Evaluación de colorantes sintéticos usados en la industria de alimentos por espectroscopia de Ultravioleta - Visible

Informe de Práctica de Laboratorio IILABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES Evaluación de colorantes sintéticos usados en la industria de alimentos por espectroscopia de Ultravioleta - Visible Moreno Gordon Luisa Fernanda, Valencia Ortiz Luisa Fernanda. Fecha de presentación 06/04/2016 ____________________________________________________________________________________________________________________________ Resumen La espectrometría UV-VIS una herramienta útil para las determinaciones cuantitativas en diversas áreas. Esto es debido a su versatilidad, precisión y sensibilidad. Por tanto, la espectrometría UV-VIS puede usarse para determinar la concentración de una solución. Para la determinación de colorantes sintéticos en una matriz alimentaria es importante conocer que los colorantes son un tipo de aditivo alimentario, utilizados para recuperar el color de los alimentos, durante su almacenamiento o tras los tratamientos tecnológicos a que se vean sometidos. El objetivo de esta práctica fue identificar y cuantificar colorantes por espectroscopía de Ultravioleta – Visible en gaseosa manzana Postobon, obteniendo mediante la ecuación de mínimos cuadrados una concentración de 7,195μg/mL y gráficamente mediante la curva de calibración 7,00μg/mL de Rojo Ponceau 4R. Palabras Clave: Colorantes; Gaseosa manzana Postobon; Rojo Ponceau 4R; Concentración; Curva de calibración; Espectrometría UV – VIS. ____________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________ 1. Introducción La espectrometría UV-VIS es probablemente la herramienta más útil para las determinaciones cuantitativas en diversas áreas. Esto es debido a su versatilidad, precisión y sensibilidad. Se puede utilizar para la determinación directa de un gran número de especies orgánicas, inorgánicas y bioquímicas con precisión en concentraciones bastante bajas; es decir, de 10-4 a 10-5 incluso inferior. Sumado a esto, la conveniencia de realizar una determinación y su razonable selectividad hacen que sea un método de elección para determinaciones cuantitativas (Ref-[1]). La espectroscopia UV-VIS se apoya en la ley de Lambert Beer que establece una relación directamente proporcional a la absorbancia. Para la determinación de colorantes sintéticos en una matriz alimentaria es importante conocer que los colorantes son un tipo de aditivo alimentario (sustancia añadida intencionadamente a los alimentos y bebidas para mejorar alguno de sus atributos) utilizados para recuperar el color de los alimentos, durante su almacenamiento o tras los tratamientos tecnológicos a que se vean sometidos (Ref-[2]). De acuerdo al Art. 3.4.3 del Reglamento Bromatológico Nacional (Ref-[3]), los colorantes pueden ser naturales, artificiales o minerales. Siendo específicamente de nuestro interés en este artículo, los colorantes artificiales en gaseosa manzana Postobon. Los colorantes artificiales son compuestos químicos obtenidos por síntesis, no identificados en productos de origen vegetal. Ejemplos de éstos son el amarillo tartrazina o el rojo allura. También existen algunos minerales, incluyendo metales, que pueden usarse para dar color a los alimentos (Ref-[4]). Figura No. 1 Muestra problema: gaseosa manzana Postobon. En las siguientes secciones se expondrá el procedimiento y los resultados para la identificación y cuantificación de colorantes por espectroscopía de Ultravioleta – Visible en gaseosa manzana Postobon. 2. Materiales y Métodos Materiales  Beaker de 50 y 100mL  Varilla de agitación  Pipetas 1 El intervalo de concentración dado para este colorante fue entre 0.2).2     4. Procedimiento Experimental 3. 25 y 50 mL Gotero Plancha de calentamiento Espectrofotómetro Soluciones de colorantes a 50μg/mL en HCl 0. 3. 1). Se procesaron los datos y se determinó la concentración del colorante en la muestra. las cuales fueron: 0.3= 10 μg /mL × 5 mL = 1. Figura No. Se procedió a pasar la solución a un balón aforado de 10mL y se aforó con agua destilada estéril (Figura No. se obtiene que: V 1=(C 2× V 2)/C 1 (Fórmula No. II.2 CARACTERIZACIÓN DE LOS COLORANTES POR ESPECTROSCOPIA DE ULTRAVIOLETAVISIBLE 3. A partir de este intervalo se eligieron 5 concentraciones para la preparación de los patrones (Figura No.2.1 OBTENCIÓN DEL BARRIDO ESPECTRAL Se procedió a adquirir un espectro de la muestra problema en la región del visible (390-700 nm).40-40μg/mL. utilizando como blanco de referencia HCl 0. Se realizó la curva de calibración de absorbancia frente a concentración para los patrones del colorante seleccionado.40 μg /mL ×5 mL =¿ 0. Rojo Ponceau 4R y Azul Brillante. I. Los colorantes de referencia fueron: Tartrazina.1= 0.1N.0 mL 50 μg /mL 20 μg /mL ×5 mL =¿ 2. Con estos datos se pudieron hallar los volúmenes de los patrones a partir de la Fórmula No.2. se compararon las absorbancias máximas de diferentes colorantes con la obtenida en la muestra problema y se determinó el colorante presente en la muestra. Rojo Ponceau 4R y Azul Brillante) con la obtenida en la muestra problema y se determinó que el colorante presente en la muestra problema fue el Rojo Ponceau 4R con una longitud de onda de 503nm. 1) Despejando V1. V 1. 3.0 mL 50 μg / mL 2 .1N Celdas espectrofotométricas Reactivos  Ácido acético  Gaseosa manzana Postobon 3.40μg/mL – 10μg/mL – 20μg/mL – 30μg/mL – 40μg/mL respectivamente.04 mL 50 μg /mL Resultados y Análisis de resultados BARRIDO ESPECTRAL Se compararon las absorbancias máximas de los colorantes de referencia (Tartrazina. 2 Patrones de Rojo Ponceau 4R preparados a diferentes concentraciones. 2) V 1. C1×V1=C2×V2  (Fórmula No. a la longitud de onda determinada. 1. CONSTRUCCIÓN DE LA CURVA DE CALIBRACIÓN Se prepararon 5 mL de un conjunto de 5 estándares de diferente concentración del colorante seleccionado. CURVA DE PATRONES CALIBRACIÓN DE LOS La solución de Rojo Ponceau 4R tenía una concentración de 50μg/mL.      Matraz aforado de 5.2= V 1. se dejó en reposo hasta que la solución se enfrió. Se obtuvo la absorbancia de la muestra problema. se tomaron 5mL de esta y se registró su pH.1 EXTRACCIÓN DE COLORANTES SINTÉTICOS EN BEBIDAS NO ALCOHÓLICAS Se procedió a tomar 20mL de la muestra y se calentó hasta ebullición para eliminar el dióxido de carbono presente. 0015 0. Los colorantes permitidos por la resolución número 10593 de (16 de julio de 1985) y los usados comúnmente por la industria alimentaria (Ref-[5]) se presentan a continuación: NATURALES Alcanna.101 – 0.5=  y−b m (Formula No.0 mL 50 μg/mL V 1. Cuestionario MUESTRA Se procedió a medir por triplicado en el espectrofotómetro la absorbancia de la muestra problema obteniendo como resultado las siguientes absorbancias: 0. CONCENTRACIÓN PROBLEMA DE LA 1.0205 x=7.0 mL 50 μg/ mL b= 0. III. 0. 3) ¿Cuáles son los colorantes naturales y artificiales utilizados por la industria alimentaria en Colombia? ¿Están todos permitidos por nuestra legislación? Indicar la cantidad máxima en que deben entrar en la preparación de los alimentos.179. obteniendo las absorbancias de los patrones como se muestra en la Tabla No. Tabla No. la curva de calibración es lineal demostrando de esta manera que cumple con la ley de Lambert – Beer ya que a mayor concentración hubo mayor absorbancia. Ancusina u Orkane Antocianinas Color Index Color Index 75530 BP M BP M 3 .149 y a partir de la Formula No.Alcannina. Se sacó la medida de tendencia central la cual fue 0. 1. 1 Curva de calibración de los patrones (Absorbancia vs. Concentración).x= 30 μg/mL ×5 mL V 1. 1 Absorbancias de los patrones a 503 nm. 3 se halló la concentración de la muestra problema la cual fue de 7.  Despejando x: 5.0015 m= 0. 1. (Formula No.0μg/mL.195μg/mL. 4) Dónde: y= 0.149 – 0.149−0.149 40 μg/ mL ×5 mL = 4.195 μg /mL También se determinó la concentración de la muestra problema gráficamente (Gráfico No. y= mx + b Gráfico No. De acuerdo al Gráfico No.4= =¿ 3. 1) obteniendo como resultado 7.0205 x= Después de preparar los patrones se procedió a realizar la curva de calibración en el espectrofotómetro a una longitud de onda de 503nm. Crocinay Crocetina Clorofila Color Index 75100 Color Index 75810 Complejo de cobre y clorofila Complejo de cobre y clorofila y sus sales sódicas y potásicas Ribofiavina y Riboflavina5-fosfato de sodio Rojo de remolacha y betanina Cochinilla. Infrarrojo cercano: Aislado: Rojo ponceau -OH (enlace de hidrogeno) 3100-3200 cm-1 -Sulfonamidas y sulfonatos 1370-1300 1180-1140 cm-1 Freferemcia: Tartrazina.CarminyAcido Carmico Curcuma y Curcumina Color Index Color Index 75130 BP M BP M BN Rojos Amaranto o FD y C rojo N°2 Azorrubin a a carmoisin a Eritrosina 0FD y C Rojo No3 Rojo Allora 0 FD Y C Rojo No.40 Rojo Cochinilla A 0 Punz6 4R BP M BP M BP M BP M BP M BP M BP M BP M Color Index BP M Color Index BP M Color Index Color Index 75470 Verdes Verde rápido FCF BP M BP M Marrón Marrón HT ARTIFICIALES Amarillos Amarillo de quinoleína Color Amarillo Ocaso FCF Amarillo N°6 Tartazina o FDyC Amarillo N°5 Color Index 15985 200mg/kg Color Index 19140 100mg/kg Color Index 42090 100mg/kg Azules Azul brillante FCFyC Azul N°1 Indigo Carmin FD y C Azul N°2 Negros Negro Brillante Index 47005 Index 73015 Index 28440 16185 300mg/kg Color Index 14720 300mg/kg Color Index 45430 300mg/kg Color Index 16035 BPM Color Index 16255 200mg/kg Color Index 42053 100mg/kg Color Index 20285 50mg/kg Ultravioleta visible: Carboxilo 204nm Nitro 280 nm 100mg/kg 300mg/kg Caracterizar los grupos funcionales a través de los espectros de I.R y U.V de los colorantes aislados y los de referencia. Azul brillante.Carotenos Color Index Acidobeta-apo-8'carotenico Beta-apo-8'-carotenal Color Index Color Index 40820 Cantaxantina Color Index 40850 Xantofilas Color Index Achiole o Anato Color Index 75120 Azafran. Rojo ponceau. Color Color (Ref-[6]) ¿Cómo utilizar la espectroscopía infrarroja (IR) en la identificación de colorantes empleados en la preparación de alimentos? 4 . Indicar la longitud de onda predominante para caracterizarlos cualitativa y cuantitativamente. Color Index 50mg/kg 2. Verde FCF -Ácidos Carboxílicos 1725-1700 cm-1 -OH (enlace de hidrogeno) 3100-3200 cm-1 3. pH. http://datateca. y cáncer (Ref-[8]). además para la preparación de la muestra es necesario trabajar su dilución con CCl4 o CS2 o preferiblemente con nhexano o n-heptano por cuestiones de toxicidad para el analista. la normatividad para aditivos está regida por la resolución 00206 del 27 de julio del 2009 del Ministerio de Protección Social. Por lo tanto esencial para una fiable determinación cuantitativa. Un número de factores pueden afectar el espectro de absorción del Rojo Ponceau 4R. que las condiciones de la    7. Bibliografía: Textos  [4] Fundamentos de Química Analítica. ¿Es importante el color de 5 .La identificación de colorantes empleados en la preparación de alimentos por la técnica espectroscópica infrarroja (técnica basada en la absorción de la radiación IR por las moléculas en vibración) se hace similar a la del UV. West.org/docs/pdf/uru3268. hay un cumplimiento de la ley de Lambert – Beer. Reglamento Bromatológico Nacional. 2005. tumores en los riñones y en las glándulas suprarrenales. alergias. Decreto 315/994. para qué sirven y tipos. Estos incluyen polaridad del disolvente.co/contenidos/401539/exe2%20de %20agosto/leccin_4_aplicacin_de_la_espectrometra _de_absorcin_molecular_uvvisible. 2 Septiembre de 2009. crisis de asma. Ricardo Correa. ¿Por qué es tan importante controlar la concentración de los colorantes sintéticos utilizados en la preparación de alimentos? Porque las altas concentraciones de colorantes sintéticos pueden ser tóxicas y además pueden generar consecuencias nefastas en la salud de los consumidores. http://www. 5.es/~decacien/Planes/Quimica/Plan %201997/temarios/671111darchivos/Practicas/Fe %20en%20vinos. http://es. la diferencia radica en que esta trabaja con un intervalo alrededor de 7 a 15µ. 6. Leidy Cristancho.pdf  [6] Departamento de química analítica.net/LeidyCristancho/manual-demtodos-generales-para-determinacin-decarbohidratos [8] Dr. El conocer el adecuado uso del espectrofotómetro permitió obtener en el laboratorio resultados con alta calidad analítica en las mediciones que son emitidas por este. estabilizantes.html  [2] Consumoteca: consumidores bien informados. http://faolex.co/images/stories/resolucion es/resolucion_10593_1985. Además de los colorantes.slideshare. La curva de calibración aportada por la solución madre indica que hay una relación directa entre la concentración y la absorbancia.Visible.consumoteca. La espectrometría de infrarrojo es más utilizada para análisis cualitativos (para el análisis de compuestos puros). Alim.fao.doc [7] Manual de Métodos generales para determinación de carbohidratos. reguladores de pH y potenciadores de sabor. Para que la ley de Beer se cumpla. En Colombia. antioxidantes. Lección 4: Aplicación de la espectrometría de absorción Molecular UV-Visible. Gráficamente mediante una curva de calibración e interpolando la muestra problema se obtuvo una concentración de 7. problemas de visión. migrañas. edulcorantes. 16 de julio de 1985. sin impurezas o precipitados. Seguridad alimentaria. tales como ansiedad. ¿qué otro tipo de aditivos se suministran en los alimentos? ¿Cuál es la legislación que sobre ellos existe en el país? Además de colorantes de acuerdo a su función tecnológica existen otros aditivos alimentarios. Pero también se realizan análisis cuantitativos en el infrarrojo ya que los espectros vibratorios también obedecen la ley de Lambert-Beer (Ref-[7]). https://www. temperatura. Ing. Mariel Gabot. la cual establece los requisitos que deben tener los aditivos en el país. es decir.invima. las soluciones a utilizar deben ser homogéneas. y además de esto debe ser y la luz utilizada debe ser monocromática. la cual fue de 7. Colorantes en alimentos. Skoog.unad.pdf [5] Ministerio de salud de Colombia. Holler & Crouch.ugr. Resolución número 10593. 6 de Noviembre de 2014. Los colorantes alimentarios: qué son. aunque es importante mencionar que esta es una modificación del decreto principal 002106 de 1983 (Ref-[9]). medición se elijan de manera que haya un efecto mínimo de estos factores. Conclusiones   Se logró determinar la concentración de Rojo Ponceau 4R en una muestra de gaseosa manzana Postobon a 503 nm.195μg/mL.0μg/mL. tales como: conservantes. Internet  [1] Universidad Nacional Abierta y a Distancia.com/alimentacion/segurida d-alimentaria/los-colorantes-alimentarios-que-sonpara-que-sirven-y-tipos/ [3] Ministerio de Salud Pública. 8va. Utilización de las nuevas metodologías docentes e internet en la enseñanza de la Química Analítica http://www. fuerza iónica y las interferencias de otras especies absorbentes.gov. Edición. 4.edu. 401539Espectroscopia. gub.com/TemasVariados/Etiqueteado/1904452. lizwe.uy/sites/default/files/Colo rantes%20en%20alimentos. https://www. Etiquetado. http://www. 5 de Agosto de 2014.html 6 .clubensayos.pdf [9] Club Ensayos.montevideo.los alimentos?.