Extracción en Fase Sólida de la Cafeína de Bebidas Energizantes

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Obtención de la concentración de Red Bull (10mL)

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Obtención de la concentración de Red Bull (18mL)

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Obtención de la concentración de Adrenaline (10mL)

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Obtención de la concentración de Adrenaline (15mL)

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Discusión de los resultados

La cafeína es un alcaloide del grupo de las xantinas, solido cristalino, blanco y de sabor amargo, que actúa como una droga psicoactiva y estimulante. (Chacón, O.; Guevara, V.; Morales, V. 2013). La cafeína es la droga estimulante más popular consumida en el mundo. Se encuentra en concentraciones significativas en el café, el té, bebidas con cola, bebidas energizantes, chocolate y cacao. (Martínez, M; Ruiz, G.2002)

Esta experiencia tuvo como objetivo determinar la concentración de cafeína en bebidas energizantes (red Bull, Adrenaline). Para la extracción de la cafeína primeramente se acondiciono la columna con 2 mL de metanol y 2 ml de agua no dejando secar la columna; ese proceso se realiza con el objetivo de preparar y activar la fase sólida para que pueda interaccionar mejor con la muestra. Luego se cargó con 10 mL de la bebida energizante Red Bull, en este paso el adsorbente retiene selectivamente los analitos y alguna interferencia, otras interferencias pasan sin ser retenidas. Posteriormente se lavó con 2 mL de agua, se dejó secar al aire de 2 a 10 minutos, este proceso se realiza para eluir las interferencias retenidas, mientras que los analitos permanecen en el lecho del solvente. Por último se agregó una pisca de sulfato anhidro en el tubo de ensayo para eliminar moleculas de agua presentes y eluyó con 6 mL de Cloroformo en esta última etapa los analitos concentrados y purificados son eludos del adsorbente. Luego; se repitió la experiencia con 15 y 18 mL de la bebida energizante (Red Bull). Seguidamente se realizó el mismo procedimiento para la bebida energizante Adrenaline en esta bebida se utilizaron 10 y 15 mL de muestra.

Luego se prepararon patrones 100,300, 500, 700 y 1000ppm (solución madre), procedió a leer en el espectrofotómetro Genesys 10s uv-vis, después de leer los patrones se leyeron (ver cuadro 1) las muestras tanto de Red Bull como Adrenaline, dando resultados concentraciones más altas para el Red Bull y Adrenaline de 10 mL (ver Cuadro 3) que el patrón de 1000ppm.

Las Bebidas Energéticas están compuestas básicamente por cafeína e hidratos de carbono, azúcares diversos de distinta velocidad de absorción, más otros ingredientes, como aminoácidos, vitaminas, minerales, extractos vegetales, acompañados de aditivos acidulantes, conservantes, saborizantes y colorantes. Muchas bebidas energéticas contienen hierbas donde el principio activo es la cafeína como extractos de semillas de guaraná, nueces de cola y hojas de hierba mate. (Valle, S. 2011)

Las técnicas de extracción en fase sólida utilizan membranas o pequeñas columnas de barril-jeringa o cartuchos desechables. El dióxido de silicio o sílice en polvo es recubierto o enlazado químicamente con un compuesto orgánico hidrofóbico para formar la fase sólida de la fase extractora. Los compuestos pueden ser no polares, moderadamente polares o polares. Por ejemplo, un agente empacante común es el sílice unido a un octadecil (C18) (ods, por sus siglas en inglés). Los grupos funcionales unidos al empacante atraen compuestos hidrofóbicos en la muestra por medio de interacciones de van der Waals o por la extracción de la disolución acuosa. (Skoog, D. et al. 2008)

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La ley de Beer, también conocida como ley de Beer-Lambert, indica cuantitativamente como la absorbancia depende de la concentración de las moléculas absorbentes y de la longitud del trayecto, paso óptico o recorrido de la luz en la celda. Cuanto mayor sea la concentración de las moléculas absorbentes mayor será la absorbancia pues habrá más moléculas absorbiendo por unidad de volumen, e igualmente entre mayor sea la longitud del paso óptico, mayor será la absorbancia pues existirán más moléculas en el trayecto recorrido por la luz (Skoog, D. et al. 2008).

La ley de Beer sólo se cumple con radiación monocromática y en disoluciones diluidas (10-2 -10-6 M) debido a que en disoluciones concentradas las moléculas de soluto interaccionan entre sí y cambian sus propiedades, entre ellas, la absortividad (Harris, D. 2001). Bajo estas condiciones, un gran número de compuestos siguen la ley de Beer, pero algunos no muestran una relación lineal entre absorbancia y concentración. Para saber el intervalo de concentraciones en el que un compuesto sigue una relación lineal con la absorbancia (ley de Beer), se elabora una curva de calibración midiendo las absorbancias de disoluciones del analito de concentraciones conocidas.

En el análisis espectrofotométrico, normalmente se escoge la longitud de onda de máxima absorbancia del analito (λMax) debido, entre otras razones, a que la sensibilidad del análisis es máxima a esta λ, es decir, se consigue la máxima respuesta para una concentración dada de analito. La λMax se obtiene mediante un espectro de absorción que es una gráfica que muestra como varía la absorbancia (A) o la absortividad molar (ε) al variar la longitud de onda y se obtiene efectuando mediciones de absorbancia del analito en un intervalo