Obtaining natural coloring from Mortiño
(Vaccinium myttillus L.) for food use
Linda Ma=
riuxi
Flores[1],
Chango Lescano Gabriela Cristina [2], =
César
Arturo Puente Guijarro[3] <=
/span>&
Violeta Maricela Dalgo Flore=
s[4]
Recibido: 28-04-201=
9 /
Revisado: 14-05-2019 /Aceptado: 30-06-2019/ Publicado: 25-07-2019
The research focused on the producti=
on
of natural dye from mortiño for food use, for w=
hich,
the sensory analysis of the raw material was carried out, then it was dried
using three types of drying equipment (trays, lyophilization and Atomizatio=
n),
the tests were made with three repetitions each at different temperatures, =
immediately
the solid obtained was taken to the Soxhlet team assembling a 10 g cartridg=
e,
for the extraction of the dye using ethanol, then it was separated from the
solvent and proceeded with the analysis of their physical and chemical and
microbiological characteristics, a bibliographic comparison of the waveleng=
ths
analyzed according to REGULATION (UE) No 231/2012 was carried out, the most
suitable product according to this analysis was the dye coming from the dry=
ing
by lyophilization, whose reading in the visible UV spectrophotometer was 51=
4 nm
(anthocyanins), was also evaluated processes by obtaining a comparative mat=
rix,
obtaining 44.65% of dye extracted in a time of 11 h at 50 ° C, removing a
moisture 76.33% and yield 20.04% drying. Finally zinc, lead, arsenic, mold =
and
yeast tests were carried out according to the Mexican official norm
nom-119-ssal-1994, fulfilling the parameters for the alimentary use, finally
the dye was used in natural yogurt and chantilly
cream, being suitable for human consumption.
Keywords: Food production, Coloring, Natural, Mortiño= , Drying, Lyophilization/ Extraction.
Resumen.
La
investigación se enfocó en la elaboración del colorante natural a partir de
mortiño para el uso alimenticio, para lo cual, se realizó el análisis senso=
rial
de la materia prima, posteriormente se procedió a secar utilizando tres tip=
os
de equipos de secado (Bandejas, Liofilización y Atomización), las pruebas se
las hizo con tres repeticiones cada una a distintas temperaturas, inmediata=
mente
el sólido obtenido fue llevado al equipo Soxhlet armando un cartucho de 10 =
g, para
la extracción del colorante usando etanol, luego se separó del solvente y se
procedió con el análisis de sus características físico químicas y
microbiológicas, inmediatamente se efectuó una comparación bibliográfica de=
las
longitudes de onda analizados según el REGLAMENTO (UE) N o 231/2012, el=
producto
más adecuado de acuerdo a este análisis fue del colorante procedente del se=
cado
por liofilización, cuya lectura en el espectrofotómetro UV visible fue 514 =
nm
(antocianinas), también se evaluó los procesos de obtención mediante una ma=
triz
comparativa, obteniendo 44,65 % de colorante extraído en un tiempo de 11 h =
a 50
ºC, el=
iminando
una humedad de 76,33 % y con un rendimiento de secado de 20,04 %. Finalment=
e se
efectuaron pruebas de zinc, plomo, arsénico, mohos y levaduras de acuerdo a=
la
norma oficial mexicana nom-119-ssal-1994, cumpliéndose con los parámetros p=
ara
el uso alimenticio, finalmente se utilizó el colorante en yogurt natural y
crema chantilly, siendo aptas para el consumo humano.
Palabras
claves: Producción de alimentos, Colorante,
Natural, Mortiño, Uvilla, Tuna Secado, Liofilización, Extracción.
Introducción.
En la
actualidad surgen efectos perjudiciales para la salud en los seres humanos,=
uno
de los factores es el uso de colorantes sintéticos en los alimentos, es dec=
ir,
que la adición de sustancias químicas a los productos comestibles, cuyo
propósito primordial es el de mejorar sus propiedades organolépticas logran=
do
así impresionar los órganos sensoriales de los consumidores, principalmente=
la
vista y el gusto, son de gran importancia
pues estos indican el é=
xito o
fracaso de un producto en el mercado, el problema más común que se presenta al consumir este tipo de
aditivos radica en que pueden contener sustancias dañinas que resultan
perjudiciales para el organismo humano, alterando su salud
En consecue=
ncia
se busca obtener colorantes que no alteren la salud de los consumidores y q=
ue
ayude a contrarrestar enfermedades; dichos
pigmentos se pueden obtener de fuentes naturales, estos se encuentran disponibles en frutas,
vegetales y cereales; más a=
llá de
su intensidad de color, contienen
antioxidantes pro-vitamina A y compuestos fenólicos que son necesari=
os
en la visión, el mantenimiento del epitelio, la secreción mucosa, y la repr=
oducción
Las
antocianinas son pigmentos hidrosolubles responsables de los vistosos color=
es
de muchas flores, frutas y verduras, son uno de los pigmentos naturales de =
gran
importancia para la industria alimenticia por tal razón las frutas que se
consideran que tienen un alto contenido de pigmentos naturales, están prese=
ntes
en nuestro medio y un claro ejemplo es el mortiño que pueden servir de gran
ayuda en la sustitución de pigmentos sintéticos ya que tiene propiedades
antioxidantes que inhiben la acción de especies nocivas para el organismo, =
como
los radicales libres y se asocian con la prevención de enfermedades como el
cáncer
El colorante
natural de las frutas como mortiño =
(Vaccinium myttillus L.),<=
/i>
contienen un alto contenido de pigmentos antocianínico=
s,
debido a su alta capacidad antioxidante y a su gran aporte de vitaminas y
minerales, representa un factor importante dentro de la industria alimentic=
ia
asegurando la salud de los consumidores y al mismo tiempo aprovechando al
máximo sus propiedades organolépticas, por lo cual dicho colorante va a ser=
el
sustituyente de los colorantes
sintéticos impulsando así este tipo de empresas.
Este tr=
abajo
de investigación se enfocó en la elaboración del colorante natural de morti=
ño
para el uso alimenticio, para lo cual, se realizó el análisis sensorial de =
esta
fruta, luego se procedió con el secado
Metodologia.
El
desarrollo de esta investigación s=
e realizó en los laborato=
rios
de Investigación, Procesos Industriales y Operaciones Unitarias de la Facul=
tad
de Ciencias de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, el cual, se
orientó a la obtención de colorantes naturales a
partir de mortiño (Vaccinium
myttillus l.), para el uso alimenticio mediante el secado
La
investigación es de tipo descriptivo, debido a que, permitió observar y
describir el comportamiento de los colorantes naturales a partir del mortiñ=
o,
sin influir en los mismos, no hay información específica del tema, por este
motivo la investigación se detalla de forma general, es decir, se profundiz=
ó la
obtención de colorante natural a partir de mortiño, realizando una evaluaci=
ón
de los métodos de secado estableciendo una aplicación para estos colorantes
dejando el campo abierto a futuras investigaciones relacionadas.
El objeto de estudio es la obtenció=
n de
colorantes naturales
Resultados.
En las siguientes tablas se present=
an
una matriz de comparación de los tres tipos de secado utilizados para la
obtención de colorantes naturales, para su comparación esta matriz se basó =
en
las variables: Temperatura, Tiempo de secado, Rendimiento del secador,
Porcentaje de Humedad eliminada y Colorante extraído.
Tabla 12= Resultados del % d= e Error con respecto al % de Humedad eliminada
|
Tipo de Fruta |
N° de muestra |
Tipo de secado |
%H
Práctico |
% H
Teórico |
Fuente |
% Er=
ror |
|
Mortiño |
1 |
S. Bandeja |
79,708 |
81 |
Vasco, et al., 2009, p. 8275 |
0,02 |
|
2 |
S. Liofilizador |
76,333 |
0,06 |
|||
|
3 |
S. Atomización |
97,900 |
0,21 |
Realizado por: Walter Maca=
s,
2018
Se efectuó el secado del mortiño, en
tres tipos de secadores (Bandejas, Liofilizado y atomizado) a distintas
temperaturas, sus pesos fueron tomados cada 30 minutos en el caso de los
secadores bandeja y liofilizado, excepto en el atomizado, finalmente se cal=
culó
el porcentaje de error para cada uno con respecto a fuentes bibliográficas =
De acuerdo con las investigaciones citada=
s se obtuvieron que, en el secador de Bandejas sus valores de error fueron =
bien bajos 0,02% error (mortiño), siendo muy similar con respecto a los res=
ultados del secador por liofilización 0,06% error (mortiño), por otro lado =
el secador por atomización tiene un %.error más elevado 0,21% error (mortiñ=
o), debido a su elevada temperatura no se puede obtener un buen rendimiento=
de colorante extraído por la degradación de sus pigmentos.
Tabla = 3= Análisis estadísti= co t varianza para el análisis físico-químico
|
No.<= o:p> |
Anál=
isis |
Mate=
ria
prima |
Colo=
rante |
T |
|
1 |
pH |
3,24 |
4,24 |
*** |
|
2 |
ρ (g/mL) |
0,9645 |
0,9491 |
** |
|
3 |
°Bx |
9,7228 |
10,6345 |
** |
|
4 |
Nd |
1,4200 |
1,3642 |
** |
|
5 |
%ST |
7,8239 |
27,5841 |
*** |
Nota:(***=3Dp<0,001),
(**=3Dp<0,01), (*=3Dp<0,05), (NS=3Dp>0,05)
Realizado por: Walter Mac=
as,
2018
Se realizó un análisis estadístico
utilizando la t varianza de los análisis físico-químicos (pH, densidad ρ, °Bx, índic=
e de
refracción nD, y porcentaje de sólidos totales =
%ST) con respecto al grado de significancia que
existe entre la materia prima y el colorante obtenido.
Se obtiene como resultados en el
mortiño un pH con nivel de significancia (***) muy significativo y un nivel=
de
confianza de 99,9 %, esto se debe a que según la normativa mexicana nom-119-
SSA1 el pH los colorantes se tornan a estabilizarse en un rango de 4 a 6, p=
or
lo tanto, los valores obtenidos cumplen con dichas especificaciones. En
relación a la densidad esta posee para el mortiño un nivel de significancia
(**) significativo con un nivel de confianza de 99%. En el caso de los °Bx y nD su nivel de
significancia es (**) significativo con un nivel de confianza de 95%, debid=
o a
que el colorante en su composición química contiene mayor cantidad de azúca=
res.
Finalmente, para el porcentaje de Sólidos Totales su grado de significancia=
es
(***) muy significativo con un nivel de confianza de 99,9 %, esto sucede de=
bido
a la eliminación de agua en el secado y a la concentración de diferentes
compuestos como son los azucares y los pigmentos antocianinas.
|
N° de muestra |
Tipo de Fruta |
Tipo de secado |
Longitud de onda _=
5;
(nm) |
Absorbancia de la mue=
stra |
|
1 |
Mortiño |
S. Bandeja |
558 |
0,781 |
|
2 |
S. Liofilizador |
514 |
0,5 |
|
|
3 |
S. atomización |
513 |
2,36 |
Realizado
por: Walter Macas, 2018
Al
realizar el barrido en el espectrofotómetro en las nueve muestras de colora=
ntes
se obtuvieron las siguientes mediciones Tabla
4, la elección del mejor método =
de
secado para la obtención de colorantes se procedió con una comparación bibl=
iográfica
de las longitudes de onda.
Se encontró que según el REGLAMENTO (UE)=
N o
231/2012
la longitud de onda para las antocianinas (515-535 nm), de las muestras las que más se acercaron fueron las
muestras obtenidas por el secado de liofilización, en
dos de las muestras no se pudo observar mediciones de sus λ y absorbancias, debido a la poca presencia =
de
pigmentos por la oxidación de las mismas.
Tabla = 5= Análisis de metale= s y microbiológicos en base a la norma nom-119-ssa1-1994
|
Dete=
rminaciones |
Unid=
ades |
Colo=
rante
de Mortiño (antocianinas) |
Colo=
rante
de Uvilla (β- Carotenos)<=
span
style=3D'mso-bidi-font-size:12.0pt;line-height:150%;mso-bidi-font-family:=
"Times New Roman";
color:black'> |
Colo=
rante
de Tuna=
( |
|
Arsénico |
mg/Kg |
< 0,01 |
< 0,01 |
< 0,01 |
|
Plomo |
mg/Kg |
6,1 |
3,2 |
6,1 |
|
Zinc |
mg/Kg |
12,2 |
5,2 |
3,6 |
|
Mohos y Levaduras |
UFC/mL |
Ausencia |
Ausencia |
Ausencia |
Realizado
por: Walter Macas, 2018
Las
muestras obtenidas del secador por liofilización y extracción en el equipo
Soxhlet que resultaron como el mejor proceso de obtención para colorantes
naturales fueron analizadas en el laboratorio SAQMIC (Servicios Analíticos
Químicos y Microbiológicos), esta evaluación se realizó en base a análisis =
de
Zn, Pb, As y análisis de microorganismos mohos y levaduras, parámetros basa=
dos
en la norma oficial mexicana n=
om-119-ssa1-1994.
Ob=
teniéndose
los siguientes resultados, para el colorante del mortiño (antocianinas), &l=
t;
0.01 de As, 6.1 mg/Kg de Pb, 12.2 mg/Kg de Zn; además de estas pruebas se
realizaron análisis microbiológicos, en esta normativa solo se especifica
valores de mohos y levaduras que no debe superar más de 100 colonias/Kg, da=
ndo
como resultado como resultado ausencia de mohos y levaduras en los tres
colorantes.
Conclusiones.
· =
Del análisis fisicoquímico de la fruta se desprende que p=
ara
el mortiño se tiene el 3,24 de pH; 0,97 de densidad; 9,73 de °Bx, 1,42 de nD y 7,82 % =
SA.
· =
A través de la evaluación de los tres métodos de secado
(liofilización, bandejas, y atomizado) se estableció que el secado por
Liofilización a temperatura de 50 0C es el óptimo.
· =
Tienen un mayor rendimiento de extracción los colorantes naturales procedentes del secado por Liofilizac=
ión
obteniéndose un 44,65%.
· =
Mediante la aplicación en el yogur natural; con un tiempo=
de
vida útil de más de 30 días se validaron los colorantes naturales obtenidos=
del
secador por liofilización.
Referencias
bibliográficas.
Ames, B., Shigena , M., & Hagen , T. (2000=
). Oxidants,
antioxidants and the degenarative diseases of aging.
Ansorena , M., Moreira , M., & Roura, S. (2014). Combined effe=
ct
of ultrasound, mild heat shock and citric acid to retain greenness,
nutritional and microbiological quality of minimally processed broccoli
(Brassica oleracea L.): an optimization study.
Babu , B.,
Rastogi , N., & Raghavarao, K. (2008). Concentration and temperature
polarization effectts during osmotic membrane distillation . Journal of
membrane sciencia.
Bavec, M., &a=
mp;
et al. (2010). Influence of industrial and alternative farming systems on
contents of sugars, organic acids, total phenolic content, and the
antioxidant activity of red beet (Betavulgaris L. ssp. vulgaris Rote Kuge=
l). Journal
of Agricultural and Food Chemistry.
Beers, E.,
Woffenden , B., & Zhao , C. (2000). Plant proteolytic enzymes: possib=
le
roles during programmed cell death. Plant Mol Biol 2000.
Bergquist, S.,
& et al. (2007). Ascorbic acid, carotenoids and visual quality of baby
spinach as affected by shade netting and postharvest. Journal of Agricultural and Food Chemestry
Brito, H. (2000). Texto Básico de Operaciones Unitar=
ias
I. Riobamba, Chimborazo, Ecuador: Docucentro ESPOCH.
Brito, H. (2001). Texto Básico de Operaciones Unitar=
ias
III. Riobamba: Docucentro ESPOCH.
Brito, H. (2001). Texto Básico de Operaciones Unitar=
ias
III. Riobamba, Chimborazo, Ecuador: SE.
Brito, H., & et al. (2019). Colorantes naturales pa=
ra
uso alimenticio. Ciencia Digital.
doi:10.33262/cienciadigital.v3i2.4.510
Brito, H., & et al. (2019). Obtención y determinaci=
ón
de la calidad de colorante a partir de las flores de Sangorache. Cienc=
ia
Digital.
Brito, H., Borja, D., Chango, G., & Vacacela, P.
(2019). Obtaining Yacon Flour (Smallanthus sonchifolius). In=
ternational
Journal of Current Research and Academic Review.
Bui, A, V.,
Ngyen, M, H., & Joachim, M. (2004). laboratory study on glucose
concentration by osmotic distillation in hollow fibre module. <=
span
style=3D'mso-bidi-font-size:12.0pt;line-height:150%;mso-bidi-font-family:=
"Times New Roman";
mso-no-proof:yes'>JOURNAL OF FOOD ENGINEERING, 237-245.
Calvo, I. (2009). EL CULTIVO DE LA UCHUVA (Physalis
peruviana). Microcuenca Plantón - Pacayas(10), 1-112.
Delgado-Vargas, F., Jimenez, A., Paredes-Lopez, O.,
Stintzing, & Carle. (2004). Natural pigments:. Critical Reviews in
Food Science and Nutrition, 173-289. Obtenido de
https://www.clinicalkey.es/service/content/pdf/watermarked/1-s2.0-S014067=
3607613063.pdf?locale=3Des_ES
Fischer, G., & Miranda, D. (2012). Uchuva (Physalis
peruviana L.). En Manual para el cultivo de frutales en el trópico
(págs. 851-873). Bogotá: FISCHE R, G. (Ed.).
Luque de Castro, M., & Priego Capote, F. (2010). Soxhlet
extraction: Past and present panacea. Journal of Chromatography A.=
Mccann, D., B=
arrett,
A., Cooper, A., Crumpler, D., Dalen, L., & Grimshaw, K. (2007). A
Randomised, Double-Blinded, Placebo-controlled Trial. Food additives a=
nd
hyperactive behaviour in 3-year-old and, 1560-1567. Obtenido de https://www.clinicalkey.es/service/content/=
pdf/watermarked/1-s2.0-S0140673607613063.pdf?locale=3Des_ES
SHAPIRO, A.,
& et al. (2001). Chemoprotective Glucosinolates and Isothiocyanates of
Broccoli Sprouts: Metabolism and Excretion in Humans. Cancer Epidemiol=
ogy,
Biomarkers & Prevention.
Trujillo, C. =
J.,
& Tapia, R. L. (2012). DETERMINACIÓN
DE ADULTERACIÓN EN MAÍZ MORADO QUE SE EXPENDE EN MERCADOS DE LA CIUDAD. TRUJILLO–JULIO.
PARA
CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.
M= ariuxi Flores, L., Gabriela Cristina, C., Puente Guijarro, C., & Dalgo Flores, V. (2019). Obtención del colorante natu= ral a partir de Mortiño (Vaccinium myttillus L.) para uso alimenticio. Ciencia Digital, 3(3.2), 72-83. https://doi.org= /10.33262/cienciadigital.v3i3.2.716
El artículo que se publica es de
exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan el
pensamiento de la Revista Ciencia
Digital.
El artículo qu=
eda
en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parcial y/o total en
otro medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Ciencia Digital.
[1] Escuela
Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Ciencias Pecuarias. Riobamb=
a,
Ecuador. linda.flores@espoch.edu.ec
[2] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Mecáni=
ca.
Riobamba, Ecuador. gabriela.chango@fibran.com=
.ec
[3] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facult=
ad
de Ciencias. Riobamba, Ecuador. cesar.puente@espoch.edu.ec
[4] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Ciencias. Riobamba, Ecuador. viole18df@hotmail.com<= /span>
www.cienciadigital.org
Vol=
. 3,
N°3.2, p.72-83, julio - septiembre, 201