Proyecto de análisis de alimentos. Modificación de una técnica estandarizada AOAC 925.17

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA
COLEGIO NACIONAL DE MONSERRAT
TECNICATURA SUPERIOR EN BROMATOLOGÍA
Cátedra de Análisis de Alimentos I
TRABAJO PRÁCTICO N° 3
MODIFICACIÓN DE UNA TÉCNICA
ESTANDARIZADA
Alumna: Forray, Cindy Clarissa
Profesor: López, Jorge
Córdoba, 28 de Septiembre de 2018

2. Índice de contenidos
Introducción 3
Objetivo 4
Hipótesis 5
Marco teórico
La cafeína 6
El café 7
Extracción líquido-líquido 8
Propiedades de los disolventes utilizados 1​0
Parámetro de solubilidad de Hildebrand. 1​0
Triángulo de solubilidad. 1​1
Polaridad. 1​2
Toxicidad e impacto ambiental de los disolventes 1​3
Aspectos económicos y accesibilidad a los disolventes 1​5
Marco metodológico
Reactivos 1​6
Procedimientos 1​6
Resultados y discusión 2​0
Conclusiones 22
Bibliografía 23
Anexo I. ​Ficha de seguridad del Ciclohexano
Anexo II. ​Ficha de seguridad del Cloroformo
Anexo III. ​Artículo de La Voz del Interior
Anexo IV. ​Artículo de www.online-911.com
Anexo V. ​ Método oficial AOAC 925.17
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3. Introducción
En el desarrollo del presente trabajo se seleccionó un método analítco estandarizado y se
realizó una modificación, proponiendo el uso de un reactivo alternativo. La técnica
seleccionada fue el método oficial AOAC 925.17 para determinación de la cafeína.
La cafeína (1,3,7-trimetilxantina) es una de las tres metilxantinas presentes en el café junto
con la teofilina y la teobromina.
Ésta técnica oficial se basa en el tratamiento del café por medio de cloroformo, en el cual
toda la cafeína contenida se disuelve. Luego se evapora lentamente el cloroformo y así queda
un residuo, que todavía es necesario purificar. Una vez purificado, se obtiene la cafeína en
forma de agujas, después de una recristalización.
En este procedimiento, se utiliza el proceso de extracción como técnica para separar la
cafeína. Esta técnica es la más empleada para separar un compuesto orgánico de una mezcla
obtenida como producto de una reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. La
extracción es un proceso por el cual podemos aislar una sustancia o grupos de sustancias
basándonos en la diferencia de solubilidad de las mismas en un determinado disolvente. La
extracción puede ser sólido – líquido o líquido – líquido en función del estado de la muestra.
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4. Objetivo
Realizar una propuesta de modificación en el método oficial AOAC 925.17 “Determinación
de Cafeína en té, café y yerba mate por el método Bailey-Andrew modificado”, reemplazando
el disolvente con el cual se extrae la cafeína, el cloroformo, por otro menos tóxico y cuyo
acceso no esté regulado por alguna normativa vigente; procurando obtener el mismo
rendimiento que con el reactivo original.
Objetivos específicos
- Comprobar la efectividad de la modificación propuesta en la técnica mediante la
determinación cuantitativa a través de la práctica en el laboratorio, comparando los
resultados obtenidos.
- Determinar a través del análisis de una muestra, mediante el método oficial, si el
producto cumple con la normativa vigente en el CAA.
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5. Hipótesis
El compuesto Ciclohexano puede ser utilizado, en reemplazo del cloroformo, en la
determinación de la cafeína por el Método Bailey-Andrew; ya que su naturaleza orgánica le
permite ser utilizado como disolvente del compuesto a extraer y es apropiado para ser
utilizado en una técnica de extracción líquido-líquido, es fácilmente evaporable y a pesar de
ser más inflamable, las condiciones del método no son peligrosas y no se potencia riesgo de
incendio alguno. De ésta forma se reducen los riesgos de toxicidad al analista y se puede
realizar una práctica más accesible debido a que la compra del ciclohexano no está regulada
por ninguna normativa.
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6. Marco teórico
La cafeína
La cafeína es una sustancia que está presente de forma natural en ciertas plantas y
también se la puede producir sintéticamente en laboratorio. Bajo su forma natural, se localiza
en cantidades variables en las semillas, las hojas y los frutos de algunas plantas, donde actúa
como un pesticida natural que paraliza y mata ciertos insectos que se alimentan de las plantas.
La cafeína se encuentra en el café, té, chocolate, cacao y, en bebidas de cola, energéticas y a
menudo como ingrediente en los suplementos de pérdida de peso y energizantes, las bebidas
deportivas, preparaciones herbales y analgésicos.
Es considerada una sustancia GRAS (sustancia reconocida generalmente como segura) por
parte de la FDA (Administración de drogas y alimentos) de los EEUU, aunque en 2012 vetó
su uso en las bebidas alcohólicas y cuestionó la alta concentración de cafeína en las bebidas
energizantes, luego de varias muertes asociadas a su consumo.
Se trata de una sustancia que penetra con facilidad en todas las células del organismo y
estimula la transmisión de los impulsos entre las neuronas. En Argentina, la normativa
vigente impartida por el Código Alimentario Argentino, establece un máximo de 32 mg de
cafeína/100 mL de bebida energizante analcohólica, estando prohibida la comercialización de
estas bebidas combinadas con alcohol. Por otro lado, la OMS (Organización Mundial de la
Salud) recomienda como límite consumir 300 mg de cafeína/día, equivalente a dos o tres
tazas de café, y considera una ingesta de 500 mg como tóxica y peligrosa.
Algunos de los efectos adversos de la cafeína son: insomnio (la vida media del café en sangre
es de entre 3 h a 6 h), temblores en extremidades, principalmente las manos; aumento de la
presión arterial, generar cuadros de ansiedad.
Propiedades físicas y químicas. ​Su fórmula química es C​8​H​10​N​4​O​2​, su nombre
sistemático es 1, 3,7-trimetilxantina o 3,7-dihidro-1, 3,7-trimetil-1H-purina-2,6-diona y su
estructura puede verse en la Figura 1:
Figura 1. ​Estructura de la cafeína.​ ​Recuperado de
https://nutriworldsuplementos.wordpress.com
6

7. Es considerada un ​alcaloide​ ya que es una sustancia fisiológicamente activa, contiene
nitrógeno y se encuentra en plantas. Sin embargo, llegan a diferir de las bases alcaloideas en
que son ligeramente solubles en agua. Su solubilidad en el agua es función directa de la
temperatura. A temperatura ambiente se disuelven hasta 2 gramos por cada 100 ml mientras
que a 100º C se disuelven hasta 66 gramos. Sin embargo, por tratarse de compuesto orgánico,
presenta alta afinidad por algunos disolventes orgánicos, como el cloroformo (CHCl3) y el
diclorometano (CH2Cl2), dos solventes prácticamente inmiscibles en agua.
Las constantes de disolución de la cafeína, medidas por diversos métodos, varían entre
valores de KB = 0.7*10-14 a 4.0*10-14 y KA = 1.0 * 10-14; es una base muy débil y por esta
razón puede ser extraída totalmente de sus disoluciones ácidas por tratamientos repetidos con
cloroformo.
La cafeína de forma aislada se presenta como un polvo blanco, no tiene olor y tiene un gusto
muy amargo. Cristaliza de sus disoluciones en largas agujas rómbicas, con una molécula de
agua de cristalización (Figura 2). Desde los 50-55°C comienza a perder su agua de
cristalización, incluso a la temperatura ordinaria, lentamente. La acción del calor sobre la
cafeína tiene gran importancia para tenerla en cuenta en las determinaciones cuantitativas.
Puede desecarse en un vaso o matraz a 95° C. No hay pérdidas sensibles cuando se evapora
repetidas veces una disolución acuosa, o clorofórmica, sobre el baño de vapor.
Figura 2. ​Cristales de cafeína.​ Recuperado de
https://bashny.net/t/es/353097
El café
El café es una bebida que se obtiene por la infusión de las semillas tostadas de las
plantas del café o cafetos (Coffea spp.). Los cafetos son arbustos de hoja perteneciente a la
familia de las Rubiáceas.
El café se utilizó en ceremonias religiosas y rituales donde grupos de personas tomaban
enormes cantidades y pasaban noches enteras rezando y cantando. Aproximadamente en el
año 1573 el café comenzó a ser introducido en Europa, venciendo enormes resistencias. Las
autoridades intentaron prohibirlo aludiendo que era una droga nueva y desconocida, pero
estos esfuerzos fracasaron. De todas las especies de café, sólo se cultivan diez, y de dos de
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8. ellas se obtiene el 90% de la producción mundial de café: Coffea arábica y Coffea canephora
(Robusta).
El consumo frecuente de café lleva consigo una adaptación a la cafeína; esto explica que
personas habituadas a tomarlo puedan experimentar síntomas como cansancio, irritabilidad,
falta de concentración o dolor de cabeza si no ingieren su dosis habitual de cafeína. En el
caso del café tostado, utilizado como muestra en la presente práctica, el Código Alimentario
Argentino establece un contenido mínimo de cafeína de 0.90% en extracto seco.
Composición​. ​Los granos de café o semillas son la parte del fruto que posee mayor
contenido de cafeína. En promedio, una taza de café instantáneo (aproximadamente 150 mL)
contiene 60 mg de cafeína, una taza de café filtrado cerca de 80 mg y una de café
descafeinado proporciona alrededor de 3 mg.
Es la bebida natural más rica en cafeína, y es ésta la que le confiere las propiedades
estimulantes y parte de su sabor amargo. Sin embargo el café tiene muchos otros
componentes entre los que se encuentran:
- Lignina
- Polisacáridos y monosacáridos
- Pectina
- Ácidos grasos (sabor, olor y aroma del café; responsables de su acidez)
- Taninos y flavonoides (los que dan el color pardo y café).
Extracción líquido-líquido
El método oficial empleado para cuantificar la cafeína en el presente trabajo, consiste
en una técnica habitual de laboratorio denominada extracción líquido-líquido. La extracción
líquido-líquido está basada en la diferente solubilidad de un soluto en dos disolventes
inmiscibles.
Cuando las dos fases se separen en dos capas, se dará un equilibrio tal que, a una temperatura
dada, la razón de la concentración del soluto en cada capa viene dada por una constante
llamada coeficiente de distribución o de partición, K, que es entonces definido por:
K= CA /CB
donde CA es la concentración en gramos por litro del compuesto en el disolvente A y CB es
la concentración del mismo en el disolvente B.
A nivel de laboratorio el proceso se desarrolla en un embudo de decantación (Figura 3). La
extracción nunca es total, pero se obtiene más eficacia cuando la cantidad del segundo
disolvente se divide en varias fracciones y se hacen sucesivas extracciones que cuando se
añade todo de una vez y se hace una única extracción.
La extracción líquido-líquido con ayuda del embudo no puede ser demasiado vigorosa, para
evitar la formación de emulsiones que retardan drásticamente la definición de las dos fases.
8

9. Figura 3.​ Esquema de una extracción con embudo de decantación.​ ​Recuperado de https://rephip.unr.edu.ar
Elección de disolventes.​ ​Los disolventes orgánicos utilizados en este tipo de
extracción deben ser inmiscibles en agua, deben tener alta capacidad de solvatación hacia la
sustancia que se va a extraer y bajo punto de ebullición para facilitar su eliminación posterior.
La elección del disolvente se realiza en cada caso teniendo en cuenta la solubilidad en el
mismo de la sustancia a extraer y la facilidad con que puede separarse ésta del disolvente. La
cafeína es bastante más soluble en un disolvente orgánico que en agua; así al agitar el filtrado
en contacto con un cierto volumen de disolvente en el embudo de decantación, la misma pasa
mayoritariamente a la fase orgánica.
En el caso de la técnica estándar que utiliza cloroformo, éste disolvente es más denso que el
agua (1,484 g/ml), por lo que formará la capa inferior, que se podrá recoger simplemente
abriendo la llave del embudo. Sin embargo el ciclohexano posee una densidad menor (0.079
g/cm3), por lo cual la capa orgánica a extraer se formará en la parte superior y para su
recolección primero se deberá eliminar la capa inferior. De todos modos, a pesar de esta
diferencia de densidades de los disolventes, no se suponen pérdidas significativas durante la
extracción con ciclohexano si la recolección de ésta fase se realiza correctamente y con las
mismas precauciones tomadas en la recolección de la fase clorofórmica.
Propiedades de los disolventes utilizados
Parámetro de solubilidad de Hildebrand. ​Para que se produzca un proceso
espontáneo, como el de disolución, la variación de energía libre debe ser negativa. Dicho de
otro modo el proceso debe producir una disminución de energía libre del sistema.
∆G = ∆H - T∆S. (I)
9

10. Al mezclarse las partículas del soluto con las pequeñas moléculas de solvente, adquieren una
mayor libertad, lo que significa un aumento de entropía. Esto hace que el segundo término de
la ecuación (I) tienda a hacer negativa a la variación de energía libre.
Por otro lado para separar las moléculas del solvente debe emplearse una determinada
cantidad de energía, la que tenderá a aumentar (y a hacer positiva) la ecuación (I). De este
modo la disolución será posible si y sólo si la energía necesaria para separar las moléculas del
solvente es pequeña a comparación de la variación entrópica.
Dado que durante la evaporación las moléculas de un solvente también deben separarse
(como en la solvatación), estas dos propiedades deberán estar relacionadas. Hildebrand
propone un parámetro de solubilidad δ, igual a la raíz cuadrada de la energía necesaria para
separar las moléculas de determinado tipo. Según esta teoría, mientras más similares sean los
parámetros de solubilidad de dos sustancias, más posibilidad hay de que sean miscibles entre
sí.
(II)
δ​ = parámetro de solubilidad.
ΔE = energía de vaporización.
V =​ ​volumen molar​.
Este parámetro tiene la gran ventaja de ser un valor único que brinda información concisa
acerca de un solvente. Permite estimar rápidamente la solubilidad mutua: si los respectivos δ
no son muy distintos, probablemente el solvente y el soluto formarán una solución
homogénea. Comparando los parámetros de solubilidad de Hildebrand del cloroformo y el
ciclohexano (Tabla 1), podemos observar que éstos contienen valores similares, por lo cual
en primera aproximación podemos decir que el reemplazo de uno por el otro como solventes
para disolver el mismo soluto, la cafeína, puede ser viable.
Sin embargo éste parámetro presenta una gran limitación en cuanto a que no predice la
selectividad de los solventes. ​De esta manera se dan casos experimentales en que disolventes
que tienen un δ muy similar, son hasta 10 veces mejores disolventes de determinados solutos
particulares.
Tabla 1. ​Parámetro de solubilidad de Hildebrand del cloroformo y ciclohexano
Cloroformo Ciclohexano
δ 9.21 8.18
Nota:​ Elaboración propia​.
Triángulo de solubilidad.​ ​El hecho de que existan discrepancias entre la teoría de
Hildebrand y los datos experimentales llevó a pensar a varios autores que en realidad las
fuerzas de atracción intermoleculares no correspondían a un parámetro único, sino que por el
10

11. contrario tienen naturaleza diferente y por lo tanto no podían agruparse dentro de un único
parámetro unidimensional.
Como se sabe, las fuerzas de atracción intermoleculares, o fuerzas de van der Walls,
corresponden a fenómenos diferentes y se las puede clasificar en tres grupos:
- Fuerzas de London, o fuerzas de dispersión, originadas por la interacción de dipolos
transitorios.
- Fuerzas polares, ya sea por interacción dipolo-dipolo o dipolo-dipolo inducido.
- Puentes de Hidrógeno, producidas en las moléculas que posean un átomo de
hidrógeno unido a un elemento muy electronegativo como ser O, N o F.
La inclusión de esta idea trae a colación el axioma que ya promulgaban los alquimistas “lo
similar disuelve lo similar”. Los solventes en que las fuerzas de atracción sean de un
determinado tipo, disolverán a aquellas sustancias que posean el mismo tipo de interacción
intermolecular. Fue Hansen quien propuso que en realidad el parámetro de Hildebrand se
debía a la suma de los tres tipos de interacciones. De este modo:
δ​ 2​ = δp ​2​ + δd​ 2​ + δh ​2​ (III)
Donde:
δ = Parámetro total de Hildebrand.
δp = Componente polar.
δd = Componente de dispersión.
δh = Componente de puentes de Hidrógeno.
Una vez asumido esto, Teas se basó en los parámetros de solubilidad y las componentes de
Hansen para normalizar estas fuerzas a una escala de 0 a 100%. Y así, una vez determinados
los parámetros de solubilidad de cada disolvente se distribuyen los tres tipos de fuerzas que
determinan los parámetros en el triángulo de Teas (Figura 4), disponiéndose de la siguiente
forma: Las fuerzas de dispersión (Fd) aparecen representadas en la base del triángulo, las
fuerzas polares (Fp) se representan en el lado derecho del triángulo y los enlaces de
hidrógeno (Fh) se representan en el lado izquierdo.
Por lo tanto para que la acción del disolvente pueda realizarse, es necesario que las fuerzas de
unión entre las moléculas de disolvente y sólido sean similares. De ésto se puede decir que si
los dos disolventes utilizados en las prácticas poseen parámetros de solubilidades de Hansen
similares y se sitúan en áreas próximas podrían tener efectos similares como disolventes de la
cafeína para permitir su extracción. En la Figura 4 se pueden observar las distintas áreas de
solubilidad de ambos disolventes utilizados:
11

12. Figura 4. ​Áreas del triángulo de solubilidad del cloroformo y el ciclohexano.​ Elaboración propia.
Tabla 2. ​Parámetros de solubilidad de Teas​ ​de los solventes utilizados.
Cloroformo Ciclohexano
fd; fp; fh 67; 10; 23 94; 2; 4
Nota:​ Elaboración propia.
Se puede observar que las áreas de los gráficos se encuentran próximas, pero los valores de
los parámetros individuales tienen cierto grado de diferencia (Tabla 2); esto podría deberse a
que, si bien ambos son compuestos orgánicos apolares, son diferentes los tipos de fuerzas
intermoleculares que componen cada disolvente.
Polaridad. ​Se sabe que en ciertos enlaces, los electrones son más atraídos hacia uno
de los átomos (llamado el más electronegativo). Lo que hace aparecer un dipolo. Ej : C δ+ Cl
δ-.
La importancia de esta asimetría de las cargas es medida por el momento dipolar de la
sustancia. La ​constante dieléctrica​ y el ​momento dipolar​ son propiedades complementarias.
Con frecuencia se utilizan ambas constantes físicas para caracterizar su polaridad, aunque el
momento dipolar no representa la polaridad de un disolvente. Cuando se quiere decir que una
molécula es polar, se quiere decir que tiene un elevado momento dipolar. Sin embargo,
cuando se dice que un disolvente es polar, significa que tiene una elevada constante
dieléctrica. En otras palabras, la polaridad de un disolvente o constante dieléctrica, es una
propiedad macroscópica (a ​nivel macroscópico​), mientras que la polaridad molecular o
momento dipolar es una propiedad de ​moléculas​ aisladas.
Aunque la polaridad de un disolvente depende de muchos factores, puede definirse como su
capacidad para solvatar y estabilizar cargas.
12

13. Tabla 3. ​Momento dipolar y constantes dieléctricas del cloroformo y ciclohexano.
Cloroformo Ciclohexano
Momento dipolar (D) 1.1 0.3
Constante dieléctrica 4.8 1.15
Nota:​ Elaboración propia.
La cafeína, la sustancia a extraer, es de carácter levemente básico y presenta un pequeño
momento dipolar D = 3.64. Comparando estos mismos valores con respecto a los solventes
utilizados (Tabla 3), se puede considerar que el cloroformo tiene una mayor capacidad de
solvatación ya que el momento dipolar del ciclohexano es nulo.
Toxicidad e impacto ambiental de los disolventes
En la siguiente tabla (Tabla 4) se pueden observar las distintas características,
principalmente relacionadas a las toxicológicas, de los disolventes utilizados; cuyos datos han
sido tomados del análisis de las fichas de seguridad respectivas. (Ver anexos I y II)
Tabla 4. ​Principales características de los solventes utilizados.
Cloroformo Ciclohexano
Estructura
Hidrocarburo halogenado
Hidrocarburo cíclico
Obtención
Se obtiene por medio de
acetona con hipoclorito de
calcio en presencia de ácido
sulfúrico, otra forma de
obtención es por cloración
controlada de metano.
Está presente de forma natural en
todos los tipos de petróleo crudo, en
concentraciones de 0,1% – 1,0%. Se
obtiene en sistemas cerrados por
hidrogenación del benceno.
T de ebullición 61.2°C 80.75°C
13

14. Principal
complicación
Tóxico
Ha sido investigado como
tumorígeno, mutagénico y
causante de efectos
reproductivos.
Extrema volatilidad. Fácilmente
inflamable.
T de autoignición: 245°C
Aplicaciones
Inicialmente se empleó como
agente anestésico, pero poco
después se abandonó este uso
por su gran toxicidad hepática y
renal.
Se emplea en la producción de ​nylon​,
Como disolvente
Como agente químico intermedio.
Toxicidad
- Tóxico, cancerígeno
- Dañinos para la capa de
ozono.
- Al entrar en contacto con la
piel se absorbe generando
dolor.
- La ingestión causa dolor y
vómitos.
El ciclohexano tiene una baja
toxicidad aguda por vía oral, cutánea o
por inhalación.
TLV (ppm)1
10 200
Identificadore
s Químicos
(Código
NFPA)
- Inflamabilidad ​0​.
(mínimamente peligroso)
Materiales que no se queman.
- Salud​ 2​. (Moderadamente
peligroso) Materiales bajo cuya
exposición intensa o continua
puede sufrirse incapacidad
temporal o posibles daños
permanentes a menos que se dé
tratamiento médico rápido.
- Inestabilidad / Reactividad 0 .
Materiales que por sí son
normalmente estables aún en
condiciones de incendio y que
no reaccionan con el agua.
- Inflamabilidad​ 3​ (Seriamente
peligroso). Líquidos y sólidos que
pueden encenderse en casi todas las
condiciones de temperatura ambiental.
- Salud​ 1​ (Ligeramente peligroso).
Materiales que causan irritación, pero
solo daños residuales menores aún en
ausencia de tratamiento médico.
- Inestabilidad / Reactividad 0.
Materiales que por sí son
normalmente estables aún en
condiciones de incendio y que no
reaccionan con el agua.
Impacto
ambiental
Se evapora muy rápidamente
cuando está expuesto al aire y
se disuelve fácilmente en el
agua, pero no se adhiere muy
Cuando se elimina en el suelo se
espera que pueda biodegradarse
moderadamente. Puede llegar a aguas
subterráneas y ser ligeramente tóxico
1
​TLV: Concentración límite por debajo de la cual, según se cree, prácticamente todos los trabajadores pueden
sufrir una exposición repetida día tras día y, sin embargo, no causarles efectos adversos
14

15. bien al suelo. Entre los
productos de su
descomposición en el aire se
incluyen el fosgeno, que es más
tóxico que el cloroformo, y el
cloruro de hidrógeno, que
también es tóxico.
Su proceso de descomposición
en el aire es lento donde se
espera que tenga una vida
media mayor a 30 días.
para la vida acuática.
Cuando se elimina en el aire se espera
que tenga una vida media entre 1 y 10
días.
Nota: ​Elaboración propia
Aspectos económicos y accesibilidad a los disolventes
A continuación se presenta una tabla con una comparación en cuanto a los costos y
sus posibilidades de libre compra en el mercado en cuanto a la normativa vigente.
Tabla 5. ​Precio y regulación de los solventes utilizados.
Cloroformo Ciclohexano
Precio (por litro) 15.90 ​€ ~ 716.29 $ 14.84 ​€ ~ 668.54 $
Control regulado Si
Decreto 743/2018. Ciudad de Bs
As, 10/08/2018: Se incorpora al
Cloroformo junto con el
Bicarbonato de sodio en la Lista I
de Precursores Químicos debido a
que son sustancias que pueden ser
empleadas en la fabricación ilícita
de Cocaína.
Regulado por la Subsecretaría de
Lucha contra el Narcotráfico
dependiente del Ministerio de
Seguridad de la Nación,
anteriormente por SEDRONAR .2
(Ver anexos III y IV)
no
Nota: Elaboración propia
2
SEDRONAR: ​Anteriormente denominada Secretaría de Programación para la Prevención de la Drogadicción y
la Lucha contra el Narcotráfico, dedicada a brindar asistencia a los consumidores en materia de la prevención y
el tratamiento de adicciones. El 12 de enero de 2017, mediante decreto 33/17, se cambió de nombre a Secretaría
de Políticas Integrales sobre Drogas y pasando parte de sus unidades al ​Ministerio de Seguridad​.
15

16. Marco metodológico
Se llevaron a cabo las determinaciones del método oficial y el modificado en la
práctica de laboratorio. En el caso de la técnica original (Anexo V ), la extracción fue
realizada utilizando cloroformo como disolvente y en el caso de la técnica modificada,
ciclohexano. El resto de los procedimientos y condiciones de los métodos se realizaron de
forma idéntica.
Sin embargo, debido a la disponibilidad de reactivos y tiempos se tuvieron que tener en
cuenta algunas consideraciones durante la puesta en práctica:
- La cantidad de cloroformo disponible en el laboratorio, el momento de realizar la
práctica, fue de la mitad de la cantidad anteriormente prevista debido a que el mismo
reactivo fue utilizado por alumnos de otro curso días antes de realizar la práctica; por
lo cual se decidió ajustar las cantidades de muestra y reactivos de la técnica original a
la cantidad de cloroformo disponible.
- Por el mismo motivo anterior se realizó una sóla extracción con una porción de 30 ml
de disolvente con el embudo de decantación, en lugar de tres consecutivas con
porciones menores (según lo establecido por el método oficial).
- Se decidió omitir el paso de recristalización final del sólido obtenido, para poder
priorizar el uso de la cantidad de cloroformo disponible durante la etapa de
extracción.
Reactivos
● Cloroformo p.a. (Método oficial)
● Ciclohexano p.a. (Método modificado)
● Óxido de Magnesio p.a.
● Sulfato de sodio anhidro
● Ácido sulfúrico (10%)
● Hidróxido de potasio (1%)
Procedimientos
Se prepararon las soluciones de reactivos a utilizar y se procedió a determinar el
porcentaje de humedad de la muestra en una balanza electrónica.
16

17. Figura 5. ​Preparación de reactivos y cálculo de humedad de la muestra.
Se tomaron 2 muestras de 2g café aproximadamente, se diluyeron en 200 ml de agua
destilada y se colocaron a ebullición durante 1 hs, para permitir separar la cafeína adsorbida
por los tejidos vegetales.
Figura 6. ​Pesa de muestra y dilución.
Cuando los taninos presentes en la muestra se disuelven en el agua caliente algunos son
hidrolizados y algo de ácido gálico se forma en la disolución. A las soluciones de café se les
agregó 5 g de óxido de magnesio, para poder separar y neutralizar los ácidos presentes que
luego fueron eliminados por filtración.
Figura 7. ​Filtrado de las soluciones luego de la adición de MgO.
17

18. Luego se realizó una hidrólisis ácida con 5 ml ácido sulfúrico, para hidrolizar saponinas y
otros compuestos, se enfrió y filtró.
Figura 8. ​Hidrólisis ácida de las muestras​.
Se colocaron ambas soluciones en embudos de decantación y se procedió a la extracción. En
el caso de la muestra A se aplicó el método original, realizando una extracción con 30 ml de
cloroformo. En el caso de la muestra B, con 30 ml de ciclohexano. Se dejó reposar hasta la
separación completa de las capas y se recogieron las fases orgánicas en dos erlenmeyers.
Figura 9.​ Extracción con cloroformo y ciclohexano.
18

19. Los extractos orgánicos (de cloroformo y de ciclohexano) se reunieron en embudos de
decantación y se lavaron 5 ml de solución de hidróxido de potasio, y ​se pasaron las fases
orgánicas a través de filtración, a dos cápsulas previamente taradas.
​Figura 10. ​Extracción con KOH.
Finalmente se evaporaron los extractos clorofórmicos en baño de agua y se secaron en estufa
hasta peso constante. Se registraron todos los datos obtenidos en una tabla.
Figura 11. ​Evaporación de disolventes y pesado final de las cápsulas.
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20. Resultados y discusión
Se registraron los datos obtenidos en una tabla y procedieron a realizar los cálculos de
contenido de cafeína obtenidos por los dos métodos. Se determinó el porcentaje de
rendimiento de la técnica modificada con respecto a la original.
Registros
● Datos registrados:
MA MB CAv CBv CAf CBf
g 2.017 2.003 74.965 84.826 75.007 84.837
MA: Peso de la muesta A (para el método oficial), g
MB: Peso de la muestra B (para el método modificado), g
CAv: Peso de la cápsula A vacía, g
CBv: Peso de la cápsula B vacía, g
CAf: Peso final de la cápsula A con cafeína, g
CBf: Peso final de la cápsula B con cafeína, g
● Porcentaje de humedad: 13.7%
Cálculo
● Teórico
Según el CAA, el contenido de cafeína en extracto seco para el tipo de muestra tomada debe
ser de un mínimo 0.9% .
100% ------ 2 g
0.9 % ------ x = 0.018 g.
Por lo tanto, la cantidad de cafeína obtenida para una muestra de 2 g aproximadamente, debe
ser como mínimo de 0.018 g.
● Experimental
20

21. % C : Porcentaje de cafeína
Cf : peso final de la cápsula, con residuo, g
Cv: peso de la cápsula vacía, g
M : Peso de la muestra, g
Según los datos registrados experimentalmente:
Cafeína en A = CAf - CAv = 0.042g de cafeína en la muestra A
Cafeína en B = CBf - CBv = 0.011g de cafeína en la muestra B
CA = (0.042g * 100) / 2.017g = 3.52% en base húmeda
CB = (0.011g * 100) / 2.003g = 0.55% en base húmeda
% Cafeína A = (3.52 * 100) / (100 - 13.7 %) = ​2.08% en base seca
% Cafeína B = (0.55 * 100) / (100 - 13.7 %) = ​0.63% en base seca
En el caso de la muestra A, el rendimiento obtenido de cafeína es doble del mínimo
establecido por el CAA. Sin embargo puede considerarse como válido ya que cumple con el
requisito de ser superior al 0.9%.
En el caso de la muestra B, el contenido de cafeína no cumple con el mínimo establecido por
el CAA.
● Rendimiento de la técnica modificada
Podemos calcular el rendimiento de la técnica obtenido por el método modificado con
respecto al oficial, para establecer su validez:
0.042 g de cafeína (método oficial) ----------- 100%
0.011 g de cafeína (método modificado) ----- x =​ 26%
Se obtuvo un rendimiento del 26% de obtención de cafeína obtenida por el método con la
modificación propuesta, con respecto al método oficial.
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22. Conclusión
● Tras el análisis de las propiedades de los disolventes en cuestión se concluye que
ambos poseen diferencias en sus parámetros de solubilidad de Hansen, lo que indica
que las fuerzas intermoleculares que rigen su acción como disolvente pueden llegar a
ser diferentes, ya que por ejemplo en el caso del cloroformo los enlaces C-Cl son
susceptibles de ionizarse por la electronegatividad del cloro. Por este motivo no es
recomendable la sustitución de uno por el otro.
Además el cloroformo posee una mejor capacidad de solvatación y por ende de
extracción de cafeína que el ciclohexano; esto es debido a que éste último posee un
momento dipolar nulo.
● No hay diferencias apreciables en los costos de ambos reactivos, por lo cual las
sustitución de los mismos no significaría una ventaja económica.
● Tras el análisis de la muestra por el método oficial Bailey-Andrew, se concluye que el
producto del cual ésta proviene, cumple con la normativa establecida del CAA.
● Según los resultados obtenidos experimentalmente, con la técnica modificada se
obtiene tan sólo un rendimiento del 26% con respecto a la oficial, lo cual implica un
rendimiento muy bajo. Por éste motivo y los anteriores expuestos, la sustitución del
cloroformo por el ciclohexano, no se considera viable.
22

23. Bibliografía
ANMAT​. La Cafeína​. Recuperado de: ​http://www.anmat.gov.ar/fna/CAFEINA.pdf
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comerciales​. Departamento de Química Industrial, Universitat Politècnica de Catalunya.
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http://www.fcq.unc.edu.ar/sites/default/files/biblioteca/CAPITULO_XV_Estimulantes.pdf
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https://es.wikipedia.org/wiki/Secretar%C3%ADa_de_Pol%C3%ADticas_Integrales_sobre_D
rogas_(Argentina)
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24. Anexo I. ​Ficha de seguridad del Ciclohexano
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25. 25

26. Anexo II. ​Ficha de seguridad del Cloroformo
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27. 27

28. Anexo III. ​Artículo de La Voz del Interior.
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29. Anexo IV.​ ​Artículo de www.online-911.com
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30. Anexo V.​ Método oficial AOAC 925.17
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