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22/5/2012
Estudio de la proporción de teobromina
COLEGIO
DE SAN
FRANCISCO
DE PAULA
PROYECTO INTEGRADO
Trabajo realizado por:
- Beatriz Cáceres Rosado. Nº 9
- Marta Mejías Osuna. Nº 23
- Carmen Rodríguez Bullón. Nº 25
2º BACHILLERATO B
PROYECTO INTEGRADO 22 de mayo
de 2012
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ÍNDICE
Páginas
- Objetivo 3
- Introducción 3
- Variables 4
- Materiales 4
- Procedimiento 8
- Bibliografía 9
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OBJETIVO
Nuestro proyecto consiste en realizar un estudio de la proporción de teobromina existente en
el cacao contenido en varias muestras de cacao, azúcar y agua realizadas a distinta
temperatura.
INTRODUCCIÓN
TheobromacacaoL. es el nombre científico mediante el que designamos al árbol del cacao o
cacaotero. Este nombre científico lleva añadida al final una abreviatura botánica convencional,
en este caso L., que es la inicial del apellido del naturalista sueco que clasificó la planta, C.
Linneo.Theobroma cacao es la especia más importantes del género Theobroma porque a partir
de sus semillas se obtienen productos tan apreciados como el polvo de cacao o la manteca de
cacao, a partir de los cuales se elabora el chocolate.
los principales componentes de los granos de cacao son:
El chocolate es un alimento que contiene una serie de componentes beneficiosos para el
organismo. Entre ellos encontramos los alcaloides, como la cafeína y la teobromina, que
además de en el cacao, se encuentran en otros alimentos como en el té, el mate, el naranjo o
el limón.
Lateobromina (C7H8N4O2) es un alcaloide de la familia de las metilxantinas, familia que también incluye a otros alcaloides como la cafeína. En estado puro, es un polvo blanco, soluble en ácidos y bases, poco soluble en agua y alcohol etílico y apenas soluble en éter etílico. El chocolate negro (el más puro) contiene aproximadamente 450 mg de teobromina en 30 g, diez veces más que la teobromina contenida en el chocolate de leche. En esta práctica vamos a extraer la teobromina que contiene el cacao tras haber realizado una mezcla de cacao y agua, variando la temperatura del agua a la que la realizamos. De esta manera, pretendemos estudiar si la temperatura inicial del agua con la que se realizan las diferentes muestras afectan a la proporción de teobromina en el cacao.
- 54% manteca de cacao - 2.6% olioelementos y sales - 2% ácidos orgánicos y esencias - 1.2% teobromina - 1% azúcares - 0.2% cafeína - 11.5% proteínas - 9% celulosa - 7.5% almidón y pentosanos - 6% taninos - 5% agua
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VARIABLES
En todo tipo de experimento existen tres tipos de variables:
- Variables independientes: son aquellas que varía la persona que está realizando el
experimento. En este caso, nuestra variable independiente sería la proporción inicial
de agua y etanol.
- Variables dependientes: son aquellas que varían en función de cómo varíe la variable
independiente. En este caso se trata de la cantidad de teobromina obtenida en cada
muestra en función de la proporción inicial de agua y etanol con la que se realiza la
extracción.
- Variables controladas: son aquellas que no varían a lo largo del experimento. En este
caso es la cantidad de agua, azúcar y de cacao que empleamos para realizar la
muestra, el tiempo que dejamos para que la muestre se congele y las cantidades
empleadas de cloroformo, éter etílico, óxido de magnesio y etanol para realizar la
extracción.
MATERIALES
- Agua
- Cacao en polvo 100% puro (CHOCOLATE VALOR BOTE 250 G)
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- Recipiente para realizar la mezcla
- Etanol
- Óxido de magnesio
- Matraz aforado
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- Cloroformo
oroformo
- Éter etílico
ter etílico
- Equipo de destilación
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- Equipo para calentar al baño maría
- Olla express
- Equipo de decantación
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PROCEDIMIENTO
1. El primer paso para realizar la extracción es colocar 40ml de agua y 20 ml de etanol en
el recipiente de mezcla, y a continuación añadimos 20gr de cacao puro en polvo con
5gr de óxido de magnesio, para agitar la mezcla.
2. Ponemos la mezcla a calentar al baño María y agitamos con frecuencia hasta que la
masa permanezca semiseca a un tiempo de 45 a 50 minutos. Más tarde, ésta se pasa a
un matraz aforado y se le añade 150 ml de cloroformo
3. Se calienta llevando a reflujo por 30 minutos y se filtra la mezcla caliente al vacío.
4. Se regresó el residuo sólido en el matraz para la segunda extracción, pasando el
tiempo se combinó los filtrados, recuperando el cloroformo por destilación simple y
debería quedarnos de 5 a 10 mL. de cloroformo
5. Cuando se enfría tenemos que añadir 60 mL. de éter etílico al frasco de destilación.
6. Después se tapa y se deja reposar.
7. Finalmente, se recoge el precipitado cristalino que debería quedar de filtrar al vacío y
se lava el producto con unos 8 mL. de éter, obteniéndose finalmente la teobromina
pura.
8. Repetimos este proceso variando la proporción inicial de agua y etanol, sin modificar
los 60 mL finales. Así, volvemos a realizar el procedimiento añadiendo 30 mL de etanol
y 30 mL de agua. Posteriormente lo repetimos añadiendo 20 mL de agua y 40 de
etanol, 25 mL de etanol y 35 mL de agua y, por último, añadimos inicialmente 25 mL
de agua y 35 mL de etanol.
9. Finalmente, realizamos una tabla donde podamos comparar los resultados obtenidos
en las distintas muestras y así poder realizar nuestro estudio de la proporción de
teobromina en función de la proporción inicial de agua y etanol con la que
posteriormente se va a realizar la extracción.
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RESULTADOS
Comenzamos el estudio de cómo afecta la proporción inicial de agua y etanol en la extracción
de la teobromina, añadiendo a los 20 gramos de cacao y 5 gramos de óxido de magnesio, 40
mL de agua y20 mL de etanol. A la hora de calentar la muestra al baño maría no establecimos
un tiempo fijo, sino que decidíamos cuando sacarlo del baño maría en función del aspecto que
presentaba, puesto que la muestra debía estar semiseca. Debido a esta imprecisión del
tiempo, podemos encontrar en este paso del procedimiento una fuente de error.
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A continuación añadimos los 150 mL de cloroformo para pasar al siguiente paso que consiste
en calentarlo a reflujo.
La muestra debía estar en este proceso durante 30 minutos y una vez calentada debíamos
filtrarla al vacío. En este paso también podemos destacar una imprecisión con respecto al
procedimiento original, puesto que la muestra debía filtrarse al vacío cuando aún estuviese
caliente y debido al tiempo disponible, siempre teníamos que esperar a la siguiente clase para
filtrarlo, por lo que pensamos que en este aspecto los resultados pueden verse afectados
negativamente.
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Además, una vez filtrada la muestra, debíamos decantarla, puesto que siempre quedaba
mezclada con agua.
Una vez filtrada, debíamos repetir el proceso de calentar llevando a reflujo y unir lo que
obtuviésemos del segundo filtrado con el primero. Una vez que habíamos añadido lo obtenido
en el segundo filtrado con lo que habíamos obtenido en el primero, pasamos al siguiente paso
del procedimiento, que consiste en destilar la muestra por destilación simple para obtener el
cloroformo, cuyo punto de ebullición coincidía con el esperado (60°C).
Sin embargo, en este paso del procedimiento tuvimos un percance y perdimos la muestra, por
lo que no podemos mostrar resultados de la extracción final de la teobromina.
Al mismo tiempo que realizábamos la primera muestra comenzamos con la segunda, con la
proporción inicial de 30 mL de agua y 30 mL de etanol. Debemos destacar que en esta segunda
muestra hemos utilizado triclorometano en lugar de cloroformo, debido a la falta del mismo,
pero este aspecto no afecta al resultado final. El procedimiento seguido para extraer la
teobromina es el mismo que en el caso anterior. En este caso si pudimos completar el
experimento, por lo que tras combinar los filtrados tras haber calentado llevando a reflujo en
dos ocasiones destilamos la muestra:
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Una vez que la muestra estuvo destilada la dejamos reposar en éter etílico y un aspecto
destacable es que al destilarla obtuvimos una cantidad de cloroformo mayor que la que
deberíamos haber obtenido si hubiésemos utilizado 40 mL de agua y 20 mL de etanol, tal y
como indicaba el procedimiento original. A pesar de ello, tras dejarla reposar en el éter etílico
y volverla a filtrar finalizamos el experimento obteniendo 0.0378 g de teobromina.
Por último, la tercera muestra la realizamos añadiendo inicialmente 20 mL de etanol y 40 mL
de agua. El procedimiento seguido es el mismo que en los dos casos anteriores y al igual que
en la muestra anterior pudimos finalizarla a pesar de la lentitud del proceso, obteniendo en
este caso 0.0125 g. de teobromina.
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CONCLUSIONES
Este experimento cuenta con un proceso muy largo que requiere mucho tiempo y que
acumula numerosas fuentes de error a lo largo del mismo, por lo que podemos decir que no es
completamente fiable. A pesar de que hemos logrado obtener teobromina, los resultados no
son exactamente los que esperábamos, puesto que en la introducción y, según la información
que habíamos obtenido debería haber 0’4 g de teobromina por cada 30 g de cacao, por lo que
al haber empleado 20 g de cacao, la cantidad de teobromina que deberíamos haber obtenido
en el experimento es de 0’2, la cual no hemos alcanzado en ninguna de las dos muestras
debido, probablemente a las fuentes de error acumuladas a lo largo del proceso.
De todas las fuentes de error son destacables las siguientes:
- El tiempo a la hora de realizar cada paso del procedimiento, puesto que debido a la
limitación de horas en ocasiones variamos ligeramente el tiempo de calentar llevando
a reflujo o el tiempo de destilación.
- La cantidad de teobromina perdida a lo largo del proceso, tanto a la hora de filtrar,
como a la hora de pasar la muestra de un recipiente a otro para los distintos pasos del
procedimiento.
- Otro inconveniente fue el espacio de tiempo comprendido entre un paso y otro del
procedimiento, puesto que éste estaba diseñado para realizarse de manera
continuada y por ejemplo en el tercer paso indicaba que debíamos calentar la muestra
llevando a reflujo y filtrarla una vez estuviese caliente y solamente en una ocasión
pudimos filtrar la muestra caliente debido a la falta de tiempo.
Debido a estas fuentes de error los resultados no son exactamente los esperados. Aún así,
podemos decir que la cantidad inicial de 30 mL de agua y 30 mL de etanol dio mejores
resultados que cuando vertimos 40 mL de etanol y 20 mL de agua inicialmente. Esto se debe a
que en el primer caso la cantidad de teobromina obtenida fue mayor y se acerca más al
resultado esperado.
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BIBLIOGRAFÍA:
- REMENSAL, Agustín. Un banquete para los dioses. Madrid: Alianza editorial, 2010
o Páginas 169-181
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o Página 124
- "Cacao." BOTANICA. N.p., n.d. Web. 18 Dec. 2011. <http://www.botanical-
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- Leroux , Stéphane . "Choco-Story, The Chocolate Museum." Choco-Story, The
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- "Anastore.com Nº1 Nutrition Anti-Age, Site certifié FIA-NET, DHEA, Mélatonine,
Vitamines, Phytothérapie.." Anastore.com Nº1 Nutrition Anti-Age, Site certifié FIA-NET,
DHEA, Mélatonine, Vitamines, Phytothérapie.. N.p., n.d. Web. 4 Feb. 2012.
<http://www.anastore.com/es/ES/ND20
