Extracción de Beta Caroteno y Determinación Por Espectrofotometría Visible

 

Universidad de Concepción Facultad de Ciencias Químicas Departamento de Química Orgánica

EXTRACCIÓN DE β-CAROTENO β-CAROTENO Y DETERMINACIÓN POR ESPECTROMETRÍA VISIBLE 

Nombre: Marco Herrera C. Fecha del práctico: 04/10/18 Fecha de entrega: 11/10/18 Profesor: Alexander Fernández D. Carrera: Químico analista. 

 

Universidad de Concepción Facultad de Ciencias Químicas Departamento de Química Orgánica

I

INTRODUCCIÓN

En la naturaleza se encuentran pigmentos vegetales de diversos colores. Entre los amarillos, naranjos y rojos que existen se deben a la presencia de terpenos, específicamente carotenoides en su composición estructural. Se componen a base de unidades un idades de isopreno (5 carbonos). Debido a la presencia de muchos dobles enlaces conjugados en su estructura y la distinta disposición de las ramificaciones de sus grupos metilo. Se conoce alrededor de 600 compuestos de este grupo, entre los cuales se puedes subdividir entre dos principales: los carotenos y las xantofilas, estos últimos corresponden a derivados oxigenados. En química orgánica, las determinaciones por espectrofometría de absorción en el espectro visible, se aprovechan sus propiedades de absorción con el fin de investigar la distribución electrónica de los electrones, especialmente moléculas con electrones π conjugados.[2]  Objetivos

  Realizar una extracción con hexano como solvente de beta-caroteno a partir de una muestra



de ají color y en cápsula.

  Separar los carotenoides (las xantofilas de los carotenos), por afinidad polar con el etanol.



  Determinar y cuantificar el beta-caroteno por espectrofotometría visible.



II

MATERIALES Y REACTIVOS

Materiales:

m L.    Matraces aforado tipo A: de 10 y 25 mL.



  Balanza técnica 



  Muestras de ají color y cápsula de caroteno. 



  Espátula 



  Embudo simple y papel filtro 



  Algodón  r edondo    Matraz de destilación de fondo redondo

 

  Matraz Erlenmeyer de 100 mL 



  Soporte universal y nuez. 



Reactivos:

  Na2SO4 



  Hexano 



  Etanol 75% v/v 



Instrumentos:

Espectrofotómetro Spectroquant Pharo 300

 

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III

METODOLOGÍA

Para la muestra en polvo: Pesar 4 g de ají color aproximadamente y se debe depositar en un matraz Erlenme Erlenmeyer yer con ayuda de un embudo. Seguido se debe añadir 20 mL de hexano, se debe agitar durante 10 minutos para una buena extracción. Pasado el tiempo, deja decantar unos minutos y se toma la parte orgánica, mientras que a la fase acuosa se le realiza una segunda extracción con otros 20 mL de hexano y se repite lo anterior. Teniendo ambos extractos orgánicos, se debe realizar la separación de las xantofilas utilizando 10 mL etanol como solvente de extracción. Separar la fase apolar con ayuda de un embudo decantación. El extracto debe de secarse con Na2SO4 añadiendo un poco más de una punta de espátula de sal, todo esto en un balón de destilación. Para realizar una pre concentración se utiliza un rota vapor. Al residuo obtenido luego, se le debe disolver con 5 mL de hexano y aforar a 25 mL. Esta última solución será el estándar a utilizar. Para la muestra en cápsula: Se debe de pinchar una capsula recubierta con un chinche, a continuación el contenido se debe verter en un frasco pequeño tarado. Teniendo la masa de muestra medida, se debe de realizar la extracción con 1 mL de etanol, 1 mL de agua desionizada y 2 mL de hexano agitando para luego dejar decantando y esperar a que las fases se separen. Se debe separar la fase orgánica con ayuda de una pipeta y se debe depositar en otro frasco igual. A la muestra recién extraída, se le debe realizar otra extracción con 1 mL de hexano y repetir lo anterior. Teniendo ambas extracciones de fase orgánica se deben de juntar y se debe secar utilizando una sal de Na2SO4 durante 15 minutos. Pasado el tiempo se debe aforar en un matraz aforado de 10 mL. Nota: Cabe mencionar que a ambos estándares obtenidos mediante la extracción realizada, se le debe aplicar el correcto factor de dilución para ser determinado dentro del rango lineal de concentración.

IV

RESULTADOS

Tabla N° 1: Preparación final de cada muestra para ser determinada por el método a utilizar.

Volumen de

Volumen de

muestra [µL]

solvente [µL]

20

150

2850

60

50

2950

Tipo de muestra

Masa inicial [g]

Factor de dilución

Ají color en polvo

4,00 0,13

β-caroteno en

cápsula

 

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Tabla N° 2: Datos obtenidos de cada

muestra por espectrofotometría visible:

Tipo de muestra

Absorbancia

Λmáxima absorción [nm]

Ají color en polvo

0,771

469

β-caroteno en cápsula

0,379

451

Tabla N°3: Contenido de beta caroteno en las muestras como objeto de estudio.

V

Tipo de muestra

% de beta-caroteno

Ají color en polvo

0,04

β-caroteno en cápsula

0,67

EJEMPLO DE CÁLCULO   = Ɛ ×  ×    =

   × Ɛ

 

Considerando Ɛ = 13 139 950 500 0 [[ −   −] [7]  Para ají en polvo: Masa molar beta-caroteno: 536,88 [g mol -1] [4] 

=

,77   × 

= 5, 5,0 04 × 10−6

 = 5 ,,5 53 × 10−6

mol L

mol L

  ×  (20) ×

 

 

×

6,88   

×

 ,

= 0,0 0,04 %

 

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VI

DISCUSIÓN

Ambas muestras deberían determinarse a la misma longitud de onda, no obstante debido a la presencia de aditivos e impurezas en los productos alimenticios que contienen carotenoides, alteran e interfieren en la absorción propia del analito, por lo que produce un desplazamiento a lo largo del espectro de absorción. Esto último podría ser el responsable de que ambas determinaciones se hagan a distinta longitud de onda. No obstante, se debe tener presente que en la muestra de ají podrían encontrarse otros carotenos, los cuales podrían desplazar el espectro de máxima absorción. Lo anterior al compararse el máximo de absorción entre ambas muestras, respecto a los 448-452 nm que corresponde al máximo de absorción de β-caroteno[5][6][7]. Si algún resultado se ve afectado y muy sesgado respecto al valor real, es posible que se deba a una extracción incompleta o pérdida de muestra ocurrida durante el procedimiento. Para la cuantificación se utilizó el mismo coeficiente de absortividad molar. No obstante, en estricto rigor esto no puede hacerse, ya que es notorio que la composición de ambas muestras difiere de cierta forma, alterando la longitud de onda de máxima absorción. De lo anterior podría deducirse que ambas muestras poseen diferentes coeficientes de absortividad.

VII

CONCLUSIÓN

Entre las muestras analizadas, se determinó que la cápsula contiene más beta-caroteno que el ají color. Esto es de esperarse, ya que la muestra de ají puede presentar otros carotenos, lo anterior explicado en la discusión (2° párrafo). De acuerdo a la determinación espectrofotométrica, se puede determinar a su vez de forma cualitativa, que la solución del caroteno en estudio no absorbe en la región visible del espectro correspondiente al color rojo-anaranjado. Esto último se concluye ya que es el color visible que se tiene de la solución, siendo el color el cual no absorbe. Se puede concluir a su vez que en la muestra de ají es posible encontrar otros carotenos, ya que se observa un desplazamiento en la longitud en el espectro espectr o de máxima absorción. Muy por el contrario se observó en la cápsula, cuyo máximo de absorción se determinó a 450 nm, longitud de onda mucho más similar que el máximo determinado en la muestra de ají (469 nm).

 

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VIII

REFERENCIAS

[1] Noel J. Acacio-Chirino, et al.Desarrollo de un procedimiento para la extracción de β-caroteno β-caroteno y glicerol a partir de la microalga Dunaliella sp. - pág. 3.

[2] F. A Carey. (2006). Química orgánica–  orgánica– 6ta 6ta edición. Capítulo 13, Espectroscopia. P.529   [3] Guía de trabajos prácticos de análisis orgánico. [4] IUPAC. (2016). Tabla periódica de los elementos.  [5] J. Melendez Martínez. 2017. Carotenoides en agroalimentación y salud. p.60 (1 st  ed). [6] B. Tan, D. Soderstom (1989). Qualitative Aspects of UV-Vis Spectrophotometry of β-Carotene and Lycopene. University of Massachusetts. Journal  Journal of Chemical Education. Education. P.258. Fig. 1.

[7] L. Zechmeister, A. Polgar. (1943). Cis-trans Isomerization and Spectral Characteristics of Carotenoids and Some Related Compounds p. 1527. Tabla II.