Agroind. sci.

Vol(Num): xx - xx (2020)

Escuela de Ingeniería
Agroindustrial
Agroindustrial Science
Website: http://revistas.unitru.edu.pe/index.php/agroindscience Universidad Nacional de
Trujillo

Extracción del Pigmento Vegetal Achiote

Yolanda Luciana Abanto Sánchez; Angie Estefany Rojas Llamoga; Deliana Irene Santillan Vargas;
Rodrigo Alfonso Tamayo Ríos *

Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Trujillo, Av. Juan Pablo II s/n. Ciudad.
Universitaria, Trujillo Perú.

RESUMEN
El presente trabajo tuvo como finalidad la obtención de encurtido por adición de vinagre a partir de
diferentes vegetales, realizando primero el proceso de escaldado para cada vegetal y con tiempos
diferentes a una temperatura de 90 - 95°C , luego se hace el proceso de aromatizado o adición de especias
al vinagre, finalmente se adiciona a un envase de vidrio con tapa de metal los vegetales previamente
escaldados y el vinagre que debe estar a una temperatura de 90°C, se deja macerar en un lugar fresco
mínimo por 7 días para que penetre el vinagre y se produzca la estabilización del producto.
Palabras clave: Vinagre 1; Vegetales 2; temperatura 3.

1. Introducción
Según el Instituto Nacional de Investigación Agraria (2009), el achiote es una especie originaria de
América tropical, posiblemente del suroeste de la amozonía, puede tener una vida útil de hasta 50 años.
El principal productor de achiote es Perú con un 35% de la producción mundial.
El achiote (Bixa Orellana L.), es una planta de un gran potencial, el cual se está posicionando en el
mercado de los colorantes naturales, con un fuerte incremento de la demanda en los últimos cinco años
por parte de los países desarrollados, puesto que es utilizado por diferentes industrias como la textil,
cosmética, de alimentos y farmacéutica. (Quiñones y Yunda, 2014)
Se considera un pigmento natural, no tóxico y con propiedades antioxidantes, lo cual representa una
ventaja frente a otro tipo de colorantes empleados en diversas industrias como la de alimentos. (Tay-
Agbozo etal., 2018)
Durante los últimos años los colorantes sintéticos han estado sometidos a ataques constantes, debido a
que en muchos de ellos se han detectado efectos cancerígenos y otros producen alergias y otros daños
en la piel. Por estas razones se espera en pocos años desaparezcan del mercado y sean reemplazados
por colorantes naturales que, como el que se obtiene del achiote, están exentos de certificación y no se
han encontrado efectos dañinos sobre la salud de los seres humanos.
Según Rodriguez etal., 2014, para la extracción del colorante del achiote, la más común es la extracción
alcalina acuosa, el cual mediante un proceso de lavado de las semillas álcali y una precipitación con
exceso de ácido, se puede obtener un colorante en polvo, el cual resulta ser más atractivo al
consumidor, por precio, calidad y facilidad de uso.
Existen diversos métodos para la extracción de bixina, los más empleados son el método con álcali,
siendo NaOH y KOH las bases más comunes. (Reyes,B etal., 2015)
 Bonilla (2009), nos dice que en el achiote se han identificado treintaicinco componentes de los cuales
acetato de (ZE)-farnesilo (11,6%), acetato de occidentalol (9.75%), espatulenol (9.6%), ishwarane
(9.1%), bixina y norbixina son los mayores constituyentes. La cantidad total de bixina y norbixina varía
significativamente; los valores comunes son de 2-5%, pero el contenido podría alcanzar sobre los 7%
del peso seco de las semillas.
Los pigmentos de la semilla del achiote son principalmente del tipo carotenoides, representados en su
mayoría por bixina, la cual se encuentra en un porcentaje mayor al 80% del total de material colorante.
(Reith y Gielen, 1971)
Dada la creciente demanda d colorantes naturales en el mercado internacional y la excelente calidad de
la bixina, el consumo de achiote tiene la posibilidad de ser económicamente rentable. Además, de la
extracción de colorantes (bixina y norbixina) de la planta es relativamente sencilla, y es posible
establecer pequeñas industrias caseras para procesar la semilla y extraer el colorante, que de esta
manera tiene un mayor valor en el mercado. (Pérez y Cuen, 2003)

El propósito de este trabajo trabajo fue extraer y obtener bixina a partir de achiote mediante el método
de extracción con álcalis de vapor comparando el rendimiento del aceite esencial y el espectro infrarrojo
obtenido en laboratorio con los resultados de rendimientos y espectros referenciados por otros autores.

2. Materiales y Métodos

Materiales:

 Semilla de achiote 10 g.
 Agua destilada
 NaOH 50%
 Ácido sulfúrico
 Tamiz
 Centrifuga
 Espectrofotómetro infrarrojo
 Espectrofotómetro UV-VIS

Métodos:
El trabajo experimental se llevó acabo en la Universidad Nacional de Trujillo, específicamente en el
laboratorio de Tecnología de los PAI de la escuela de Ingeniería Agroindustrial. Primero se recolecto
achiote, las cuales se seleccionaron eliminando las semillas negras, muy húmedas y fermentadas o con
rasgos de enfermedad. Tomando 10 gramos de semilla entera de achiote se realizó la extracción de
pigmento por lixiviación, es decir introduciendo las semillas en medio alcalino (40 ml de agua y 1 ml de
NaOH al 50%), una vez que entraron en contacto las semillas y la base, se agitó en un rango de 5 a 10
minutos, luego por medio de filtración se consiguió el primer extracto. Los sólidos insolubles que
quedaron en suspensión pasaron a una segunda extracción, pero esta vez en un medio alcalino de 30
ml de agua y 0.5 ml de NaOH al 50%, con una agitación de 5 minutos, de esto se extrajo el segundo
extracto, y las semillas que fueron separadas del medio se acondicionaron en un nuevo recipiente para
repetir el proceso de digestión, bajo las condiciones de la segunda extracción, de esta manera se
consiguió el tercer extracto. Luego de haber realizado las tres etapas de extracción hasta agotar la
semilla, estas se desecharon, y se reunieron los tres extractos de bixina obtenidos. Posteriormente se
procedió a la precipitación por neutralización del sistema aplicando H 2SO4 sobre el material obtenido
(extracto) hasta llegar a un pH 2,5; después se separó el pigmento del ácido. A continuación, se realizó
la purificación, separando el sobrenadante y adicionándole agua para el lavado y posterior centrifugado,
esta etapa se realizó tres veces con la finalidad de eliminar el agua y ácidos de extracción, después se
obtuvo una masa húmeda que se secó en la estufa a 40 °C durante 8 horas. Cuando finalizó esta etapa,
se procedió a la molienda y posteriormente al envasado, esto se realizó en envases oscuros para
protegerlos contra la luz.
 Fig. 01. Obtención de Norbixina

3. Resultados y Discusiones

En la práctica de laboratorio se realizó la extracción de pectina a partir de cáscara de mango por

Hidrolisis con Ácido Cítrico 0,1N con diferentes tipos de pH (2,0 ;3.3 y 4,5) esto se llevó acabo a una
temperatura de 70°C con un tiempo de 70 minutos dicha práctica también fue reportada en el estudio
realizado por Vriesmann et al. (2012).

Según el grafico 1 podemos observar pectinas a diferente pH los cuales son de 2.0, 3.3 y 4.5 a una
temperatura de 70ºC, los cuales nos muestran las características de una pectina comercial; entre los
3600 - 2500cm-1 se encuentra la banda correspondiente a los grupos –OH, entre los 3000 - 2800cm-1
el grupo CH, entre los 1760 - 1745cm-1 el grupo C=O de los ésteres, entre los 1640-1620cm-1 el grupo
C-H de los ácido, entre los 1380cm-1 el grupo C-O y entre los 1300 y 1000cm-1 los anillos benzoicos.
(Álvarez R, 2007). Según Miguel Calvo la primera condición para obtener geles de pectina de alto
metoxilo es que el pH sea bajo, para que los grupos ácidos, minoritarios, se encuentren
fundamentalmente en forma no ionizada, y no existan repulsiones entre cargas. A pH 3,5,
aproximadamente la mitad de los grupos carboxilo del ácido galacturónico se encuentran ionizados,
pero por debajo de pH 2 el porcentaje es ya muy pequeño. Las cadenas de pectinas de alto metoxilo
pueden entonces unirse a través de interacciones hidrofóbicas de los grupos metoxilo o mediante
puentes de hidrógeno, incluidos los de los grupos ácidos no ionizado, siempre que exista un material
muy hidrófilo (azúcar) que retire el a agua. En consecuencia, las pectinas de alto metoxilo formarán
geles a pH entre 1 y 3,5, con contenidos de azúcar entre el 55% como mínimo y el 85%. El grado de
esterificación de las pectinas de alto metoxilo influye mucho sobre sus propiedades. Según nuestros
resultados descritos en la gráfica 1 podemos observar que cumple la condición descrita por Miguel
Calvo ya que a menor pH se muestran una cavitación mucho más grande y a mayor pH se muestran
menores cavitaciones.

Gráfica 01. Resultados de los geles de pectina a través de la maquina espectral

Al observar la tabla 01 la humedad de la pectina muestra que la pectina extraída presentó un contenido
de humedad 9.55% , el cual es el máximo aceptable por la USP (United States Pharmacopeia 2014) y
con respecto a la pectina comercial y a los valores reportado por Orozco y Suarez (2014), se encuentra
por debajo; es recomendable un contenido de humedad inferior al 10%, ya que pectinas muy húmedas
son difíciles de pulverizar, se adhieren a las superficies, tienen menor estabilidad y tiempo de vida útil
según Baltazar et al (2013)

La pectina se extrajo a una temperatura de 70º C y pH entre 2 y 4,5. Según Pagán (1996) todos los
experimentos se realizaron a tiempo constante (70 min), tiempo en el que se obtiene mayor rendimiento
según los análisis realizados en otras investigaciones.
La temperatura también tiene un papel muy importante en la extracción de pectina por ello
generalmente se proponen valores de temperatura para la extracción de pectina que varían de 75 a
85ºC, Venturo (2013) indica que las pectinas obtenidas se pueden extraer a pH 3 y 75ºC durante 60
minutos. Pagán (1996) señala que las pectinas se extraen a un pH de 1,8; 2,5 y 3 y temperaturas de 75,
85, y 95ºC a 20, 40 y 60 minutos respectivamente. Por ello al ser un producto aún no estudiado fijamos
los parámetros de extracción referenciales recomendados por Venturo (2013), eligiendo pH entre 2-4,5 y
temperatura entre 70 y 80 ºC.
En la tabla 02 se puede observar el rendimiento que se obtuvo empleando un tiempo de 70 minutos
de extracción. Los cuales fueron de 19.02, 6.57 y 5.37% respectivamente. Por tanto, en base a los
resultados obtenidos para un pH menor, se obtiene un mayor rendimiento empleando un tiempo de
70 minutos de extracción. En el presente estudio se obtuvieron valores de rendimiento de pectina
mediante Hidrolisis Acida, mayores a los reportados por Begum et al. (2014) en las muestras cuales
fueron de 15.19% el cual se obtuvo en la extracción de pectina y para Ganesh et al. (2017) en la
extracción asistida por ultrasonido de pectina, el rendimiento fue de 14.47 %. De acuerdo con
Methacanon et al. (2014) y Seixas et al. (2014), la extracción de pectina es un proceso físico-
químico en la que la hidrólisis y extracción de macromoléculas de pectina a partir de tejidos
vegetales y solubilización tienen lugar continuamente bajo la influencia de diferentes factores,
principalmente pH, temperatura y tiempo. Como tal la influencia de estos parámetros, no sólo es la
única sino también la interacción entre ellos, por tanto, la condición de extracción óptima es
necesaria establecerse para obtener un rendimiento mayor.

El color de la pectina depende de la temperatura a la cual es sometida a mayor temperatura mayor es la

degradación térmica dándole un color más oscuro, en la degradación también interviene el pH a mayor
pH son mas claras las muestras, esto lo podemos observar en nuestras muestras. (Rojas J, 2008)
4. Referencias Bibliográficas

Bonilla J. Manual del cultivo de achiote. Proyecto de desarrollo de la cadena de valor y conglomerado
agrícola. Nicaragua. Abril 09, 2009.

L. M. Rodrigues, S. C. Alcázar-Alay, A. J. Petenate, y M. A. A. Meireles, «Bixin extraction from defatted

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Instituto Nacional de Investigación Agraria, INIA. Accesiones promisorias. Banco de Germoplasma de la

SUDIRGEB. Ed. Velarde Falconi David y Ríos Lobo Llermé. Julio 2009. pp:98
J. F. Reith y J. W. Gielen, «Properties of bixin and norbixin and the composition of annatto extracts»,
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Pérez S., Cuen M. et al. El achiote. Biodiversitas 46:7-11. 2003. Disponible en: http:/
www.biodiversidad.gob.mx/Biodiversitas/Articulos/biodiv46art2.pdf

Quiñones X. y Yunda C. El Achiote Bixa orellana L. como posible alternativa productiva para el
departamento del Meta. Rev Sist Prod Agroecol. 2014. 5:1.

S. Tay-Agbozo, S. Street, y L. Kispert, «The carotenoid Bixin found to exhibit the highest measured
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Z. C. Reyes Buenafe, T. M. Cano Morales, y M. J. Mérida Meré, «Extracción y evaluación del colorante
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