I. INTRODUCCIÓN:
La
cúrcuma (Cúrcuma longa) es una planta con un tallo compuesto por rizomas
subterráneos muy ramificados siendo los rizomas la parte que se emplea como
condimento y sus colorantes son utilizados en la industria de alimentos, textiles
y productos farmacéuticos. como sabemos que
los colorantes son aquellas sustancias que añaden o devuelven color a un
alimento e incluyen componentes naturales de sustancias alimenticias y otras
fuentes naturales que no son normalmente consumidos como alimentos por sí mismo
y no son habitualmente utilizados corno ingredientes característicos en
alimentos.
OBJETIVO GENERAL
- · Realizar la extracción de colorante de la cúrcuma por medio de maceración
OBJETIVO ESPECIFICO
- · Aplicar las técnicas en el proceso de extracción de colorante de la cúrcuma por medio de maceración.
- · Conocer el fundamento teórico extracción de colorante de la cúrcuma por medio de maceración.
- · Evaluar las características extracción de colorante de la cúrcuma por medio de maceración
II.
MARCO TEÓRICO
ORIGEN
Los
árabes y persas lo emplearon con profusión sobre todo por su color, pensando
que era una variedad de azafrán y lo llamaron kourkoum, palabra que los
españoles convirtieron en cúrcuma. Debemos resaltar que fueron los únicos de la
Europa medieval que se sintieron atraídos por esta especia. El nombre inglés
turmeric, data del siglo XVI y parece proceder del francés terre-merite y este
a su vez del latín terra merita ó mérito de la tierra.Tambien en esa época era
conocido como crocus indicus ,turmeracke y a veces por el de cúrcuma, en España
se le designa también como azafrán de las Indias.
La
cúrcuma se la conoce igualmente como sal de Oriente y en los tiempos bíblicos
se empleaba como perfume y como especia. La referencia escrita más antigua
procede de un herbario asirio del año 600 (antes de Jesucristo) en el que se ya
se mencionan sus cualidades como planta colorante. Dioscórides señala su origen
hindú y sus virtudes depilatoias y su gusto amargo. Marco Polo hace mención de
la existencia de la cúrcuma que crecía en la región de Fu-Kien diciendo que
tenía las propiedades del zafrán en color y olor pero que no lo era y como se
la tenía en gran valor su cotización era elevada. En la edad media europea
comienza tímidamente a ser empleada principalmente como sustitutivo más barato que
el azafrán en la preparación de platos y salsas que por sus llamativos colores
hacían necesario la presencia de sustancias que aportasen estos colores sin ser
excesivamente gravosos en la economía de la cocina, el producto que reunía
estas características va a ser la cúrcuma.
Se
usa ampliamente como colorante y ha estado presente en la cultura de muchos
países por más de 4000 años. En la India, Sri Lanka y otros países asiáticos la
cúrcuma turmeric) es un ingrediente esencial de la cocina.
El
mayor proveedor de cúrcuma a nivel mundial es la India, seguido por Pakistán,Jamaica,
China, Bangladesh, Taiwán y Haití.
DEFINICIÓN.- Palillo o ccurcumina (Cúrcuma
longa)
Es un colorante natural procedente de
la curcuma, especie obtenida del rizoma de la planta de la familia
zingiberaceae originaria del sudeste asiatico del mismo nombre cultivada
principalmente en la india y utilizada desde la antigüedad para diversas aplicaciones.
CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA
REINO:
|
Plantae
|
DIVISION:
|
Magnoliophyta
|
ORDEN:
|
Zingiberales
|
FAMILIA:
|
Zingiberaceae
|
GENERO:
|
Curcuma
longa L.
|
Paula Saiz
POTENCIALIDADES
INDUSTRIALES DE LA CÚRCUMA
a.-
Aceites esenciales.
Las esencias son mezclas de sustancias orgánicas olorosas concentradas, las
cuales se encuentran presentes en algunas plantas (Domínguez, 1973).
Se
conocen con diferentes nombres dependiendo del país de origen, algunos de ellos
son: Aceites esenciales (Francia), Aceites etéreos (Alemania) o Aceites
volátiles (Países Anglosajones), (Trease
y Evans, 1991).
Las
esencias pueden obtenerse de plantas cultivadas o silvestres, se conocen
aproximadamente 3000 tipos de esencias (aceites esenciales) de las cuales
aproximadamente 300 tienen importancia comercial, El aceite esencial de la cúrcuma
longa es uno de los aceites esenciales naturales con un rendimiento 20-70
mg/kg, rico en carburos terpénicos (zingibereno, beta y delta-curcumeno,
ar-curcumeno) y cetonas sesquiterpénicas (turmeronas). Arabinogalactanas
(ukonanas).
Los
Métodos de extracción de esencias comerciales mas empleados son los siguientes:
o Extracción
por expresión.
o Extracción
por destilación con arrastre de Vapor.
o Extracción
por macerado y enflorado.
o Extracción
por medio de disolventes.
La
elección del método de extracción está muy relacionada con la cantidad de
esencia presente en el vegetal y con las características químicas,
principalmente la sensibilidad a la temperatura.
2.3.2
Harina de Cúrcuma. Para el proceso de
elaboración de la harina, generalmente se utilizan dos clases de rizomas: el
cúrcuma rond y el cúrcuma long, ambos producidos por la misma planta.
El cúrcuma rond se presenta en forma
de tubérculo ovalado del tamaño de un huevo de aloma y el cúrcuma long es
bastante grueso y se presenta en fragmentos más o menos cilíndricos o en forma
de huso, a veces curvados y suelen medir de 3 a 7 cm. de largo por 1 o 2 cm. De
diámetro. Garcia, et al 1986.
Curcuma longa (Curcumae longae
rhizoma): materias colorantes (3-5%), llamadas curcuminoides de las cuales la
principal es la curcumina.
CULTIVO DE LA CÚRCUMA
El mayor país productor de cúrcuma es
la India, que produce aproximadamente el 90% de la cúrcuma del mundo. Es
cultivada desde el 3000 a.C por la civilización Harappa
(http://bioweb.uwlax.edu/).
El material de propagación
para su cultivo está constituido por los rizomas, conocidos como semillas, las
cuales pesan entre 20 y 50 g cada una. La reproducción la realiza a partir de
yemas o dedos que surgen en el propio rizoma en el último año de crecimiento y
que da lugar a una nueva planta renovada. El distanciamiento de siembra es de
0.5 m entre filas y 0.3 m entre plantas, con una densidad de 66.667 plantas
/ha. La maduración de la cúrcuma tiene
lugar 7 a 10 meses después de la siembra, dependiendo de las condiciones del
clima. El rendimiento por planta puede ser de 0.5 kg a la densidad
propuesta, equivalente a 20 TM de cúrcuma fresca por hectárea o 6 TM de cúrcuma
seca por ha (MONTAÑO y MONTES, 2004).
Cosecha y recolección
Se trata de una planta
perenne. Los cultivos en India para obtener una buena cosecha se plantan en Abril-Mayo. Las hojas
aparecen a los 30 días aproximadamente, y el cultivo es cosechado cuando las
hojas se marchitan, después de 270-635 días de haberla cultivado. La cosecha se ejecuta entre 8 – 9 meses
después de la siembra, en la época seca, cuando las hojas se tornan amarillas.
La recolección se puede hacer con cosechadoras de tubérculos o en forma manual.
La pos cosecha consta de
los siguientes pasos (http://ecocrop.fao.org):
Limpieza. Es necesario limpiar los
rizomas inmediatamente y quitar las raíces y tierra adherida a ellos. Esta
acción se da en el campo.
Lavado. Los rizomas se lavan con
agua limpia no contaminada, para eliminarles por completo la tierra. Este puede
hacerse de forma manual, poniendo los rizomas en canastos para quitarles la
tierra con agua limpia o bien de manera mecánica, utilizando una máquina mezcladora
eléctrica de cualquier tipo en la que se depositan los rizomas directamente en
el agua y se van lavando con el movimiento.
Cortado. Es la labor de trocear
los rizomas utilizando para ello una maquina especial.
Secado. Este proceso final se efectúa
para eliminar la humedad del rizoma, la cual debe ser de 10 – 12 % al final del proceso.
Esta etapa puede realizarse de varias formas:
v
Secado al sol: aprovechando la energía solar, se coloca en pedazos sobre
superficies adecuadas para lograr un secado homogéneo. Mediante este método
pierde color y baja su contenido de curcumina.
v Secado con otras fuentes de energía: se pueden deshidratar en secadores
tipo SAMOA, utilizadas para el secado del “cacao”. Este procedimiento tiene la
ventaja de mantener el color y porcentajes adecuados de curcumina.
COLORANTES
Definición de
Colorantes
Son aquellas sustancias que añaden o
devuelven color a un alimento e incluyen componentes naturales de sustancias
alimenticias y otras fuentes naturales que no son normalmente consumidos como
alimentos por sí mismo y no son habitualmente utilizados corno ingredientes
característicos en alimentos (Madrid, 2000)
Cualquier sustancia capaz de teñir o
colorear un material. Tienen gran importancia en casi todas las ramas de la
industria.
Funciones de los colorantes:
Los colorantes pueden ser añadidos a
los alimentos para:
·
Dar
al alimento la apariencia original que ha perdido en los procesos de
fabricación.
·
Asegurar la uniformidad de color
·
Intensificar el color natural si este es muy
débil con respecto a lo esperado por el consumidor.
·
Provocar un efecto pantalla para así ayudar a
la protección de aroma y de las vitaminas sensibles a la luz.
·
Dar
una apariencia atractiva al alimento.
·
Permitir
la identificación de un producto.
·
Ofrecer
una impresión visual de calidad.
Factores que afectan la Estabilidad de los Colorantes.
- Trazas de Metales.
- Altas Temperaturas.
- Agentes oxido-reductores.
- Luz.
- pH.
- Microorganismos.
- Precipitaciones (turbidez).
Generalmente, la luz es la principal
causa de degradación de los colorantes. Algunos sufren alteración del color por
la presencia de trazas de metales, ya sea, en el producto o en el envase. Otros
se degradan cuando son expuestos a ciertos azúcares, aldehídos, peróxidos y
ácidos.
También hay que resaltar el hecho, de
que no todos los colorantes son estables a todos los valores de pH. Algunos
fenómenos están relacionados con este agente, como puede ser la vida media, los
cambios de solubilidad y la pérdida del poder tintóreo del colorante
Así tenemos que dentro de los
requisitos exigidos para su utilización están:
- Ser inocuo.
- Constituir una especie química definida y pura.
- Tener gran poder tintóreo, con objeto de utilizar la mínima cantidad
posible y ser fácilmente incorporables al producto.
- Ser lo más estable posible a la luz y al calor.
- Poseer compatibilidad con los productos que deben teñir.
- No poseer olor ni sabor desagradable.
- Ser indiferente al pH, agentes oxidantes y reductores.
- Ser lo más económico posible
CLASIFICACIÓN DE COLORANTES
Los colorantes se dividen en dos
grandes grupos:
1. Colorantes Artificiales.
2.
Colorantes Naturales.
Colorantes Artificiales.
El origen de estos colorantes es de
síntesis química, su composición es menos compleja que la de los colorantes
naturales, son hidrosolubles, se presentan generalmente en forma de polvo y
tienen normas específicas de pureza.
La preocupación por la seguridad de
los alimentos y la presión del público, obligó a que los colorantes
artificiales sean estudiados en forma exhaustiva, en lo que respecta a su
efecto en la salud, mucho más que la mayoría de los colorantes naturales; esto
a llevado a muchas empresas a revisar la formulación de sus productos y
sustituir, cuando es tecnológicamente posible, los colorantes artificiales por
los naturales.
Dentro de los efectos nocivos a la
salud tenemos: alergias tipo asma, posible efecto cancerígeno, enfermedad de la
tiroides, lesiones en el hígado, hiperacidez, rinitis, urticaria, etc.
Colorantes Naturales.
El término colorantes naturales se
aplica a aquellos productos alimenticios de origen animal, vegetal o incluso
mineral en los cuales se encuentra de forma también natural. A la vez se
consideran naturales los colorantes obtenidos de materiales biológicos, como
algunos insectos e incluso los que se forman al calentar o someter a
tratamiento térmico un alimento, como el caramelo. En este sentido y aunque
pudieran tener composición y potencial de tinción idénticos, se contraponen a
los artificiales que son los obtenidos por síntesis química.
Por tanto, un colorante natural son
pigmentos coloreados obtenidos de materia prima principalmente de origen animal
y vegetal, aunque también puede ser de origen mineral.
Extracción por Maceración (Obtención Colorante Natural)
1.
Pesar
50.0 g de muestra.
2.
Transferirla
a un frasco.
3.
Adicionar
250.0 mL del solvente a utilizar.
4.
Tapar
el frasco y dejar reposar por 14 días en un lugar fresco y protegido de la luz.
5.
Filtrar
y envasar.
6.
Dejar
a temperatura ambiente protegido de la
luz.
Nota: los diferentes solventes que se
utilizaron fueron: agua destilada, alcohol etílico, alcohol etílico
acidificado, mezcla alcohol etílico – agua destilada 60/40.
REACTIVO
|
COMPONENTES
|
PROCEDIMIENTO
|
Alcohol
Etílico Acidificado
|
0.7 g. de
Acido Tartárico 250 mL de Alcohol Etílico
|
Adicionar
Acido Tartárico al Alcohol Etílico hasta llegar a pH 6.*
|
Mezcla
Alcohol Etílico - Agua destilada (60:40)
|
150 mL de
Alcohol Etílico 100 mL de Agua destilada
|
Adicionar el
Agua destilada al Alcohol Etílico y mezclar.*
|
Hidróxido de
Sodio 1N (NaOH)
|
0.8 g. de
perlas de NaOH 50 mL de Agua destilada libre de CO2
|
Disolver las
perlas de NaOH en H2O destilada libre de CO2 y llevar a volumen (utilizando
baño de hielo).
|
Ácido
Clorhídrico 1N
|
3.32 mL de
HCL concentrado 36.68 mL de Agua destilada
|
Diluir el HCL
concentrado sobre el H2O destilada y llevar a volumen de 40 mL.
|
Preparación de solventes utilizados
para la extracción (Castillo Membreño Silvia Anabel 2006)
III. MATERIALES Y MÉTODOS
ü Materia prima: palillo o cúrcuma
MATERIALES:
ü 2 frascos
ü ml de solvente ( alcohol 98º )
ü Tela filtrante
ü Cuchillo
ü Tablero de picar
ü Balanza analítica
ü Vaso de precipitación
ü Alcoholímetro
ü Placas petri
ü Pipeta
EQUIPO:
ü Estufa
METODOLOGÍA
PROCESO
|
IMAGEN
|
Cosecha de la
cúrcuma , jalar la planta del palillo para poder extraer de la tierra la M.P
|
|
Recepción del
Palillo
|
|
Lavado con agua
limpia extraer y/o eliminar las
tierras o partículas extrañas de la M.P
|
|
Pesado con la
balanza analítica
|
|
Cortado en forma
redonditas y delgaditas para que durante el secado se elimine el contenido de
humedad
|
|
Secado en la estufa
|
|
Pesado de Las
muestras secados
|
|
Triturado hasta
transformar en polvo y
pesado la cúrcuma
de polvo
|
|
Medir la prueba del
alcohol por el alcoholímetro: 98º .
Colocar el polvo
del palillo al frasco de vidrio
Y adherir
ml de solvente (alcohol ) a cada muestra a húmeda y seco
|
|
Maceración de
palillo
|
MUESTRAS DE
SECADO ESTUFA
Nº de muestra
|
imagen
|
peso
|
1
muestra
|
37.5
|
|
2
muestra
|
38.7
|
|
3
muestra
|
37.9
|
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES
MUESTRA
|
PESO
INICIAL
|
PESO FINAL
|
RENDIMIENTO%
|
Muestra
Seca
|
10 g
|
3.8 g
|
38%
|
·
El
palillo seco tiene más coloración oscura.
·
El
palillo húmedo su color es más nítido.
V. CONCLUSIONES
1.
Se
elaboró el proceso tecnológico para la extracción de colorante del palillo o
cúrcuma por medio de maceración. Logrando el colorante extraído con buenas
características.
2.
Se
observaron que para la extracción de colorante tanto en palillo en húmeda y
palillo en seco son diferentes resultados.
VI.
RECOMENDACIONES
1.
Evaluar
el tipo de solvente para extraer colorante
2.
Secar
en estufa para extraer y obtener mayor coloración
3.
Los
datos para el secado tiene que ser constante-
VII.
REVISION BIBLIOGRAFICA
1. Castillo Membreño Silvia Anabel 2006
2. MONTAÑO y MONTES, 2004
3.
Benavides,
A.; Hernández, R. E.; Ramirez, H. y Sandoval, A. 2010.
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