Métodos de extracción – extracción de cafeína

MÉTODOS DE EXTRACCIÓN – EXTRACCIÓN DE

CAFEÍNA

Julian Castrillon-1170048071, Alejandro cubides-161104082, Daniel Montoya-161148183

Ingeniería Ambiental, Facultad de recursos naturales y agropecuarios

Universidad de los Llanos

Vereda Barcelona, km 12 vía a Puerto López, Villavicencio 500017, Meta, Colombia.

1 jfcastrillon@unillanos.edu.co, 2 lacubides@unillanos.edu.co,3 damontoya@unillanos.edu.co

RESUMEN

La extracción de cafeína es un proceso común en la industria alimentaria y farmacéutica. En esta práctica de laboratorio, se llevó a cabo el proceso de extracción de la cafeína presente en el café y utilizando el método de decantación y filtración al vacío. La cafeína es una sustancia estimulante que se encuentra en varios alimentos y bebidas, y su extracción puede ser útil tanto para fines de investigación como para la producción de alimentos y medicamentos. Durante la práctica, se utilizaron técnicas de extracción líquido-líquido para separar la cafeína de las soluciones de café. Se analizó el % de cafeína en la muestra teniendo en cuenta los volúmenes utilizados,

Palabras clave: Extracción, cafeína, separación, decantación, filtración.

INTRODUCCIÓN

La extracción de cafeína es una práctica común en la industria alimentaria y de bebidas, ya que la cafeína es un estimulante natural que se encuentra en muchos alimentos y bebidas, como el café, el té y los refrescos. La extracción de cafeína se realiza para varios propósitos, como la eliminación de la cafeína de los productos para aquellos que quieren evitar, la concentración de la cafeína para su uso en suplementos dietéticos y la determinación de la cantidad de cafeína presente en un producto. La extracción de cafeína se puede realizar utilizando diferentes métodos, como la extracción con solventes orgánicos o la extracción con dióxido de carbono supercrítico. Estos métodos implican el uso de diferentes sustancias químicas y equipos, y es importante seguir las normas de seguridad adecuadas al realizar cualquier tipo de extracción (Oliveira, L. A., et al. 2013).

Esta práctica tiene como objetivo aplicar las técnicas de extracción, separación y purificación de compuestos orgánicos, en principios activos de muestras vegetales, extraer cafeína de diferentes muestras, conocer los efectos de la cafeína en el organismo y evaluar la efectividad de los métodos y actividades desarrolladas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Los materiales utilizados en esta práctica fueron:

• Balanza
• Embudo de decantación
• 3 Vasos de precipitados de 400, 250, 150mL
• 3 Erlenmeyer de 125mL
• Probeta de 50 mL
• Vidrio de reloj
• Agitador
• Embudo de vidrio
• Papel indicador de pH
• Placa de calentamiento
• Equipo de destilación sencilla // Rotavapor
• Equipo para cromatografía

Reactivos:

• Muestras de café o gaseosa
• Carbonato de calcio
• NaOH 5%
• Éter etílico
• Éter de petróleo
• Cloroformo
• Diclorometano
• Ácido salicílico
• Metanol
• Sulfato de sodio anhidro
• Tolueno

Metodología

EXTRACCIÓN DE CAFÉ TOSTADO

En un vaso de precipitados de 250 mL se pesaron 10 g de café y se adicionaron 50 mL de agua hirviendo, se calentaron por unos 5 minutos más con agitación constante. La solución (café) se filtró en caliente a través de un papel de filtro con pliegues, teniendo la precaución de que no pasara el residuo de café al papel de filtro.

Se repitió dos veces más con 30 mL de agua caliente cada vez y enfrió la solución a temperatura ambiente.

• Extracción líquido-líquido

Una vez se enfrió el café se colocó en un embudo de decantación de 250 mL y se realizó la extracción adicionando 15 mL de diclorometano en el embudo de decantación.

Se tomó el embudo agitando suavemente, luego se abrió la llave de paso que permitió la salida del gas evitando un aumento de presión en el embudo.

Se colocó el embudo en el aro y dejó decantar las soluciones, una vez se vio clara la separación de las fases, se recogió la fase orgánica (diclorometano) en un Erlenmeyer.

Se repitió tres veces la operación de extracción sobre la fase acuosa (café), con 15 mL de diclorometano cada vez, uniendo todos los extractos orgánicos.

En el caso de la solución acuosa (café) se separó el disolvente del agua y en el caso de la fase orgánica (diclorometano) se separó muy bien del agua; una vez finalizado todo el procedimiento de decantación se descartó adecuadamente la fase acuosa (cafe).

A la fase orgánica (diclorometano), se le adicionó 3 g de sulfato de sodio anhidro, (con el objetivo de remover el agua que aún pudiera tener la fase orgánica) se dejó reposar por 5 min y se filtró.

Luego se destiló el diclorometano al baño de María en el evaporador rotatorio, dejando un volumen de aproximadamente 5 mL en el balón de destilación. El diclorometano destilado se colocó en un recipiente para su posterior recuperación.

El residuo del balón de destilación (cafeína), se transfirió a un frasco pequeño previamente pesado, se dejó destapado evaporando el resto del disolvente sin descomponer la cafeína. Una vez se evaporó el disolvente se pesó nuevamente el frasco y con estos datos se determinó la cantidad de cafeína extraída.

CRISTALIZACIÓN

Se pasó el sólido obtenido a un vaso de precipitados de 50 mL y se disolvió completamente en acetona caliente (calentado en baño de maría) y con agitación constante se agregó gota a gota éter de petróleo hasta la aparición permanente de una coloración blanca en la solución. Luego se añadió gota a gota acetona hasta que la solución se vio transparente. Al enfriar la solución los cristales de cafeína se van formando; luego se filtró al vacío dejando secar los cristales, se pesó el sólido obtenido y se determinó el rendimiento de la cristalización; así como el rendimiento con respecto a la cantidad de material vegetal de partida.

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