Estudio fotoquímico y termogravimétrico de Z-Norbixina obtenida por la saponificación de Z-Bixina

Abstract

En la actualidad, el uso de productos naturales en búsqueda de innovar en diversas industrias ha generado un gran interés. Entre ellos, los carotenoides debido a que presentan múltiples propiedades son un ejemplo de ello. Sin embargo, el uso de estos productos genera la necesidad de estudiar su comportamiento debido a sus limitaciones que podrían poner en riesgo la integridad de sus propiedades. En este trabajo se evaluaron los parámetros de extracción de Z-norbixina (Z-NRX) un apocarotenoide encontrado en las semillas de Bixa orellana Linn. Se estudiaron diferentes condiciones de extracción utilizando como materia prima directamente la semilla, así como su obtención a partir de Z-bixina (Z-BXN). La caracterización del producto se realizó mediante espectroscopía UV-Vis, IR, TGA y HPLC. Se determinó que una simple extracción alcalina en la semilla produce norbixilato con un valor de razón de banda III/II del 30%. Se obtuvo Z-NRX con 94% de pureza obtenida mediante la saponificación de Z-BXN y una razón de banda III/II del 34.06%. Además, se analizó la degradación de la molécula bajo diferentes fuentes de irradiación, el estudio fotoquímico mostró que la exposición a luz solar en solución genera su degradación en un tiempo menor a 2 h. Finalmente, los análisis de HPLC y TGA permiten observar que la degradación genera una elaidinización de la molécula, así como una degradación en cascada hasta la producción de CO2. Por lo que se estableció una metodología para la obtención de Z-NRX y se demostró su baja estabilidad frente a la luz y la temperatura, lo que resalta la necesidad de condiciones de preservación adecuadas para mantener su funcionalidad.

Currently, the use of natural products as a means of innovation in various industries has generated great interest. Among them, carotenoids stand out due to their multiple properties. However, the use of these products highlights the need to study their behavior, given their limitations that could compromise the integrity of their properties. In this study, the extraction parameters of Z-norbixin (Z-NRX), an apocarotenoid found in the seeds of Bixa orellana Linn, were evaluated. Different extraction conditions were studied using the seed directly as the raw material, as well as through its production from Z-bixin (Z-BXN). Product characterization was performed using UV-Vis spectroscopy, IR, TGA, and HPLC. It was determined that a simple alkaline extraction from the seed produces norbixylate with a band III/II ratio value of 30%. Z-NRX with 94% purity was obtained through the saponification of Z-BXN, with a band III/II ratio of 34.06%. Furthermore, the degradation of the molecule under different irradiation sources was analyzed. The photochemical study showed that exposure of the molecule in solution to sunlight led to its degradation in less than 2 h. Finally, HPLC and TGA analyses revealed that the degradation results in elaidinization of the molecule, as well as a cascade degradation process leading to the production of CO2. Therefore, a methodology for the isolation of Z-NRX was established, and its low stability under light and temperature was demonstrated, emphasizing the need for appropriate preservation conditions to maintain its functionality.