Vol. 5 Núm. 2 / Julio Diciembre 202 4 Estudio de la estabilidad del colorante extraído a partir de flores de zapatico de la reina ( Clitoria ternatea ) en una bebida saborizada Study of the stability of the dye extracted from queen's slipper flowers ( Clitoria ternatea ) in a flavored beverage. Estudo da estabilidade do corante extraído das flores de ( Clitoria ternatea ) numa bebida aromatizada. Ayala Vera , Melany Madeline Universidad Técnica de Cotopaxi melany.ayala3909@utc.edu.ec https://orcid.org/0009 - 0006 - 0248 - 8937 Lascano Lascano, Jessenia María Universidad Técnica de Cotopaxi jessenia.lascano3765@utc.edu.ec https://orcid.org/0009 - 0002 - 2620 - 3108 Gavilánez Buñay, Tatiana Carolina Universidad Técnica de Cotopaxi tatiana.gavilanez@utc.edu.ec https://orcid.org/0000 - 0002 - 7422 - 3122 Casco Toapanta, Marjorie Gissela Universidad Técnica de Cotopaxi marjorie.casco7525@utc.edu.ec https://orcid.org/0000 - 0002 - 9868 - 9023 DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/ccri/v5/n2/596 Como citar: Ayala Vera, M. M., Lascano Lascano, J. M., Gavilánez Buñay, T. C., & Casco Toapanta, M. G. (2024). Estudio de la estabilidad del colorante extraído a partir de flores de zapatico de la reina (Clitoria ternatea) en una bebida saborizada. Código Científico Revista De Investigación , 5(2), 1516 1536. https://doi.org/10.55813/gaea/ccri/v5/n2/596 . Recibido: 30 / 1 1 / 202 4 Aceptado: 19 / 1 2 / 202 4 Publicado: 3 1 / 12 /202 4
Código Científico Revista de Investigación Vol. 5 Núm. 2 / Julio Diciembre 202 4 1517 Resumen Esta investigación fue realizada con el objetivo de aprovechar la flor de Clitoria ( Clitoria ternatea ) y evaluar la resistencia del colorante en la preparación de una bebida saborizada, mediante espectrofotometría. Los análisis se llevaron a cabo según las NTE - INEN para determinar pH, ºBrix, concentración de sales, sólidos totales y conductividad. Se apli có un diseño factorial (AxB), con seis tratamientos considerando dos condiciones de luz (oscuridad y luz LED) y tres temperaturas (5 °C, 28 °C y 35 °C), to dos los tratamientos con tres repeticiones. La medición de las variables fue tomada durante 15 días y se estableció las diferencias estadísticas entre las medias de los tratamientos mediante la prueba de Tukey (p>0,05). Los resultados indicaron que el trat amiento más estable fue el almacenado en oscuridad a 5°C, con una variación mínima en los parámetros evaluados. La metodología incluyó dos métodos de extracción (agitación y maceración), determinándose que la agitación tuvo mayor eficiencia, logrando una c oncentración de antocianinas de 16,53 mg/L. Este estudio concluyó que las condiciones de almacenamiento (luz LED y oscuridad) y temperatura influyen significativamente en la estabilidad del colorante natural, destacando la viabilidad de su uso en bebidas s aborizadas. Palabras clave: Absorbancia, antocianinas, Clitoria ternatea , estabilidad, NTE - INE Abstract This research was carried out with the objective of taking advantage of the Clitoria flower ( Clitoria ternatea ) and evaluating the resistance of the colorant in the preparation of a flavored beverage, by means of spectrophotometry. The analyses were carried out according to NTE - INEN to determine pH, ºBrix, salt concentration, total solids and conductivity. A facto rial design (AxB) was applied, with six treatments considering two light conditions (dark and LED light) and three temperatures (5 °C, 28 °C and 35 °C), all treatments with three replicates. The measurement of the variables was taken durin g 15 days and statistical differences between the means of the treatments were established using Tukey's test (p>0.05). The results indicated that the most stable treatment was the one stored in darkness at 5°C, with minimal variation in the parameters eva luated. The methodology included two extraction methods (agitation and maceration), determining that agitation had greater efficiency, achieving an anthocyanin concentration of 16.53 mg/L. This study concluded that storage conditions (LED light and darknes s) and temperature significantly influence the stability of the natural colorant, highlighting the feasibility of its use in flavored beverages. Keywords: Absorbance, anthocyanins, Clitoria ternatea, stability, NTE - INE. Resumo Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de utilizar a flor de Clitoria ( Clitoria ternatea ) e avaliar a resistência do corante no preparo de uma bebida aromatizada, por meio de espetrofotometria. As análises foram realizadas de acordo com a NTE - INEN para determinação do pH, ºBrix, concentração de sais, sólidos totais e condutividade. Foi aplica do um delineamento fatorial (AxB), com seis tratamentos considerando duas condições de luz (escuro e luz LED) e três temperaturas (5 °C, 28 °C e 35 °C), todos os tratamentos com três repetições. A medição das variáveis foi efectuada durante 15 dias e as di ferenças estatísticas entre as médias dos tratamentos foram estabelecidas através do teste de Tukey (p>0,05). Os resultados indicaram que o tratamento mais estável foi o que foi armazenado no escuro a 5°C,
Código Científico Revista de Investigación Vol. 5 Núm. 2 / Julio Diciembre 202 4 1518 com uma variação mínima nos parâmetros avaliados. A metodologia incluiu dois métodos de extração (agitação e maceração), tendo sido determinado que a agitação teve uma maior eficiência, alcançando uma concentração de antocianinas de 16,53 mg/L. Este estudo concluiu que as condições de armazenamento (luz LED e escuridão) e a temperatura influenciam significativamente a estabilidade do corante natural, evidenciando a viabilidade da sua utilização em bebidas aromatizadas. Palavras - chave: Absorvância, antocianinas, Clitoria ternatea , estabilidade, NTE - INE. Introducción La Clitoria Ternatea (CT), también llamado frijol mariposa o guisante de mariposa, es una especie perenne de la familia Fabaceae , originariamente de Asia, pero ahora distribuida en diversas regiones del mundo. Sus flores de color azul miden aproximadamente de 4 cm de longitud y 3 cm de anchura, y la planta es fácil de cultivar, aunque tiene un ciclo de vida relativamente corto. Es una planta tropical que prospera en temperaturas de entre 19 y 28 ºC y requiere niveles moderados de agua (700 - 1500) mm anuales. Esta especie puede sobrevivir entre 7 y 8 meses, incluso en condiciones de sequía (Weerasinghe y Perera 2022) . Aunque se cultiva a pleno sol, tiene una floración abundante y no necesita suelos altamente fértiles, adaptándose bien a suelos de fertilidad moderado, especialmente sin son arcillosos. La planta es tolerante a períodos de sequía, aunque requiere riego reg ular para un crecimiento óptimo (Oguis, 2019) . CT es rica en compuestos de antocianina, los cuales son responsables del color azul intenso de su flor, por lo que se emplea como colorante en la industria alimentaria. Sin embargo, la antocianina es uno de los colorantes alimentarios más inestables en la naturaleza, y su estabilidad se ve afectado por condiciones como la temperatura, el pH y otras actividades enzimáticas Vidana (2022) , además, no solo contiene antocianina como compuestos antioxidantes, sino también otros potentes antioxidantes como flavonoides, ácidos fenólicos, procianidina y glucósidos de flavonol, teniendo varias aplicaciones en el área medicinal y beneficios para l a salud, como ayudar en la digestión, mejorar la vista, bajar la presión arterial
Código Científico Revista de Investigación Vol. 5 Núm. 2 / Julio Diciembre 202 4 1519 y dar luminosidad a la piel (Jamil, 2018) . Además de su popularidad por lo antioxidantes, es rica en compuestos bioactivos como taninos, resinas, esteroides, saponinas, triterpenoides y xantenos (Manjula, 2013). Jamil (2018) detalla los compuestos bioactivos presentes en raíces, tallos, hojas y flores CT, con potencial como agentes antimicrobianos. El objetivo principal de esta investigación es evaluar la estabilidad del colorante extraído de flores de CT en una bebida saborizada a través de técnicas espectrofotométricas y experimentales durante el tiempo de estudio. Metodología Obtención de material vegetal Se llevó a cabo l a recolección de las flores CT provenientes del jardín de pastos y forrajes perteneciente al proyecto FIASA - CA - 2023 - 013 (Fondo de Investigación para la Agrobiodiversidad, Semillas y Agricultura Sustentables en Ecuador) en el centro experimental Sacha Wiwa perteneciente a la U niversidad Técnica de Cotopaxi , extensión La Maná, localizado en el sector Guasaganda, Ecuador, a una altura de 200 a 1150 msnm con temperaturas de 23°C a una superficie de 398 km según GAD Guasaganda (2023) . Para este experimento se recolectaron flores en buen estado sin plagas, enfermedades, ni lesiones las cuales fueron transportadas en fundas herméticamente selladas. Secado del material vegetal Se realizó según el método sugerido por Jurado (2020) . Como material vegetal se utilizaron flores de CT las cuáles se almacenaron por 12 horas en el cuarto frío del laboratorio de germoplasma a 4°C, posteriormente secadas a 42°C. El ciclo de secado se realizó en una estufa marca BIOBASE BJPX - H30 .
Código Científico Revista de Investigación Vol. 5 Núm. 2 / Julio Diciembre 202 4 1520 Extracción del colorante por agitación y maceración La metodología que se empleó para el proceso de elaboración del extracto de las flores de CT c onsist en someter el polvo extraído a dos sistemas tradicionales de extracción sólido - líquido, la primera es la técnica por agitación y la segunda por maceración, para su posterior cuantificación por espectrofotometría, teniendo en cuenta la precisión de los mét odos (Flores, 2017). En cuanto a la extracción por agitación, se utilizó el método de Jurado (2020) . En un vaso de precipitación se preparó una mezcla de 1 miligramo (mg) de material vegetal con 10 mL de una solución etanol: agua (60:40) , manteniendo una relación 1/10 entre el material vegetal y el disolvente . Luego, se sometió a agitación constante a 300 rpm durante 40 minutos a 3 0°C. Finalmente, se filtró El colorante para eliminar l os residuos de materia vegetal remanente. Para el método de maceración se aplicó según el método de Quinatoa (2022) . En un vaso de precipitado , se mezclaron 1 mg de muestra de material vegetal con 10 mL de una solución de una solución etanol: agua en una proporción de 60:40 , con una relación de 1/10 entre el material vegetal y el disolvente. El material fue filtrado para eliminar residuos remanentes. La determinación del método de extracción más eficiente se efectu ó mediante un espectrofotómetro UV/VIS marca BIOBASE BK - S360 , de acuerdo con la m etodología de Ozaeta (2015) . Se realizó el análisis en un grado espectral de longitud de onda entre 400 650 nm , considerando la absorbancia máxima del colorante . Como se muestra en la figura 1. Preparación de la bebida saborizada Con el fin de evaluar la estabilidad del colorante obtenido se preparó una bebida saborizada de acuerdo con la propuesta de Jiménez (2022) y cumpliendo con lo s requisitos por
Código Científico Revista de Investigación Vol. 5 Núm. 2 / Julio Diciembre 202 4 1521 la norma NTE INEN 2304, (2017) con relación al pH, lo que le dio lugar a l siguiente procedimiento. Se calentó 1 litro de agua hasta alcanzar una temperatura de 80 °C en condiciones controladas por un lapso de 30 minutos. Posterior a esto según la formulación de la tabla 1 se elabor ó el jarabe añadiendo azúcar, ácido cítrico y un agente saborizante al agua calentada previamente para asegurar una d isolución homogénea de los componentes. El agua se enfrió hasta alcanzar una temperatura de 20 °C para agregar el colorante que se obtuvo. F inalmente , se incorporó el pre servante según el procedimiento descrito por Marcano (2018). Se vertió el compuesto obtenid o en un frasco de vidrio de 60 ml previamente sometida a esteriliza ción . En cuanto a la composición de los ingredientes utilizados en la formulación para la bebida saborizada en relación a 1 litro de agua, se usó principalmente agua (88,54%), luego se le añadió azúcar (11,00%), saborizante (0,33%), acido cítrico (0,10%), colora nte (0,01%) y preservante (0,02%). Tratamientos La bebida saborizada elaborada a partir de la flor CT fue almacenada bajo dos condiciones de exposición (oscuridad y luz LED ) durante un período de 15 días para cada condición, y se realizó a tres temperaturas controladas (5°C, 28°C y 35°C). Se tomaron 5ml de muestra de cada grupo experimental para la medición de las variables correspondientes (Silva, 2023a). Medición de los parámetros Después de haber formulado los diferentes tratamientos se realizó las mediciones por 15 días de los parámetros físico - químicos, mientras que los microbiológicos (aerobios mesófilos) el conteo se realizó al final. A continuación, se detallan los parámetros: Medición de iones de hidrógeno (pH): Se evaluaron según la norma establecida para los iones de hidrógeno. Para ello, se colocarán 10 ml de una bebida saborizada que contiene el
Código Científico Revista de Investigación Vol. 5 Núm. 2 / Julio Diciembre 202 4 1522 colorante, en un beaker y se introdujo los electrodos en la muestra para su análisis . Se registr ó el valor i ndicado por el medidor y se realiz ó una medición por duplicado (NTE INEN 2304, 2017). Análisis de sólidos solubles (°Brix): S e procedió según lo establecido por la norma, con modificaciones, se colocó 10 ml de la bebida saborizada en un vaso de precipita do dejando caer 3 gotas en un refractómetro opti refractometer a 20°C (NTE INEN 1083:1984, 2013a). Determinación de conductimetría: Se evaluaron según la norma establecida para conductimetría. Para ello, se colocaron 10 ml de bebida saborizada que contenía el colorante, se colocó en un vaso de precipitación y se insert ó los electrodos en la muestra. Se registr ó el valor indicado por el medidor y se realizó la medición por duplicado (NTE INEN 2304, 2017). Solidos totales y disueltos (TDS): Se analizaron las sales en la bebida saborizada de acuerdo con la norma establecida. Para ello, se colocaron 10 ml de la bebida en un recipiente de precipitación, y se insertó el electrodo del dispositivo para medir la muestra ya que debe mantener una numeración minina requerido de solidos totales según lo especificado para asegurar la consistencia y calidad del producto (NTE INEN 382, 2013). Medición concentración de sales: Se evaluaron las sales presentes en la bebida saborizada de la flor de CT según lo establecido en la norma. Para ello, se colocaron 10 ml de la bebida en un vaso de reacción. Posteriormente, se realizó el análisis químico correspondiente, registrando los r esultados, y se repitió la medición por duplicado para garantizar la precisión de la bebida (NTE INEN 2200, 2017). Análisis de aerobios: El análisis de aerobios mesófilos, se realizó conforme a la NTE INEN 1529 - 5 (2012) junto con los cálculos correspondientes mediante la ecuación establecida, respectivamente. Se empleó en medio de cultivo Plate Count Agar (PCA), se incubó las placas a 35 ºC durante 2 días, el conteo se realizó en un contador de colonias marca Boeco German y.
Código Científico Revista de Investigación Vol. 5 Núm. 2 / Julio Diciembre 202 4 1523 Los resultados obtenidos se expresaron en número estimado sobre centímetros cúbicos (NE/ cm 3 ). = Ecuación 1. Fórmula para recuento de mesófilos aerobios En el cual : c: suma de las colonias identificadas en las placas V: volumen inoculado en cada placa n: número de placas seleccionadas d: factor de dilución de la suspensión inicial o de la primera dilución inoculada o seleccionada Cuantificación de antocianinas por espectrofotometría: Se colocó la muestra de la bebida en la celda de cuarzo de 1 cm y se realizó el análisis en un intervalo de longitud de onda de 600 nm por triplicado (NTE INEN 1727, 2011) El contenido de antocianinas se calcul ó utilizando la e cuación 2 propuesta por Martínez (2011) , usando el extracto líquido y filtrado de l os dos métodos (agitación y ultrasonido) y registrando la máxima absorbancia alcanzada . = 푃푀 퐹퐷 1000 ε ( 1 ) Ecuación 2 . Contenido de antocianinas En el cual