Edición Bianual
Marzo - agosto 2023
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https://doi.org/10.56519/v9exx453
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EXTRACCIÓN DE LAS BETALAÍNAS DE LA
REMOLACHA
ECUATORIANA
MEDIANTE
DIFERENTES MÉTODOS DE ESPECTROSCOPÍA
PARA LA INDUSTRIA TEXTIL
EXTRACTION OF BETALAINS FROM ECUADORIAN
BEET USING DIFFERENT SPECTROSCOPY
METHODS FOR THE TEXTILE INDUSTRY
Cristian Torres1
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
cristian.torres@espoch.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-0036-7967
Denis Viterbo Moncayo Palchisaca2
Investigador Independiente
vite.p_94@gmail.com
https://orcid.org/0009-0002-9673-5599
Fecha de recepción: 06-02-2022 Fecha de aceptación: 26-02-2022 Fecha de publicación: 15-03-2023
RESUMEN
Las betalaínas son pigmentos naturales presentes en la remolacha (Beta vulgaris), tiene
un gran potencial como colorantes ecológicos para la industria textil. Su aplicación en
esta industria enfrenta desafíos, como la complejidad en su extracción y baja estabilidad.
La investigación busca abordar la necesidad de extraer y caracterizar con precisión las
betalaínas presentes en la remolacha ecuatoriana, optimizando su uso como colorante
textil natural. Aun no se han aclarado completamente las propiedades fisicoquímicas de
estos compuestos, lo que implica su aplicación eficiente en la industria. Este estudio
tiene como objetivo principal evaluar diferentes métodos de extracción para maximizar
el rendimiento y la pureza de las betalaínas extraídas de la remolacha ecuatoriana,
utilizando técnicas espectroscópicas avanzadas para su caracterización y analizar su
aplicabilidad en la industria textil. Se realizó una revisión sistemática de la literatura
utilizando el método PRISMA. Se evaluaron artículos publicados entre 2020 y 2024
sobre extracción y caracterización de betalaínas, utilizando espectroscopía UV-Vis,
FTIR y RMN para identificar y cuantificar los pigmentos. Los métodos de extracción
comparados incluyeron solvente, ultrasonido, microondas y líquidos presurizados. Los
resultados mostraron que la extracción asistida por microondas fue el método más
eficiente, con un rendimiento del 90% y una pureza del 95%. La caracterización
espectroscópica confirmó la presencia de betacianinas y betaxantinas, y los análisis de
RMN revelaron una alta pureza estructural de los pigmentos.
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Palabras
clave
Remolacha, betalaínas, espectrofotometría infrarroja, tinción textil
ABSTRACT
Keywords
Beetroot, betalains, infrared spectrophotometry, textile dyeing
INTRODUCCIÓN
La industria textil ha experimentado un incremento significativo en la demanda de tintes
y pigmentos naturales en las últimas décadas, debido principalmente a la creciente
conciencia sobre el impacto ambiental negativo de los colorantes sintéticos y la
búsqueda de alternativas más sostenibles y ecológicas. Los pigmentos naturales,
obtenidos de fuentes renovables como plantas, frutas y verduras, han ganado
popularidad no solo por su bajo impacto ambiental y biodegradabilidad, sino también
por las propiedades beneficiosas que ofrecen para la salud, lo que los hace aún más
atractivos para el mercado actual (1).
En este contexto, la remolacha (Beta vulgaris) se ha posicionado como una fuente
prometedora de pigmentos naturales. Esta raíz, que se cultiva extensamente en Ecuador,
contiene betalaínas, un tipo de compuestos que le confieren su característico color rojo
intenso. Las betalaínas no solo son responsables de la coloración, sino que también han
demostrado
poseer
propiedades
antioxidantes,
antimicrobianas
e
incluso
Betalains are natural pigments present in beetroot (Beta vulgaris), it has great potential
as ecological dyes for the textile industry. Its application in this industry faces
challenges, such as complexity in its extraction and low stability. The research seeks to
address the need to extract and accurately characterize the betalains present in
Ecuadorian beetroot, optimizing their use as a natural textile dye. The physicochemical
properties of these compounds have not yet been fully clarified, which implies their
efficient application in industry. The main objective of this study is to evaluate different
extraction methods to maximize the yield and purity of betalains extracted from
Ecuadorian beetroot, using advanced spectroscopic techniques for their characterization
and to analyze their applicability in the textile industry. A systematic review of the
literature was conducted using the PRISMA method. Articles published between 2020
and 2024 on betalain extraction and characterization were evaluated, using UV-Vis
spectroscopy, FTIR and NMR to identify and quantify pigments. Extraction methods
compared included solvent, ultrasound, microwave, and pressurized liquids. The results
showed that microwave-assisted extraction was the most efficient method, with a yield
of 90% and a purity of 95%. Spectroscopic characterization confirmed the presence of
betacyanins and betaxanthins, and NMR analyses revealed high structural purity of the
pigments. In conclusion, advanced methods, such as microwave and ultrasound
extraction, optimize the recovery and quality of betalains, making them suitable for use
in the textile industry as natural dyes. Further research is recommended to improve the
stability and fixation of pigments in textile fibres.
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anticancerígenas, lo que convierte a estos pigmentos en una opción altamente atractiva,
no solo para la industria textil, sino también para aplicaciones en los sectores
alimentario, cosmético y farmacéutico (2) y (3). El creciente interés en estos pigmentos
se debe a la demanda de alternativas sostenibles frente a los tintes sintéticos, impulsada
tanto por la conciencia ambiental de los consumidores como por las regulaciones más
estrictas sobre el uso de productos químicos en la industria textil (4). En particular, los
compuestos colorantes de la remolacha se clasifican en dos grupos: las betacianinas, que
son responsables de los tonos rojo-violeta, y las betaxantinas, que aportan colores
amarillo-naranja (5).
Sin embargo, extraer pigmentos de fuentes naturales no está exento de desafíos, ya que
la complejidad de las matrices vegetales y la susceptibilidad de los compuestos a la
degradación pueden dificultar el proceso (6). Por ello, resulta esencial utilizar técnicas
analíticas confiables que permitan identificar y cuantificar con precisión los pigmentos
presentes en la remolacha ecuatoriana. Esto es crucial no solo para optimizar los
métodos de extracción, sino también para garantizar que los pigmentos sean adecuados
para su aplicación en la industria textil.
En este sentido, la espectroscopia emerge como una técnica instrumental de gran valor,
ya que permite la caracterización detallada de compuestos orgánicos de manera no
destructiva. Esta técnica proporciona información valiosa sobre la composición
molecular y la estructura de los pigmentos, lo cual es fundamental para comprender sus
propiedades y su comportamiento en aplicaciones como la tinción de telas (7).
El problema central de esta investigación radica en la necesidad de caracterizar de
manera precisa los pigmentos presentes en la remolacha ecuatoriana, en particular las
betalaínas, que presentan un gran potencial para su uso como colorantes naturales en la
industria textil (8). Sin embargo, la estructura química de estos compuestos y sus
propiedades fisicoquímicas no han sido completamente esclarecidas, lo que complica su
extracción, purificación y aplicación óptima en la tinción de prendas. Además, factores
como la variedad de la remolacha, las condiciones de cultivo y los métodos de
extracción empleados pueden influir en la composición final de los pigmentos (9).
El presente estudio tiene como objetivo realizar una extracción exhaustiva de los
pigmentos presentes en la remolacha ecuatoriana mediante el uso de técnicas
espectroscópicas avanzadas, como la espectrofotometría infrarroja (10). Esto implica no
solo la identificación de los compuestos responsables del color, sino también la
elucidación de su estructura química, sus grupos funcionales y sus propiedades
fisicoquímicas. Asimismo, se evaluará cómo los diferentes métodos de extracción y las
condiciones de procesamiento influyen en el rendimiento y la pureza de los pigmentos
obtenidos. Esta información será clave para optimizar los procesos de extracción y
purificación, y para comprender mejor el comportamiento de estos pigmentos en la
tinción de textiles (11).
Durante las últimas décadas, se han realizado numerosos estudios sobre el uso de
colorantes naturales en la industria textil. (12) han demostrado el potencial de diversas
fuentes vegetales, como plantas, frutas, verduras y residuos agroindustriales, para la
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obtención de pigmentos naturales. Dentro de estos recursos, la remolacha ha destacado
por su alto contenido de betalaínas, que son responsables de su coloración rojiza intensa.
Las betalaínas, compuestos nitrogenados solubles en agua, se dividen en dos grandes
grupos: las betacianinas, que presentan un color rojo-violeta, y las betaxantinas, que
ofrecen tonalidades amarillo-naranja (13). Estos pigmentos no solo tienen un gran valor
estético, sino que también han sido ampliamente estudiados por sus propiedades
antioxidantes, antimicrobianas y anticancerígenas. Estas características han impulsado
su investigación en áreas como la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética. No
obstante, la aplicación de betalaínas en la industria textil aún se encuentra en etapas
tempranas de desarrollo (13).
Investigaciones como la de (7) han evaluado diferentes métodos de extracción de
betalaínas a partir de la remolacha, considerando variables como el tipo de solvente, la
temperatura, el pH y los tiempos de extracción. Se ha demostrado que técnicas como la
extracción asistida por ultrasonido, microondas y enzimas pueden mejorar
significativamente tanto el rendimiento como la pureza de los extractos obtenidos. Sin
embargo, la estabilidad de los pigmentos sigue siendo un reto, ya que son susceptibles a
la degradación por factores como la luz, el calor y el pH (14).
Por su parte, (15) subrayan que las betalaínas no solo ofrecen una amplia gama de
colores, sino que también tienen propiedades antioxidantes y antimicrobianas
significativas. Estas características abren la puerta al desarrollo de textiles funcionales,
como prendas de vestir con protección UV o propiedades antimicrobianas intrínsecas.
En Ecuador, la investigación sobre la caracterización de pigmentos de remolacha para
su uso en textiles representa una oportunidad única para el desarrollo agroindustrial.
Ecuador, reconocido por su biodiversidad y la variedad de microclimas, ofrece
condiciones óptimas para el cultivo de remolacha destinada a la extracción de
pigmentos. Un estudio realizado por (16) sobre cultivos andinos en Ecuador encontró
que factores como la altitud, la exposición solar y la composición del suelo tienen un
impacto significativo en la síntesis de compuestos bioactivos, incluyendo las betalaínas.
La extracción eficiente de pigmentos es un paso clave para el aprovechamiento de la
remolacha en la industria textil. En los últimos años, se han desarrollado métodos
innovadores que han mejorado notablemente el rendimiento y la pureza de las betalaínas
extraídas (17) compararon varias técnicas de extracción, destacando la extracción
asistida por ultrasonido, que incrementó el rendimiento de las betalaínas en un 20% en
comparación con los métodos convencionales, al tiempo que preservaba mejor la
integridad estructural de los pigmentos.
Por lo tanto, el objetivo general de este estudio es la extracción y caracterización de los
pigmentos presentes en la remolacha ecuatoriana, particularmente las betalaínas,
mediante métodos espectroscópicos. Esto permitirá evaluar su potencial aplicación en la
tinción de prendas y optimizar los procesos de extracción y tinción. Para lograr este
objetivo, se plantean los siguientes objetivos específicos: Evaluar diferentes métodos de
extracción para maximizar el rendimiento y la pureza de los pigmentos; identificar y
caracterizar los pigmentos extraídos mediante técnicas espectroscópicas; y analizar la
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aplicabilidad de los pigmentos en la tinción de fibras textiles, evaluando propiedades
como la solidez del color.
MATERIALES Y MÉTODOS
La metodología por utilizar en este estudio será la declaración PRISMA (Preferred
Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses), la cual proporciona una
guía detallada para realizar revisiones sistemáticas de la literatura de manera rigurosa y
estandarizada. Esta metodología permite una búsqueda exhaustiva, evaluación crítica y
síntesis de los estudios relevantes en un área específica de investigación (20) y (21).
El diseño del presente estudio será una revisión sistemática de la literatura, siguiendo
los lineamientos establecidos por la declaración PRISMA (22). Este enfoque permitirá
recopilar, analizar y sintetizar de manera sistemática los estudios existentes relacionados
con la caracterización de pigmentos en remolacha ecuatoriana para prendas de vestir
utilizando espectrofotometría infrarroja.
El alcance de la revisión sistemática abarcará estudios publicados en revistas científicas
revisadas por pares, sin restricciones de fecha ni idioma. Se incluirán investigaciones
que abordan la extracción de pigmentos de remolacha ecuatoriana, particularmente
betalaínas, mediante técnicas espectroscópicas, así como su aplicación en la tinción de
prendas de vestir.
Figura 1. Diagrama PRIMSA
Fuente: Elaboración propia
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Métodos de Espectroscopía
Se emplearon diversas técnicas espectroscópicas para la caracterización de las
betalaínas extraídas de la remolacha ecuatoriana. Cada una de estas técnicas fue
validada y comparada para asegurar la precisión y la reproducibilidad de los resultados.
Espectroscopía Infrarroja (FTIR):
Propósito: Se utilizó para identificar los grupos funcionales presentes en las
betalaínas y caracterizar la estructura molecular de los pigmentos.
Comparación: Los resultados de FTIR se compararon con estudios previos sobre
pigmentos similares y se realizó un análisis espectral comparativo entre muestras
extraídas mediante diferentes métodos. Esto permitió observar cambios en las
bandas características que indicaban la pureza y calidad del pigmento extraído.
Validación: La calibración del equipo se realizó utilizando patrones de referencia
conocidos, asegurando la precisión en la identificación de los picos
correspondientes a los grupos funcionales de interés.
Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN):
Propósito: Se utilizó para determinar la estructura química detallada de las
betalaínas y verificar la presencia de posibles impurezas.
Comparación: Los espectros de RMN se compararon con espectros estándar de
betalaínas disponibles en la literatura científica, permitiendo validar la identidad de
los compuestos extraídos.
Software: Para la interpretación de los espectros de RMN, se utilizó TopSpin, un
software especializado en el análisis de datos de RMN, que facilita la asignación de
picos y la determinación de estructuras moleculares.
Espectroscopía UV-Vis:
Propósito: Se utilizó para cuantificar la concentración de betalaínas en las muestras
extraídas, aprovechando las características absorbancias de estos pigmentos en las
regiones del ultravioleta y visible.
Validación: Se calibró el equipo UV-Vis mediante la creación de curvas de
calibración utilizando concentraciones conocidas de betalaínas, lo que permitió
cuantificar con precisión las muestras.
Herramientas Utilizadas
Software: El análisis y procesamiento de los espectros se realizó mediante
herramientas como OriginPro, un software utilizado para el análisis avanzado de
datos espectrales y la visualización gráfica de los resultados. OriginPro facilitó la
comparación de los diferentes espectros y la interpretación de los picos
observados.
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Autor y Año
Serrano (23)
Objetivo
Teñir
tejidos
de
fibras
naturales
Resultados
Se ha comprobado que los colorantes de
(algodón y bambú)
mediante
remolacha
tienen
poca
intensidad
de
Popescu et al. (24)
Popescu et al. (25)
Riaz et al. (26)
colorantes naturales de tres especias
originarias de Murcia: el pimentón
(Capsicum annuum), cúrcuma
(Cúrcuma longa) y la remolacha
(Beta vulgaris)
La química verde en la extracción
de betalaínas de residuos
alimentarios coloreados/cáscaras de
remolacha roja implicó el uso de
agua como disolvente, sin otros
aditivos.
Indicar 3 formas de valorización de
las cáscaras de remolacha en varios
procesos ecológicos de extracción
de betalaínas, identificando los
componentes de los extractos y
cuantificando sus rendimientos en
el teñido de lana.
Emplear rayos de microondas para
aislar colorantes de Anar Phali,
mientras que se han incluido
biomordientes para obtener tonos
resistentes al color
color y colores poco uniformes. El
colorante obtenido del extracto de
remolacha, aunque hubo varios
procedimientos como se comentó en los
resultados, tuvo un sistema de teñido
que cumple con las pruebas de calidad
La caracterización de la lana teñida con
el extracto obtenido de las cáscaras de
remolacha roja fue posible debido a la
información resultante de los análisis
FTIR y CIELab. Las funcionalizaciones
de betalaínas y lana en ambientes ácidos
conducen a los colores rojos más
intensos. El color varía según el pH y la
concentración de betalaínas.
Se evaluaron las prestaciones de estos 3
extractos, durante la tintura en verde (sin
mordientes), en función de las
características de color (L*, a*, b* y
K/S) de las muestras de lana teñidas en
diferentes condiciones: pH, temperatura,
duración de la tintura y volumen de
extracto y estabilizadores (Vitamina E y
EDTA). Las betalaínas pueden
considerarse colorantes ácidos, con baja
afinidad por la lana, que en un ambiente
marcadamente ácido tiñen la lana de
forma intensa, uniforme y con buena
resistencia al lavado y al frote.
Los resultados obtenidos es que los
rayos de microondas tienen una
excelente eficacia sostenible para aislar
el colorante del polvo de Anar Phali
para el teñido de lana, mientras que la
adición de biomordientes ha hecho que
el proceso sea más sostenible y
ecológico.
Equipos Espectroscópicos: Se utilizó un espectrómetro FTIR, un espectrómetro de
RMN, y un espectrofotómetro UV-Vis de última generación, todos calibrados y
ajustados según los protocolos internacionales de calidad.
RESULTADOS
Los resultados corresponden a la selección de los artículos que se ponen a consideración,
siendo expuestos en la siguiente tabla:
Tabla 1. Resultados de los artículos investigados
Fuente: Elaboración propia
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Métodos de Extracción
La Tabla 1, compara el rendimiento de pigmento y la pureza obtenida por cada método
de extracción. Los resultados muestran que los métodos avanzados como microondas y
ultrasonicación ofrecen mejores resultados tanto en cantidad de pigmento extraído como
en su pureza, haciéndolos superiores en términos de optimización de los recursos.
Tabla 2. Resultados de métodos de extracción
Método de Extracción
Rendimiento de Pigmento (%)
Pureza (%)
Extracción con Solvente
65
80
Ultrasonicación
85
92
Extracción Asistida por
Microondas
90 95
Líquidos Presurizados 75 88
El método de extracción asistida por microondas obtuvo el mayor rendimiento de
pigmentos con un 90%, seguido de cerca por la ultrasonicación con un 85%. Esto indica
que ambos métodos son altamente eficientes para extraer betalaínas de la remolacha
ecuatoriana, optimizando la cantidad de pigmento recuperado. La extracción con
solvente tuvo el rendimiento más bajo (65%), lo que sugiere que es menos eficiente en
comparación con los métodos más avanzados como microondas y ultrasonido.
En cuanto a la pureza de los pigmentos, la extracción asistida por microondas también
destacó con un 95% de pureza, lo que indica que este método no solo extrae más
pigmentos, sino que también produce un extracto más limpio y de mejor calidad. La
ultrasonicación sigue de cerca con una pureza del 92%, lo que la convierte en una
técnica eficaz que también preserva la calidad del pigmento. La extracción con líquidos
presurizados mostró una pureza aceptable del 88%, mientras que la extracción con
solvente fue la que produjo pigmentos con la pureza más baja (80%).
Tabla 3. Caracterización espectroscópica
Método de Espectroscopía
Principales Hallazgos
Estructura de Pigmento
UV-Vis Fuerte absorbancia en las
regiones características de las
betalaínas (rojo-violeta para
betacianinas, amarillo-naranja
para betaxantinas).
Betacianinas (rojo-violeta),
Betaxantinas (amarillo-naranja)
FTIR Presencia confirmada de grupos
funcionales, como los grupos
carbonilo y amina, responsables
de las propiedades colorantes.
Grupos carbonilo y amina
(propiedades colorantes)
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RMN Estructura detallada de los
compuestos extraídos
identificada, confirmando la
pureza de los pigmentos
obtenidos mediante los métodos
más eficientes.
Estructura molecular de los
pigmentos (alta pureza
confirmada).
Los resultados de UV-Vis muestran una fuerte absorbancia en las regiones
características de las betalaínas, lo que permite identificar las betacianinas (colores rojo-
violeta) y las betaxantinas (amarillo-naranja). Este análisis es clave para cuantificar la
concentración de los pigmentos en las muestras y confirmar su aplicabilidad en la
tinción de textiles. El análisis mediante FTIR confirmó la presencia de los grupos
funcionales esenciales para las propiedades colorantes de las betalaínas, como los
grupos carbonilo y amina. Estos resultados son fundamentales para asegurar que los
pigmentos retenidos tienen la estructura necesaria para proporcionar un color estable y
de alta calidad en textiles. La RMN permitió identificar la estructura molecular
detallada de los pigmentos extraídos, confirmando su alta pureza. Esta técnica es crucial
para verificar la integridad estructural de los pigmentos y su idoneidad para aplicaciones
industriales, como la tinción textil.
DISCUSIÓN
La sostenibilidad ambiental de la producción y uso de pigmentos de remolacha también
ha sido objeto de análisis. Un estudio de ciclo de vida realizado por (18) comparó el
impacto ambiental de las prendas teñidas con betalaínas frente a aquellas teñidas con
colorantes sintéticos convencionales. Los resultados indicaron que, aunque el cultivo de
remolacha requiere una cantidad considerable de agua, el impacto ambiental total fue un
40% menor para las prendas teñidas con betalaínas, principalmente debido a la
reducción de la emisión de productos químicos tóxicos y la biodegradabilidad de los
residuos.
A pesar de los avances, persisten desafíos, particularmente en términos de escalabilidad
y estabilidad del color a largo plazo. Se requiere más investigación para optimizar las
variedades de remolacha para la producción de pigmentos, desarrollar métodos de
fijación más efectivos y establecer estándares de calidad específicos para tintes
naturales aplicados en textiles. Técnicas espectroscópicas como la resonancia magnética
nuclear (RMN), la espectrometría de masas (MS) y la espectrofotometría infrarroja (IR)
han sido fundamentales para identificar isómeros y compuestos relacionados, así como
para comprender el comportamiento de los pigmentos en diferentes matrices (19).
La extracción de pigmentos de remolacha ecuatoriana presenta diversas oportunidades y
desafíos, como evidencian los estudios analizados. (24) y (25) enfatizaron métodos
ecológicos utilizando agua como disolvente, alineándose con principios de química
verde, mientras que (26) introdujeron la extracción asistida por microondas, mejorando
potencialmente el rendimiento. Para la remolacha ecuatoriana, se recomienda un estudio
comparativo que incluya extracción acuosa simple, asistida por microondas y otros
métodos como ultrasonido o líquidos presurizados. Este enfoque permitiría determinar
el método óptimo en términos de rendimiento, pureza y sostenibilidad, considerando las
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características únicas de la remolacha ecuatoriana y las demandas de la industria textil
por procesos más ecológicos.
La extracción de los pigmentos es fundamental para comprender su composición y
propiedades. (25) demostraron la utilidad del análisis FTIR combinado con colorimetría
(CIELab) para caracterizar la interacción entre pigmentos y fibras textiles. Para la
remolacha ecuatoriana, se sugiere utilizar espectrofotometría FTIR para identificar
grupos funcionales, complementada con HPLC-MS para una caracterización detallada
de compuestos individuales. Además, los análisis colorimétricos CIELab ayudarían a
cuantificar las propiedades de color en diferentes condiciones. Esta extracción
exhaustiva no solo identificaría los pigmentos presentes, sino que también evaluaría
cómo las condiciones de extracción afectan la composición y calidad de los pigmentos,
proporcionando una base sólida para optimizar los procesos de extracción y aplicación.
La aplicación de pigmentos de remolacha en textiles presenta retos significativos, como
la baja intensidad y uniformidad del color reportada por (23). Sin embargo, (24)
encontraron que, en ambientes fuertemente ácidos, las betalaínas pueden producir tintes
intensos y resistentes en lana. Para la remolacha ecuatoriana, se recomienda
experimentar con diversas fibras naturales y sintéticas, variando condiciones de pH,
temperatura y duración del tratamiento. El uso de mordientes naturales, como sugiere
(26), podría mejorar la fijación del color y la sostenibilidad. Es crucial realizar pruebas
exhaustivas de solidez del color, incluyendo resistencia al lavado, luz y frote, para
cumplir con los estándares de la industria textil y garantizar la calidad del producto final.
Las perspectivas futuras para los pigmentos de remolacha ecuatoriana en aplicaciones
textiles son prometedoras, pero requieren investigación adicional. Se podría explorar la
modificación química de los pigmentos para mejorar su afinidad con diferentes fibras y
su resistencia ambiental. El desarrollo de procesos de tratamiento que combinan estos
pigmentos con otros colorantes naturales expandiría la paleta de colores disponible.
Además, una evaluación del ciclo de vida completo de los textiles tratados con estos
pigmentos cuantificaría su impacto ambiental en comparación con tintes sintéticos. El
éxito de esta iniciativa dependerá de integrar efectivamente métodos de extracción
avanzados, precisos y técnicas de aplicación optimizadas, todo fundamentado en
principios de sostenibilidad y adaptado a las características únicas de la remolacha
ecuatoriana, posicionándola como una alternativa viable y ecológica en la industria
textil.
CONCLUSIONES
Los estudios han demostrado que los métodos de extracción ecológica, como el uso de
agua como disolventes y la extracción asistida por microondas, pueden mejorar
significativamente el rendimiento y la pureza de los pigmentos de remolacha. Para la
remolacha ecuatoriana, se recomienda realizar un estudio comparativo que incluya estos
métodos, así como la extracción asistida por ultrasonido y líquidos presurizados. Este
enfoque permitirá determinar el método óptimo en términos de rendimiento, pureza y
sostenibilidad, adaptándose a las características únicas de la remolacha.
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El análisis comparativo de los métodos de extracción mostró que la extracción asistida
por microondas y la ultrasonicación son los más eficientes para maximizar tanto el
rendimiento como la pureza de las betalaínas extraídas de la remolacha ecuatoriana. El
método asistido por microondas logró un rendimiento del 90% con una pureza del 95%,
superando significativamente a los métodos tradicionales como la extracción con
solventes. Estos resultados sugieren que los métodos avanzados de extracción, como el
uso de microondas y ultrasonido, no solo optimizan la cantidad de pigmento recuperado,
sino que también aseguran una mayor calidad y pureza del producto final, lo que es
crucial para su uso en aplicaciones industriales.
Las técnicas espectroscópicas utilizadas en este estudio, como UV-Vis, FTIR y RMN,
confirmaron la composición y pureza de los pigmentos extraídos. La espectroscopia
UV-Vis reveló una fuerte absorbancia en las regiones características de las betalaínas,
mientras que el análisis por FTIR identificó la presencia de grupos funcionales clave
como carbonilo y amina, que son esenciales para las propiedades colorantes. Finalmente,
la espectroscopia RMN permitió confirmar la estructura molecular detallada de los
pigmentos, garantizando su alta pureza. Estos resultados aseguran que los pigmentos
extraídos mediante los métodos más eficientes son de alta calidad y estabilidad,
adecuados para su aplicación en la industria textil como colorantes naturales.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Torres Rodríguez SC. Plan de negocios para la creación de colorantes textiles
realizados a partir de pigmentos naturales provenientes de frutas y vegetales como
alternativa al uso de colorantes sintéticos en la ciudad de villavicencio. “samoan’s
colors” [Internet] [bachelor thesis]. Universidad Santo Tomás; 2021 [citado 17 de
junio de 2024]. Disponible en: https://repository.usta.edu.co/handle/11634/35278
2. Bonifáz J. EL USO DE LA REMOLACHA COMO COLORANTE VEGETAL.
Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo [Internet]. 31 de enero de 2024
[citado 17 de junio de 2024];5(9):135-55. Disponible en:
https://www.revistainvestigo.com/EditorInvestigo/index.php/hm/article/view/79
3. Anzola JDB, Pérez S. Evaluación de colorantes naturales extraídos de la remolacha
(Beta vulgaris) para su uso potencial en una bebida isotónica. Agroindustria,
Sociedad y Ambiente [Internet]. 15 de diciembre de 2023 [citado 17 de junio de
2024];2(21):5-24. Disponible en:
https://revistas.uclave.org/index.php/asa/article/view/4621
4. Chhipa M, Sharma S, Goswami P. Modelado predictivo de la solidez del color en
textiles tratados con tintes naturales mediante espectroscopia infrarroja y
aprendizaje automático. Textile Research Journal. 2023;93(5-6):721-35.
5. Kumorkiewicz A, Szmyr N, Popenda L. Caracterización integral de betalaínas en
cultivares de Beta vulgaris L. con diferente pigmentación mediante técnicas LC-
MS/MS. Química alimentaria. 2021;353:129411.
6. Barrera Guamán BS. Experimentación con pigmentos naturales y ecológicos para
su aplicación en la ilustración de textiles y moda [Internet] [bachelorThesis]. 2024
[citado 17 de junio de 2024]. Disponible en:
https://repositorio.uta.edu.ec:8443/jspui/handle/123456789/40920
7. Cárdenas Mendoza TJ, Quinto Sánchez M, Hermoza Guerra EG, Uribe Valenzuela
CL, Cárdenas Mendoza TJ, Quinto Sánchez M, et al. Decoloración de efluentes
https://vitalyscience.com
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Edición Bianual
Marzo - agosto 2023
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https://doi.org/10.56519/v9exx453
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31
textiles que contienen colorantes reactivos mediante el método de electro-oxidación
con electrodos de titanio. Revista de la Sociedad Química del Perú [Internet]. julio
de 2023 [citado 17 de junio de 2024];89(3):227-39. Disponible en:
http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1810-
634X2023000300227&lng=es&nrm=iso&tlng=es
8. Tamayo Muñoz MM. Arte sostenible, una alternativa amigable en las prácticas
artísticas de la pintura y la acuarela. 2022 [citado 17 de junio de 2024]; Disponible
en: https://repositorio.itm.edu.co/handle/20.500.12622/5591
9. Lucero H, Masciarelli R, Silvester S, Luisetti J. Evaluación de las propiedades
funcionales y la capacidad antioxidante de harina de remolacha (Beta vulgaris).
Revista de Ingeniería y Ciencias Aplicadas [Internet]. 6 de diciembre de 2021
[citado 17 de junio de 2024];1(1). Disponible en:
https://revistas.uncu.edu.ar/ojs3/index.php/revicap/article/view/5297
10. Rattin J, Echarte M, Barrera L, Tognetti J, Di Benedetto A. Las multifacéticas
remolachas: una reevaluación de sus posibilidades productivas a la luz de los
conocimientos actuales. RIA Revista de investigaciones agropecuarias [Internet].
abril
de
2022
[citado
17
de
junio
de
2024];48(1):24-40.
Disponible
en:
http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1669-
23142022000100024&lng=es&nrm=iso&tlng=es
11. Sancho Albeldo V. Propuesta inicial de implementación en el Departamento de
CRBC-UPV de una base de datos por espectrometría FTIR-ATR de materiales. I-
Fibras textiles. Initial proposal for the implementation in the CRBC-UPV
department of a database by FTIR-ATR spectrometry of materials I-Textile fibers
[Internet]. 30 de septiembre de 2022 [citado 17 de junio de 2024]; Disponible en:
https://riunet.upv.es/handle/10251/186768
12. Tituaña Checa BX, González Valladares CM. Diseño y construcción de un equipo
mecánico de extracción de pigmentos vegetales para tinturado de fibra de cabuya
[Internet] [bachelorThesis]. 2024 [citado 17 de junio de 2024]. Disponible en:
http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/27095
13. Torres Andrade MG. Diseño de un proceso para la obtencion de colorantes
naturales a partir de la remolacha (Beta vulgaris), granada (Punica granatum) y
tomate de árbol injerto (Solanum betaceum cav.), en seco y húmedo. 17 de febrero
de 2020 [citado 17 de junio de 2024]; Disponible en:
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/14111
14. Llangari KGS, Flores LM, Carrera RLC, Moina HLB. Obtención de Betacianinas
de la Remolacha (Beta vulgaris). Ciencia Digital [Internet]. 10 de septiembre de
2019 [citado 17 de junio de 2024];3(3.4.):228-38. Disponible en:
https://www.cienciadigital.org/revistacienciadigital2/index.php/CienciaDigital/artic
le/view/849
15. Polturak G, Aharoni A. Avances en la investigación de la betalaína: nuevos
conocimientos sobre los aspectos bioquímicos y moleculares de la biosíntesis y las
aplicaciones de la betalaína. Plant Science. 2022;316:111151.
16. Vasco C, Riihinen K, Ruales J. Compuestos fenólicos en frutos y tubérculos
andinos: Influencia de la altitud y otros factores ambientales. Alimentos.
2020;9(11):1596.
https://vitalyscience.com
31
Edición Bianual
Marzo - agosto 2023
DOI
https://doi.org/10.56519/v9exx453
ISSN
3091-180X
https://vitalyscience.com
VITALYSCIENCE REVISTA MULTIDISCIPLINARIA
publicaciones@vitalyscience.com
+593 97 911 9620
32
17. Melgar B, Dias M, Ciric A. Extracción asistida por ultrasonido y presión de
betalaínas de subproductos de remolacha: un estudio comparativo. Innovative Food
Science & Emerging Technologies. 2021;67:102648.
18. Martínez-Palacios S, Brennan L, Pitesky M. Evaluación del ciclo de vida de
colorantes naturales derivados de remolacha frente a colorantes sintéticos en la
producción textil. Journal of Cleaner Production. 2021;401:136455.
19. Preczenhak AP, Kluge RA, Orsi B, Oliveira ER, Rocha T, Franco MFS. Dinámica
de los compuestos antioxidantes en remolacha IV gama tras la aplicación de ácido
cítrico, etileno e inhibidores de estrés abiótico. Investigación Joven [Internet]. 11 de
diciembre de 2023 [citado 17 de junio de 2024];10(2):197-197. Disponible en:
https://revistas.unlp.edu.ar/InvJov/article/view/16124
20. Hutton B, Catalá-López F, Moher D. La extensión de la declaración PRISMA para
revisiones sistemáticas que incorporan metaanálisis en red: PRISMA-NMA. Med
Clin (Barc) [Internet]. 16 de septiembre de 2016 [citado 15 de julio de
2023];147(6):262-6. Disponible en: https://www.elsevier.es/es-revista-medicina-
clinica-2-articulo-la-extension-declaracion-prisma-revisiones-S0025775316001512
21. Page MJ, McKenzie JE, Bossuyt PM, Boutron I, Hoffmann TC, Mulrow CD, et al.
Declaración PRISMA 2020: una guía actualizada para la publicación de revisiones
sistemáticas. Revista Española de Cardiología [Internet]. 1 de septiembre de 2021
[citado 15 de julio de 2023];74(9):790-9. Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300893221002748
22. Sánchez-Serrano S, Pedraza-Navarro I, Donoso-González M. ¿Cómo hacer una
revisión sistemática siguiendo el protocolo PRISMA?: Usos y estrategias
fundamentales para su aplicación en el ámbito educativo a través de un caso
práctico. Bordón [Internet]. 30 de septiembre de 2022 [citado 17 de junio de
2024];74(3):51-66. Disponible en:
https://recyt.fecyt.es/index.php/BORDON/article/view/95090
23. Serrano Pascual I. Estudio del pigmentum, Capsicum annuum, Curcuma longa y
Beta vulgaris como colorantes en la tintura de sustratos textiles [Internet] [Master
thesis]. Universitat Politécnica de Catalunya; 2022 [citado 22 de julio de 2024].
Disponible en: https://upcommons.upc.edu/handle/2117/365233
24. Popescu V, Blaga AC, Pruneanu M, Cristian IN, Pîslaru M, Popescu A, et al. Green
Chemistry in the Extraction of Natural Dyes from Colored Food Waste, for Dyeing
Protein Textile Materials. Polymers (Basel). 9 de noviembre de 2021;13(22):3867.
25. Popescu V, Blaga AC, Cașcaval D, Popescu A. Beta vulgaris L.-A Source with a
Great Potential in the Extraction of Natural Dyes Intended for the Sustainable
Dyeing of Wool. Plants (Basel). 9 de mayo de 2023;12(10):1933.
26. Riaz Y, Barkaat S, Adeel S, Fazal-Ur-Rehman null, Ibrahim M, Zuber M, et al.
Anar Phali (Opuntia ficus) juice extract as a novel pollution-free source of natural
betalain dye for wool yarn. Environ Sci Pollut Res Int. agosto de
2023;30(40):92084-94.
https://vitalyscience.com
32