Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Industrias Alimentarias. Departamento Académico de Ingeniería de Alimentos y Productos AgropecuariosPendiente de autorización de autorTesi

Delgado Alarcón, Jessica Marcia

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Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Industrias Alimentarias. Departamento Académico de Ingeniería de Alimentos y Productos AgropecuariosEl presente trabajo de investigación tuvo como objetivo, estudiar el proceso de obtención de esteviósido, así como determinar mediante cromatografia en capa fina (TLC) los compuestos presentes en el producto obtenido y desde un punto de vista sensorial; comparar y diferenciar el grado de dulzor del esteviósido con diversos edulcorantes comerciales y con el azúcar común. Para la obtención del esteviósido se realizaron modificaciones al método propuesto por Cemadas y Pryluka (1985) a fin de obtener un producto seguro, incrementar el rendimiento y facilitar el método, por lo cual se realizó un estudio a fin de eliminar el uso de metanol por tener éste, efectos nocivos a la salud, de lo cual se obtuvieron resultados favorables, por que se obtuvo un producto con un rendimiento de 9.06 % y una concentración de 1.51 mg/mL. Por otro lado, del estudio de la influencia de pH (8.5, 9.5 y 10.5) en la Cromatografia de Intercambio Iónico, los resultados demostraron que el pH indicado para pasar el extracto de estevia sometido a la primera etapa de purificacion (precipitación con CaOH) es 10.5, porque se observó que a este pH las columnas alcanzan mayor eficiencia en cuanto a purificación del extracto. En cuanto al estudio de clarificación desarrollado se seleccionó el método que permitió obtener el mayor % transmitancia, rendimiento y concentración. Un extracto preparado a tamaño de partícula de 16 mm?, sometido a un tratamiento de hidrólisis enzimática y sin dicho tratamiento de hidrólisis; posteriormente estos extractos (hidrolizados y no hidrolizados) se sometieron a tres procesos de clarificación (carbón activado, celite y un complejo de clarificantes, gelatina:bentonita:sol de silice) donde se seleccionó el mejor sistema de clarificación (gelatina:bentonita:sol de sílice) el cual se aplicó a extractos preparados a tres tamaños de partículas (1 mm’, 4 mm? y 16 mm” ); con un tratamiento de hidrólisis enzimática y sin dicho tratamiento de hidrólisis enzimática previo a la clarificación; del cual se determinó que el mejor tratamiento de clarificación se logra con un extracto preparado a tamaño de partícula de 16 mm?, sin tratamiento de hidrólisis enzimática previa a la clarificación; por obtenerse una transmitancia de 38.36 %, un rendimiento de 9.46 % y una concentración de 1.50 mg/mL. Al estudiar la influencia de la dilución y tamaño de partícula utilizado para el extracto, se demostró una marcada diferencia entre la dilución 1:12 y 1:48, así como entre el tamaño de partícula 1 mm? y 16 mm”, por lo cual se determinó que para realizar ésta extracción no es conveniente utilizar bajas diluciones ni tamaños de partículas muy pequeños (tipo polvo), sin embargo, una mediana (1:24) o alta dilución (1:48) es la recomendable para la extracción, así como un tamaño de partícula grosero (16 mm”). Al desarrollar la Cromatografia en Capa fina, se tuvo como objetivo, separar e identificar los compuestos presentes en el producto obtenido, se separaron dos compuestos resultando ser, el esteviósido y rebaudiósido A. La presencia del esteviósido se demostró al ser comparado con la muestra patrón y mediante su Ry (0.49), y el rebaudiósido A, se identificó por su Rr(0.40). En cuanto a la evaluación sensorial se determinó que el esteviósido tiene gran poder edulcorante al ser comparado con la sacarosa (azúcar de caña) y otros edulcorantes comerciales, así también se determinó que la equivalencia de esteviósido en sacarosa, es decir, el poder edulcorante del esteviósido respecto a la sacarosa, es 290 veces más dulce que la sacarosaTesi

Universidad Nacional Agraria La Molina

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LAMOLINA / Facultad de Industrias Alimentarias "OBTENCION DE ESTEVIOSIDO EN POLVO A PARTIR DE HOJAS DE ESTEVIA (Stevia rebaudiana Bertoni)" Tesis para optar el titulo de INGENIERO EN INDlTSTRIAS ALIMENTARIAS Br. Jessica Marcia Delgado Alarcón Lima-Perú 2003 INDICE DE CONTENIDO RESUMEN l. INTRODUCCION II. REVJSION DE LITERATURA 2.1 Estevia 2 .1 . I . Generalidades 2 .1 .2. Descripción morfológica 2.1.3. Composición qtúmica 2.1.4. Propiedades 2.2 Edulcorante 2.2.1 Generalidades 2.2.2 Poder edulcorante 2.2.3 El poder edulcorante y la evaluación sensorial 2.2 .4 Edulcorantes de la Estevia 2.2.5 Síntesis de los edulcorantes de la Estevia Esteviósido 2.3.1. Generalidades 2.3.2. Composición 2.3 .3. Extracción a. Disolventes orgánicos Pag. 1 3 3 4 7 9 12 12 12 14 14 16 18 18 20 20 21 b. Medio acuoso c. co2 presurizado 2.4. Toxicidad de la Estevia y del Esteviósido 2.5. Altemativas de industrialización del esteviósido III. MATERIALES Y METODOS 3.1. Materiales e i.nsumos 3.1.1. Materia prima 3.1.2. Enzimas 3.2. Equipos, materiales y reactivos 3.2.1. Equipos 3.2.2. Materiales 3.2.3. Reactivos 3.3. Métodos de Análisis 3.3.1. Análisis Físico-químicos 3.3.2. Detemúnación de la actividad enzimática 3.3.3 . Análisis cromatográficos 3.3.4. Análisis sensorial 3.4. Metodología Experimental 3.4.1. Obtención del esteviósido 3.4.1.1. Diseño exp(:;rimental 21 22 22 24 28 28 28 28 29 29 30 30 3J 31 32 33 34 35 36 38 a. Estudio de la precipitación del este'-~ósi.co con metano] 39 b. Estudio de la influencia del pH en la purificación por intercambio iónico 39 c. Estudio de la clarificación- tamaño de partícula 42 d. Estudio del tamaño de partícula y dilución 44 3.4.1.2. Análisis estadistico 45 3.4.2 . Determinación de los compuestos presentes en el esteviósido extraído 46 3.4.3 . Evaluación sensorial 46 3.4 .3.1 . Análisis estadístico 47 IV. RESULTADOS Y DISClJSIÓN 48 4 .l. Determinación de la actividad enzimática 48 4. l. l . Actividad enz:imática de Celluclast l .5L 48 4.1.2. Actividad pectinasa de Ultraz:yme 1 OOG 50 4.2. Curva estándar de Esteviósido 51 4.3. Estudio de la precipitación del esteviósido con metano] 52 4.4. Estudio de la influencia del pH en la purificación por intercambio iónico 56 4.5. Estudio de la clarificación -- tamaño de partícula 65 4 .6. Estudio del tamaño de partícula- dilución 77 4.7. Evaluación de los compuestos presentes en el csteviósido en polvo por Cromatografia en Capa Fina o TLC 83 4.8. Evaluación sensorial del esteviósido 4.8.1 . Prueba de ordenamiento o ranking 4.8.2. Prueba triángulo V. CONCLUSIONES VI. RECOMENDACIONES VII. BIBLIOGRAFÍA ANEXOS 87 88 91 93 95 INDICE DE CUADROS Cuadro Pag. l . Constituyentes químicos de la estevia 9 2. Poder edulcorante de diferentes productos comerciales l3 3. Resultados experimentales del estudio de la precipitación con metano! en el rendimiento y concentración del producto obtenido 53 4. Resultados experimentales del estudio de la influencia de pH en la purificación por intercambio iónico 63 5. Análisis de la viscosidad cinemática en la hidrólisis enzimática 6 7 6. Resultados experimentales del estudio de la influencia de clarificación-tamaño de partícula en la transmitancia de los extractos 69 7. Resultados experimentales del estudio de la influencia de clarificación-tamat1o de partícula en el rendimiento del producto obtenido 72 8. Resultados experimentales del estudio de la influencia de clarificación-tamaño de partícula en la concentración del producto obtenido 9. Resultados experimentales del estudio de la influencia del tamaño de partícula - dilución en el rendimiento del producto obtenido 1 O. Resultados experimentales del estudio de la influencia del tamaño de partícula - dilución en la concentración del producto obtenido 75 i9 81 INDICE DE FIGURAS Figura Pag. l. Hojas de Estevía rebaudiana Bertoni 5 2. Principales glicósidos de la estevia: esteviósido (a) y rebaudiósido A (b) 8 3. Glicósidos presente en las hojas de Stevia rebaudiana Bertoni 16 4. Ruta de la síntesis de los glicósidos en la estevia 17 5. Camino biosintético para la síntesis de los glicósidos de esteviol ]8 6. Esquema de la interacción entre glicósido y receptor 19 7. Flujo de operaciones de la cromatografía en capa fina 34 8. Flujo del proceso de la evaluación sensorial 35 9. Flujo de operaciones para la obtención de esteviósido 37 10. Diseño experimental del estudio de la precipitación con metano] 39 11. Diseño experimental del estudio de la influencia del pH en la purificación 40 12. Esquema de la cromatografia de intercambio iónico 41 13. Diseño experimental del eshtdio de la clarificación-tamaño de partícula 43 14. Diseño experimental del estudio de tamaño de partícula-dilución 44 15. Curva estándar de glucosa 48 16. Curva de la actividad enzimática de Celluclast 1.5L 49 17. Curva de la actividad enzimática de Ultrazime 100G 50 18. Curva estándar de esteviósido 51 l <) . Efecto del uso del metano! en el rendimiento(%) y concentración (mg/mL) del producto obtenido 54 20. Cromatograma de la cinética de las fracciones obtenidas a pH 12.5 57 21. Cromatograma de la cinética de las fracciones Hevadas a pH 8.5 59 22. Cromatograma de la cinética de las fracciones llevadas a pH 9.5 60 23. Cromatograma de la cinética de las fracciones llevadas a pH 10.5 62 24. Efecto del pH en la purificación por intercambio iónico en la transmitancia (%),rendimiento(%) y concentración (mg!mL) 25. Efecto del uso de clarificantes comerciales (gelatina, bentonita y sol de sílice) en la transmitancia (%)durante la etapa de clarificación 70 26. Efecto del uso de clarificantes comerciales (gelatina, bentonita y sol de sílice) en muestras sometidas a tratamiento enzimático y sin enzimas en el rendimiento (%) en el producto obtenido 74 27. Efecto del uso de clarificantes comerciales (gelatina, bentonita y sol de sílice) en la concentración (mg/mL) del producto obtenido 76 28. Efecto del tamaño de partícula·dilución en el rendimiento(%) del producto obtenido 80 29. Efecto del tamaño de partícula-dilución en la concentración (mg/mL) del producto obtenido 82 30. Cromatograma en capa fma de los compuestos presentes en las tres mejores muestras de esteviósido obtenido y esteviósido patrón 84 .. 31. Cromatograma de los diversos azúcares comparado con la muestra desconocida 86 32. Cromatograma en capa fina de un extracto acuoso de estevia y tres azúcares incorporados 87 33. Resultados de la prueba de ordenamiento del poder edulcorante 89 

Obtención de esteviósido en polvo a partir de hojas de estevia (Stevia rebaudiana Bertoni)

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Obtención de esteviósido en polvo a partir de hojas de estevia (Stevia rebaudiana Bertoni)

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