Informe 2010 Paprika
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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
DIGITAL OBJECT IDENTIFIER (DOI)
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