IV. COMPOSICIÓN DE LAS OLEORRESINAS DE DOS VARIEDADES DE AJÍ PICANTE (habanero y tabasco) OBTENIDAS MEDIANTE LIXIVIACIÓN CON SOLVENTES ORGÁNICOS

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1 IV. COMPOSICIÓN DE LAS OLEORRESINAS DE DOS VARIEDADES DE AJÍ PICANTE (habanero y tabasco) OBTENIDAS MEDIANTE LIXIVIACIÓN CON SOLVENTES ORGÁNICOS Mauricio Restrepo Gallego 1*, Natalia Llano Ríos 2 y Carlos Enrique Fonseca Echeverri 3 1* Grupo de Investigaciones Alimentarias [GRIAL]. 2,3 Semillero de Investigación en Innovación y Desarrollo Alimentario (INNOVA). Facultad de Ingenierías. Corporación Universitaria Lasallista. Teléfono: (4) Ext.128 1* marestrepo@lasallista.edu.co RESUMEN Se comparó la composición de la oleorresina de dos variedades de ají picante extraída con dos disolventes orgánicos. Se tomó material seco y se sometió a extracción. Las oleorresinas resultantes fueron concentradas para calcular el rendimiento en extracción y fueron analizadas por HPLC para cuantificar capsaicinoides. Se encontró que el acetato de etilo es mejor solvente que el hexano, pues presenta un mejor rendimiento en extracción. En la caracterización se encontraron concentraciones aceptables de capsaicinoides que corresponden con los valores teóricos. Se concluye que en una extracción con disolventes sobre ají picante, se obtiene un mejor rendimiento empleando acetato de etilo y una mayor concentración de capsaicinoides empleando ají habanero. Palabras clave: ají picante, oleorresinas, habanero, tabasco, lixiviación. I. INTRODUCCIÓN La industria alimentaria demanda permanentemente el desarrollo de nuevos ingredientes o el mejoramiento de los procesos con los cuales se obtienen los ya existentes; en el caso de las tecnologías de extracción, fundamentalmente de principios activos a partir de productos naturales, es necesario asegurar procesos limpios y libres de disolventes que puedan representar algún riesgo para el potencial consumidor o para las personas que participen en el proceso. El empleo de disolventes orgánicos en la extracción de productos naturales representa un proceso que debe ser cuidadosamente desarrollado por los impactos que tiene sobre el medio ambiente y sobre la salud de operarios y consumidores; la inflamabilidad, volatilidad y eventual toxicidad de algunos de ellos como el hexano, éter de petróleo, acetato de etilo y acetona hace que se manejen con ciertas restricciones. La extracción con solventes entrega como producto final una oleorresina en la cual están concentrados los principios activos de la fuente natural, esta oleorresina debe purificarse eliminando al máximo los residuales de solvente antes de ser aplicada en productos para consumir. Estas oleorresinas por lo general se extraen de sustratos aromáticos o con principios colorantes y

2 aromatizantes como en el caso de algunas hierbas medicinales y productos vegetales (Ingle de la Mora 2006). Entre las oleorresinas más empleadas en la industria alimentaria están las de variedades del género Capsicum, en términos generales diversos pimientos ricos en principios pigmentantes y pungentes. El genero capsicum es un producto originario de América y comprende alrededor de doscientas variedades (Schwartz 2006). El fruto es una baya cuya forma puede variar entre cúbico, cónico o esférico, su interior es hueco y dividido en cuatro compartimentos, las semillas se alojan en los tabiques y cerca al tallo. En la Tabla 1 se relacionan algunas de las variedades más comunes de capsicum en la industria alimentaria y gastronómica. En general, los frutos de este género se caracterizan por ser picantes, con algunas excepciones denominadas como ajíes dulces. Se utilizan para consumo fresco en ensaladas o solo, base para la elaboración de aderezos, ingrediente a nivel industrial para condimentos, fuente de extractos para fines ambientales y medicinales, entre otros. Tabla 1. es de capsicum más comunes (López-Riquelme 2003) annum chinense frutescens pubescens baccatum Nombre común Pimentón Jalapeño Páprika Habanero Tabasco Manzano Amarillo Se presentan los resultados de la comparación de la oleorresina de dos variedades de ají picante (tabasco y habanero), ambas oleorresinas se extrajeron empleando la técnica de extracción con solventes, en la cual igualmente se compararon hexano y acetato de etilo para determinar su rendimiento en el proceso. Objetivo general Comparar la composición de la oleorresina de dos variedades de ají picante (habanero y tabasco) extraída empleando el método Soxhlet Objetivos específicos 1. Determinar las variables óptimas de operación del proceso de extracción de oleorresinas de ají picante por el método Soxhlet 2. Caracterizar la oleorresina de dos variedades de ají picante en cuanto a principios pigmentantes y pungentes 3. Cuantificar el rendimiento del proceso de extracción de oleorresinas de ají picante empleando solventes orgánicos II. MATERIALES Y MÉTODOS. 2.1 Extracción Se diseñó un experimento factorial 2 2 con dos réplicas de tal forma que cada variedad de ají se tratara con cada uno de los disolventes seleccionados (hexano y acetato de etilo). Para las extracciones se trabajó con la muestra en escamas, empleando extractores soxhlet. El tiempo de extracción fue de 2,5 horas, al cabo de las cuales se

3 trasladaron los balones a un rotoevaporador Buchi para la recuperación del solvente. Los balones con el extracto se pasaron del rotoevaporador a una estufa incubadora Memmert para terminar de evaporar el solvente residual. La temperatura de la estufa se mantuvo en 70 ºC durante 10 horas. Las muestras se retiraron de la estufa y se llevaron a un desecador para enfriarlas antes de proceder a pesarlas. Las oleorresinas obtenidas se conservaron en frascos ámbar en refrigeración antes de ser remitidas al laboratorio Agroambiente 2015 en la ciudad de Bogotá para su caracterización por HPLC. 2.2 Caracterización Las oleorresinas se llevaron a completa sequedad, luego fueron lavadas cinco veces empleando etanol absoluto (un primer lavado con 50 ml y cuatro lavados con 20 ml), luego de cada lavado las muestras eran concentradas en rotoevaporador y después del último se llevaron a un volumen final de 10 ml con etanol absoluto. Estos lavados se realizaron con el fin de eliminar las trazas de solventes empleados (hexano y acetato de etilo) los cuales interferían con la fase móvil y la columna utilizada. Todas las muestras se analizaron mediante cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC), en un equipo Water 486 empleando como fase móvil una mezcla de agua: acetonitrilo:ácido acético en proporción 59:40:1 y como fase estacionaria una columna de fase reversa Allrima C-18 de 5 micras y de 150 mm x 4,6 mm; todas las lecturas se realizaron en una longitud de onda de 280 nm. Para la determinación las muestras se diluyeron con un factor de dilución de 160. Se utilizó un patrón de 8-metil-nvanilyl-6-nonenamida de Sigma, se pesó 0,017 g de patrón y se disolvió a un volumen final de 50 ml con etanol absoluto grado HPLC para obtener una concentración final de 0,34 g/ml. De tal concentración un 60% (0,204 g/ml) corresponde a capsaicina y el 40% restante (0,136 g/ml) a dihidrocapsaicina. III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1 Extracción Los balones con los residuales de oleorresina se pesaron para determinar los porcentajes de extracto presente en las muestras. Inicialmente se planteó un modelo experimental con interacción entre la variedad de ají y el solvente empleado, sin embargo un primer análisis de varianza arrojó un valor P de 0,0728 para tal interacción, con lo cual se concluyó que no existía; se replanteó entonces el modelo experimental definitivo así: Donde: y ij = μ + α i + β j + ε ij y ij = Porcentaje de oleorresina μ = Media α i = Efecto debido al solvente β j = Efecto debido a la variedad ε ij = Error experimental

4 Hecho esto se realiza un nuevo análisis de varianza que arroja valores P inferiores a 0,0001 para los efectos independientes de la variedad y el solvente sobre las concentraciones de oleorresina (Tabla 2). Tabla 2. Concentración de la oleorresina* Disolvente Hexano Acetato de etilo Habanero 5,71 10,16 Tabasco 8,58 12,29 * Los valores están expresados en ml de oleorresina / 100 g de muestra seca Para corroborar los efectos del disolvente y la variedad sobre el porcentaje de oleorresina obtenida se realizó una prueba de diferencia de medias de Scheffé. Los resultados mostraron, diferencias significativas en los disolventes con un porcentaje general de extracción del 11,23% para el acetato de etilo frente a un 7,14% del hexano, tal como se indica en la Figura I. En las variedades un porcentaje general de extracto del 10,44% en el ají habanero frente a un 7,94% del ají tabasco, ver Figura II. Figura I. Diferencia de medias para disolvente

5 Figura II. Diferencia de medias para variedad 3.2 Caracterización La Tabla 3 presenta los resultados del análisis HPLC para los dos principios pungentes: capsaicina (CAP) y dihidrocapsaicina (DHC). Tabla 3. Composición de las oleorresinas* Solvente Acetato de etilo Hexano CAP DHC CAP DHC Habanero 94,66 49,4 53,1 28,7 Tabasco 16,45 23,8 19,47 32,4 * Los valores están expresados en miligramos por mililitro de oleorresina (CAP = Capsaicina, DHC = Dihidrocapsaicina) Considerando estos datos y los consignados en la Tabla 2 se calculan los porcentajes de los principios pungentes en la muestra seca de ají. Los resultados finales se reportan en la Tabla 4. Tabla 4. Principios pungentes en las dos variedades de ají* Solvente Acetato de etilo Hexano CAP DHC CAP DHC Habanero 962,12 502,10 303,02 163,78 Tabasco 202,20 292,55 167,03 277,96 * Los valores están expresados en miligramos por 100 gramos de muestra seca Los valores anteriores pueden ser convertidos a Unidades Scoville para determinar el grado de pungencia de las variedades analizadas, para ello se considera que una parte por millón (1 ppm) de capsaicina equivale a 15 Unidades Scoville (US) (Batchelor 2000). En la Tabla 5 se relacionan estos datos únicamente para los valores obtenidos con acetato de etilo pues presentó un mayor rendimiento en la extracción.

6 Tabla 5. Pungencia en Unidades Scoville de las variedades analizadas Unidades Scoville Habanero Tabasco El acetato de etilo presentó valores más altos en cuanto al porcentaje de extracción de oleorresinas, este resultado es consistente con lo reportado en una investigación similar realizada en la Universidad de Antioquia empleando pimentón (Cardona 2006); el porcentaje de oleorresina obtenido fue mayor para la variedad tabasco que para la variedad habanero lo cual no puede interpretarse en proporción directa al contenido de capsaicinoides, valor que solo fue determinado en el análisis HPLC. El resultado del HPLC arroja datos consistentes con la teoría en cuanto al grado de pungencia de las variedades habanero ( US) y tabasco ( US) (López- Riquelme 2003), los resultados de habanero están muy cerca del límite inferior ( US) y los de habanero aunque no son tan cercanos no pueden interpretarse como muy distantes (30330 US); tales resultados se explican considerando que si bien el acetato de etilo resultó ser el mejor solvente para la extracción no puede afirmarse que extrae completamente los capsaicinoides presentes en las muestras analizadas. IV. CONCLUSIONES Los disolventes empleados en el análisis (acetato de etilo y hexano) presentan buenos niveles de extracción de oleorresina, sin embargo se recomienda trabajar empleando acetato de etilo pues está aprobado su uso en la industria alimentaria y da un mayor rendimiento en extracción. En la extracción, la variedad tabasco presenta un mayor rendimiento en oleorresina, pero una vez realizado el análisis HPLC, se encuentra que en la variedad habanero, aunque haya presentado un menor rendimiento en oleorresina, tiene un porcentaje de capsaicinoides mayor lo que se traduce en un rendimiento neto en pungencia superior a la otra variedad. Se logró entonces cumplir con los objetivos planteados en cuanto a caracterización de las oleorresinas, estos resultados son la base para futuras investigaciones sobre extracciones y oleorresinas del Grupo de Investigaciones Alimentarias (GRIAL). V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Batchelor, JD, Jones, BT. (2000). Determination of the Scoville Heat Value for Hot Sauces and Chilies: An HPLC Experiment. Journal of Chemical Education. 2, (77): Cardona, J. y otros. (2006). Obtención de oleorresina de pimentón. Vitae: Revista de la Facultad de Química Farmacéutica, Universidad de Antioquia. 1, (13) 5-9 Ingle de la Mora, G. y otros. (2006). Comparison of red chilli (Capsicum annuum) oleoresin and astaxanthin on rainbow trout (Oncorhyncus mykiss) fillet pigmentation. Aquaculture. 258:

7 López Riquelme, GO Chilli: La Especia del Nuevo Mundo. Ciencias (Universidad Autónoma de México). (69): Schwartz, M. et al. Deshidratación solar de pimiento y extracción de oleorresinas. [en línea]. Universidad de Chile: Facultad de Ciencias Agronómicas. [online: s/agroindustria/proyhort4.htm] Julio 27 de 2006 Agradecimientos: Investigación financiada con apoyo del Fondo de Fomento a la Investigación de la Corporación Universitaria Lasallista.