viernes, 28 de marzo de 2014

Extracción casera de capsaicina: experimento

Capsaicina: extracción casera

La capsaicina es una resina producida por algunas especies de pimientos del género Capsicum y que pertenece a un grupo de varias sustancias homólogas llamadas capsaicinoides.
Químicamente es la 8-metil-N-vanillil-6-nonenamida.

En mamíferos produce una fuerte sensación de ardor, que previene que sean ingeridas por animales que no ayudarían a la dispersión de sus semillas.

Las inmensa mayoría de aves son inmunes a la capsaicina. De hecho son una de las principales formas de distribución de las semillas, que atraviesan su tracto digestivo y son depositadas lejos de la planta madre.

En cualquier caso, el sabor picante que pretendía ser un disuasorio para mamíferos, ha resultado ser de excelente atractivo para el ser humano, y en todo el mundo se consumen variedades diferentes de pimientos picantes.

Algunos autores describen que la capsaicina es producida por células de la pulpa, otros en las semillas, otros en la parte superior próxima al pedúnculo.
En cualquier caso incluso dentro de la misma variedad, las diferencias en contenido de capsaicina son muy variables.

Para eliminar el sabor en la boca, y puesto que no es soluble en agua, no se debe beber agua, porque no producirá ningún efecto. De hecho al aclararse otros sabores, se acentuará la potencia de la capsaicina remanente en la boca.

La mayoría de referencias para tratar el a veces insoportable ardor, es beber leche entera, ingerir azúcar o dulce, o un alimento graso.
Y puesto que es soluble en grasas, enjuagar la boca con un buen sorbo de aceite y escupirlo ayudará sin duda a eliminar el sabor picante de la capsaicina de la boca.

Cómo se mide el picante

Sí. Se ha creado una escala que ayuda a medir cuán picante es un pimiento.
Si el jalapeño te parece picante, prueba el pimiento más picante del mundo: el indio Naga Jolokia, unas 2000 veces más picante. Le siguen los pimientos habaneros.
Para medir cuán picante es un pimiento, se ha establecido la escala Scoville:

Unidades de medición Scoville para pungencia

Uso terapéutico de la capsaicina

La capsaicina disminuye la actividad de las neuronas sensitivas y bloquea la transmisión del dolor.
En la actualidad se usa en crema y parches para aliviar el dolor moderado a severo en la neuropatía diabética dolorosa.

Es útil como insecticida ecológico. Puede aplicarse directamente sobre las plantas sin peligro y es especialmente útil contra plagas de insectos pequeños: mosca blanca, pulgones, etc, especialmente al inicio de la infestación.

Y por supuesto en la elaboración de aerosoles de protección personal o sprays de pimienta.

Se le atribuyen otras muchas propiedades, casi ninguna demostrada.
El extracto puro de capsaicina por produce quemaduras extremadamente graves por contacto con la piel.

Objetivos

El experimento no tiene otro objetivo que extraer capsaicina pura a partir de pimientos picantes.

No pretendo establecer qué pimiento resulta en mayor extracción ni el mejor solvente a utilizar.
En cuanto a las diferencias de extracción, se deben a la gran diferencia entre las diferentes variedades de pimientos utilizadas. Además de estar en tres estados completamente diferentes: entero seco, entero en vinagre y en polvo seco-.

¿Que solvente usar para la extracción?

Para la extracción de la capsaicina se pueden utilizar varios solventes. puesto que la capsaicina no es soluble en agua (apenas 0,02 a 20ºC), deben usarse solventes orgánicos.Entre los más usados están el éter de petróleo, benceno, acetona, alcoholes etílico, metílico, isopropílico, etc.

Los solventes orgánicos son peligrosos, inflamables y tóxicos por ingestión, contacto y respiración. Deben usarse con extremada precaución.
El éter de petróleo, es elevadamente tóxico si se ingiere, por lo que no es muy adecuado. El benceno es extremadamente inflamable. Nada recomendable sin condiciones apropiadas de laboratorio. Entre los alcoholes, el alcohol metílico es tóxico por ingestión.

El solvente más barato, menos peligroso y que en algunos estudios ha mostrado mayor extracción es el alcohol etílico, por lo que usaré alcohol etílico de 96º.
Además una vez terminado el proceso se evapora por completo -sea por calor o de forma natural- y no deja restos tóxicos en la extracción.

Preparación de las muestras

Se prepararon 3 muestras:
  1. Una muestra de unos 5 g de pimienta cayena entera seca comercial, con semillas incluidas, que se trituró pero no concienzudamente. Las semillas se mantuvieron intactas.
    Esta se dejó durante 72h.
  2. Una muestra de 38g de pimienta cayena molida -sin semillas supongo-.
    Esta se dejó durante 48h.
  3. Una muestra de unos 50-60g de chiles serranos en vinagre comerciales, con semillas. Esta se pasó por la batidora junto a una parte de alcohol para triturar por completo. Las semillas se mantuvieron en su mayor parte intactas.
    Esta se dejó durante 48h.
Cabe destacar la dificultad de conocer con exactitud la variedad concreta del pimiento usado, ya que su nombre comercial y legislación en diferentes países dificulta más identificarlos.

A la muestra 1 se le añadieron unos 150-200 ml de alcohol, mientras que a las muestras 2 y 3 se les añadió 250 ml por ser algo mayores.

Las muestras se agitaron regularmente, unas 10 veces al día.
También se sometieron 1 a 2 veces por día a baño en agua muy caliente, para calentar el alcohol y favorecer la extracción de la capsaicina.

Es preferible usar agua del grifo muy caliente, ya que si se calienta demasiado el alcohol se transforma en gas, presiona el frasco y puede hacerlo reventar, con el peligro de inflamarse.
El agua no debe hervir al fuego en ningún momento con las muestras dentro.

Observaciones

Puesto que la capsaicina pura es incolora, la mayor coloración del alcohol o la mayor turbidez no es un indicativo de una mayor concentración de capsacina disuelta, si no que se correspondería más con la cantidad y tipo de carotenoides del pimiento, o si ha sido molido. La molienda aumenta la coloración del alcohol y también la extracción al estar más superficie del pimiento en contacto con el solvente.

Tras la preparación
La muestra 2 presenta desde el principio -en reposo- es la que presenta mayor pigmentación del alcohol.
La muestra 3 es la única que es verde en lugar de roja. Además contiene parte de agua y vinagre. En reposo el alcohol posee un tono como la pulpa de aguacate.

A las 24h
La muestra 1 tras 24h y en reposo presenta un color rosa muy ligero. Se observa la decoloración parcial de los frutos y semillas.
Las muestras 2 y la 3 -de color verde- no presenta ninguna diferencia aparente.

A las 48h
Los pimientos de la muestra 1 están más decolorados.
La muestra 2 es muy oscura en reposo, y el pimiento pulverizado se ha decolorado.
La muestra 3 permanece igual.

Procedimiento de extracción de la resina

La capsaicina es extremadamente irritante y el alcohol extremadamente inflamable. Cualquier precaución es poca. Usa guantes, gafas de protección, evita corrientes de aire, fuentes de ignición, chispas...
Usa papel de cocina desechable, no te toques la boca, la cara o los ojos bajo ningún concepto. Si tienes alguna herida en manos o cuerpo evita el contacto con ninguna muestra.
En mi caso la he hecho a las 72h para la muestra 1 y a las 48h para las 2 y 3.

Muestra 1

Para ello se pasa el contenido de las muestras por filtro varias veces, hasta obtener un líquido coloreado uniforme sin residuos.
Muestra 1 preparada para secar
Para evaporar el alcohol de las muestras lo mejor es usar un recipiente de gran superficie, como una bandeja de cristal tipo Pirex de horno. Al ser de cristal es más fácil obtener luego la resina sin que se contamine.
También se puede hacer en un plato hondo u otro recipiente porcelánico.

Si no hace calor, para evaporar el alcohol más rápido, se puede colocar la bandeja en el horno -al mínimo y entreabierto- o airearlo con un secador de pelo. Si hace calor la evaporación es bastante rápida.

Una vez se evapora todo el alcohol, quedará un residuo graso aceitoso que contendrá entre otros, la capsaicina.
Además incluirá otro tipo de sustancias liposolubles, como los carotenoides -responsables del color-, vitaminas liposolubles y ácidos grasos.

He realizado todo el proceso con la muestra 1, que contenía unos 5 g de pimienta cayena seca comercial. Para acelerar el proceso de evaporación he usado unos minutos un secador de cabello sobre el alcohol, he dejado unas horas evaporación normal, he vuelto a ayudar con calentamiento del secador y he dejado terminar con evaporación natural.

El resultado es una especie de masa de aspecto resinoso coloreado rojizo.
Muestra completamente seca. Desprende aroma picante pero no alcohólico.

Se observa que de la sustancia obtenida, una fase más coloreada se separa de otra fase menos coloreada y transparente. Desconozco si alguna de las dos fases es más rica en capsaicina pura.
Teniendo en cuenta que la fase coloreada es más rica en carotenos, he asumido que la fase más clara debe ser más rica en capsaicinas.

Con mucha vista puede apreciarse una fase transparente en la parte inferior
Voy a probar a extraer toda con una jeringuilla y cruzar los dedos para que ambas fases se separen.
Luego sólo hay que vaciar las dos fases separadas :)
Como quiero extraer la fase transparente, en la que asumo contiene más capsaicinoides, la aguja debe tocar el fondo.
Plato ya limpio de la fase transparente
Jeringuilla con ambas fases: la inferior menos coloreada contiene la capsaicina y sus derivados

Eliminé la fase más oscura -presuponiendo que es menos rica en capsaicinas- y este es el resultado final de la extracción de la muestra 1:
Extracción final de capsaicinas de la muestra 1

Muestra 2

Debería producir muchísima más cantidad de resina, por tratarse de unas 7 veces más de contenido de pimiento. Sin embargo este está molido, por lo que parte ha podido perderse. Además no contiene semillas, y las semillas podrían ser ricas en capsaicinas...

El resultado obtenido de resina es mayor que en la muestra 1, lo cual era de esperar:
Resina obtenida de la muestra 2

Tras extraer toda la resina con jeringuilla

Jeringuilla con la extracción: unos 5 ml
La extracción de la muestra 2 es mucho más oscura, prácticamente opaca con una luz detrás. También parece más viscosa, más líquida que la de la muestra 1.

Esta muestra no se ha separado todavía, y se probará en su momento si la parte más coloreada y presuntamente menos rica en capsaicinas, lo es o no.

Muestra 3

Hay que esperar más porque contenía agua y vinagre que debe evaporarse.
Ya se ha evaporado gran parte:
Muestra 3, elaborada con chiles serranos
He retirado el contenido a otro plato para apartar las impurezas visibles. Y he dejado que las impurezas se sequen. A impurezas le denomino a las partes que se acumulan en formas de gotitas o hilillos coloreados y que por ejemplo se forman más al agitar la muestra. He asumido que al ser coloreadas, contienen menos capsaicina, pero ignoro si precisamente lo que denomino impurezas, son las resinas más ricas.

Aspecto de las impurezas separadas y secas

Resultados de la extracción y observaciones

Muestra 1

Han probado 2 personas. Una de ellas sensible al picante, otra de ellas acostumbrada al picante. Como el picante es relativo, por acostumbrado se especifica como alguien que puede soportar comer 2 o 3  guindillas vascas verdes en vinagre o piparras:


Primero hemos pasado una fina capa del aceite obtenido sobre unos 2 cm2 de la piel de la mano unos 2 minutos.
No se ha observado ninguna reacción de picor ni irritación.

Luego se ha extendido media gota del aceite sobre la yema de un dedo, y se ha juntado junto al dedo de otra persona para tomar una parte igual, es decir un cuarto de gota del aceite obtenido, extendido en la yema del dedo.
Pasando el dedo manchado con resina sobre la lengua, el gusto es picante :) pero normal.

Media gota ha sido suficiente para manchar la yema del dedo de dos personas y producir sabor picante intenso y persistente en a boca.

Muestra 2

Al extender unos 2 cm2 de aceite -aproximadamente una gota y media- sobre la piel de ambas personas, ambos han notado picor en la piel a los 10-15 segundos.
El picor aumenta hasta el primer minuto o minuto y medio y luego se mantiene, sin ser insoportable, aunque si provoca reflejo y ganas de rascarse.
Una persona tuvo sensación intensa de picor e incluso de formación de ampollas, aunque no claramente identificables, sí se formaron erupciones milimétricas.
El otro participante se le formó una pequeña ampolla de unos 2 mm de diámetro, aparecida tras sólo unos 40 segundos y un picor muy localizado.

Pequeña ampolla formada a los pocos segundos
Ampolla tras retirar el aceite
Luego se ha compartido en la yema de un dedo media gota del aceite. Ambos participantes observaron picor y sensibilidad en la yema del dedo. 
El sabor picante en la lengua fue muy intenso y muy duradero -de 10-15 min-, aunque soportable.

Muestra 3

La muestra 3 se ha tomado una pequeña gota.
No se ha notado ni picor en dedo, ni reacción en la piel.
El sabor es ligeramente picante, similar o menor que el de la muestra 1.

Muestra 3: aceite tomado para la prueba del sabor picante

Conclusiones


  1. De pimienta cayena molida comercial puede obtenerse un aceite extremadamente rico en capsaicinas, de concentración tal que es capaz de producir irritación en la piel.
  2. La potencia del aceite obtenido es tal que un cuarto de gota fue suficiente para producir un sabor picante intenso y duradero en la lengua y boca.

Puesto que se extrae muy bien con jeringuilla, ésta puede usarse también para conservar el aceite, así como para aplicarlo por inyección en vegetales.
En ese caso, es aconsejable usar jeringuillas de 5ml, que permiten una mejor dosificación, ya que dos gotas pueden hacer insoportable el picor.

Usos posibles del extracto de capsaicina


  1. Puede usarse en dosis de media o una gota inyectado en tomates cherry, junto a otros tomates inyectados con otras sustancias que contrasten, como aceite balsámico, miel, salsa de soja, etc
  2. También puede inyectarse en crudités que son poco atractivas pero tienen nervios o tallos gruesos, como el apio, espinacas, cardos, etc.
  3. Y casi en lo que se te ocurra, según te guste el picante