Informe 2010 Paprika

5/11/2018 Informe 2010 Paprika - slidepdf.com

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INFORME FINAL

TITULO DEL PROYECTO:

Extracción sólido liquido de oleorresinas de páprika (Capsicum annuum, L)

AUTOR Y COLOBORADORES:

Responsable: Víctor Terry Calderón

Colaboradores: Elva Adrianzen Matienzo

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

FACULTAD DE OCEANOGRAFÍA, PESQUERÍA Y CIENCIAS ALIMENTARIAS

INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD DE OCEANOGRAFÍA,

PESQUERÍA Y CIENCIAS ALIMENTARIAS

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Resumen

En el presente de investigación, se determino la composición proximal de la paprika, el

balance de materiales en las operaciones de secado, molienda y de extracción de la

oleorresina y de algunos de los valores físicos químicos de la oleorresina, actuando

como solvente el hexano. Esta extracción se realizo en un equipo de extracción

Soxhlet. de una capacidad de 500 ml. Donde cada extracción, corrresponde a un

volumen de 300 ml por vuelta en el equipo. En los ensayos efectuados se consiguió

que en cinco operaciones de extracción se conseguía una concentración de

oleorresina del orden del 98%. El rendimiento obtenido en la operación de extracción

de la oleorresina fue de de 8,2 g de oleorresina / 100 g de paprika, en los aspectos

físicos químicos los valores obtenidos son análogos a la otros autores como ………

Abstrac

In the present research, the proximal composition of paprika, material drying operations

balance of mass determine milling and the oleo and some chemical physical values of

oleoresin, acting as a solvent hexane extraction. This extraction was held in a Soxhlet

apparatus. A 500 ml capacity. Where each extraction, to a volume of 300 ml per lap onthe computer. The tests carried out was that a concentration of oleoresin of 98 per cent

was achieved in five extraction operations. Performance in the extraction of the oleo

operciòn was of 8.2 Oleoresin g / 100 g of paprika

Palabra clave: paprika, oleorresinas, colorantes alimentarios

Key word: paprika, oleorresinas, colorantes alimentarios

Introducción

La tendencia actual de la industria alimentaria, incluye la sustitución de los aditivos

sintéticos por productos naturales, esto ha provocado que los colorantes naturales

reemplacen a los artificiales, por lo que existen amplias perspectivas para los productos

regionales con altos contenidos de compuestos coloreados.

Al aumentar el consumo a nivel mundial de estos colorantes naturales, se pone enmanifiesto el gran potencial del páprika, con lo cual da un valor agregado, mediante el

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uso de una tecnología de extracción selectiva y eficiente para obtener oleorresinas, de

amplio uso en la industria alimentaria y farmacéutica a nivel nacional e internacional.

El páprika (Capsicum annuum, L), es el nombre con el que se conoce a un pimiento no

pungente y dulce de forma alargada, rico en carotenoides. Comúnmente puede

denominarse como Pimiento o ají dulce (Perú), Pertenece a la familia de las Solanáceas

y algunas variedades conocidas son: Papri Queen, Papri King, Sonora, Bella, Papri

Prince, Red Rover, Papri Mild y Papri Ace (Pickkersgill, 1993).

Es originario de América del Sur, desde donde en los tiempos de la conquista española

muchas variedades de la especie Capsicum annuum, L fueron llevadas junto a otras

especies del mismo género Capsicum a Europa, incluso posteriormente de Europa

llegaron a EEUU con más rapidez que la llegada de especies desde el Sur y Centro de

América. Con los años se desarrollaron y crearon nuevas variedades de pimientos como

en el caso del páprika de las cuales actualmente algunas de estas variedades son

cultivadas en la costa Peruana.

El páprika se empezó a utilizar como especia por su capacidad de modificar el color de

los alimentos, mejorar el aspecto y conferir características organolépticas particulares.

Actualmente se la usa no solo como sazonador, sino también como colorante en gran

variedad de productos, entre los cuales se pueden incluir la industria láctea (quesos,

mantequillas, etc.), industria de los piensos (avicultura, piscicultura, ganadería, etc.),

industria conservera (vegetales, hidrobiológicos y cárnicos), industria de panificación

(pasteles, galletas, etc.), gelatinas, pudines, embutidos y otros productos cárnicos,

salsas, sopas, mayonesa, condimentos, bebidas refrescantes, congelados, polvos,

jarabes, concentrados, industria cosmética (lápices labiales, polvos faciales, etc.)

(Pickkersgill, 1993).

Frente a políticas de preservación del medio ambiente y las tendencias al uso de

colorantes naturales a nivel mundial en reemplazo de los colorantes artificiales el

consumo de páprika continúa en aumento ligado también a los desarrollos en la

tecnología de los colorantes naturales como son los extractos y concentrados

hidrosolubles y liposolubles. El contenido de carotenoides del páprika pueden sustituir los colorantes Amarillo #5 y #6, a la Tartrazina y al Subset Yellow.

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Presenta un valor nutricional, alto en contenido de vitamina C, pro-vitaminas A

(carotenos) y en menor cantidad vitaminas del grupo B; sales minerales, carbohidratos y

oleorresinas. Contenido importante de varios carotenoides que se clasifican en carotenos

(colores rojos y anaranjados: ß-caroteno, criptoxantina, etc.) y xantofilas (colores

amarillos y en algunos casos rosa: luteínas, cis-capsantina, trans-capsantina,

zeaxantinas, violaxantina, etc.) (Pickkersgill, 1993).

También tiene bajo contenido de capsaicina (pungencia o picante) que se mide en

unidades Scoville y se encuentra entre 0 a 100 para el páprika y otros pimientos dulces.

Existen valores como de 100,000 a 300,000 para el chile habanero (uno de los ajíes mas

picantes).

Por tanto, el objetivo del presente trabajos fueron: Estudiar la operación unitaria de

extracción sólido (Barger 1980) líquido), empleando como solvente el hexano de calidad

alimentario y como sólidos el páprika, deshidratado y molido, contiene como soluto la

respectiva oleorresina. Establecer el balance de materiales, rendimientos y

caracterización del producto ( Bird,R 1995)

Método

Muestra

La Investigación se efectuó en el Laboratorio de Tecnología de los Alimentos de la

Facultad de Oceanografía Pesquería y Ciencias Alimentarias. Se inició en enero y

culminará en noviembre del 2009.

Universo a que se refiere el estudio: Páprika deshidrata.

La unidad experimental:

Estuvo conformada por harina de páprika deshidrata y molida colocada en un extractor

sólido liquido, conteniendo como solvente el hexano.

Método de muestreo: Fue al azar, teniendo en cuenta su estado de deshidratación y

estación.

Instrumentos y materiales:

Extractor líquido sólido capacidad: 500 g

• Páprika (5 kilos)

• Extractor liquido sólidos capacidad: 50 g

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• Hexano comercial, calidad alimentaria ( 1galón)

• Estufa temperatura máxima: 110 ºC

• Balanza analítica precisión: 0,0001 g

• Molino eléctrico• Calefactores eléctricos (con termostatos)

• Equipo de destilación para la recuperación de solventes.

• Frascos para muestra.

Procedimientos

Comprende las siguientes las siguientes actividades:1. Unidad experimental.

El diseño experimental se basa fundamentalmente en tres estadios básicos para

pruebas empíricas, las cuales son: la Unidad experimental, los tratamientos y la

variable de respuesta que se espera obtener de la experimentación.

2. Tratamientos: Se realizara en base a 10 extracciones realizadas en el extractor

líquido sólido, y donde por cada extracción se efectuara el respectivo análisis.

3. Variable de respuesta: La variable respuesta para cada unidad experimental, esel peso residual de oleorresina que debe quedar una vez terminada de eliminar el

hexano residual del soluto.

4. Proceso de elaboración: Sigue la secuencia que se observa en la Figura Nº 1.EXTRACCION DE OLEORRESINA DEL PAPRIKA

Páprika

1 Secado

2 Molienda

3 Tamizado

Solvente

Solvente

4 Extracción

5 Secado 5a Desolventizado

Harina de paprika Oleorresina

Figura Nº 1 Diagrama de flujo de la extracción de la oleorresina

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5. Análisis.

Determinación de la composición proximal de la materia prima

deshidratada, análisis del extracto por solvente del colorante obtenido. Este

análisis se efectuó en el laboratorio de farmacia de la Universidad Nacional

Mayor de San Marcos, debido a que es un análisis especializado, y que

nuestra Universidad no cuenta con los equipos para tal fin.

Resultados

Caracterización de la materia prima:

Composición proximal de la muestra de paprika.

Tabla N º 1 Análisis proximal de la materia prima

Test HumedadSustanciasNitrogena

dasExtractoetéreo

Extractono

nitrogenado Celulosa Cenizas

1 8,43 15,75 10,39 42,36 15,37 6,02

2 8,50 15,01 10,51 41,80 15,28 5,99

3 8,32 15,23 10,90 42,87 15,48 6,40

4 8,32 15,62 10,81 41,87 15,00 6,155 8,51 15,90 10,71 42,50 15,60 6,85

Promedio 8,42 15,50 10,66 42,28 15,35 6,28Desv.Estándar

0,09 0,37 0,21 0,45 0,23 0,36

En el extracto etéreo, esta contenida la oleorresina que contiene la muestra de paprika

y cuyo valor es: 42,8= E g de extracto/100 g de muestra

De acuerdo a la tabla y aplicando el valor central se tiene la siguiente composiciónproximal promedio

Tabla N 2 Composición proximal de la muestra de paprika

Componente ValoresHumedad 8,43±0.09Sustancias nitrogenadas 15,50±0.,37

Extracto etéreo 10,66±0,21Extracto no nitrogenado 42,28±0,45

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Celulosa 15,35±0,23Cenizas 6,28±0,36

Tecnología para la extracción del paprika

Obtención de harina de paprika

La paprika fue sometida a una operación de secado mediante 5 test, cada test, era

efectuado sobre aproximadamente 1 000 g, de paprika. Los resultados se muestran en

la tabla 2.

Tabla 3 Obtención de paprika deshidratada hasta un contenido de humedad del 3,00%

aproximadamente

TestMaterial

(g)Selección

(g)Residuo(g

)Secado

(g)Vapor deagua (g)

1 1009,00 998,91 10,09 942,99 55,92

2 1020,00 999,60 20,40 942,92 56,68

3 1100,00 1089,00 11,00 1029,27 59,73

4 1053,00 1053,00 0,00 995,25 57,75

5 900,00 891,90 8,10 841,24 50,66

Promedio 1016,40 1006,48 9,92 950,33 56,15

Desv.Est 66,25 66,64 6,52 63,66 3,03

TOTAL 5082,00 5032,41 49,59 4751,67 280,74

Una vez deshidratada la muestra se redujo el tamaño de partícula, mediante molienda

en rodillos, cuyos resultados se muestran en la tabla 3.

Tabla 4 Obtención de harina de paprika

Test

Material(g)

Peso demolido (g)

Perdida(g)

1 942,99 924,13 18,862 942,92 931,61 11,32

3 1029,27 1010,75 18,53

4 995,25 974,35 20,90

5 841,24 828,62 12,62

Total 4751,67 4669,45 82,22

Extracción de oleorresina (Camacho, F,1998)

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La muestra debidamente deshidratada y molida, se colocaba en papel filtro, y con un

peso promedio de 20 gramos / test. Esta muestra se coloca en la cámara de

extracción del Soxhlet que tenía una capacidad de 500 ml. A cada test, se le dio nueve

vueltas y los resultados se observan en la siguiente tabla.

Tabla N 5 Obtención de oleorresina.

Test

Material(g) Extracto

etéreo (g)

Residualde-

solventizado (g)

1 20,5 2,1 18,5

2 20,32 2,4 17,93 19,88 1,8 18,1

4 15,25 1,5 13,7

5 19,3 1,8 17,5

Total 95,25 9,6 85,6

Se coloco en el equipo de extracción Soxhlet muestras 20 gramos de harina de

paprika. Así para el N =1, se dio una vuelta de solvente, para N=2, se dio dos vueltas

por solventes, así sucesivamente, hasta que para N = 5 se dio cinco vueltas de

solventes

Tabla N 6 Curva de extracción en base al número de vueltas del solvente hexano

sobre la muestra de harina de paprika

NExtracto

etéreo (EE)

(g)1 0,090

2 0,180

3 0,400

4 1,500

5 2,105Sobre la Base de 20 g depaprika

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Figura N 2 Número de extracción (N) y su correlación con el extracto etéreo (EE) en

gramos

Caracterización de la oleorresina

Tabla N 7 Propiedades físico química del extracto de paprika

Aspecto Fluido homogéneo y viscosoColor Rojo oscuroDensidad (25ºC) 0,94 g /ml*Índice de color Valor ASTA(Oleorresina)

1230

Solubilidad Grasas, aceite, dispersión en agua

Cortesía de la UNMSM

Discusión

En el presente trabajo, se consigue obtener la oleorresina, en lo que se denomina

extracto etéreo, en consideración a que este compuesto es soluble en lípidos (Barger

B, 2009) y por ende en solventes orgánicos (Barger B,2009), como el empleado en

esta investigación que fue el hexano, el mismo que utilizado, en la obtención de aceite

de la soya y aplicado a otras semillas oleaginosas. En los trabajos de evaluación de

extracto etéreo (Barger B,2009), consiguen un extracto etéreo variable dependió de la

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calidad de la materia prima que es entre 8,5 a 32,6 g/100 g, en nuestro caso se

determino un valor del 10,6 g/100g, el porcentaje de humedad de la paprika en esta

investigación como promedio fue de 8,49 %, y está comprendido por debajo del 10%,

valor de humedad que evita el deterioro de la materia prima, incrementando la vida útil

del producto (Chandar R, 2006)

Los estudios de balance de materia basado en el principio de conservación de la

materia, fue aplicado, a fin de poder conseguir los valores cuantitativos de los flujos

que ingresan y salen de cada operación unitaria de la obtención del producto,

asimismo se estableció los respectivos rendimientos en las diversas etapas de la

obtención de la oleorresina en función de la harina de paprika. El rendimiento obtenido

8,42g /100 g.

Conclusiones

• Se determino la composición proximal de la paprika, donde la cantidad de

extracto etéreo presente en la misma es del orden del 10,66 %, donde se

encuentra obviamente el valor de la oleorresina, como uno de sus principales

constituyentes.

• En la operación de selección se perdió un 1,00%, en la operación de secado el

5,6%, en molienda la perdida de material representa 1,7%

• En global desde la materia prima hasta el producto en harina la merma es de:8,11%

• La obtención de la oleorresina con respecto a la harina de paprika representa

un 10,11% y con respecto a la materia prima es de 8,42%

• La cantidad de residuo desolventizada con respecto a la harina de paprika del

89,9%.

• Se consiguió determinar la tecnología para la extracción de la oleorresina a

nivel de laboratorio

Recomendación

• Realizar la caracterización de la oleorresina a partir del extracto etéreo.

• Obtener los rendimientos y punto final del tratamiento con hexano

• Caracterizar el residuo una vez extraída la oleorresina.

• Realización de los estudios de cinética de extracción de la oleorresina, por

contacto directo.

• Efectuar los estudios, para planta piloto de extracción de la oleorresina.

• Determinar el antioxidante ideal para usarse y evitar la oxidación.

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Referencias bibliográficas.

AOAC (1984) Asociation of Oficial Analytical Chemist, fourteenth edition. Edited by SidneyWilliams USA

Barger B (1980) Introducción a la Ingeniería Química. New Cork: Ed. McGraw-Hill Book Company.

Bertrand M (2009) Chemical evaluation of some paprika (Capsicum annuum L),Federal Research Institute for Nutrition and Food, Munster, Germany

Bird, R (1995) Fenómenos de Transporte. México: Ed reverté S.A.

Chandar R. (2006) Handbook of Food Product Manufacturing, Avi text book USA

Camacho, F (1998) Ejercicios de Laboratorio de Ingeniería Química. Madrid:Editorial Blume.

Pickkersgill, B. (1993) Peppeers and Chiles. Encycloedia of Food Sciencie, Food

Technology and Nutrition. USA: Academic Press Limited

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Anexos

Foto 1: Paprika deshidratada

Foto 2: Paprika deshidratada

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Foto 3 Paprika molida

Foto 4 Paprika molida

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Foto 4 Extractor sólido liquido, capacidad de 0,5 litros

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Foto 5: extracto de oleorresina desolventizada

Foto 6 Oleorresina desolventizada

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Foto 7 Oleorresina desolventizada

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Foto 8 Harinas de paprikas, secuencia de muestras desde materia prima hasta 5 extracciones

Descripción de la secuencia fotográfica

Muestra de para prima sin tratamiento

Muestra de materia prima con una (01) extracción con hexano y desolventizada

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Muestra de materia con dos (02) extracciones con hexano y desolventizada

Muestra de materia con tres (03) extracciones con hexano y desolventizada

Muestra de materia prima con cuatro (04) extracciones y desolventizada

Muestra de materia prima con cinco (05) extracciones y desolventizada

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Research Paper Chemical evaluation of some paprika (Capsicum annuum L.) seed oilsBertrand Matthäus, Dr. 1 *, Mehmet Musa Özcan 2

1Max Rubner-Institute, Federal Research Institute for Nutrition and Food, Münster, Germany2Department of Food Engineering, Faculty of Agriculture, University of Selcuk, Konya, Turkeyemail: Bertrand Matthäus ([email protected]

)

*Correspondence to Bertrand Matthäus, Max Rubner-Institute, Federal Research Institute for Nutrition andFood, Piusallee 68/76, 48147 Münster Germany Fax: +49-251-519275

KEYWORDSCapsicum annuum • Paprika • Seed oil • Fatty acid • Tocopherol

ABSTRACTThe oil contents of seeds from paprika (Capsicum annuum L.) collected from different locations in Turkeyand Italy varied in a relatively wide range from 8.5 g/100 g to 32.6 g/100 g. The fatty acid, tocopherol andsterol contents of the oils from different paprika seeds were investigated. The main fatty acids in paprikaseed oils were linoleic acid (69.5-74.7 g/100 g), oleic acid (8.9-12.5 g/100 g) and palmitic acid (10.7-14.2 g/100 g). The oils contained an appreciable amount of -tocopherol (306.6-602.6 mg/kg), followed by

-tocopherol (7.3-148.7 mg/kg). The major sterols were -sitosterol (1571.4-4061.7 mg/kg), campesterol(490.8-1182.7 mg/kg), and 5-avenasterol (374.5-899.6 mg/kg). The total concentration of sterols rangedfrom 3134.0 mg/kg to 7233.7 mg/kg. Remarkable amounts of cholesterol were found in the differentsamples (164.6-491.0 mg/kg). The present study showed that paprika seeds are a potential source of valuable oil that could be used for edible and industrial applications.Received: 16 February 2009; Accepted: 5 June 2009

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