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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
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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,
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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
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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
.
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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
ió
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
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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
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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.
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1523
Los resultados obtenidos se expresaron en número estimado sobre centímetros cúbicos
(NE/
cm
3
).
푁
퐸
=
∑
푐
푉
∗
푛
∗
푑
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
.
퐶
=
퐴
∗
푃푀
∗
퐹퐷
∗
1000
ε
(
1
)
Ecuación
2
.
Contenido
de antocianinas
En el cual