de alimentaci¾n.

Los jugos de frutas son difÝciles de deshidratar debido a su extrema higroscopicidad y a su naturaleza termoplßstica (Herrera, 1974). Teniendo en cuenta estos problemas surge la necesidad de modificar la estructura de los jugos con el uso de productos denominados "promotores del secado" , "aditivos" o "encapsulantes", los cuales pueden contribuir a deshidratar y retener los compuestos volßtiles y mantener los productos en forma de polvo despuÚs de ser deshidratados (Herrera et al., 1974, citado por Cisneros, 1987 y Vasquez, 1990). Los encapsulantes protegen el material encapsulado de agentes que podrÝan causar deterioro, tales como oxÝgeno, humedad, luz, etc (Rosenberg et al., 1985)

Cisneros (1987), cita como materiales matrices mßs ampliamente usados a los siguientes hidrocoloides: Goma arßbiga, goma tragacanto, goma guar, dextrinas, almidones, az·cares, sucrosa y dextrosa, etc. La elecci¾n del material matriz dependerß en el modo de encapsulado empleado y del modo de liberaci¾n o salida.

La goma arßbiga es el principal material empleado en el secado por atomizaci¾n; por otro lado las maltodextrinas han sido empleadas como diluentes s¾lidos para goma arßbiga (a menudo 50:50) por su costo mßs bajo alta solubilidad y caracterÝsticas neutras (Brenner, 1983; Mckernan, 1972; citados por Cisneros, 1987).

Willey y Lee (1978) obtuvieron el colorante en polvo de las betacianinas a partir del jugo concentrado de la beterraga, para ello adicionaron un cereal hidrolizado con el fin de ayudar al proceso de atomizaci¾n. Henry (1993), hace menci¾n que el jugo de beterraga puede ser atomizado a polvo pero para ello se tiene que adicionar maltodextrina como soporte ya que el alto contenido de sucrosa contenida perjudica directamente el secado del jugo. Main et al., (1978), atomizaron los pigmentos

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antocianinos de la uva y tambiÚn adicionaron agentes encapsulantes (dextrina y morrex).

e2)Liofilizaci¾nEl secado por liofilizaci¾n es otra tÚcnica utilizada, pero a diferencia de la anterior es que es mßs costosa. Su principio se basa en la remosi¾n del agua contenida en el producto por sublimaci¾n, es decir por el paso directo del estado s¾lido (hielo) al estado gaseoso (vapor) (Goldblith et al., 1975; citado por Vßsquez, 1990).

Esta tÚcnica se aplica principalmente para conservar productos sensitivos a la temperatura y cuyas propiedades deseables y principales se perderÝan si estos fuesen tratados de otra forma.

Enfriando y congelando el sistema a liofilizar, manteniendo un alto vacÝo y una velocidad adecuada en el suministro de calor y ¾ptimas para que el agua exista s¾lo en las fases hielo-vapor. En tales circunstancias la deshidrataci¾n se produce en la fase hielo que se retrae constantemente dentro del sistema. El vol·men s¾lido final es prßcticamente igual al de la soluci¾n inicial congelada, obteniÚndose, debido a ello un producto seco poco poroso, de gran superficie de contacto y de fßcil rehidrataci¾n (CIF, 1987, citado por Vßsquez, 1990).

Herrera y Montes (1975) citados por Vßsquez (1990), manifiestan que la tÚcnica de liofilizaci¾n es la mßs conveniente entre los mÚtodos de deshidrataci¾n aplicables a los jugos de frutas.

FLUJO DE OPERACIONES PARA LA OBTENCION DEL COLORANTE DE LA TUNA MORADA: BETANINA

En la Figura 2 se muestra el Flujo para la obtenci¾n de betanina a partir de la tuna morada, el cual se describe a continuaci¾n:

a. Selecci¾nSe selecciona en base a la madurez indicada por los Brix, considerßndose como maduros aquellos frutos que tienen Brix mayores a 10.

Se eliminan toda clase de frutos que presentan indicios de magulladuras por golpes o deterioro.

b. PesadoSe realiza para determinar rendimientos. Los pesos de las tunas fluctuan entre los 150 - 200 grs.

c. LavadoEl lavado se realiza manualmente con agua potable, frotando la fruta, eliminßndose residuos de tierra y las peque±as espinillas presentes en la superficie del fruto.

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d. Inactivaci¾n enzimßticaEsta operaci¾n es necesaria para eliminar a la enzima peroxidasa, la que deteriora la calidad del colorante.

Diversos autores consideran a la peroxidasa como la enzima que estß presente en la mayor parte de las frutas, ademßs de ser considerada la mßs resistente al tratamiento tÚrmico, entre todas las demßs enzimas (Burnette, 1977).

Consiste en someter a la tuna a un tratamiento tÚrmico en agua a una temperatura de 100C por un tiempo de 5 minutos.

e. Pelado y cortadoSe procede a cortar la parte superior e inferior del fruto, seguido de un pelado manual, eliminßndose la cutÝcula que reviste a la cßscara; el pelado es facilitado por el tratamientotÚrmico al que es sometido previamente.

Luego de pelada la tuna se procede hacer cortes en rodajas de 0.5 cm de espesor para facilitar el proceso de extracci¾n.

f. Extracci¾nSe realiza en un tanque de acero inoxidable con agitaci¾n. Los trozos de tuna se ponen en contacto con agua acidulada (0.2% de ßcido cÝtrico), en una relaci¾n materia prima:solvente 1:4 y a una temperatura de 75C.

FIGURA 2: FLUJO DE OPERACIONES PARA LA OBTENCION DEL COLORANTE DE LA TUNA MORADA: BETANINA

Tuna morada

SELECCION

PESADO

LAVADO

INACTIVACION ENZIMATICA

PELADO Y CORTADO Cßscaras

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EXTRACCION

TAMIZADO Semillas y s¾lidos

Extracto colorante

ENFRIADO

PRECIPITACION DE LA GOMA

FILTRACION Goma

PURIFICACION

CONCENTRACION

SECADO

ENVASADO

g. Tamizado o coladoSe realiza para separar las partes s¾lidas como restos de pulpa y semillas del extracto colorante.

h. EnfriadoEl extracto se enfria a temperatura ambiente con el fin de favorecer la regeneraci¾n y estabilidad de la betanina, asÝ como para acondicionarlo para la siguiente operaci¾n.

i. Precipitaci¾n de la gomaEsta operaci¾n se realiza en el extracto frÝo utilizando alcohol etÝlico de 96G.L., en una relaci¾n extracto:alcohol de 1:2 y a una temperatura de 10C.

j. Filtraci¾nSe lleva a cabo para separar la goma precipitada del extracto colorante.

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k. Purificaci¾nSe realiza para obtener un lÝquido cristalino libre de impurezas (residuos de gomas u otros pigmentos presentes como las vulgaxantinas), facilitßndose de esta manera el proceso de concentraci¾n.

En esta operaci¾n se utiliza tierra diatomea, la que se coloca en un sistema de filtraci¾n.

La relaci¾n extracto:agente purificador adecuada es de 10 a 1. k. Concentraci¾nEl extracto purificado es sometido a una concentraci¾n al vacÝo, con el fin de facilitar el secado, llegßndose hasta una concentraci¾n de s¾lidos solubles de 9.5Brix.

l. SecadoEl secado mßs adecuado es el secado por atomizaci¾n, utilizando encapsulantes en una proporci¾n de 20% con respecto a los s¾lidos solubles, y los siguientes parßmetros de secado:

Temperatura del extracto : 25CTemperatura inicial de secado : 165CTemperatura final de secado : 100-105CPresi¾n del rodete : 4.6 kg/cm3

Caudal : 13.8 ml/min

m. EnvasadoLuego de secado se procede a envasar el polvo en envases impermeables al oxÝgeno y al vapor de agua y que no deje pasar la luz, recomendßndose los laminados.

Page 13: Extraccion de Colorantes Naturales

III. TECNOLOGIAS PARA LA OBTENCION DE COLORANTE DE MAIZ MORADO:ANTOCIANINA

Por: Dr. David Campos GutiÚrrez

En la Figura 3 se muestra el Flujo de Operaciones para la Obtenci¾n del colorante de maÝz morado, el cual se describe a continuaci¾n:

a)Materia prima: se emplea el maÝz morado, (Zea Mays L.).

b)Selecci¾n: se realiza para separar aquellas mazorcas deterioradas, como hongueadas o podridas.

c)Lavado: se ejecuta con agua a presi¾n para eliminar tierra e impurezas.

d)Secado: tiene por objeto disminuir la humedad hasta llegar a 11-14%. Se lleva a cabo en un secador por aire caliente a 50C.

e)Desgranado: se realiza en forma manual, separando el grano de la coronta, quedando asÝ la coronta libre para la siguiente operaci¾n.

f)Molienda: se lleva a cabo en un molino de martillos con el objeto de aumentar la superficie de contacto interfasial entre soluto y solvente y por lo tanto aumentar la velocidad de extracci¾n.

g)Extracci¾n: tiene por objeto separar las antocianinas de la coronta del maÝz morado con solventes apropiados. Esta se puede realizar por maceraci¾n y posterior calentamiento. Se utiliza como solvente agua acidulada con 0.1% de H2SO4 a pH 2, en una relaci¾n materia prima:solvente 1:12. Primero se realiza la maceraci¾n a temperatura ambiente por 12 horas y luego la extracci¾n por calentamiento en 3 etapas a 80C por 30 minutos cada una.

h)Filtraci¾n: se realiza con la finalidad de eliminar residuos de coronta y dejar el extracto libre de impurezas y facilitar su posterior purifiaci¾n.

i)Purificaci¾n: se realiza con el objeto de obtener un extracto sin sabor ni olor a hierba, libre de partÝculas en suspensi¾n y en general de las sustancias contaminantes de las antocianinas.

Existen varios mÚtodos para purificar las antocianinas, asÝ tenemos los siguientes:a)Utilizando acetato de Plomo: Este mÚtodo se basa en que las antocianinas pueden formar sales de Plomo insolubles; en esta reacci¾n probablemente estÚn involucrados los grupos hidroxilo libres adyacentes a la molÚcula de antocianina (Fuleki y Francis, 1968).

b)Utilizando Resinas de intercambio i¾nico: se puede definir como un intercambio reversible de iones entre un s¾lido y lÝquido sin que se

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presenten o se produzca un cambio sustancial en la estructura del s¾lido o de las partÝculas de la resina.

Entre las resinas comunmente usadas para la purificaci¾n preliminar de antocianinas tenemos: Amberlita CG-50, IRC-50, IR-120, Dowex 50, 50W y Zeocarb 215.

c)Utilizando cromatografÝa en columnas de poliamida: las antocianinas y antocianidinas son ligeramete retenidas en columnas de poliamida, siendo Ústas fßcilmente lavadas por los solventes usuales de antocianinas con suficiente ßcido para prevenir la caÝda de los pigmentos.

La desventaja de esta tÚcnica es que obtiene una gran diluci¾n de la soluci¾n de antocianina.

j)Concentraci¾n: se realiza en un concentrador al vacÝo a una temperatura de 40C y a una presi¾n de vacÝo de 70 mm Hg, hasta una concentraci¾n de 10Brix.

k)Secado: se realiza en un atomizador, utilizando encapsulantes como la maltodextrina.

Page 15: Extraccion de Colorantes Naturales

FIGURA 3: FLUJO DE OPERACIONES PARA LA OBTENCION DEL COLORANTE DEL MAIZ MORADO: ANTOCIANINA

MaÝz Morado

SELECCION

LAVADO

SECADO

DESGRANADO Granos

Coronta

MOLIENDA

EXTRACCION

FILTRACION Torta

Extracto colorante

PURIFICACION

CONCENTRACION

SECADO

Page 16: Extraccion de Colorantes Naturales

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