Propuesta del aprovechamiento de la manzana del marañón ...
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1 Propuesta del aprovechamiento de la manzana del marañón para aplicación en producto cosmocéutico de alto valor agregado Proyecto de grado por: Diana Catherin Rocha Gámez Asesora: Rocío Sierra Ramírez. PhD. Co-asesora: Asistente de investigación Daniela Guaqueta. Ing. Química. Departamento de Ingeniería Química Universidad de los Andes Bogotá Junio 2020
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Propuesta del aprovechamiento de la manzana del marañón para aplicación en producto cosmocéutico de alto valor
agregado
Proyecto de grado por:
Diana Catherin Rocha Gámez
Asesora: Rocío Sierra Ramírez. PhD.
Co-asesora:
Asistente de investigación Daniela Guaqueta. Ing. Química.
Departamento de Ingeniería Química
Universidad de los Andes
Bogotá
Junio 2020
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Objetivo general • Proponer un producto cosmocéutico de alto valor agregado a partir del residuo de la
manzana del marañón con propiedad astringente preservando la capacidad
antioxidante.
Objetivos específicos 1. Determinar el proceso viable de deshidratación para la preservación de las
propiedades de la manzana del marañón, tal como la capacidad antioxidante y la
vitamina C.
2. Analizar las diferentes condiciones de operación de las extracciones de
biocompuestos de la manzana del marañón y otras matrices vegetales.
3. Proponer una formulación de una emulsión incluyendo los compuestos tentativos del
bagazo de la manzana del marañón.
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Resumen El marañón es un fruto proveniente del Brasil, el cual está compuesto por un fruto, la nuez,
y un pseudofruto que se lo conoce como manzana del marañón. En Colombia el fruto se
cultiva principalmente en los departamentos del Meta, Vichada, Huila, Tolima, Santander, y
la región caribe. La industria solo se ha enfocado en el proceso de la nuez el cuál solo es el
10% del fruto. El otro 90% es el pseudofruto el cual tiene un alto contenido de vitamina C,
polifenoles y otros compuestos. En este trabajo se realizaron dos partes, una práctica y una
teórica. En la parte práctica se realizó un proceso de deshidratación de la manzana del
marañón en la cual se quería preservar su contenido de vitamina C, polifenoles y su
capacidad antioxidante. De acuerdo con los resultados obtenidos las muestras del proceso de
liofilización y las muestras del horno a 30 °C con pretratamiento de ácido ascórbico fueron
las que mejor valor de estos compuestos reportaron, pero se decide elegir la segunda para el
proceso de extracción porque a nivel industrial la liofilización es un proceso que genera
muchos costos. Luego se realizó la extracción de polifenoles de la muestra deshidratada con
acetato de etilo y agua. De acuerdo a los resultados se obtuvo que la fase que contenía como
solvente al agua fue la que mayor cantidad de polifenoles extrajo. La segunda parte fue una
revisión de literatura de la extracción de biocompuestos, donde se encontró que la muestra
a temperatura ambiente (20 ºC), tiempo de extracción de 30 minutos, 4 g de muestra y un
volumen de 100 ml de solvente acetato de etilo agua v/v (30:70) se obtuvo un gran contenido
de polifenoles el cual es similar al encontrado en la literatura como mejor valor. Estas
condiciones no se pueden reportar como las mejores, ya que falta revaluar el diseño de
experimentos para una mejor extracción de biocompuestos. Por otro lado, se observó que el
etanol es el mejor solvente para extraer estos compuestos y que los solventes
puros diluidos en agua logran una extracción más efectiva. Por último, con base a una
revisión de formulaciones en cosméticos para pieles grasas, se propuso una formulación de
un producto para este tipo de pieles con el fin de incorporar el extracto del marañón en el
producto cosmético.
Palabras claves: Deshidratación, extracción, polifenoles, biocompuestos, antioxidante,
vitamina C, manzana del marañón, formulación, astringente.
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Abstract Cashew is a fruit from Brazil, which is made up of one fruit, the walnut, and a pseudo fruit
that is known as the cashew apple. In Colombia, the fruit is grown mainly in the departments
of Meta, Vichada, Huila, Tolima, Santander, and the Caribbean region. The industry has only
focused on the nut process which is only 10% of the fruit. The other 90% is the pseudo fruit
which is high in vitamin C, polyphenols, and other compounds. In this work two parts were
made, one practical and one theoretical. In the practical part, a dehydration process of the
cashew apple was carried out in which he wanted to preserve its content of vitamin C,
polyphenols, and its antioxidant capacity. According to the results, the samples from the
lyophilization process and the samples from the oven at 30 °C with pre-treatment of ascorbic
acid were the ones that reported the best value for these compounds, but it was decided to
choose the second one for the extraction process because, in the industry, lyophilization is a
process that generates many costs. Then, the polyphenols were extracted from the dehydrated
sample with ethyl acetate and water. According to the results, it was obtained that the phase
containing the highest number of polyphenols as a solvent to water was extracted. The second
part was a literature review of the extraction of biocomposites, where it was found that the
sample at room temperature (20 ºC), extraction time of 30 minutes, 4 g of sample and a
volume of 100 ml of solvent ethyl acetate water v / v (30:70) a high content of polyphenols
was obtained, which is similar to that found in the literature as the best value. These
conditions cannot be reported as the best since the design of experiments needs to be re-
evaluated for better extraction of biocomposites. On the other hand, it was observed that
ethanol is the best solvent to extract these compounds and that pure solvents diluted in water
achieve a more effective extraction. Finally, based on a review of cosmetic formulations for
oily skin, a formulation of a product for this type of skin was proposed in order to incorporate
cashew extract into the cosmetic product.
Key words: Dehydration, extraction, polyphenols, biocomposites, antioxidant, vitamin C,
cashew apple, formulation, astringent.
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TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 9
2. ESTADO DEL ARTE ................................................................................................ 11
3. METODOLOGÍA ....................................................................................................... 15
3.1 PROCESO DE SECADO DEL FRUTO ........................................................................ 15
3.1.1 Liofilización ........................................................................................................ 15
3.1.2 Secado horno de convección forzada .............................................................. 16
3.2 MOLIENDA ............................................................................................................ 16
3.3 EXTRACCIÓN DE BIOCOMPUESTOS ...................................................................... 17
3.4 PRUEBA DE VITAMINA C ...................................................................................... 18
3.5 PRUEBA DE POLIFENOLES .................................................................................... 19
3.6 PRUEBA DE CAPACIDAD ANTIOXIDANTE .............................................................. 19
3.7 REVISIÓN DE LITERATURA DE EXTRACCIONES ................................................... 19
3.8 REVISIÓN DE LITERATURA DE FORMULACIONES DE CREMAS ............................. 20
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................. 20
4.1 PRUEBA DE VITAMINA C EN MUESTRAS DESHIDRATADAS ........................................ 20
4.2 PRUEBA DE POLIFENOLES DE MUESTRAS DESHIDRATADAS ....................................... 23
4.3 PRUEBA DE CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE MUESTRAS DESHIDRATADAS ................ 25
4.4 EXTRACCIÓN DE POLIFENOLES .................................................................................. 27
4.5 REVISIÓN DE LITERATURA DE LA MANZANA DEL MARAÑÓN .................................... 30
4.6 REVISIÓN DE LITERATURA DE MATRICES VEGETALES .............................................. 35
4.7 FORMULACIÓN EMULSIÓN PARA LA PIEL GRASA ...................................................... 41
5. CONCLUSIONES ...................................................................................................... 49
6. TRABAJO FUTURO ................................................................................................. 51
7 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 52
8. ANEXOS ...................................................................................................................... 61
ANEXOS 1. CURVAS DE CALIBRACIÓN DE ÁCIDO ASCÓRBICO ......................................... 61
ANEXOS 2. CURVAS DE CALIBRACIÓN FOLIN-CIOCALTEU ...................................... 61
6
ANEXOS 3. CURVAS DE CALIBRACIÓN PRUEBA TROLOX ............................................. 62
ANEXOS 4. IMÁGENES DE LAS MUESTRAS ........................................................................ 62
ANEXOS 5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO PRUEBA VITAMINA C .............................................. 63
ANEXOS 6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO PRUEBA DE POLIFENOLES ....................................... 64
ANEXOS 7. ANÁLISIS ESTADÍSTICO PRUEBA DE CAPACIDAD ANTIOXIDANTE ................. 65
ANEXOS 8. IMAGEN DE MUESTRA POSTERIOR A LA EXTRACCIÓN .................................. 66
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TABLA DE CONTENIDO DE GRÁFICAS
Gráfica 1. Concentración de vitamina C .............................................................................. 22
Gráfica 2. Prueba Tukey para vitamina C ........................................................................... 23
Gráfica 3. Concentración de polifenoles .............................................................................. 24
Gráfica 4. Prueba Tukey para polifenoles ........................................................................... 25
Gráfica 5. Capacidad antioxidante ..................................................................................... 26
Gráfica 6.Prueba Tukey para la capacidad antioxidante .................................................... 27
Gráfica 7. Polifenoles extraídos en fase pesada .................................................................. 29
Gráfica 8. Polifenoles extraídos en fase liviana ................................................................... 30
Gráfica 9. Curva de calibración de Vitamina C .................................................................. 61
Gráfica 10. Curva de calibración de Polifenoles ................................................................. 61
Gráfica 11. Curva de calibración de capacidad antioxidante ............................................. 62
Gráfica 12. Gráfica de residuos para concentración de vitamia C ..................................... 64
Gráfica 13. Gráfica de residuos para concentración de polifenoles ................................... 65
Gráfica 14. Gráfica de residuos para capacidad antioxidante ............................................ 66
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TABLA CONTENIDO TABLAS Tabla 1. Pectina en la manzana del marañón ...................................................................... 11
Tabla 2. Tabla composicional de la manzana del marañón ................................................. 13
Tabla 3. Muestras del proceso de deshidratación ............................................................... 16
Tabla 4. Muestras del proceso de extracción ...................................................................... 17
Tabla 5. Peso de las muestras a extraer ............................................................................... 28
Tabla 6. Extracciones de la manzana del marañón ............................................................. 31
Tabla 7. Extracciones de matrices vegetales ........................................................................ 36
Tabla 8. Selectividad de extracción de biocompuestos según el solvente ............................ 40
Tabla 9. Formulaciones de cremas ...................................................................................... 42
Tabla 10. Propuesta de formulación de crema para la piel grasa ....................................... 48
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1. INTRODUCCIÓN Colombia es un país con una producción de una extensa variedad de frutas gracias a sus
condiciones climáticas y ubicación. Durante las últimas décadas, la siembra de frutas ha
venido creciendo considerablemente, consiguiendo que se aumente su participación en el
área agrícola. El desarrollo del sector frutícola en el país significa una fuente de crecimiento
de la agricultura muy importante, de generación de empleo y desarrollo de las regiones
(Lasprilla, 2011). Por otro lado, Colombia es el tercer país latinoamericano mayor número
de hectáreas cultivadas en frutas (Colombia, el tercer país latinoamericano con mayores
hectáreas cultivadas de fruta, 2017).
El marañón, (Anacardium occidentale), es un fruto que proviene de Brasil, el cual se
caracteriza por tener una alta resistencia a plagas y enfermedades, una gran acción de renovar
suelos y muy poca necesidad de cuidado en el cultivo. Por lo anterior es que esta fruta es
óptima para tener un cultivo ventajoso, ya que puede tener un bajo costo de producción que
puede significar grandes fuentes de ingreso a los agricultores (obando, 1996). A nivel
mundial, los principales productores de marañón son Vietnam, India, Nigeria, Costa de
marfil, Brasil e indonesia, siendo Vietnam el país con mayores exportaciones a nivel mundial.
En Colombia el fruto se cultiva principalmente en los departamentos del Meta, Vichada,
Huila, Tolima, Santander, Norte de Santander y la región caribe (Cardona A. , 2017). Los
cultivos de marañón en el país tienen un potencial de plantación (Cardona A. O., 2017) desde
5.000 hasta 10.000 hectáreas por año.
En la actualidad la industria del marañón, en el país se ha orientado solo en el proceso de la
nuez que representa tan solo el 10% del fruto. Lo anterior quiere decir que el otro 90%, el
cual es el pseudofruto, está siendo desperdiciado. Este pseudofruto es llamado también
manzana del marañón. Adicionalmente es altamente consumido como jugo para tomar y
concentrarlo. Este pseudofruto, al igual que el bagazo, tiene un alto contenido de vitamina C,
muy significativo en comparación al contenido en otras frutas, polifenoles y se considera que
tiene una buena fuente de compuestos antioxidantes (Ana Lucia F. Pereira, 2010).
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Los polifenoles vienen del metabolismo secundario de las plantas y están presentes de forma
natural en muchos alimentos. Están enlazados con algunas características en los alimentos
como su sabor, palatabilidad y valor nutricional (F. C. Padilla, 2008). Existen dos subtipos
de polifenoles, los flavonoides y los no flavonoides. Entre los flavonoides se encuentran las
flavonas, flavanoles, antocianidas, flavonoles, isoflavonas y flavanonas. En cuanto a los
compuestos no flavonoides se lo abarcan los mono-fenólicos y ácidos fenólicos (Portal
antioxidantes). Los taninos son compuestos de origen vegetal que tiene la capacidad de unirse
a macromoléculas en el cuerpo. Además, tiene un gran poder antioxidante que hace que se
reduzca el riesgo de padecer enfermedades de envejecimiento, aporta propiedades
astringentes y antiinflamatorias. Adicionalmente, existen dos tipos de taninos, los
hidrolizables y los condensados. Los primeros se caracterizan por hidrolizarse con facilidad
como ácidos, álcalis o por vía patológica. En este grupo se encuentran polímeros de ácido
gálico, ésteres, entre otros (Compuestos fenólicos: taninos, s.f.). Por otro lado, tenemos los
taninos complejos o no hidrolizables, estos se caracterizan por no hidrolizarse con
naturalidad. Se generan en el metabolismo de algunos vegetales y se forman a partir de
catequinas o catecoles.
La polifenol oxidasa es un grupo de enzimas que tiene la manzana del marañón y son las
responsables de dar una coloración oscura al fruto. Estas enzimas catalizan la oxidación de
los polifenoles a quinonas que reaccionan de forma no enzimática para formar los pigmentos.
La activación de esta enzima se genera después del rompimiento de los compartimientos de
los tejidos del fruto luego de una lesión del tejido (Christiane Queiroz, 2010). El rango óptimo
de pH para operar es de (5.0 - 7.0) (Pardo & Méndez, 2017). El proceso de pigmentación, o
también llamado pardeamiento, es un gran problema a nivel industrial, ya que una de las
causas de este proceso es que el fruto pierde calidad y valor. Esto ya que produce cambios
tanto en la apariencia del fruto como en sus propiedades, puede generar olores y efectos
desfavorables en su valor nutricional (Morante, y otros, 2014). Por los valores agregados del
fruto como lo son los antioxidantes, entre ellos los polifenoles y la vitamina C, este proyecto
se centra en aprovechar sus propiedades para aplicación en un producto cosmocéutico.
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2. ESTADO DEL ARTE Se realizó una búsqueda sobre el contenido de pectina en la manzana del marañón, ya que la
pectina es una especie de fibra que se encuentra en los tejidos vegetales de algunos frutos,
tiene un gran interés comercial por sus propiedades espesantes, por lo que se usa en la
formulación de varios productos alimenticios y cosméticos (Molina, 2016). En la tabla 2 se
pueden observar algunos datos que se encontraron del contenido de pectina en el fruto y de
la cantidad extraída.
Tabla 1. Pectina en la manzana del marañón
Cantidad Métodología de cuantificación /
extracción Referencia
Porcentaje de
pectato de calcio de
la parte comestible
de fruto (2.96 ±
0.33%).
Para el método de cuantificación se utilizaron
15 g de muestra seca y 400 mL de ácido
clorhidrico 0.05N; se calentó a 85°C por 2h.
(Molina, 2016).
Porcentaje de ácido
galacturónico(GalA:
69.9% –84.5%)
Las pectinas se extrajeron de alcohol-
insoluble material mediante agua acidificada
con HNO3 a (pH 1.0, 1.5 y 2.0), relación 1:25
(p / v), 75 ° C y 90 min, respectivamente. Se
realizaron dos extracciones sucesivas
(Yapo & Koffi,
2013)
8.39% de pectina
La cantidad de pectina se determinó de
acuerdo con el método de precipitación
gravimétrica utilizando % de pectato de calcio.
(Siumara, Francisco,
& Flávilo, 2010)
(27-190 mg/ml)
Por medio del método de hidrólisis de la
pectina, se utilizó un rango de concentración
del contenido de pectina.
(Silva, Lopes,
Converti, & Souza,
2018)
12
10.67 ± 0.05 pectato
de calcio
Proceso de fermentación del bagazo del
marañon.
(Alcântara & Silva,
2017)
El 0.95% de la
pectina estaba
presente en el jugo
Se extrajeron sustancias pécticas con 400 ml
de HCl durante 2 horas a 80–90 ° C. Se filtró,
se neutralizó y luego se añadieron 10 ml de
NaOH con agitación constante. Se añadieron
50 ml de ácido acético, se dejó reposar
durante 5 minutos. Esto fue seguido por la
adición de 25 ml de CaCl2 0.5 M. (Probada
con 1% de nitrato de plata)
(Cajethan, y otros,
2020)
Con lo anterior se puede decir que todavía no hay mucha información sobre la pectina en la
manzana del marañón y por ende, no se puedo encontrar información adicional para analizar
los resultados encontrados. El ácido galacturónico es el que nos indica el valor de la pectina
en el fruto, pero no en todas las referencias se encontró este indicador, sino que por el
contrario se reporta en porcentaje de pectato de calcio. De lo registrado en la tabla anterior
se puede decir que el porcentaje del contenido de pectina de la manzana del marañón se
encuentra dentro del rango (10% - 80%) aproximadamente. Se puede evidenciar que el rango
del contenido es muy amplio por lo que los resultados encontrados son muy distintos. Esto
se debe a que no hay una metodología estándar para cuantificar la pectina, por lo que cada
método arroja resultados distintos, pero se espera que el contenido de pectina en el
pseudofruto sea alto, ya que según (Agro negocios sostenible, n.d) este se utiliza para la
elaboración de jamones, gelatinas, mermeladas, entre otros.
Por otra parte, en la Tabla 2 se puede observar el composicional de la manzana del marañón
para analizar sus componentes y sus respectivas cantidades. Esto para conocer que
componentes son interesantes para rescatar, según sus propiedades, y utilizar con un fin de
alto valor agregado.
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Tabla 2. Tabla composicional de la manzana del marañón
Componentes Cantidad Unidad Referencia
Humedad 84.5-90.4 % (Sargent & Berry, 2011)
Calorías 45 Kcal (Palomino, 2019)
Proteínas 0.101-0.162 g (Bojorge, Hernández, & Pérexz, 2007)
Grasas 0.05-0.5 g (Rodríguez A. O., 2011)
Carbohidratos 9.08-9.75 g (Rodríguez J. F., 2018)
Canizas 0.19-0.34 g (Rodríguez A. O., 2011)
Calcio 0.9-5.4 mg (Bojorge, Hernández, & Pérexz, 2007)
Hierro 0.91-0.71 mg (Bojorge, Hernández, & Pérexz, 2007)
Fosforo 6.1-21.4 mg (Rodríguez A. O., 2011)
Flavonoides 63.8 mg/100g (Palomino, 2019)
Polifenoles 215.1-412.8 mg/100ml (Runjala & Kella, 2017)
Vitamina C 126-372 mg/100ml (Runjala & Kella, 2017)
Taninos 0.22-0.58 mg/100g (Runjala & Kella, 2017)
Caroteno 0.4 mg/100g (Palomino, 2019)
pH 3.5-4.6 (Prommajak, Leksawasdi, & Rattanapanone)
Total azucares 30.60 %
(Correira da costa, Milô de Freitas, Arraes, Ferreyra, & Montenegro, 2008)
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Agua 84.4-88.7 g (Rodríguez J. F., 2018)
De las composiciones de la manzana del marañón encontradas en la tabla anterior, se puede
observar que el fruto tiene alto contenido en ácido ascórbico (vitamina C). Además de este
compuesto, que son interesantes, existen otros componentes del fruto que también tienen
grandes propiedades en la industria cosmética como en la alimenticia, estos son los
caroteoides y los flavonoides. Los flavonoides tienen un papel importante en disminuir la
híper pigmentación de la piel, y posee una actividad desodorante (Cartaya & Reynaldo,
Flavonoides: caracteristicas químicas y aplicaciones, 2001). Los carotenoides son más
usados en la industria alimenticia como colorante, el rol nutricional más importante de los
carotenoides es el de precursor de la vitamina A, particularmente el ß-caroteno (Piedra,
2017). La astaxantina, un tipo de carotenoide, también es un poderoso antiinflamatorio y
además de prevenir el envejecimiento (Quintana, Miguel, Hernández, & Helena, 2018). Su
aplicación tópica protege de los efectos dañinos de la radiación UV-A.
El ácido ascórbico (vitamina C) es un ácido orgánico esencial que actúa como un agente
reductor y es un potente antioxidante. Este agente es necesario para la formación y
mantenimiento del material intercelular. La deficiencia de esta vitamina en el cuerpo puede
provocar anemia, hemorragias y un proceso lento de circulación de las heridas (Bastías,
2016). Se encuentra en la mayor parte de los mamíferos y de las plantas, estos tienen la
capacidad de sintetizar la vitamina, menos los humanos (Valdés, 2006). Existen dos tipos de
vitamina C, la natural que se obtiene a partir de extracciones de frutas y vegetales, y la
sintética que se fabrica a partir de glucosa (La Perla Del Sur, 2011). Se ha propuesto la acción
protectora de la vitamina C en el fotoenvejecimiento (Castellano & Hernández, 2018), pues
el número de células quemadas por la radiación UV es menor después de aplicar
conjuntamente ácido ascórbico y vitamina E sobre la piel.
Los antioxidantes son compuestos químicos que neutralizan los radicales libres que generan
estrés oxidativo de las células que se encuentran dentro del organismo, lo cual generan
enfermedades crónicas y degenerativas. Existen antioxidantes no enzemáticos que
15
corresponden a las vitaminas y otros compuestos como los polifenoles, y los enzemáticos
que corresponden a los producidos por el cuerpo (Ramírez, y otros, 2012).
Los compuestos fenólicos (taninos) son considerados potentes antioxidantes pues captan
radicales libres, estos radicales son átomos que tienen un electrón desapareado en su
estructura, lo que les confiere una elevada reactividad e inestabilidad. Una nueva molécula
reaccionará con otras para completar su par electrónico y poder estabilizarse (Lluva Lord,
2019). Los taninos son el principal representante en el marañón. Estos presentan propiedades
anti-inflamatorias, atisépticas y es un astringente, lo cual ayuda a las pieles grasas (Sergio,
2015). En adición los taninos ejercen un efecto reparador de los surcos y arrugas marcados
por el depósito irregular de fibras elásticas (Castellano & Hernández, 2018). En uso tópico
están indicados en diversos problemas de la piel, empleándose en ciertas dermatosis, así
como en cosmética como tónicos astringentes (Compuestos fenólicos: taninos, s.f.). Por estos
valores agregados de los antioxidantes y vitamina C que tiene el bagazo del fruto, este
proyecto se centra en aprovechar sus aplicaciones en la industria cosmocéutica.
3. METODOLOGÍA
3.1 Proceso de secado del fruto
Para esta primera parte, la fruta del marañón, la cual proviene de plantaciones del marañón
del departamento del Vichada, fue secada por 3 diferentes procesos de secado para obtener
el mejor procedimiento. Para hacer la elección del mejor fruto secado se tuvieron en cuenta
2 parámetros, la vitamina C y los antioxidantes presentes. Previo a esto, el fruto seco, se
molió y el polvo resultante fue disuelto con agua destilada.
3.1.1 Liofilización
La fruta del marañón fue cortada en rodajas y puestas en una bandeja donde se dejaron 2
horas aproximadamente en un ultracongelador. Pasadas estas horas, la fruta fue colocada en
el liofilizador por 2 días. Al pasar este tiempo, se recogieron y se guardaron. En la Ilustración
2 de Anexos 4 se puede observar la muestra liofilizada.
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3.1.2 Secado horno de convección forzada
Para este caso, se quiso obtener el efecto que tiene la temperatura en el secado del fruto
afectando la concentración de la vitamina C del fruto, ya que a altas temperaturas
se empieza a degradar esta vitamina. Se decidió realizar el secado a temperatura ambiente
(32 ºC) como referencia a la temperatura de los llanos, y a 42 ºC. El flujo del horno en este
caso se mantuvo constante en el más alto, con un valor de 2.5 m/s. Para realizar cada uno de
los secados, la fruta fue cortada en rodajas. La muestra 2, la cual corresponde a la temperatura
de 42 ºC, se dejó aproximadamente 44 horas en el horno y la muestra 3, que corresponde a
la temperatura de 32 ºC, se dejó en el horno 64 horas. En la Ilustración 3 y la Ilustración 4 de
Anexos 4 se puede observar la fruta seca de las dos muestras mencionadas anteriormente.
Posterior al secado de las dos muestras, se notó un color negro a medida que pasaban las
horas. Esto se debe a la polifenol oxidasa, la cual forma la pigmentación. Para quitar este
problema, se decide realizar otra muestra, a la temperatura más baja, con solución de ácido
ascórbico. El ácido lo que hace es bajar los niveles de pH de la enzima y así inactivarla. La
fruta fue picada, y posteriormente se bañó con ácido ascórbico (10%) por aproximadamente
una hora, finalmente se ingresaron al horno a 32 ºC por 68 horas aproximadamente. En la
Ilustración 6 en anexos se puede observar la muestra 4, que corresponde a la mencionada
anteriormente.
Tabla 3. Muestras del proceso de deshidratación
Muestra 1 Liofilizada 48 (horas) Muestra 2 42 °C 44 (horas) Muestra 3 32 °C 64 (horas) Muestra 4 32 °C (ácido
ascórbico) 68 (horas)
3.2 Molienda
Después del secado de todas las muestras se prosiguió al proceso de molienda del fruto
secado, se hizo uso del molino de cuchillas de 0.25 mm. Cada una de las muestras molidas
fue recogida en una bolsa plástica. Finalmente, cada una de las muestras fue marcada y
guardada.
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3.3 Extracción de biocompuestos
Se inició eligiendo el mejor método de deshidratación con las pruebas nombradas
anteriormente, luego se siguió a obtener el bagazo de la fruta del marañón, el cual se obtuvo
como residuo después de la realización del jugo con la fruta. Posterior al secado del bagazo,
se realizó la extracción de los biocompuestos. Para la extracción se realizó un diseño
experimental en el cual se mantuvo constante el tiempo (30 min), se varió la relación de
acetato de etilo y agua v/v (30:70, 70:30), y se analizaron 2 temperaturas (20 ºC, 40 ºC). Cada
una de las muestras tiene una condición distinta, estas se pueden observar en la Tabla 4.
Tabla 4. Muestras del proceso de extracción
Muestra Acetato de etilo-agua
(v/v) Temperatura (ºC)
1 30:70 20
2 70:30 20
3 30:70 40
4 70:30 40
La extracción se realizó con 2 etapas, al finalizar cada etapa las muestras se centrifugaron
por 20 min. Posteriormente se midió el volumen de cada una de las fases formadas y se
calculó el peso del extracto. Siguiente a esto se midió el contenido de polifenoles de cada
fase, la acuosa y la de acetato de etilo. Para ello, a la fase acuosa se tuvo que adicionar agua,
ya que esta estaba muy concentrada, el factor de dilución de 10. Se analizaron los resultados
del contenido de polifenoles y por último se calcula la concentración polifenoles (mg/g) que
hay en cada muestra. Para ello el peso de ácido gálico en las muestras de cada fase se
multiplicó por el peso inicial del bagazo en cada muestra previo a la extracción.
Después de la extracción, los datos de la absorbancia tomados de cada una las fases de las
muestras 1, 2, 3 y 4 se usaron para calcular la cantidad de ácido gálico que había en cada una
de esas muestras. Para calcular esto, se utilizó la ecuación de la curva de calibración de
polifenoles, la cual se encuentra en anexos. Luego de obtener el factor de dilución, la
concentración de ácido gálico de las muestras en la fase acuosa se multiplicó por este.
Siguiente a esto se calcularon los miligramos de extracto que hay en cada fase multiplicando
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la concentración por el volumen de cada fase al final de la extracción. El volumen final de
cada fase se midió en una probeta. Esto se utilizó para calcular los gramos de ácido gálico
que fueron extraídos por cada una de las fases. Los miligramos de ácido gálico se dividieron
por los gramos de muestra seca para reportar los resultados.
3.4 Prueba de vitamina C
Para esta prueba se utilizó una solución de yodato de potasio (0.002 M), una solución de
yoduro de potasio (0.6 M), una solución indicadora de almidón soluble (0.5%), solución de
HCL (1 M) y la solución estándar. La solución estándar corresponde a la muestra de la fruta
molida, se preparó pesando aproximadamente 3 g de cada una de las muestras y se diluyó en
50ml de agua destilada, luego de varias horas la muestra se filtró. La segunda solución es la
de yodato de potasio. Para la preparación de esta se pesó 1 g de yodato de potasio y se secó
en un horno de vacío por 2 horas. En el horno la bomba de vacío succiona todo el aire dentro
del horno, este llega a -0.06 Mpa. La presión de Bogotá es 74,660 Pa menos 60.000 Pa del
horno es la presión a la cual trabaja el equipo (14.660 Pa). Luego del secado, se pesan 0.43g
aproximadamente y se diluyen en 1L de agua destilada.
La tercera solución es la indicadora, se pesaron 0.25 g aproximadamente de almidón soluble
y se diluye en 50 ml de agua destilada caliente. La última solución es la de yoduro de potasio.
Para esta solución se pesaron 10 g aproximadamente de yoduro de potasio sólido y se disolvió
en 50 ml de agua destilada en un balón aforado de 100 ml, luego se diluyó hasta 100 ml. Para
la titulación se realizó una muestra con lo siguiente. 20 ml de la muestra de fruta, 150 ml de
agua destilada, 5 ml de solución de yoduro de potasio, 5 ml de ácido clorhídrico, 1 ml de
solución indicadora. La muestra se valoró con el volumen de la solución de yodato de potasio
y se obtuvo el punto en un azul oscuro para cada una de las muestras. Se realizó una réplica
por muestra. Cabe adicionar que la muestra 4, la cual corresponde a la pretratada con ácido
ascórbico, no se evaluó para este caso.
La curva de calibración de la vitamina C se realizó con ácido ascórbico (ver anexos) con
rango (0 ppm - 200 ppm) Para realizar la curva se utilizó el procedimiento nombrado
anteriormente, con la diferencia de que en vez de agregar 20 ml de la muestra de fruta, se
19
agregaron 20 ml de la solución de ácido ascórbico. Para la solución se agregaron 20 mg de
ácido ascórbico y se agregaron 100 ml de agua destilada.
3.5 Prueba de polifenoles
Para esta prueba primero se realizó la curva de calibración (ver anexos) con un rango (0 ppm
- 300 ppm). Con la ecuación de la curva se encontraron los valores de concentración de ácido
gálico, que corresponden a los polifenoles hidrolizados que se encuentran en la muestra de
fruta. Inicialmente se pesó 7.5 g de Na2CO3 (7.5%) para preparar la muestra en 100 ml de
agua. Posteriormente se pesaron 0.03 g de ácido gálico (>95%) para preparar la solución
estandár en 100 ml de agua destilada, se prepararon los puntos.
A la muestra se le extrajo 50 µl de fruta, se agregaron 450 µl del reactivo Folin-Ciocalteu
(2N) y 500 µl de Na2CO3. Se agitó y se dejó a temperatura ambiente y protegida de la luz por
una hora aproximadamente. Posterior a esto se midió la absorbancia en un espectrofotómetro
UV-VIS de una celda a 765 nm. Para la curva de calibración se usó el ácido gálico como
estándar referencia. La muestra en blanco fue etanol analítico (96%). El contenido de
polifenoles fue expresado en (µg de ácido gálico equivalente (AGE) / g fruto).
3.6 Prueba de capacidad antioxidante
Para la prueba se tomaron 50 µl de la muestra de la fruta y se agregaron 950 µl de solución
DPPH (36 ppm). Se agitó y se dejó a temperatura ambiente por una hora aproximadamente
protegida de luz. Posterior a esto se midió la absorbancia en un espectrofotómetro UV-VIS
de una celda a 517 nm. Para la curva de calibración se usó Trolox como estándar de referencia
con rango (0 ppm - 250 ppm). La solución de trolox se preparó con 0.1 g de trolox en 100 ml
de etanol absoluto. La muestra en blanco también fue etanol analítico. El contenido de
antioxidantes se expresó en (µg Trolox equivalentes /g fruto).
3.7 Revisión de literatura de extracciones
Para las extracciones se realizaron dos búsquedas, la primera haciendo referencia solo a las
extracciones de biocompuestos, tales como flavonoides, carotenoides, polifenoles y vitamina
C, de la manzana del marañón sin importar el método. Para esto se utilizaron las siguientes
20
palabras clave “extraction´2 AND "(cashew apple)" AND "polyphenols" y también
"extraction" AND "(cashew apple)" AND "polyphenols" AND “Solid-Liquid”, se revisaron
74 informes de los cuales se utilizaron 14. La segunda búsqueda se hizo para investigar a
cerca de las extracciones sólido-líquido con los solventes que se utilizaron en la extracción
de polifenoles del punto 2.3. En esta búsqueda se tuvieron en cuenta el agua, el acetato de
etilo y la comparación de estos con otros solventes, además de los biocompuestos extraíbles
que se quieren analizar. Para la segunda búsqueda se tuvieron en cuenta las palabras clave
“extraction” AND "antioxidants" AND "ethyl acetate" AND "solid-liquid" y además con
“Extraction” AND “ethyl acetate" AND "water" AND “Solid-Liquid” y extraction AND
"polyphenols" AND "ethyl acetate" AND "solid-liquid", se revisaron 103 informes de los
cuales se utilizaron 16 para este proyecto. Luego de recopilar la información, el paso
siguiente fue analizar.
3.8 Revisión de literatura de formulaciones de cremas
Por último, se realizó una revisión de literatura la cual consiste en búsqueda de formulaciones
de una emulsión para la piel grasa, o anti acné. Para elegir la información, se tuvo en cuenta
que la formulación encontrada cumpliera una función para el tipo de piel ya especificado.
Los componentes usados en cada formulación se anexaron a unas tablas y se agregó la
función que cumple cada componente en la crema. Con esta información se continuó a
realizar la propuesta de la formulación. Esta consiste en los componentes que más se
repitieron en las formulaciones encontradas y su cantidad también depende de lo revisado en
la literatura.
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 4.1 Prueba de Vitamina C en muestras deshidratadas
Para los cálculos de la concentración y de la cantidad de miligramos de vitamina C que tienen
cada una de las muestras, se utilizó la curva de calibración y los cálculos de estequiometría.
21
Para los datos se utilizó el volumen gastado del yodato de potasio, este se obtuvo al alcanzar
un color azul oscuro en la muestra.
De la curva de calibración se utilizó la ecuación de la recta para calcular el valor de X, el cual
corresponde a la concentración de ácido ascórbico y Y corresponde al volumen gastado de
yodato de potasio. Los valores de concentración de ácido correspondientes a cada una de las
muestras, utilizando la ecuación 1, se muestran en la siguiente gráfica.
Por otro lado, se realizaron los cálculos de la cantidad de miligramos de ácido ascórbico en
100 ml. Para esto se utilizaron los cálculos de estequiometría que se muestran a continuación.
Primero se tomaron los mililitros de yodato de potasio gastados en la titulación y se
encontraron los moles de yodato presentes con la ecuación 2. Posteriormente, teniendo en
cuenta la relación de yodato de potasio y ácido ascórbico dadas por las ecuaciones que
ocurren (ecuación 3 y 4), se calculan los moles de vitamina C presentes en toda la muestra
(ecuación 5).
𝑛𝐾𝐼 = 0.002𝑀!" ∗ 𝐿!" (𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛2)
IO3− + 5 I− + 6 H+ → 3 I2 + 3 H2O (ecuación 3)
Ácido ascórbico + I2 → 2 I− + ácido dehydroascorbic (ecuación 4)
𝑛𝑉𝑖𝑡𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝐶 =𝑛𝐾𝐼 ∗ 3
1 (𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛5)
Posterior a esto, se calculan los moles de ácido ascórbico presentes en la muestra de 20 ml,
la cuál es la cantidad de muestra de fruta que se usó para el análisis y con esto se calculan
los gramos de ácido presentes en los 20 ml de muestra (ecuación 6 y 7).
𝑛𝑉𝐶#$%& =𝑛𝑉𝑖𝑡𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝐶 ∗ 𝑉'(')*
20𝑚𝑙 (𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛6)
𝑚𝑔+, = 𝑛𝑉𝐶#$%& ∗ 176,12 !"#$
∗ 1000 (ecuación 7)
22
Finalmente se calculan los mg/100ml de ácido ascórbico de la muestra como en la
ecuación 8.
𝑚𝑔100𝑚𝑙+,
=𝑚𝑔+, ∗ 100𝑚𝑙
20𝑚𝑙 (𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛8)
Los resultados de ácido ascórbico obtenidos para cada una de las muestras evaluadas se
pueden observar en la gráfica de a continuación.
Gráfica 1. Concentración de vitamina C
De los datos observados en la gráfica 1, se puede notar que la muestra que contiene más ácido
ascórbico es la muestra 1, la secada por el método de liofilización, esto se puede deber a que
las muestras se secan a partir de la sublimación del hielo del producto que se congeló
previamente. En este proceso no se está trabajando a altas temperaturas, por lo tanto, se
preserva mejor el fruto. La muestra 3, la cual fue secada en el horno a 30 ºC, es la segunda
muestra con mayor cantidad de vitamina C al finalizar el proceso. Adicionalmente, la muestra
2, la cual fue secada en horno a 40 °C es la que contiene la menos cantidad de vitamina C.
Con lo anterior se puede decir que el aumento de la temperatura afecta negativamente a la
concentración de vitamina C en el fruto. Por último, se puede decir que los valores reportados
152.33
56.07
138.37
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
1 2 3
Liofilizada 42°C 32°C
Ácid
o as
córb
ico
[ppm
]
Muestras
23
en las muestras anteriores son más bajos que los reportados en la tabla composicional. Por lo
que el proceso de deshidratación afecta el contenido de esta vitamina.
Gráfica 2. Prueba Tukey para vitamina C
Según el análisis de varianza realizado en Minitab, con un p-value de 0.004, menor a la
significancia, se puede decir que el proceso de deshidratación afecta el contenido de vitamina
C en el fruto. Además, la Gráfica 2, indica la diferencia entre las medias de cada muestra
evaluada. De esta gráfica podemos decir que los valores de vitamina c de las muestras 3 y 1
no son significativamente diferentes, por lo que cualquiera de los dos procesos usados nos
dará un valor alto de la vitamina C en la manzana del marañón.
4.2 Prueba de polifenoles de muestras deshidratadas
En la gráfica de a continuación se puede observar el contenido de polifenoles de cada una
de las muestras de los diferentes procesos de deshidratación del fruto. En este caso se pudo
medir también para la muestra 4.
24
Gráfica 3. Concentración de polifenoles
AA: Ácido ascórbico
De la gráfica podemos observar que, una vez más la muestra liofilizada es la que más contiene
polifenoles. Por otro lado, la muestra 3 y la 4, que fueron secadas a la misma temperatura,
tienen concentraciones parecidas, lo que pudo afectar que la muestra pretratada tuviera un
poco menos de concentración es que estuvo más tiempo dentro del horno, ya que no se logró
secar en el mismo tiempo que la otra. Se puede decir que nuevamente la temperatura, es el
factor que afecta la concentración de polifenoles en el fruto. Esto ya que el proceso de
liofilización trabaja a bajas temperaturas para que se cumpla la sublimación del agua que se
encuentra en el bagazo y la muestra 2, la cual fue secada a mayor temperatura, es la que
menos concentración tiene. En relación con lo reportado por la literatura, los datos obtenidos
después del proceso de deshidratación muestran una disminución en la concentración de
polifenoles en el fruto. En este caso el valor más alto fue de 74.156 mg/100 ml para la muestra
liofilizada y el rango en la literatura está por encima de los 215 mg/100 ml.
741.56
571.18686.08 679.60
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
900.00
1 2 3 4
Liofilizada 42°C 32°C 32°C (AA)
Conc
entr
ació
n de
áci
do g
álic
o [p
pm]
Muestras
25
Gráfica 4. Prueba Tukey para polifenoles
Según el análisis de varianza realizado en Minitab, con un p-value de 0.000, el cual es menor
a la significancia, el proceso de deshidratación afecta el contenido de polifenoles del fruto
evaluado. En adición, se puede decir que las muestras 4 y 3 no son significativamente
diferentes entre ellas al igual que las muestras 4 y 1, y 3 y 1. Esto significa que los valores
del contenido de polifenoles entre estos pares de muestras no difieren entre sí. Profundizando
lo anterior, vemos que la muestra 3 aunque no tiene un valor similar del contenido de
polifenoles al de la muestra 1, es la que más se acerca al contenido de esta. La muestra 3 y la
muestra 4 son procedimientos similares y muestran una concentración de polifenoles
semejante. Entonces la muestra 4 y la muestra 1 también van a tener una diferencia de
concentración que no es relevante en comparación a las otras relaciones. Por ende, con lo
analizado anteriormente se puede decir que la muestra 2 es la más afectada por el proceso de
deshidratación, en este caso por el incremento de temperatura. Los procesos de
deshidratación que se recomiendan usar para la conservación del contenido de polifenoles en
el fruto es la liofilización y el secado en horno a temperatura ambiente.
4.3 Prueba de capacidad antioxidante de muestras deshidratadas
Con la curva de calibración (ver anexos) se calcularon los valores de la capacidad
antioxidante de cada muestra. En la gráfica siguiente se pueden observar los valores para
cada una de las muestras evaluadas.
26
Gráfica 5. Capacidad antioxidante
AA: Ácido ascórbico
De los resultados obtenidos se puede observar que la muestra 4 la cual equivale a la muestra
tratada con ácido ascórbico a 32 ºC, es la que posee el mayor número de concentración
de trolox, esto quiere decir que contiene mayor cantidad de antioxidantes que las otras
muestras evaluadas. Siguiente a esto, tenemos la muestra liofilizada y por último las muestras
secadas en el horno sin tratamiento. Con lo anterior se puede decir que el pretratamiento con
ácido ascórbico influyó en el aumento de la capacidad antioxidante de la muestra, ya que la
muestra 3, que fue deshidratada a las mismas condiciones, tiene una concentración menor.
La razón por la que la muestra 4 tiene mayor capacidad antioxidante y menos contenido de
polifenoles que la muestra 1 es porque entre los antioxidantes se encuentran el ácido
ascórbico (vitamina C) y los polifenoles, por lo que esta muestra tiene más contenido de ácido
ascórbico que de polifenoles. Esto se puede concluir, ya que la muestra fue tratada
previamente con ácido ascórbico lo que elevó su contenido dentro del fruto, y si bien vemos
en la gráfica de vitamina C, la muestra a 32 °C muestra un alto contenido de esta vitamina.
144.21
78.70
128.75
160.89
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
1 2 3 4
Liofilizada 42°C 32°C 32°C (AA)
Conc
entr
ació
n de
Tro
lox
[pm
]
Muestras
27
Gráfica 6.Prueba Tukey para la capacidad antioxidante
Por otro lado, según el análisis de varianza realizado en Minitab, se puede decir que con un
p-value de menor a la significancia (0.000), el proceso de deshidratación afecta el contenido
de polifenoles del fruto evaluado. Adicionalmente de la Gráfica 6, se puede decir que las
medias correspondientes son significativamente diferentes entre sí. Lo anterior quiere decir
que los valores de la capacidad antioxidante de cada una de las muestras son diferentes entre
sí. De acuerdo con este análisis, se observa que la temperatura de deshidratación del fruto
afecta la capacidad antioxidante. De acuerdo con (Acevedo, Montiel, & Avanza, 2004) en su
estudio de la degradación de la capacidad antioxidante se puede observar que la capacidad
antioxidante es inversamente proporcional a la temperatura. Por último, se escoge la muestra
4 para realizar la extracción de biocompuestos, ya que esta muestra nos muestra valores altos
de capacidad antioxidante y polifenoles. El proceso de liofilización y el sacado en el horno
de convección forzada a 30 °C con pretratamiento de ácido ascórbico mostraron mejores
resultados en el contenido de vitamina C, polifenoles y capacidad antioxidante. Se escoge la
muestra 4 para la realización de las extracciones, la del pretratamiento, ya que a nivel
industrial el proceso de liofilización es muy costoso.
4.4 Extracción de polifenoles
Al finalizar la extracción se pudo observar que en cada una de las muestras los solventes se
separaron, ya que el acetato de etilo no es soluble en agua, por ende se obtuvieron dos fases,
28
la liviana y la pesada como se observa en la Ilustración 1. En la fase liviana se notó una
coloración amarilla, a diferencia de la fase pesada la cual no tuvo coloración. Por esta razón
se decidió analizar cada fase de las 4 muestras por separado. De la coloración que tuvo la
fase de arriba se puede decir que según (Palomino, 2019) los flavonoides del pseudofruto del
marañón, son de coloración amarilla, específicamente las flavonas, con un contenido
promedio de 60 mg/100 g. Con lo anterior se podría decir que en la fase liviana, la cual tuvo
una coloración al final de la extracción, tiene un alto contenido de flavonas a comparación
con la otra fase.
En la Tabla 4 se muestra el peso de cada muestra del pseudofruto del marañón molida de
previo a la extracción, la cuál se utilizó para realizar los cálculos del contenido de polifenoles
de las gráficas que vienen posteriormente.
Tabla 5. Peso de las muestras a extraer
Muestra Peso [g]
1 3.99
2 4.12
3 4.08
4 4.00
En la gráfica 7 se encuentra la concentración de polifenoles que fueron extraídos por cada
solvente de cada muestra evaluada. Por otro lado, segunda gráfica muestra la cantidad de
polifenoles que están presentes en cada fase de cada muestra.
Fase liviana: Acetato de etilo
Fase pesada: Agua
Ilustración 1. fases formadas
29
Gráfica 7. Polifenoles extraídos en fase pesada
La gráfica anterior indica la cantidad de polifenoles que fueron extraídos por la fase pesada,
el agua. Podemos observar que las muestras que contienen más cantidad de agua fueron las
que extrajeron mayor cantidad de este compuesto. Esto se debe a en las muestras que tienen
menor volumen de solvente, el sistema va a llegar a un punto de saturación del compuesto y
no se va a seguir extrayendo. También se puede observar que la temperatura es un factor que
afecta la extracción de los polifenoles. En este caso, a menor temperatura, se va a lograr una
mejor extracción, ya que las altas temperaturas van degradando estos compuestos. Cabe
aclarar que los resultados de la muestra 2 no son los esperados por lo que durante el proceso
de experimentación ocurrieron errores durante el procedimiento.
6512.09
1033.02
5604.01
3794.72
0.00
1000.00
2000.00
3000.00
4000.00
5000.00
6000.00
7000.00
8000.00
Temperatura [ºC] 20°C 20°C 40°C
Acetato de etiloagua [ml]
30 [ml] 70 [ml] 30 [ml]
Ácid
o gá
lico
(mg/
100g
)
Muestras
30
Gráfica 8. Polifenoles extraídos en fase liviana
En la Gráfica 8 se puede observar el contenido de polifenoles extraídos por la fase liviana.
En ella se puede observar que las muestras que contienen mayor contenido de polifenoles
son las que tienen mayor volumen del solvente en la muestra, lo mismo que se evidencia en
la gráfica anterior. Por otro lado se puede observar que el contenido de polifenoles que se
extrajeron con este solvente es mucho menor al contenido extraído por el agua. Esto se debe
a que el acetato de etilo no es tan polar como el agua y por lo tanto va a atraer otros
compuestos menos polares que los polifenoles, es decir que esta fase no es rica en contenido
de polifenoles. Por último, se evidencia en los datos reportados, que el volumen de la muestra
1 es menor que el de la muestra 4, cuando debería ser al contrario por el efecto de la
temperatura en las otras muestras. Esto puede ser consecuencia de un error en el montaje de
la extracción.
4.5 Revisión de literatura de la manzana del marañón
Para analizar con más profundidad sobre la extracción de biocompuestos de la manzana del
marañón, se realizó la búsqueda de extracciones de la manzana del marañón, los resultados
de la búsqueda se pueden ver en la siguiente tabla.
190.23
610.03
254.03
564.55
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
Temperatura [ºC] 20°C 20°C 40°C
Acetato de etiloagua [ml]
30 [ml] 70 [ml] 30 [ml]
Ácid
o gá
lico
(mg/
100g
)
Muestras
31
Tabla 6. Extracciones de la manzana del marañón
Solventes Resultados Referencia Hidrometanólico 50% (30ºC)
30minPT: 498.93 (µg/ml) 90minPT: 513.470(µg/ml)
(Milanez, Sucupira, Pinheiro, & Melo, 2015) Hidroacetona 50%
(30min) 30ºC PT: 1304.60 (µg/ml) 45ºC PT: 1,286.72 (µg/ml)
Metanol-agua (60:40) FT: 0.2847 (mg/g) (Sousa de Brito, Pessanha de Arajúo, Lin, & Harnly, 2007)
Metanol-agua (50:50) (2ºC) PT: 14.46 (mg AGE/100g) CA: 143.3 (mg AA/100g)
(Queiroz, Lopes, Fialho, & Valente, 2011)
(27ºC) PT: 17 (mg AGE/100g) CA: 100.5 (mg AA/100g) (40ºC) PT: 10.52 (mg AGE/100g) CA: 10.52 (mg AA/100g)
Acetato de etilo, redisuelto con metanol
PT(2ºC): 2.81 % (Queiroz, Ribeiro, Mendes, Fialho, & Valente, 2010) PT(27ºC): 2.79 %
PT(40ºC): 2.78 %
Etanol- agua (50:50) y luego acetona agua (70:30)
PT (pulpa):5,286.49 (mg AGE/100g)
(Ribeiro da Silva, y otros, 2013)
PT (cáscara): 6,588.41 (mg AGE/100g)
Metanol-agua (60:40) PT: 830 (mg AGE/100g) CA: 79.4 (µg trolox/100g)
(Rufino, y otros, 2010)
Metanol: agua (50:50 v / v) y 40 ml de acetona: agua (70:30 v / v)
Vitamina C: 190 (mg AA/100g) PT:118 (mg AGE/100g)
(Rufino, Fernandes, Alves, & Brito, 2008)
Agua Vitamina C: 1.41 (mg AA/g seco) PT: 27.1 (mgAGE/g seco) CT: 23 (µg caroteno/g seco) CA: 41.14 (mg trolox/g seco)
(Eca, Machado, Hubinger, & Menegalli, 2015)
Etanol-agua (95:5) Vitamina C: 0.56 (mg AA/g seco) PT: 12,30 (mgAGE/g seco) CT: NO CA: 17.00(mg trolox/g seco)
32
Metanol agua (1:1) (Marañón rojo) PT: 295 (mg AGE/100g) CT: 1,686 (mg/100g)
(Morales, Sánches, & Merlin, 2018)
(Marañón amarillo) PT: 267 (mg AGE/100g) CT: 699 (mg/100g)
Etanol- agua (70:30) (Marañón rojo) PT: 867 (mg AGE/100g) FT: 594 (mgQE/100g) (Marañón amarillo) PT: 745.56 (mg AGE/100g) FT: 586.67 (mg QE/100g)
(Palomino, 2019)
(Madurez fisiológica) PT: 1,234.00 (mg AGE/100g) (Madurez commercial) PT: 756.67 (mg AGE/100g) (Sobremadurez) PT: 428.50 (mg AGE/100g)
Metanol al 50% y luego Acetona al 70%
(5días) PT: 131.39 (mg AGE/100g)
(Souza, Melo, Oliveira, Herbster, & Alcântara, 2016) (10días)
PT: 121.49 (mg AGE/100g) (15días) PT: 103.84 (mg AGE/100g) (20días) PT: 67.13 (mg AGE/100g)
Tratamientos de plasma frío con nitrógeno
(5min) Vitamina C: 100-125 (%)
(Rodríguez, Gomes, Rodrigues, & Fernandes, 2017) (10min)
Vitamina C: 100-125 (%)
(15min) Vitamina C: 80-100(%)
Metanol-agua (50:50, v / v) y luego acetona-agua (70:30, v / v)
(1:2) Vitamina C: 109.11(mg/100g) PT: 768.51(mg/100g)
(Vidal, Ferreira, Araújo, Narciso, & Rodrigues, 2017)
(1:3) Vitamina C: 118.25(mg/100g) PT: 792.68(mg/100g) (1:4) Vitamina C: 135.78(mg/100g) PT: 817.21(mg/100g)
PT : polifenoles totales. FT : flavonoides totales. CT : carotenoides totales. CA : capacidad antioxidante. AA: ácido ascórbico. AGE: ácido gálico equivalente. QE: quercentina equivalente.
De acuerdo a los resultados obtenidos en la extracción con acetato de etilo y agua se puede
decir que comparando los resultados en la fase de agua con la literatura, especialmente en el
33
estudio de (Eca, Machado, Hubinger, & Menegalli, 2015), los valores obtenidos de cantidad
de polifenoles en el extracto es mayor al reportado en el estudio. Esto se puede deber a las
diferencias en las condiciones de extracción de cada uno de los estudios. En otro orden de
cosas, se puede decir que se encontraron componentes de interés en la revisión de la manzana
del marañón, tales como polifenoles, flavonoides, carotenoides y vitamina C.
Por otro lado, de los datos podemos observar que en (Rodríguez, Gomes, Rodrigues, &
Fernandes, 2017) se muestra una medición de compuestos fenólicos realizando un
tratamiento de plasma con nitrógeno, el cual es utilizado para la preservación de las
características cualitativas de los frutos recién cortadas y para la inactivación de
microorganismos, este tratamiento es una forma de obtener los extractos del fruto y así
realizar análisis de vitamina C y otros compuestos. Con respecto a las muestras analizadas al
principio de este informe, en el proceso de liofilización estas se ultra congelaron por varias
horas antes de la deshidratación y el valor obtenido de la vitamina C fue el mayor a
comparación de los otros métodos. Pero al no realizar el proceso de ultracongelación de las
muestras antes de la extracción se pudo degradar el contenido de la vitamina, por lo que sería
recomendable utilizar este proceso, o el de plasma con nitrógeno, para la preservación de los
componentes que se quieren extraer.
En cuanto a la parte de la matriz vegetal, dependiendo de que parte se elija para realizar la
extracción el contenido de biocompuestos va a varias. En este caso analizan la cáscara y la
pulpa del fruto, como conclusión se llega a que de la cáscara del fruto se logra extraer más
polifenoles. Analizando el tipo de marañón, entre el rojo y el amarillo, el marañón rojo se
extraen más flavonoides, carotenoides y polifenoles. Para el estado de maduración se puede
observar que la madurez fisiológica, es el estado donde más se extrajeron polifenoles, este
estado es el no comestible. Por ende, se puede decir que entre más maduro esté el fruto,
menos cantidad de biocompuestos se logra encontrar.
Adicionalmente, se tienen otros factores que afectan la extracción de biocompuestos como
la temperatura y el tiempo. Para la temperatura, primero se puede decir que la mayoría de los
procesos de extracción que se muestran en la literatura utiliza una temperatura ambiente para
34
llevar a cabo el procedimiento. Según (Milanez, Sucupira, Pinheiro, & Melo, 2015) se logra
extraer más polifenoles a una menor temperatura. Además, de los datos puestos en la Tabla
6 se puede observar el efecto de la temperatura de almacenamiento por 24 horas de
las muestras previo a la extracción. Entre estas se encuentran (Sousa de Brito, Pessanha de
Arajúo, Lin, & Harnly, 2007) y (Queiroz, Lopes, Fialho, & Valente, 2011) en donde se
evalúan temperatura fría (2 ºC), ambiente (27 ºC) y caliente (40 ºC). De lo anterior se puede
decir que, el contenido de polifanoles se ve afectado de forma negativa por el incremento de
temperatura.
Para el tiempo, en la primera referencia podemos observar que, al aumentar el tiempo de
extracción, se incrementa la extracción de polifenoles. No sucede lo mismo al elevarse el
tiempo a días de almacenamiento del fruto previo a la extracción, ya que se puede observar
que estos compuestos se van degradando, en especial la vitamina C. Además según (Paulino,
Kesseler, Ochoa, & De Michels, 2013), se ha observado que las temperaturas altas de
extracción afectan la estabilidad de los compuestos fenólicos, a causa de la degradación
enzimática y química. Para finalizar propone que el tiempo de operación óptimo para la
extracción de polifenoles es de 50 a 60 minutos. Por otro lado, según (Vidal, Ferreira, Araújo,
Narciso, & Rodrigues, 2017) cuando mayor es la relación (g/g) entre el bagazo y el agua en
el proceso de sonicación, mayor es la extracción, en este caso de vitamina C.
Luego de analizar las condiciones de extracción por separado, se revisaron los resultados
reportados del contenido de biocompuestos de los extractos de la manzana del marañón y se
escogieron los valores con mayor cantidad especialmente de polifenoles que es el de mayor
interés. Lo anterior para observar las condiciones de extracción conjuntas que conllevan a
obtener unos resultados de extracción superiores con respecto a otros. Para el caso del
contenido de polifenoles (Ribeiro da Silva, y otros, 2013) reportaron el mayor contenido de
estos con respecto a las otras referencias reportadas en la tabla anterior. Las condiciones de
extracción para este caso fueron las siguientes. En la primera etapa se tiene una temperatura
ambiente, tiempo de 1 hora de extracción, 40 ml de solvente etanol agua v/v (50:50) y 10 g
de muestra. Para la segunda etapa se tienen las mismas condiciones excepto que el solvente
es 40 ml de acetona-agua v/v (70:30). Estas condicones semejantes las utilizaron por (Rufino,
35
y otros, 2010) para la extracción de polifenoles. Con respecto a las condiciones de las
extracciones de la sección 4.4, se puede decir que las condiciones utilizadas en la primera
muestra, las cuales reportan valores similares a los de la literatura de contenido de polifenoles
en la fase acuosa, fueron 30 minutos, temperatura de ambiente (20 ºC), 4 g de muestra y un
volumen de 100 ml de solvente acetato de etilo agua v/v (30:70).
De lo anterior se puede decir que las dos condiciones de extracción, de la parte experimental
y las propuestas por la literatura, son adecuadas para lograr una alta extracción de polifenoles
de la manzana del marañón. Por otra parte, se observa que estas condiciones no son similares,
ya que el tiempo de extracción utilizado, los solventes y la relación muestra-solvente
varían entre los dos procesos, pero que en conjunto con las otras condiciones que se
utilizan se logra obtener un gran contenido del biocompuesto. En un caso se tiene mayor
tiempo de extracción que, como dicho anteriormente, es el más utilizado en la literatura, y en
el otro caso se tiene un mayor volumen de solvente en comparación al peso de la muestra a
extraer. Esto último es bueno para que el sistema no llegue a la saturación tan rápido y así
lograr extraer la mayor cantidad del compuesto deseado. En resumen, se puede decir que,
aunque las condiciones utilizadas en la sección 4.4 arrojan un gran contenido de polifenoles
en el extracto, no se pueden considerar como las mejores condiciones de extracción, ya que
no se realizó el diseño de experimentos completo. Para ello toca reevaluar el diseño de
experimentos con condiciones que faltan analizar tal como a temperatura (30 ºC) con tiempo
de 45 min y una relación v/v (50:50), y las mismas condiciones utilizadas en la sección
anterior, pero con un tiempo de una hora. Se espera que al estudiar todas las condiciones en
un futuro obteniendo resultados favorables sobre la extracción de biocompuestos de la
manzana del marañón.
4.6 Revisión de literatura de matrices vegetales
Dado que no hay mucha información en las extracciones del marañón, especialmente en el
análisis de solventes, y que se tuviera en cuenta el agua y el acetato de etilo, se realizó una
búsqueda más abierta sobre las extracciones de biocompuestos de otras matrices vegetales.
En la tabla de a continuación se puede evidenciar la información encontrada.
36
Tabla 7. Extracciones de matrices vegetales
Nombre fruto Solvente Resultados Referencia
Anisophyllea laurina
Metanol TP: 4,329.66 (mg GAE/100) (Onivogui, Letsididi, Diaby, Wang, & Song, 2015) Etanol TP: 3,820.12 (mg GAE/100)
Acetato de etilo TP: 1,858.53 (mg GAE/100)
Agua TP: 2,018.85 (mg GAE/100)
Semillas de uva Etanol
TPartícula> 0.63 mm PT 25ºC: 14.7193 (mg AGE/g) TPartícula = (0.63-0.4)mm PT 25ºC: 22.0303 (mg AGE/g) TPartícula =( 0.4-0.16)mm PT 25ºC: 52.6011 (mg AGE/g)
(Bucić-Kojić, Planinić, Tomas, Bilić, & Velić, 2006)
Alternanthera sesillis (hoja)
Etanol
PT: 77.29 (mg AGE/g extracto) FT: 131.59 (mg RE/g extracto) CT: 365.79 (mg BE/g extracto)
(Mohd, Abdul-Aziz, Mat-Junit, Chee, & Kong, 2018)
Hexano
PT: 21.85 (mg AGE/g extracto) FT: 73.76 (mg RE/g extracto) CT: 311.18 (mg BE/g extracto)
Acetato de etilo
PT: 57.54 (mg AGE/g extracto) FT: 157.44 (mgRE/g extracto) CT: 782.99 (mgBE/g extracto)
Agua
PT: 58.99 (mgGAE/g extracto) FT: 21.80 (mgRE/g extracto) CT: 97.86 (mgBE/g extracto)
Dillenia indica
Agua AT: 1.41 %(w/w) CA: 594.6 (µmoles/g of extract)
(Abdille, Singh, Jayaprakasha, & Jena, 2004)
Acetato de etilo AT: 9.37 %(w/w) CA: 1,067.0 (µmoles/g de extracto)
37
Metanol AT: 34.14 %(w/w) CA: 1,904.8 (µmoles/g de extracto)
Piña
Agua FT: 39.4 (mg QE/g) CA: 612.1 (%AA)
(Hossain & Rahman, 2010)
Metanol FT: 55.2 (mg QE/g) CA: 1,933 (%AA)
Acetato de etilo FT: 37.9 (mg QE/g) CA: 1,051.8 (%AA)
Acacia auriculiformis
Agua PT: 700 mg (g AGE/g extracto)
(Singh, Singh, Kumar, & Arora, 2007)
Acetato de etilo PT: 600(g AGE/g extracto)
Grosella negra
Agua (1h) PT: 3,219.2 (mg/L) (Lapornik, Prošek, & Golc, 2004) Etanol-Agua PT: 61,35.7 (mg/L)
Metanol-Agua PT: 7,455.2 (mg/L)
Moringa oleifera
Metanol FT: 2.4 (mg/g equivalents) AF: 10.60 (mg/g equivalents)
(Rocchett, y otros, 2019)
Metanol-agua FT: 4.93 (mg/g equivalents) AF: 6.23 (mg/g equivalents)
Acetato de etilo FT: 0.53 (mg/g equivalents) AF: 5.77 (mg/g equivalents)
Rumex abyssinicus
Extracto de etanol PT: 185 (mgAGE/g extract) FT: 154 (mg catechin/g extracto)
(Mohammed, Panda, Madhan, & Demessie, 2017)
Extracto acuoso PT: 134 (mgAGE/g extract) FT: 118 (mg catechin/g extracto)
Coconut (Cocos nucifera L.)
Agua
TP: 34.9 (mgAGE) FT: 48.9 (mgQE) CA: 149(µmol trolox/g seco)
(Arivalagan, y otros, 2018)
Metanol
TP: 55.6 (mgAGE) FT: 78.1 (mgQE) CA: 173 (µmol trolox/g seco)
Metanol-agua
PT: 89.7 (mgAGE) FT: 115 (mgQE) CA: 215 (µmol trolox/g seco)
38
Etanol
PT: 22.7 (mgAGE) FT: 30.1 (mgQE) CA: 72.6 (µmol trolox/g seco)
Etanol-agua
PT: 72.7 (mgAGE) FT: 48.6 (mgQE) CA: 183 (µmol trolox/g seco)
Acetona
PT: 4.89 (mgAGE) FT: 8.84 (mgQE) CA: 20.3 (µmol trolox/g seco)
Acetona-agua PT: 98.5 (mgAGE) FT: 74.2 (mgQE) CA: 396 (µmol trolox/g seco)
Granos de café verde
Acetona PT: 1,737.81 (mg AGE/100 g)
(Oliveira, Silva, Santos, & Queiroz, 2019)
Etanol PT: 4,048.34 (mg AGE/100 g)
Acetato de etilo PT: 313.84 (mg AGE/100 g)
Hexano PT:785.42 (mg AGE/100 g)
Isopropano PT:1,477.21 (mg AGE/100 g)
Éter de petróleo PT: 246.92 (mg AGE/100 g)
C. spiralois (hoja)
Metanol AT: 17.6 (mg AT/G) FT: 8.5 (mg RE/g)
(Chavan, Gaikwad, Kshirsagar, & Dixit, 2013)
Etanol AT: 12.2 (mg AT/g) FT: 11.4 (mg RE/g)
Acetona AT: 4.6 (mg ATE/g) FT: 2.7 (mg RE/g)
Agua AT: 6.3 (mg ATE/g) FT: 2.2 (mg RE/g)
Citrus reticulate L.
Metanol PT: 22-24 (mg AGE/g) (Safdar, y otros, 2016)
Etanol PT: 19-20 (mg AGE/g)
Acetona PT: 12-14 (mg AGE/g)
Acetato de etilo PT: 9-11 (mg AGE/g)
Seed legumes (CES)
Agua PT: 29-31 (mgAGE/g) (Diniyah, Alam, & Lee, 2020) Etanol-agua PT: 35- 40 (mgAGE/g)
Etanol PT: 20-25 (mgAGE/g)
Cáscaras de granada Agua doblemente destilada
PT: 15-17 (%) (Selvakumar & Sivashanmugam, 2019) Metanol PT: 13-15 (%)
39
Agua doblemente destilada y Dimetilsulfóxido
PT: 20-23 (%)
Dimetilsulfóxido y metanol
PT: 16-18 (%)
PT : polifenoles totales. FT : flavonoides totales. CT : carotenoides totales. CA : capacidad antioxidante. AA: ácido ascórbico. AGE: ácido gálico equivalente. QE: quercentina equivalente. AT: ácido tánico. CF: contenido fenólico. AF:
ácido fenólico. RE: rutina equivalente.
A partir de los resultados con respecto al tamaño de partícula del polvo, se observa que, a
menor tamaño de partícula, se va a obtener una mayor cantidad polifenoles. Esto ya que
cuando menor es este parámetro, mayor es el área de contacto entre el sólido y el líquido, y
esto hace que se incremente la velocidad de transferencia del material que se quiere extraer
(J.M & J.F, 2009). Adicionalmente, menor va a ser la distancia que recorre el solvente por el
interior del sólido. Sin embargo, según (Rivas, 2016) la existencia de partículas muy finas
impide el proceso de extracción, ya que algunas veces al ser muy pequeñas se compactan y
se forma una especie de pasta que hace que se filtre el extracto en la última etapa.
Por otro lado, se observó que en algunas referencias realizan una extracción acidificada. La
mayoría de estos corresponden a las extracciones de la manzana del marañón como en (Sousa
de Brito, Pessanha de Arajúo, Lin, & Harnly, 2007) y (Ribeiro da Silva, y otros, 2013). Algo
en común que tienen es que la acidificación se realiza para la extracción o el análisis de
flavonoides. La extracción con ácido establece que esta condición proporciona estabilidad
sobre las moléculas de los compuestos que se quieren extraer (Calderón, y otros, 2016).
Continuando con lo anterior, según (Arivalagan, y otros, 2018) la extracción acificada de
Cocos nucifera L. aumentó significativamente la cantidad de extracción total de compuestos
fenólicos en comparación con los solventes sin acidificación. La acidificación con HCl y
ácido acético no solo mejoró la capacidad de extracción del disolvente, sino que también
estabilizó las antocianinas (flavonoides) y aumentó su actividad antioxidante.
A cerca de los solventes se observó que la fracción de agua tiene un mayor contenido fenólico
en comparación con el acetato de etilo. Esto coincide con la información obtenida en la
extracción del bagazo de la manzana del marañón, en donde se obtuvo más concentración de
polifenoles en agua que en el acetato de etilo. Lo anterior se debe a que este biocompuesto se
40
extrae mejor en solventes polares, tales como el agua. Con respecto a los componentes en la
fase de acetato de etilo es espera encontrar mayor cantidad de flavonoides y carotenoides en
el extracto. Lo anterior porque los flavonoides tales como la flavona no son tan polares, por
ende son más solubles en solventes como ésteres (Cartaya & Reynaldo, 2014), y porque los
carotenoides no son solubles en agua (García B. , 2015), pero lo son en solventes orgánicos
como el etanol y la acetona. Otro punto que se puede observar es que los solventes cuando
están disueltos en agua van a extraer más biocompuestos, que el solvente por sí solo. Esto
sucede porque al adicionar el agua, aumenta la polaridad del solvente, y se incrementa la
solubilidad de las matrices de muestra (Arivalagan, y otros, 2018), esto hace que aumente
significativamente la capacidad de extracción.
Por último, se puede observar que para cada componente que se quiere extraer, hay unos
solventes que actúan mejor para ciertos biocompuesto. Por ejemplo, para la capacidad
antioxidante el metanol es el solvente con el que se obtiene mayor cantidad, luego le sigue el
etanol, el acetato de etilo, el agua y por último la acetona. Para los carotenoides, el acetato
de etilo es el solvente mejor actúa para su extracción, le sigue el metanol, el hexano y por
último el agua. En cuanto a los polifenoles, especialmente los taninos el metanol es el mejor
solvente, le sigue el etanol, el agua y el isopropil, por último tenemos el hexano, acetato de
etilo, acetona y éter de petróleo. Con respecto a los flavonoides los mejores solventes son el
acetato de etilo, el etanol y el hexano. En la tabla 7, se puede apreciar los materiales extraíbles
que mejor extrae cada solvente de acuerdo a la información reportada anteriormente.
Tabla 8. Selectividad de extracción de biocompuestos según el solvente
Solvente Biocompuestos Agua Taninos Metanol Taninos- carotenoides –
Flavonoides Etanol Taninos- flavonoides Acetona Polifenoles Acetato de etilo Carotenoides - Flavonoides Hexano Flavonoides
Pola
rida
d
41
Teniendo la posibilidad de extraer biocompuestos antioxidantes en un sistema bifásico como
el que se usó experimentalmente, acetato de etilo y agua, se podría obtener dos fases ricas en
compuestos antioxidantes que pueden tener aplicación en la industria cosmocéutica. Para este
caso se tendría la fase de agua rica en taninos y la fase con acetato de etilo rica otros
componentes como los carotenoides. Este tipo de solventes podrían ser muy útiles para
utilizar los extractos en diferentes productos. De acuerdo a la Tabla 8, el metanol es el
solvente que mayor cantidad de biocompuestos extrae, pero no es viable para usar en el caso
de extracción de polifenoles para un fin cosmocéutico porque es considerado altamente
tóxico para las personas. No obstante, se observa que el etanol también es un buen solvente
para extraer tanto taninos como flavonides y como dicho anteriormente, al diluirlo con agua
mejora el rendimiento de la extracción. Por añadidura, (Rivas, 2016) observó que el etanol y
el agua, desde el punto de toxicidad, son más seguros para trabajar en la industria alimenticia
que otros solventes orgánicos, esto quiere decir que igualmente estos solventes van a ser
amigables para utilizarlos en un producto de la industria cosmoséutica. Por ende, se puede
decir que el etanol disuelto en agua es el mejor solvente para obtener un extracto de
biocompuestos antioxidantes de la manzana del marañón con aplicación en producto
cosmocéutico.
Luego de la obtención del extracto, es mejor realizar la eliminación del solvente para obtener
un extracto más concentrado. Un método que se podría utilizar para obtener el extracto es la
concentración al vacío. Este es un procedimiento con el que se puede simultanear el proceso
de separación y de concentración. Por un lado permite la evaporación del solvente, y por el
otro la concentración del principio activo (Condorchem Ibérica). Además, todo el proceso se
lleva a cabo a temperaturas entre los 25 ºC y 30 ºC para no alterar los extractos.
4.7 Formulación emulsión para la piel grasa
Las cremas son una mezcla de agua y sustancias aceitosas que se mezclan, esto sucede gracias
a los emulsionantes. Hay dos tipos de cremas, las lipófilas y las hidrófilas. Las primeras son
emulsiones de agua en aceite, donde el agua se evapora y el aceite es absorbido por la piel.
Las segundas son emulsiones de aceite en agua, en ellas el agua se pierde. Su poca cantidad
de grasa es perfecta para que la piel esté protegida de cualquier suciedad (García, Roig, &
42
Rebollar, 2015). La piel grasa se caracteriza por tener un exceso de sebo, lo que es un aspecto
brillante, con los poros de la piel dilatados y la presencia de espinillas y puntos negros. Esta
piel es muy sensible y uno de los problemas más frecuentes de la piel grasa es la presencia
de acné (Pharmablog , 2013). Para este tipo de pieles es mejor elegir una buena crema
hidratante que sea libre de aceites, en otras palabras, que tenga mayor proporción de agua
que de aceite (nuevatribuna.es, 2018).
Por otro lado, existen las emulgeles que son una emulsión gelificada en la cual se encuentra
una fase de agua y otra de aceite, pero en pequeña proporción, con un agente gelificante
(Corredor, 2013). Los gelificantes son sustancias que son capaces de formar estructuras
tridimensionales en un medio líquido, y esto hace que se forme una especie de gel en el
producto (Juvé, Viscasillas, & Del Pozo, 2007). Algunos gelificantes que se utilizan en la
formulación cosmética son Carbómeros, Poliacrilatos de glicerina, Alquil acrilatos
reticulados, Poliacrilamidas, Polímeros acrílicos, Silice, Metil celulosa y Goma guar.
La propuesta de realizar un producto cosmocéutico, en este caso una emulgel, para la piel
grasa viene de las propiedades de los componentes de interés extraíbles de la manzana del
marañón. El más importante, son los taninos, que como dicho anteriormente, tiene propiedad
astringente la cual ayuda a controlar los niveles de grasa en la piel. La búsqueda de las
formulaciones de crema fue hecha solo para pieles grasas, o acné. En ella se anotaron los
componentes que se usan, su cantidad y la función que cumplen en la crema. Esto se puede
ver en la tabla siguiente.
Tabla 9. Formulaciones de cremas
#Formulación Componentes %w/w Función Referencia
1
Parafina 16 Emoliente
(Zaman & Akhtar, 2013)
ABIL® EM 90: 3 Emulsionante Extracto 5 Propiedades Agua destilada 76 Solvente
2 Natrosol HHR 250 1 Espesante
(McCook & Stephens, 2005) Etanol SD 40 50 Aditivo
Alcanfor 0,4 Lipolítico hipertérmico
43
Diphenhydramine HCl 2 Agente espesante
Phenonip 1 Agente antimicrobiano
Agua destilada 40.6 disolvente Extracto 5 Cashew apple
3
Diphenhydramine HCl 2 Agente astringente
(McCook & Stephens, 2005)
SYSTEM (glicoles y etanol) 20
Agente antimicrobiano/emulsificante
Natrosol HHR 250 (1% solucion) 45 Espesante
Metilsulfonilmetano 5 Controldor de viscosidad
Dry Flo Starch 10 Modificador de estética Hidrolita-5 (pentilenglicol) 5 Conservante
Etanol SD 40 10 Emoliente Phenonip 0.3 Aditivo
Fragancia 0.07 Conservante antimirobiano
Agua destilada 2.63 Disolvente
4
Extracto 0.5 Propiedad astringente (flavonoides)
(Camos, Cruz, & Fatima, 2020)
Alcohol cetílico 17,32 Emoliente Ácido esteárico 6,66 Emulsificante Cutina 10 Emoliente
Propil parabeno 0.2 Estabilizante
Lauril Sulfato de Sodio 6.66 Surfractante
Propilenglicol 6.66 Emulsificante
44
5
Alcohol cetílico 2.1 Emoliente
(Flynn & Pitkin, 1985)
Propilenglicol 1 Emilsificante
citrato de sodio 1 Buffer
propilparabeno 0.25 Estabilizante
Lauril Sulfato de Sodio 0.5 Surfractante
Sílice pirógena 2 regulador de viscosidad
Agua destilada 83.15 disolvente
Peróxido de benzoilo 10 Bactericida
6
Divinyldimethicone 6.8 Matificante
(Stork, Arif, & Mutti, 2006)
Polisorbato 20 0.5 Emulsionante
Lactato de sodio 10 Emoliente
Agua 36.0674 Solvente
Glicerina 41.499 Emoliente-Humectante
Ácido cítrico 0.1666 Esfoliante
Metilparabeno 0.2 Estabilizante
Perfume 0.017 Sustancia aromatizante
Cloruro de sodio 0.75 Conservante antimicroviano
Porpilenglicol 4 Emulsificante
7
Fracción de taninos 1 Extracto (A.Vijayalakshm
i, Tripura, & Ravichandiran, 2010)
Aceite parafina 16 Emoliente
ABIL- M 90 3.5 Surfractante
Agua 79.5 Disolvente
8 ácido esteárico 10 Emulsificante
45
alcohol cetílico 4 Emoliente
(Sekar & Abdul, 2017)
parafina líquida 4 Emoliente
glicerina 5 Humectante
metil parabeno 0.05 Conservante antimicrobiano
thiethanolami 0.05 Espesante
Agua destilada 71.9 Solvente
Extracto 5 Propiedades
9
Nicotinato de metilo 1 Tonico
(Scivoletto, 2001)
Niacina 1 Vitamina B3
Aloe vera gel 45 Antiséptico
Ácido glicólico 20 alfahidroxiácido
Glicerina 1.8 disolvente
DMDM hidantoína 0.25 Emoliente
EDTA tetrasódico 0.15 Estabiliza viscosidad
Vitamina E 0.1 "Antiarrugas"
Polisorbato-20 1 emulsionante
Aminoácidos de seda 0.1 Proteína
Colágeno hidrolizado 0.1 Proteína
Agua destilada 29.5 disolvente
10
Ácido esteárico 10 Emulsificante
(Mohiuddin, 2019)
Aceite mineral 5 Emoliente
Vaselita 2 Emoliente
Alcohol cetoestearílico 1.5 Estabilizador
Miristato de isopropilo 3 Emulsificante
Monolaureato de sorbitano 2 Lubricante
46
Glicerina 6,5 Emoliente
Na-Lauryl SO4 5 Surfractante
Trietanolamina 1.5 Espesante
Polioxietileno 2 Estabilizador
Agua 61.5 Solvente
11
Ácido esteárico 24.2 Emulsificante
(Abbasi, y otros, 2010)
Alcohol cetílico 1.2 Emulsificante
Amina de trietnol 1.32 Espesante
Propilenglicol 0.95 Emulsificante
Isopropil miristato 1.2 Emulsificante
Glicerina 2 Emoliente
Sulfur 1.9 Exfoliante
Bórax 1.9 Fungicida
Vitamina E 0.56 Antioxidante
Miel 3.5 Emoliente
Mentol 0.76 Proporciona frescura
Agua destilada 49.95 Solvente
Extractos 8.8 Emoliente
Aloe vera 1.76 Antiséptico
Fragancia qs -
De las formulaciones anteriores, hay componentes que tienen propiedades que ayudan a
controlar la grasa en la piel o que se utilizan para este tipo de piel. En la primera formulación
se destaca la parafina líquida que es un aceite mineral refinado a partir del petróleo, es una
especie de cera plástica que tapona los poros evitando la transpiración, también retiene la
pérdida de la hidratación y deja una piel suave, tersa y uniforme.
De la formulación #2 tenemos al Ancafor, que tiene una función de regular el exceso de
secreción sebácea, es un antiséptico lo que hace que sea ideal para aquellas personas que
tengan piel grasa, también actúa como antiinflamatorio natural, por lo que ayudará a reducir
la inflamación del acné y el enrojecimiento (Muñoz, 2020). En esta formulación, también se
tiene el componente Diphenhydramine HCL que cumple una función en este caso de tener
actividad supresora de sebo, el cual es producido por las glándulas sebáceas y producen la
grasa en la piel y en el cuero cabelludo. El octenilsuccinato de almidón de aluminio, este
reduce la grasa percibida de las formulaciones. En la formulación #3 tenemos al
47
Diphenhydramine HCL de la misma referencia (McCook & Stephens, 2005). En todas las
formulaciones que se exponen en el informe está presente, ya que el propósito de este es
controlar la grasa facial, y este compuesto es un agente astringente, lo que ayuda a este
problema.
En la formulación #4 se tiene el extracto de hojas de Rosmarinus officinalis, el cual cuentan
con propiedades astringentes. Para la formulación de esta crema también está presente el
ácido esteárico que tiene propiedades de limpieza de la piel (I-con-i, 2016). En la formulación
#5 tenemos de componente importante al peróxido de benzoilo es un bactericida que se usa
frecuentemente para combatir el acné, este activo hace que se reduzcan las bacterias en la
superficie de la piel (La roche posay, s.f.). También se observa el uso de una solución buffer
que tiene como función regular el pH de la solución.
De la formulación #6 podemos resaltar la glicerina que tiende a cerrar las glándulas
sebáceas de la dermis con lo que evita la aparición de granitos (Vicente, 2019), otro
componente es la Divinyldimethicone que ayuda a condicionar la piel. La próxima referencia
tiene en su formulación un extracto de taninos, como dicho anteriormente cuenta con
propiedad astringente. De la formulación #8 tenemos otro extracto de un fruto el cual actúa
como un antibiótico en contra de bacterias que causan el acné. En las últimas formulaciones
se vuelve a nombrar la glicerina, otro componente que se nombra son los aminoácidos de
seda los cuales son una proteína que absorbe aceite, por lo que son utilizados para cosméticos
de pieles grasas. De últimas se encuentra el aloe vera en gel, el cual absorbe el exceso de
grasa que hay en la piel y limpia los poros (MSN estilo de vida, 2020).
Por otro lado, se analizaron las funciones de cada uno de los componentes en las fórmulas,
esto para identificar los más importantes y los que se utilizan con mayor frecuencia para así
poder construir la propuesta de la formulación. Así mismo, el rango de cantidad de cada
componente fue escogido de los valores reportados en la literatura, del menor al mayor. En
este caso se escogieron 5 funciones más importantes en una emulsión para la piel grasa y
además se adicionó una última función que es la que cumple el extracto de la manzana del
marañón, en la tabla siguiente se puede observar la formulación propuesta. Debido a que se
48
quiere un producto con una formulación que se adapte a personas con pieles grasas, se
propone una emulgel por las propiedades de los componentes seleccionados y la poca
cantidad de aceite que se quiere en la emulsión.
Tabla 10. Propuesta de formulación de crema para la piel grasa
Función %(w/w) Ejemplos
Emoliente 2.1-17 Alcohol cetílico, Glicerina, Aloe Vera gel
Emulsificante 1.2-24.2 Ácido esteárico, Porpil parabeno, Propilenglicol
Solvente 40.6-83.15 Agua Destilada
Agente microbiano 0.05-10 Metil parabeno, Cloruro de sodio
Espesante 0.05-1.5 Amina de trietnol, Trietanolamina
Extracto 1-5 Manzana del marañón Los emolientes significan brindar una suavidad y una sensación general de bienestar a la piel.
Estos también pueden causar el aplanamiento de la superficie de la piel, la caída de cada
corneocito y el alisado y disminución general de las líneas faciales. La elección está
determinada por la preferencia personal, los datos sobre irritación potencial de la piel, el
grado de "grasa" y la película residual aparente en la piel, el costo y la disponibilidad. Por
ejemplo, los aceites minerales y los aceites de silicona no "desaparecen" de la piel muy
fácilmente y, por lo tanto, son útiles en la limpieza. (Mohiuddin, 2019). Pero a la vez estos son
aceites que provienen del petróleo y sería mejor utilizar aceites naturales. Los emulsificantes
son los encargados de la estabilidad de la crema, evita la separación entre el agua y el aceite.
El solvente más común es el agua destilada, él es el encargado de dar volumen a la emulsión
y por temas económicos es utilizado también en mayor cantidad en la crema, esta cantidad
depende de la consistencia que se quiera en el producto (Mujica, y otros, 2010). El espesante
tiene la función de darle textura a la crema. Por último tenemos al agente antimicrobiano que
ayuda a mitigar el crecimiento de microrganimos en la crema.
49
5. CONCLUSIONES En cuanto al proceso de deshidratación de la manzana del marañón, la liofilización y el
sacado en el horno de convección forzada a 30 °C con pretratamiento de ácido ascórbico
mostraron resultados más favorables en cuanto al contenido de vitamina C, polifenoles y
capacidad antioxidante. El mejor proceso encontrado para la deshidratación de la manzana
del marañón preservando su capacidad antioxidante es el secado en horno de convección
forzada a 32 ºC con pretratamiento de ácido ascórbico. Lo anterior ya que el proceso de
liofilización en la industria es muy costoso, y si se quiere implementar este proceso en la
industria, es mejor incurrir en otros procesos viables que sean más económicos.
Adicionalmente esta muestra mostró inhibición de la polifenol oxidasa la cual causa la
pigmentación del fruto y, como dicho anteriormente, puede llegar a afectar su valor
nutricional.
En cuanto a las condiciones de almacenamiento, a menor temperatura se logra un mejor
contenido debido a la degradación de los compuestos. Adicional a esto, se encontró que al
almacenar las muestras antes de la extracción y de los análisis a temperaturas bajo cero, se
preservan los compuestos de interés. Con respecto al tiempo de almacenamiento de las
muestras, se encontró que este es inversamente proporcional al contenido de biocompuestos,
esto quiere decir que a mayor número de días de almacenamiento del fruto, menos contenido
se va a lograr obtener. Del tamaño de partículas se observó que al tener un menor tamaño, se
van a obtener mejores resultados en la extracción por lo que se tiene una mayor es el área de
contacto entre la muestra y el solvente.
A su vez se puede concluir que, en cuanto a las extracciones reportadas por la literatura, las
condiciones con las que se logra un mayor contenido de polifenoles extraídos son las
propuestas por (Ribeiro da Silva, y otros, 2013). Igualmente, las condiciones de la muestra 1
de extracción obtenidas en la parte experimental (6,512.09 mg/100 g) son interesantes al
tener un contenido de polifenoles similar al mejor reportado por la literatura (6,588.41
mg/100 g). De lo anterior se puede decir que, al tener un sistema bifásico, se logró un
contenido prometedor de polifenoles en la fase rica en agua de una de las muestras. Se
presume que, al obtener dos fases en la extracción propuesta, una es rica en taninos y la otra
50
rica en carotenoides y flavonoides. Con respecto a la fruta analizada, la manzana del
marañón, se puede decir que esta es propicia para su aprovechamiento en productos para la
piel grasa por el contenido de taninos con propiedades astringentes, gelatinas por el
contenido de pectina, suplementos vitamínicos y en medicina estética por su alto contenido
de vitamina C. Este proyecto se enfocó en la industria cosmocéutica haciendo uso de
componentes como los taninos y la vitamina C. En otro orden de cosas se plantea reevaluar
el diseño de experimentos en el trabajo futuro para encontrar las condiciones adecuadas para
extraer mayor cantidad de biocompuestos.
En cuanto a la efectividad de los solventes en la extracción se observó que, aunque usando un
sistema de dos fases de solventes se obtienen dos fases ricas en componentes diferentes, el
etanol mostró unos mejores resultados en la extracción en relación con el agua y que además
es un buen solvente en la extracción de flavonoides. Por añadidura se observó que este
solvente al diluirlo en agua registra mejores resultados en cuanto al contenido de polifenoles
y además estos solventes son amigables para utilizar los extractos en un producto
cosmoséutico.
Según las formulaciones encontradas para la piel grasa y acné se encontraron compuestos
que tiene propiedades que ayudan a controlar la grasa en la piel tales como la glicerina y el
aloe vera. Además, se logró proponer una formulación de acuerdo a los compuestos más
utilizados en las formulaciones y con sus respectivos rangos de contenido. Entre ellos se
encuentran emolientes, emulsificantes, agente microbiano, espesante, el solvente que
normalmente es agua destilada, y por último el extracto de polifenoles de la manzana del
marañón. Finalmente, se puede concluir que la manzana del marañón, el cual es un residuo
en el país que no está siendo utilizado industrialmente, tiene compuestos con propiedades
que pueden ser útiles en la industria cosmocéutica como lo son los taninos con su
astringencia.
51
6. TRABAJO FUTURO Hay algunos factores y condiciones importantes a analizar en cuando a la extracción de
biocompuestos y su análisis, para ello se tienen unas propuestas a realizar a futuro para un
mejor análisis y extracción de biocompuestos de la manzana del marañón.
• De la muestra 4, de ácido ascórbico que muestra mejor comportamiento que las otras
en cuando a polifenoles, capacidad antioxidante y ausencia de coloración, se espera
encontrar un método diferente para poder medir su capacidad antioxidante, ya que
con el método utilizado en las muestras deshidratadas no fue posible encontrar su
concentración por lo que la muestra estaba muy concentrada.
• Terminar de realizar el diseño de experimentos para la extracción de polifenoles de
la manzana del marañón con acetato de etilo y agua el cual es el siguiente. Se propone
en evaluar condiciones de un punto central (30 ºC, 45 min, solvente v/v (50:50)
y condiciones de puntos extremos (20 ºC-40 ºC, 60 min, v/v (30:70) -
(70:30). Además de realizar las mismas extracciones, pero con etanol-agua y compara
resultados.
• Analizar el comportamiento de la capacidad antioxidante de cada fase de la extracción
de biocompuestos.
• Por otro lado, analizar la extracción de polifenoles y otros biocompuestos con etanol
y agua, ya que el etanol mostró ser un buen solvente en la extracción de estos
biocompuestos, y el agua ayuda a aumentar su polaridad y, por ende, la extracción de
estos compuestos. Lo anterior para analizar las diferencias de los resultados de esta
extracción con la de acetato de etilo y agua.
52
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8. ANEXOS Anexos 1. Curvas de calibración de ácido ascórbico
Gráfica 9. Curva de calibración de Vitamina C
Anexos 2. Curvas de calibración FOLIN-CIOCALTEU
Gráfica 10. Curva de calibración de Polifenoles
R² = 0.998y = 0.0316x - 0.0479
0
1
2
3
4
5
6
7
0 50 100 150 200 250
Volu
men
de
solu
ción
[ml]
Concentración de ácido ascórbico [ppm]
y = 0.0042x + 0.0594R² = 0.9964
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 50 100 150 200 250 300 350
Abso
rban
cia
Concentración de ácido gálico [ppm]
62
Anexos 3. Curvas de calibración prueba TROLOX
Gráfica 11. Curva de calibración de capacidad antioxidante
Anexos 4. Imágenes de las muestras
Ilustración 2 Muestra liofilizada
y = -0.0037x + 0.9172R² = 0.9917
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 50 100 150 200 250 300
Abso
rban
cia
Trolox equivalente [mg/L]
63
Ilustración 3. Muestra 2 Ilustración 4. Muestra 3
Ilustración 5. Muestras en el horno Ilustración 6. Muestra 4
La manchas negras de las muestran son consecuenta de la acción de la polifenol oxidasa. Al
pre-tratar la muestra con ácido ascórbico no se notaron las manchas formadas anteriormente,
por lo que se puede decir que se inhibó la enzima en la muestra 4.
Anexos 5. Análisis estadístico prueba Vitamina C
Análisis de Varianza
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
muestra 2 10822,0 5411,02 61,81 0,004
Error 3 262,6 87,54
Total 5 11084,7
64
Medias
muestra N Media Desv.Est. IC de 95%
1 2 152,33 7,06 (131,27; 173,38)
2 2 56,07 3,60 (35,02; 77,13)
3 2 138,37 14,13 (117,32; 159,42)
Gráfica 12. Gráfica de residuos para concentración de vitamia C
Anexos 6. Análisis estadístico prueba de polifenoles
Análisis de Varianza
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
muestra 3 4570912 1523637 23,99 0,000
Error 8 508028 63504
Total 11 5078940 Medias
muestra N Media Desv.Est. IC de 95%
1 3 7416 421 (7080; 7751)
2 3 5711,8 168,3 (5376,3; 6047,3)
3 3 6861 212 (6525; 7196)
4 3 6796,0 59,4 (6460,5; 7131,5)
65
Gráfica 13. Gráfica de residuos para concentración de polifenoles
Anexos 7. Análisis estadístico prueba de capacidad antioxidante
Análisis de Varianza
Fuente GL SC Ajust. MC Ajust. Valor F Valor p
muestras 3 11325,8 3775,26 252,47 0,000
Error 8 119,6 14,95
Total 11 11445,4
Medias
muestras N Media Desv.Est. IC de 95%
1 3 144,21 2,18 (139,06; 149,36)
2 3 78,70 4,04 (73,55; 83,85)
3 3 128,75 4,02 (123,60; 133,90)
4 3 160,89 4,75 (155,74; 166,04)
66
Gráfica 14. Gráfica de residuos para capacidad antioxidante
Anexos 8. Imagen de muestra posterior a la extracción
Ilustración 7. Muestra después de la extracción
