ESPECTROSCOPÍA VISIBLE: CUANTIFICACIÓN DE TARTRAZINA EN JUGO DE NARANJA COMERCIAL

ESPECTROSCOPÍA VISIBLE: CUANTIFICACIÓN DE TARTRAZINA EN JUGO DE NARANJA COMERCIAL

 Julián Andrés Monroy*; Luisa Fernanda Otero; Luz Ángela Restrepo.

Facultad de Ciencias Básicas, Programa de Química Farmacéutica, Universidad Santiago de Cali

* julian.monroy02@usc.edu.co

2020

RESUMEN

La siguiente práctica tuvo como objetivo determinar cuantitativamente la cantidad de tartrazina presente en jugos comerciales, utilizando el método de espectroscopía visible. Para ello se preparó una solución madre (stock) y a partir de esta se prepararon 5 soluciones con diferentes concentraciones, a las 5 soluciones estándar se les midió la absorbancia, acto seguido se le realizó el método de centrifugado a la solución problema (jugo de naranja comercial) y se sacaron 15 ml de la solución sobrenadante a la cual se le midió la absorbancia. Con la curva de calibración obtenida se deduce que la cantidad de tartrazina...

PALABRAS CLAVES: Espectroscopía visible, tartrazina, longitud de onda, concentración, absorbancia.

ABSTRACT

The following practice aimed to quantitatively determine the amount of tartrazine present in commercial juices, using the visible spectroscopy method. For this, a stock solution (stock) was prepared and from this 5 solutions with different concentrations were prepared, the absorbance of the 5 standard solutions was measured, followed by the centrifugation method to the problem solution (commercial orange juice) and 15 ml were taken out of the supernatant solution to which the absorbance was measured. With the calibration curve obtained it can be deduced that the amount of tartrazine...

KEYWORDS: Visible spectroscopy, tartrazine, wavelength, concentration, absorbance

INTRODUCCIÓN

La tartrazina, es uno de los colorantes artificiales más empleados en la industria de los alimentos y pertenece a la familia de los colorantes azoicos, dicho colorante le da a los alimentos y bebidas un color amarillento [1]. Su tono amarillo intenso, comúmente es mezclado con otros colorantes como con azul brillante, para conseguir tonos verdozos; lo cual hace a este producto bastante valorado [2]. Sin embargo, este producto ha captado atención especial, ya que produce efectos alergénicos lo cual hace que sea de los pocos aditivos que se debe declarar independientemente en las etiquetas. [3]

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Figura 1. Estructura de la tartrazina

La tartrazina al igual que los demás compuestos orgánicos son capaces de absorber la radiación, ya que todos estos compuestos contienen electrones de valencia que pueden ser excitados a niveles de energía superiores. Los enlaces sigma de estos compuestos se pueden excitar solo con energía proveniente del ultravioleta. [4]

La espectrofotometría, es una técnica usada para la detección de moléculas específicas y es una de las más utilizadas. Se caracteriza por su precisión, sensibilidad y su aplicabilidad a moléculas de distinta naturaleza (contaminantes, biomoléculas, etc) y estado de agregación (sólido, líquido, gas). El fundamento fisicoquímico de esta técnica, se resume en que las moléculas pueden absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía interna, por otra parte,  la mecánica cuántica dice que la luz está compuesta de fotones cada uno de los cuales tiene una energía, cuando decimos que una sustancia química absorbe luz de longitud de onda (λ), esto significa que las moléculas de esa sustancia absorben fotones de esa longitud de onda, cuando sucede esto, la molécula  se excita pasando un electrón de un orbital del estado fundamental a un orbital excitado de energía superior, por consiguiente, la molécula almacena la energía del fotón, como la energía se conserva, la diferencia de energía entre el estado fundamental de la molécula y su estado excitado debe ser exactamente igual a la energía del fotón; cada molécula tiene una serie de estados excitados discretos (o bandas) que dependen de su estructura electrónica y que la distinguen del resto de moléculas. Como consecuencia, el espectro de absorción, constituye una verdadera señal de identidad de cada sustancia o molécula.

Un espectrómetro, es un instrumento que mide los espectros de absorción, los instrumentos a usar constan de una fuente de luz “blanca” caracterizada por un espectro de emisión continuo en un intervalo amplio de longitudes de onda y de un monocromador que actúa como filtro óptico transmitiendo un haz de luz de longitud de onda fija e intensa; este haz de luz penetra en la celda de análisis donde se encuentra la muestra, además un detector sensible a la luz mide la intensidad del haz a la salida.

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Figura 2.

La intensidad del haz de luz se va atenuando a medida que atraviesa la celda debido a la absorción de las moléculas de la muestra, el ritmo de absorción depende de la intensidad inicial de luz y de la concentración de moléculas. [5]. El agua es el disolvente para los compuestos solubles en agua o el etanol para compuestos orgánicos solubles. Los disolventes orgánicos pueden tener una significativa absorción de UV, por lo que no todos los disolventes son adecuados para su uso en espectrometría UV. El etanol absorbe muy débilmente en la mayoría de longitudes de onda. La polaridad y el pH del disolvente pueden afectar la absorción del espectro [6]. Los objetivos de esta práctica es poder tener un manejo correcto de los instrumentos y poder con ellos cuantificar la concentración de tartrazina que se encuentra en jugos comerciales.

METODOLOGÍA

Para realizar la práctica, se preparó una solución madre (stock) de tartrazina a una concentración de 100ppm, luego se prepararon 5 diluciones a diferentes concentraciones partiendo de la solución madre; a las cuales se les midió la absorbancia por triplicado a una longitud de onda de 425nm. Posteriormente, se centrifugaron 4 muestras de jugo de naranja en tubos para centrífuga de 15mL, pasados los 30 min se tomaron 15mL del sobrenadante del jugo centrifugado y se aforó en un balón de 100mL. Por último, se llevó al espectrofotómetro la muestra del jugo, pero antes de medir su absorbancia se calibró con el blanco a 425nm.

 CÁLCULOS PREVIOS

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Cálculo 1. Solución madre (stock)

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Cálculo 2. Primera dilución

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Cálculo 3. Segunda dilución

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Cálculo 4. Tercera dilución

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Cálculo 5. Cuarta dilución

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Cálculo 6. Quinta dilución

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

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Figura 3. Espectro de absorción de la tartrazina

El barrido espectral, es un método que se utiliza para encontrar a qué longitud de onda se presenta una mayor absorbancia o un punto máximo de absorción, para esto se varía la longitud de onda dentro de un intervalo. En este caso, como se puede observar en la figura 1 la tartrazina posee una mayor absorbancia de luz ultravioleta (radiación) cuando se mide con una longitud de onda de 425nm. Por lo cual, en esta práctica se trabajó con dicha longitud de onda.

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