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Métodos de extracción y espectrofotometría

1. Barranquilla, septiembre de 2024
Presenta:
Luis Carlos Boyano Orozco
PhD.
Métodos de extracción y
espectrofotometría
Tecnologías de obtención y
microencapsulación de ingredientes
funcionales y nutraceúticos
1

2. Aprovechamiento de residuos
2
Consumo en fresco
Productos
procesados
Residuos
Frutas y vegetales
•Disminuir el impacto ambiental
•Productos para mejorar la salud
•Producir ingresos
Existe una necesidad crítica de
buscar recursos y uso de valor
agregado de estos desechos.
(Saghiry Al-Shabib, 2020)

3. Uno de los enfoques más ventajosos es recuperar los
componentes bioactivos, principalmente los compuestos
fenólicos, utilizándolos en la industria alimentaria, farmacéutica
y cosmética.
Los componentes y su utilización en la producción de
nutracéuticos actuarán no solo como valor agregado, sino que
también ayudarán a reducir la contaminación ambiental.
Aprovechamiento de residuos
Alimentos
Farmacéuticos
Cosméticos
Residuos
Compuestos bioactivos
(Saghiry Al-Shabib, 2020)
3

4. Los antioxidantes pueden ser naturales y sintéticos según su origen, es decir,
antioxidantes naturales y sintéticos. Los antioxidantes sintéticos son tóxicos y
aumentan la carga sobre los órganos humanos, lo que puede obstaculizar el
funcionamiento normal de los órganos humanos. Entonces, es la necesidad de
hoy reemplazar los antioxidantes sintéticos por los naturales para lograr un
estilo de vida saludable y sostenible.
Antioxidantes sintéticos
4

5. Los antioxidantes sintéticos tales como butilhidroxianisol
(BHA), butilhidroxitolueno (BHT), galato de propilo (GP) y la
terbutilhidroquinona (TBHQ).
Antioxidantes sintéticos
Frituras
Galletas y dulces
Cereales
Pasta y pizzas
Bebidas lácteas
Mayonesas
Papas fritas
Panaderia
Salsas
Chicles
Comidas para mascotas
Efectos tóxicos
5

6. La oxidación
6
La oxidación es el proceso que implica la transferencia de
un electrón.
El aumento del número de oxidación de una molécula se
denomina oxidación, mientras que la disminución del
número de oxidación se denomina fenómeno de
reducción.
La capacidad de atraer el par compartido de electrones
de las moléculas objetivo es la característica principal de
los agentes oxidantes.
(Saghiry Al-Shabib, 2020)

7. Especies reactivas de oxígeno
7
Se producen normalmente como subproductos del
metabolismo del oxígeno.
Esta especie de oxígeno reactivo desempeña varias
funciones fisiológicas importantes.
•Peróxidos de hidrógeno
•Radical superóxido
Radicales libres
(Saghiry Al-Shabib, 2020)
Las especies reactivas de oxígeno (ROS)
y las especies reactivas de nitrógeno (RNS),
es decir, hidroxilo, superóxido y óxido nítrico,
pueden dañar el ácido nucleico, es decir, el
ADN y el ARN, y también pueden destruir la
funcionalidad de proteínas y lípidos en el
sistema biológico (Xu et al. 2017).

8. Especies reactivas de oxígeno
8
Se producen normalmente como subproductos del
metabolismo del oxígeno.
Esta especie de oxígeno reactivo desempeña varias
funciones fisiológicas importantes.
•Peróxidos de hidrógeno
•Radical superóxido
Radicales libres
Radical Libre Antioxidante
Radicales libres
Antioxidantes
Estrés oxidativo
(Saghiry Al-Shabib, 2020)

9. Estrés oxidativo
9
Estrés
Radiaciones ultravioletas
Radiaciones ionizantes
Metales pesados
Contaminación
Mala alimentación
(Saghiry Al-Shabib, 2020)

10. 10
La ingesta diaria de antioxidantes es importante a lo largo
de la dieta para lograr un metabolismo equilibrado y
saludable. El equilibrio entre los oxidantes (radicales libres)
y los antioxidantes es necesario para una vida normal y
saludable.
Conclusión

11. 11
Conclusión
Aunque los compuestos naturales pueden proporcionar
elementos esenciales para la salud y que mejoran la salud
nutrientes, pueden ser tóxicos para nuestro cuerpo o
transformarse en compuestos tóxicos por nuestro sistema.
La seguridad, eficacia o mecanismos de trabajo de una gran
cantidad de compuestos naturales botánicos siguen sin estar
claros, pero no detiene el uso y las ventas de suplementos
botánicos continúan expandiéndose rápidamente en nuestro
mercado.

12. 12
Conclusión
Aunque los compuestos naturales pueden proporcionar
elementos esenciales para la salud y que mejoran la salud
nutrientes, pueden ser tóxicos para nuestro cuerpo o
transformarse en compuestos tóxicos por nuestro sistema.
La seguridad, eficacia o mecanismos de trabajo de una gran
cantidad de compuestos naturales botánicos siguen sin estar
claros, pero no detiene el uso y las ventas de suplementos
botánicos continúan expandiéndose rápidamente en nuestro
mercado.

13. 13
Funcionalidad de los compuestos
bioactivos
La preparación de alimentos enriquecidos con
componentes funcionales requiere la integración de
diversos aspectos bajo evaluación.
Seleccionar la fuente apropiada
Detectar los compuestos bioactivos
Aplicar técnicas de separación
Realizar evaluaciones toxicológicas
Tomar medidas de estabilidad, actividad y bioaccesibilidad

14. 14
Funcionalidad de los compuestos
bioactivos
La preparación de alimentos enriquecidos con
componentes funcionales requiere la integración de
diversos aspectos bajo evaluación.
Seleccionar la fuente apropiada
Detectar los compuestos bioactivos
Aplicar técnicas de separación
Realizar evaluaciones toxicológicas
Tomar medidas de estabilidad, actividad y bioaccesibilidad

15. 15
Conclusión
Aunque los compuestos naturales pueden proporcionar
elementos esenciales para la salud y que mejoran la salud
nutrientes, pueden ser tóxicos para nuestro cuerpo o
transformarse en compuestos tóxicos por nuestro sistema.
La seguridad, eficacia o mecanismos de trabajo de una gran
cantidad de compuestos naturales botánicos siguen sin estar
claros, pero no detiene el uso y las ventas de suplementos
botánicos continúan expandiéndose rápidamente en nuestro
mercado.

16. 16
Fuente: https://pixabay.com/es/vectors/pixel-c%c3%a9lulas-idea-visualizaci%c3%b3n-3976295/
Fuente: https://www.elmundo.es/vida-sana/sexo/2018/10/05/5bb4dc3422601d13178b457a.html
Fuente: https://www.redagricola.com/co/colombia-se-realizo-la-primera-exportacion-de-
uchuvas-sin-tratamiento-cuarentenario/
Fuente : https://www.elespanol.com/cocinillas/recetas/saludables/20140520/beneficios-
espinacas/1000088041198_30.html

17. 17
Extracción de compuestos
¿Cómo se extraen? ¿Cómo se determinan?
¿Como se purifican?

18. Alimentos funcionales
18
Extracción de compuestos
La idoneidad de un proceso de extracción depende del
compuesto objetivo.
•Polar
•Ambos
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Polaridad_(qu%C3%ADmica)

19. Alimentos funcionales
19
Preparación de la muestra
Los materiales vegetales se pueden utilizar en forma:
Fresca Seca

20. Alimentos funcionales
20
Preparación de la muestra
Los materiales vegetales se pueden utilizar en forma:
Fresca Seca
Fuente: https://pixabay.com/es/illustrations/pregunta-signo-de-interrogaci%c3%b3n-1015308/
¿Cuál es la
diferencia ? ¿Cuál
es mejor?

21. Alimentos funcionales
21
Preparación de la muestra
Los materiales vegetales se pueden utilizar en forma:
Fresca Seca
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3n
Fuente: https://blog.actividaddeagua.com/el-mapa-de-la-estabilidad-alimentaria-pasa-por-la-actividad-de-agua-aw-
parte-i/

22. Alimentos funcionales
22
Técnicas de secado
Las más utilizadas son:
Secado al aire
Secado al horno
Secado por microondas

23. Alimentos funcionales
23
Técnicas de secado
Las más utilizadas son:
Secado al aire
Secado al horno
Secado por microondas
•Puede tomar semanas o meses, dependiendo de la
muestra.
•El compuesto sensible al calor se puede conservar.
•Se puede contaminar la muestra.

24. (MADERA & SOL, 2019)

25. Alimentos funcionales
25
Técnicas de secado
Las más utilizadas son:
Secado al aire
Secado al horno
Secado por microondas
•Más fácil y rápido
•Mayor control del proceso
•Se hace necesario optimizar

26. Alimentos funcionales
26
Técnicas de secado
Las más utilizadas son:
Secado al aire
Secado al horno
Secado por microondas
•Más fácil y rápido
•Mayor control del proceso
•Se hace necesario optimizar
Temperatura
Tiempo
Seleccionar
mejor

27. Alimentos funcionales
27
Técnicas de secado
Las más utilizadas son:
Secado al aire
Secado al horno
Secado por microondas
Utiliza la radiación electromagnética para excitar el
movimiento de rotación de las moléculas;
posteriormente, esto provoca la generación de calor
dentro del sistema.
Acelera el proceso de secado y acorta el tiempo total de
secado.

28. Alimentos funcionales
28
Técnicas de secado
(Luisa C Correcher, 2015)

29. Alimentos funcionales
29
Técnicas de secado
(J. Ángel Menéndez Díaz, 2015)

30. Alimentos funcionales
30
Reducción de tamaño
Se desea que el tamaño de los materiales vegetales se reduzca
para ayudar a la penetración del disolvente de extracción en
los analitos objetivo. Esto se puede lograr triturando los
materiales vegetales con un molinillo.

31. Alimentos funcionales
31
Técnicas de extracción
Maceración
Soxhlet
Reflujo

32. Alimentos funcionales
32
Maceración
Consiste en remojar los materiales vegetales (gruesos o en
polvo) con un solvente y dejándolo reposar a cierta
temperatura por un período determinado de tiempo con
agitación frecuente.
Esta técnica también se utiliza
en la elaboración del vino.
El objetivo del proceso es ablandar y
romper la pared celular vegetal. para
que los fitoquímicos puedan escapar.

33. Alimentos funcionales
33
Técnicas de extracción
Materia prima
Se coloca en un recipiente cerrado y
se agrega el solvente seleccionado
Proporción muestra: disolvente
Tipo de solvente

34. Alimentos funcionales
34
Técnicas de extracción
Se deja reposar
La mezcla se filtra y el residuo sólido se
prensa
Filtración

35. Alimentos funcionales
35
Técnicas de extracción
Proporción muestra: solvente
Centrifugación
•Temperatura
•Tiempo
•Agitación
•Ciclos de extracción
Concentración del solvente
Ciclos de extracción

36. Alimentos funcionales
36
Diseño de experimentos
(SIGMAP UNISALLE, 2018)

37. Alimentos funcionales
37
Diseño de experimentos
(Master Cursos 4.0, 2019)

38. Alimentos funcionales
38
Diseño de experimentos
(Master Cursos 4.0, 2019)

39. Alimentos funcionales
39
Técnicas de extracción
Fuente: https://www.propoleos.info/elaboracion-de-tintura-o-extracto-etanolico-de-propoleos/ Fuente: https://richcarbo.com/category/jugo-verde/
Extractos etanólicos Extractos acuosos

40. Alimentos funcionales
40
Concentración
(Equipar, 2019)

41. Alimentos funcionales
41
Espectrofotometría
La espectrofotometría es el conjunto de técnicas que
utilizan la luz para medir concentraciones químicas.
La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas.
La luz es una radiación electromagnética.
Fuente: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema5/
(Harris, 2016)
Fuente: https://www.lifeder.com/caracteristicas-de-la-luz/

42. Alimentos funcionales
42
El espectro electromagnético
Fuente: https://ar.pinterest.com/pin/365636063480560325/

43. Alimentos funcionales
43
Espectrofotometría
Los métodos de análisis con espectrofotometría
están basados en la medida de la radiación
electromagnética que es absorbida o emitida por una
sustancia.
Métodos de absorción Métodos de emisión
Métodos de
fluorescencia

44. Alimentos funcionales
44
Espectrofotometría
Longitud de onda Frecuencia

45. Alimentos funcionales
45
Concentración
I
o
Baja concentración
Irradiancia: es la energía por segundo y por unidad de área del haz de luz.
I
1
I
o I
2
Alta concentración
I
o I
3
Alta concentración
??????
1=
??????
1
??????
0
Transmitancia: se define como la fracción de la luz incidente que pasa a través de la muestra.
??????
2=
??????
2
??????
0
??????
3=
??????
3
??????
0
??????
3<??????
2<??????
1

46. Alimentos funcionales
46
Concentración
I
o
Baja concentración
I
1
I
o I
2
Alta concentración
I
o I
3
Alta concentración
??????=log
??????
0
??????
=−log??????
La absorbancia es directamente proporcional a la concentración, c, de
la especie que absorbe la luz en la muestra.
Cuando no se absorbe luz ??????=??????
0

47. Alimentos funcionales
47
Espectrofotometría
Ley de Beer-Lambert
??????=ε&#3627408463;&#3627408464;
C= Concentración de la muestra (M)
B= Camino óptico (cm)
ε= Absortividad molar, es la característica de una sustancia que nos dice cuánta luz
absorbe a una longitud de onda determinada.

48. Alimentos funcionales
48
Curva de calibración
Curvas de calibración se utilizan para comprender la respuesta instrumental a un
analito y predecir la concentración en una muestra desconocida.
Por lo general, un conjunto de muestras estándar se hacen a diferentes
concentraciones con una gama que incluye al desconocido de interés y se registra la
respuesta instrumental en cada concentración.
Los datos entonces se caben con una función por lo que se pueden predecir las
concentraciones desconocidas.
Por lo general la respuesta es lineal, sin embargo, una curva se puede hacer con
otras funciones como la función es conocida.

49. ¡GRACIAS!
¿Preguntas?

49

50. Alimentos funcionales
50
Referencias
•MADERA & SOL. 2019. Deshidratador solar de alimentos // Fruta Secar // Secar Fruta // Solar Dehydrator. YouTube.
https://www.youtube.com/watch?v=eoshn2lOeYw&t=301s.
•Luisa C Correcher. 2015. Secar perejil y cilantro al microondas. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=zhiWvmsin9w.
•Equipar. 2019. Büchi Rotavapor R-300 - Extracción de Aromáticos. YouTube.
https://www.youtube.com/watch?v=aJ4OM1iYS7E.
•J. Ángel Menéndez Díaz. 2015. Secado de flores en microondas. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=LxOKUulJ9Bw.
•Harris D. 2016. Análisis químico cuantitativo. Editorial Reverté. Barcelona, España 942 p.+
•JoVE Science Education Database. 2021. Química analítica. Curvas de calibración. JoVE, Cambridge, MA.
https://www.jove.com/es/v/10188/calibration-
curves?language=Spanish#:~:text=Curvas%20de%20calibraci%C3%B3n%20se%20usan,con%20concentraciones%20conocidas
%20del%20analito.
•SIGMAP UNISALLE. 2018. Diseñar experimento factorial 2k en minitab v18. YouTube.
https://www.youtube.com/watch?v=P725SJUQoKc
•Master Cursos 4.0. 2019. Diseño de superficie de respuesta (parte 1). YouTube .
https://www.youtube.com/watch?v=svKhBm17X2k
•Master Cursos 4.0. 2019. Diseño de superficie de respuesta (parte 2). YouTube .
https://www.youtube.com/watch?v=IKwA0t4pl9I