UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SANMARCOSFACULTAD DE QUIMICA E
INGENIERIA QUMICAE.A.P DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
LABORATORIO N2: DETERMINACIN DE CAFENAS EN BEBIDAS
GASIFICADASPROFESOR: Quim. MARIA ANGELICA RODRIGUEZ BESTCURSO:
LABORATORIO DE ANALISIS INSTRUMENTALALUMNOS:1. GONZALES ESCALANTE
ANDRS2. VILA CASTRO ROCIO KORINA
HORARIO: MARTES 8:00 -12:00 h
INDICE
I.INTRODUCCION3II.OBJETIVOS4III.MARCO TEORICO4IV.MATERIALES Y
EQUIPOS12V.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL13VI.DATOS15VII.EJEMPLO DE
CALCULOS19VIII.RESULTADOS20IX.DISCUSION DE
RESULTADOS23X.CONCLUSIONES24XI.BIBLIOGRAFIA24
I. INTRODUCCION
La cafena es la sustancia psicoactiva ms ampliamente utilizada
en el mundo, y su consumo para favorecer la alerta y aliviar el
cansancio no produce dao en la mayora de las personas. Aunque ms
dbil que otros estimulantes, la cafena comparte ciertos sntomas de
la intoxicacin, tolerancia y abstinencia causados por esas
sustancias en algunos individuos. La determinacin de cafena tiene
mucha importancia debido a su uso en la industria farmacutica y en
la industria de alimentos, ya sea como ingrediente en la elaboracin
de refrescos y bebidas energticas o por su presencia en productos
como el t, el mate, el cacao y el caf. Debido a su variada
presencia existen diferentes tcnicas de anlisis.En el presente
estudio se realiz la cuantificacin de los niveles de cafena
presentes en las bebidas carbonatadas.La cuantificacin de cafena se
realiz por medio de la aplicacin del mtodo de Espectrofotometra UV-
VISIBLE
II. OBJETIVOS
GENERAL Determinar por medio de tcnicas espectrofotomtricas
actuales la cantidad de cafena en bebidas carbonatadas de mayor
consumo por nios en edad escolar y preadolescentes de colegios
privados de la ciudad capital. ESPECFICO Analizar, cientfica y
experimentalmente, las diferentes muestras, haciendo uso de un
espectrofotmetro UV/VIS de doble haz. Comprobar por medio de una
muestra representativa que los diferentes lotes de bebidas
carbonatadas contengan la cantidad en las etiquetas
III. MARCO TEORICO
Las bebidas carbonatadas, no alcohlicas, se consideran como un
lquido burbujeante y refrescante al que se le ha agregado cierta
mezcla de ingredientes con el fin de satisfacer las preferencias de
las personas que las consuman. Contienen dixido de carbono
disuelto, saborizantes, colorantes, etc. A pesar de ser un producto
competitivo en el mercado, algunos de los ingredientes que posee
son nocivos al organismo si se consumen en exceso ya que puede
producir daos a corto y largo plazo en la salud.Alcaloide
(C8H10O2N4H2O) del caf, el t, el cacao y otras plantas. Tambin
contienen la mayora de los refrescos de cola. Es una purina. La
cafena es una xantina metilada, posee una estructura 1,3,7
trimetilxantina. Las metilxantinas poseen una escasa solubilidad,
aunque sta se intensifica mucho por la formacin de complejos con
muy diversos compuestos. Los complejos ms notables son los que se
forman entre la teofilina y la etilendiamina. La formacin de sales
dobles en complejo o sales verdaderas tambin mejora su
hidrosolubilidad.Instrumentacin para la medicin de absorbancias de
la luz visible y ultravioleta: espectrofotmetro UV-visible:La
medicin de absorbancia de la luz por las molculas se realiza en
unos aparatos llamados espectrofotmetros. Aunque pueden variar en
diseo, en especial con la incorporacin de ordenadores para el
anlisis de datos, todos los espectrofotmetros constan, segn se
indica en la figura, de:- Una fuente de energa radiante: lmpara de
deuterio y tungsteno.- Un monocromador para la seleccin de
radiaciones de una determinada longitud de onda: filtros, prismas,
redes de difraccin.- Un compartimento donde se aloja un recipiente
transparente (cubetas o tubos) que contenga la muestra Pueden ser
de vidrio, cuarzo o plstico transparente. Para medir en UV se deben
usar las de cuarzo o slice fundido, porque el vidrio no transmite
la radiacin UV.- Un detector de luz y un amplificador convertidor
de las seales luminosas en seales elctricas.- Un registrador o
sistema de lectura de datos.Desde el punto de vista operativo, el
primer paso es seleccionar la fuente de luz y longitud de onda a la
que se va a realizar la medida. Hay espectrofotmetros de un solo
haz (con una sola celdilla para alojar la cubeta con la muestra) y
de doble haz (con dos celdillas para dos cubetas); (*) en nuestro
caso se trabaj con un equipo de doble haz y por lo tanto de dos
cubetas.No necesita estar colocando y sacando el blanco,
simplemente se coloca el blanco en una celda y en la otra los
estndares, todo esto primero para construir la curva patrn. Curvas
de Calibrado:Para obtener una curva de calibrado de un compuesto se
preparan soluciones de diferentes concentraciones del mismo,
determinndose para cada una de ellas el valor de absorbancia a max.
Estos valores de absorbancia se representan en el eje de abscisas
(eje de x) y los de concentracin en el eje de ordenadas (eje de y).
Se observar que, a bajas concentraciones, el aumento de
concentracin se corresponde con un incremento lineal en la
absorbancia (zona de cumplimiento de la ley de Lambert-Beer). A
concentraciones altas la linealidad se pierde y se observa que la
lnea se aplana, por lo que las medidas son poco fiables.
La representacin de Lambert-Beer, A = cl, nos permitir calcular
el valor del coeficiente de extincin molar, que corresponde a la
pendiente de la recta.
IV. MATERIALES Y EQUIPOS
Equipos:
01 Espectrofotmetro UV 1700 - SHIMADZU. Agitador magntico.
A la izquierda se observa el equipo de espectrofotometra
UV-1700-SHIMADZU; y a la derecha se observa el agitador magntico
para desgacificar las muestras de gaseosa.
Materiales:
04 vasos de 50 mL. 02 fiolas de 25 mL. 04 fiolas de 50 mL. 02
fiolas de 10 mL. 01 pipeta volumtrica de 1 mL. 01 pipeta volumtrica
de 2 mL. 01 pipeta volumtrica de 5 mL. 01 pipeta volumtrica de 3
mL. 01 propipeta.
Reactivos:
Estndar de cafena. Agua destilada. 04 Muestras de bebidas
gasificadas (guarana, inka kola, 7up y red bull)
V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
A. PREPARACIN DE LA MUESTRA:
Colocar 50 mL de la bebida gasificada en un vaso de 100 mL,
luego desgacificar en un agitador magntico por 15 minutos.(excepto
con el red bull) Tomar 1 mL de la bebida desgacificada y llevar a
volumen de 50 mL en una fiola con agua detilada.
B. PREPARACIN DE ESTNDARES:
Pesar 0,100 g de cafena y llevar a fiola de 100 mL. Enrasar con
agua destilada. Tomar 1 mL de la solucin anterior y llevar a
volumen de 100 mL en fiola con agua destilada. (patrn A: 10 ppm).
Tomar del patrn A 5 mL y llevar a fiola de 50 mL. Enrasar con agua
destilada. Tomar del patrn A 3 mL y llevar a fiola de 10 mL.
Enrasar con agua destilada. Tomar del patrn A 5 mL y llevar a fiola
de 10 mL. Enrasar con agua destilada.
C. PROCEDIMIENTO PARA LA OPERACIN DEL ESPECTROFOTMETRO
ULTRAVIOLETA VISIBLE UV 1700, SHIMADZU:
Encender el supresor de picos y el estabilizador. Antes de
encender el espectrofotmetro retirar del compartimiento de muestra
la bolsa que contiene el desecante. Encender el espectrofotmetro,
levantar la pantalla y esperar a que se realice la verificacin del
instrumento. Encender la computadora. Presionar el espectrofotmetro
F4 (PC CONTROL) y cerrar la pantalla. Ingresar al software UV PROBE
haciendo clic en el cono UV PROBE. Ingresar al modo SPECTRUM y
hacer clic en CONECT, luego seleccionar BASELINE para hacer la
correccin de la lnea base (rango: 190 400 nm). Colocar en el
compartimiento de muestra las celdas (muestra y referencia) con el
blanco y presionar AUTOZERO.
D. DETERMINACIN DE LA LONGITUD DE ONDA DE LA CAFENA:
Colocar en el compartimiento de la muestra uno de los patrones.
Presionar START. Seleccionar la longitud de onda de la cafena.
Retirar el patrn del compartimiento de muestra y descartar lan
solucin. Ir al modo PHOTOMETRIC, seleccionar METHOD e ingresar el
valor obtenido de la longitud de onda de la cafena. Llenar la tabla
con el blanco (BK) y los estndares (ST1; ST2; ST3). Colocar
nuevamente le blanco en las 2 celdas. Hacer click en blanco (BK) y
luego click en READ. Retirar el blanco del compartimiento de
muestra y descartar.
E. TRAZAR LA CURVA CON LOS ESTNDARES DE 1, 3, 5 y 10 ppm:
Colocar en la celda de muestra el estndar de 1 ppm y hacer click
en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la celda 2 veces con
la solucin estndar de 3 ppm y llenarla. Colocar en la celda de
muestra el estndar de 3 ppm y hacer click en READ. Retirar y
descartar la solucin. Lavar la celda 2 veces con la solucin estndar
de 5 ppm y llenarla. Colocar en la celda de muestra el estndar de 1
ppm y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin.
F. LECTURAS DE LAS MUESTRAS:
Llenar la tabla con las muestras (M1; M2; M3; M4 y M5). Lavar la
celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M1
y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la
celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M2
y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la
celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M3
y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la
celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M4
y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la
celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M5
y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin.
G. GRFICAS DE LA CURVA PATRN:
Con los datos obtenidos de absorbancia y concentracin, trace la
curva patrn.
H. DETERMINACIN DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS MUESTRAS:
Con las absorbancias obtenidas de la medicin de las muestras,
obtenga la concentracin de cada una de las muestras ubicndolas en
la curva patrn.
VI. DATOS
TABLA N1: CONCENTRACIONES Y ABSORBANCIAS DE LAS SOLUCIONES
STNDAR
Concentracin(ppm)[ ]Absorbancia273.0 nm
Bk00.000
St110.059
St230.181
St350.299
St4100.581
BK : Blanco)St1 : Cafena 1 ppm(5 mL en 50 mL)St2 : Cafena 3
ppm(3 mL en 10 mL)St3 : Cafena 5 ppm(5 mL en 10 mL)St3 : Cafena10
ppm(5 mL en 10 mL)
TABLA N2: CONCENTRACIONES Y ABSORBANCIAS DE LAS MUESTRAS DE
GASEOSAS
Concentracin(ppm)[ ]Absorbancia
M!4.2250.249
M22.6060.155
M35.1860.305
M40.8250.051
M57.8060.457
Observacin: [ ] = concentracin obtenida de la lectura del
equipo.M1 : Guaran (1 mL en 50 mL)M2 : Inka kola (1 mL en 50 mL)M3
: Inka Kola (2 mL en 50 mL)M4 : 7up(10 mL en 50 mL)M5 : Red bull(2
mL en 100 mL)
VII. GRAFICAS
GRFICA N1: CURVA DE CALIBRACIN
GRFICA N2: CONCENTRACIN DE LAS MUESTRAS VS ABSORBANCIA
VIII. RESULTADOS
Concentracin(ppm)[ ]Concentracin(ppm)[ ]Absorbancia
M!4.2254.2320.249
M22.6062.6140.155
M35.1865.1960.305
M40.8250.8240.051
M57.8067.8120.457
[ ] = concentracin obtenida de la lectura del equipo.[ ] =
concentracin obtenida en la curva de calibracin.M1 : Guaran (1 mL
en 50 mL)M2 : Inka kola (1 mL en 50 mL)M3 : Inka Kola (2 mL en 50
mL)M4 : 7up(10 mL en 50 mL)M5 : Red bull(2 mL en 100 mL)La obtencin
de las concentraciones de las muestras M1, M2, M3, M4 y M5, se
obtuvieron por la ecuacin de la grfica de la curva de calibracin de
las muestras estndar de cafena.Y=0.0581.X + 0.0031X= (Y 0.0031)/
0.0581Siendo X : Concentracin Y : AbsorbanciaIX. DISCUSION DE
RESULTADOS
Al momento de hacer las lecturas el equipo arroja varios picos
de las cuales con ayuda de la teora (que nos dar como referencia en
que se dar la correcta lectura, por ejemplo, para la cafena 273 nm)
se descartar las lecturas de los dems picos.
Las concentraciones de las muestras obtenidas en la curva de
calibracin de las muestras estndar difieren de las lecturas que
arroj el equipo.
E las 5 muestras, todas se encuentran dentro del rango de
0-10ppm, los cuales tambin concuerdan con la lectura del equipo
aunque su valor difiere por una pequea diferencia.
Segn la etiqueta de Red Bull, contiene 32 mg por 100 mg, la
muestra contuvo 6.4 ppm, y comparando con los resultados difiere
significativamente.
X. CONCLUSIONES
Los mtodos de instrumentacin son muy susceptibles a errores
cometidos por el analista, as que se debe tener cuidado al momento
de preparar las muestras ya que estas son diluidas y esto afectara
en la lectura de las absorbancias.
La que tiene ms contenido de cafena fue la bebida energizante
Red Bull y la que tiene menos concentracin es la gaseosa 7UP.
Los niveles de cafena encontrados en las bebidas carbonatadas
analizadas, variaron de acuerdo a la marca.
XI. BIBLIOGRAFIA
Espectrofotometra: Espectros de absorcin y cuantificacin
calorimtrica de biomolculas. Nieves Abril Daz, Antonio Brcena Ruz,
Emilio Fernndez Reyes. Bioqumica y Biologa Molecular Universidad de
Crdova.
Skoog D. West D. Anlisis Instrumental Edit. Mc. Graw Hill Mexico
1992.
Anlisis Qumico e Instrumental Moderno-Autores: Harold F.
Walton/Jorge Reyes Pag. 213.
Fundamentos de la Qumica Analtica- Octava edicin-Autores: Skoog,
West, Holler, Crouch Pgs: 770, 781, 795 - 800
XII. ANEXO