Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO
COMO INDICADOR QUÍMICO
PURPLE CORN EXTRACT AS A
CHEMICAL INDICATOR
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
Recibido:
09/09/2019
Aceptado:
15/11/2019
Elena Patricia Urquizo
Cruz
eurquizo@unach.edu.ec
Universidad Nacional de Chimborazo,
Facultad de Ciencias de la Educación
Humanas y Tecnologías.
Riobamba, Ecuador
https://orcid.org/0000-0001-6081-1997
Narcisa de Jesús Sánchez
Salcán
nsanchez@unach.edu.ec
Universidad Nacional de Chimborazo,
Facultad de Ciencias de la Educación
Humanas y Tecnologías.
Riobamba, Ecuador
https://orcid.org/0000-0001-6250-777X
45
Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
Resumen
El acceso al uso de indicadores químicos dentro de la enseñanza de la teoría
ácido base provoca limitaciones en el aprendizaje de Química. Debido a
esto se desarrolló la investigación con el objetivo de extraer las
antocianinas del maíz morado y utilizarlas como indicador químico para
identificar cualitativamente el carácter ácido, neutro y/o básico de variadas
sustancias. La investigación es de tipo básica, con un nivel explicativo y
enfoque cuantitativo, sustentada en el paradigma positivista; el diseño de
investigación fue experimental con post-prueba, el método aplicado para
obtener el indicador fue el heurístico. El indicador químico obtenido se
utilizó en actividades experimentales con estudiantes de Bachillerato de dos
Unidades Educativas y con los estudiantes de segundo semestre de la
Carrera de Ciencias Experimentales: Química y Biología de la Universidad
Nacional de Chimborazo; instituciones educativas ubicadas en la ciudad de
Riobamba-Ecuador. La técnica para recolectar datos fue la observación a
través de una ficha de registro. Los resultados demostraron que el extracto
del maíz morado constituye un óptimo indicador, que permitió, durante el
proceso de enseñanza aprendizaje, la identificación del carácter ácido,
neutro y básico de las sustancias de manera macroscópica en base al cambio
de color según los valores del pH.
Palabras clave: Aprendizaje, indicador químico, ácido, base, maíz morado.
Abstract
The access to the use of chemical indicators in the teaching of acid-base
theory causes limitations in the learning of chemistry. Because of this, the
present study was carried out with the objective of extracting anthocyanins
from purple corn and its use as a chemical indicator for the qualitative
identification of the acidic, neutral and / or basic characteristic of various
substances in everyday life. It is a basic research, with an explanatory level
and quantitative approach, based on the positivist paradigm; The research
design is experimental with post- test, the method applied to obtain the
indicator was the heuristic. The chemical indicator obtained was used in
experimental activities with students of Bachillerato in two educational
institutions: “11 de Noviembre” and “Combatientes de Tapi” along with
the second semester students from the Experimental Sciences: Chemistry
and Biology at “Universidad Nacional de Chimborazo”; educational
institutions located in Riobamba-Ecuador. The technique for data
collection was the observation through qaregistration form. The results
obtained showed that the purple corn extract constitutes an optimal
indicator, which during the learning process allowed the identification of
the acidic, neutral and basic character of the substances in a macroscopic
way based on the color change according to pH values .
Keywords: Learning, chemical indicator, acid, base, purple corn.
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
EXTRACTO DEL MAÍZ
MORADO COMO
INDICADOR QUÍMICO
PURPLE CORN
EXTRACT AS A
46
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
INTRODUCCIÓN
La Química es una ciencia experimental cuya im-
portancia en la vida y en la sociedad resulta evi-
dente, más allá de su cuerpo teórico y de sus di-
versas aplicaciones que enmarcan la problemática
de su enseñanza en la comprensión de conceptos y
fenómenos.
La Química, es una parte de las Ciencias Natu-
rales que estudia las propiedades y estructura
de la materia: sustancias y reacciones químicas
con la finalidad de predecir el comportamiento
de los sistemas químicos; involucrando ade-
más reacciones que tienen lugar en los seres
vivos, procesos químicos geológicos, cambios
químicos en la atmósfera, corteza terrestre,
biósfera e incluso en el universo, siendo una
ciencia central e instrumental para otras mu-
chas ciencias (Urquizo & Fiallos 2017:274).
La elaboración de información y sistematizacio-
nes abstractas de esta ciencia, debido a limita-
ciones estructurales y académicas, sobre todo la
relación de las actividades experimentales con la
teoría y los fenómenos de la vida cotidiana, colo-
can al estudiante en un plano de confrontación y
necesidad de interpretarla.
Estos procesos un tanto complejos ofrecen di-
ficultades de aprendizaje que vienen definidas
por la forma en que el estudiante organiza sus
conocimientos a partir de sus propias teorías
implícitas sobre la Química.
Una problemática en la enseñanza de Química
dentro de las Unidades Educativas Fiscales de
la ciudad de Riobamba es la forma de cómo el
estudiante puede identificar ácidos y bases. A
nivel de Educación de Bachillerato, la ense-
ñanza está enmarcada en los fundamentos teó-
ricos, donde la experimentación escasamente
se aplica, debido a la inexistencia de materia-
les, reactivos, espacios físicos adecuados, ele-
vada cantidad de estudiantes por aula, ausencia
de técnicos de laboratorio y excesiva carga do-
cente que impiden la planificación de activi-
dades experimentales. A más de ello, la mayor
parte de instituciones educativas no cuenta con
laboratorios de Química (Urquizo & Fiallos
2017:284).
El estudio de Química en primer año de bachi-
llerato, así como también la Química Inorgánica
en Educación Superior, se enmarcan en el apren-
dizaje de nomenclaturas, fórmulas, reacciones y
aplicaciones de una gran cantidad de compuestos;
entre ellos los ácidos y las bases de mayor impor-
tancia.
Los ácidos son sustancias que han sido utili-
zadas desde tiempos antiguos, así por ejem-
plo los egipcios lavaban su cabello con agua y
zumo de limón (ácido cítrico) para librarlo de
grasa manteniéndolo suave y brillante; los
productores del vino agriado (ácido acético) lo
utilizaban como conservante de alimentos y
para elaborar encurtidos. Los griegos y roma-
nos utilizaban el ácido fórmico procedente de
las hormigas para curtir pieles (Gallego, Gar-
cinuño, Morcillo & Vásquez 2018:514).
Las bases, por ejemplo, la sosa y potasa, eran
obtenidas mediante la quema de plantas leñosas
usadas en el lavado de ropa y tintes. Al respec- to,
cabe señalar que ciertas culturas como la árabe y
griega, en los siglos XVI y XVII retoman los
conceptos de ácido y base en procesos metabóli-
cos; así Van Helmont (Jiménez, Molina & Carriazo
2015:188). Identificó un licor ácido en el estómago
responsable del desdoblamiento de los alimentos,
convirtiéndose este hecho en el inicio del estudio
de los procesos bioquímicos. Consecutivamente,
Franciscus Sylvius de le Boë (Jiménez, Molina &
Carriazo 2015:188). Extendió los estudios bioquí-
micos ocurridos en el interior de los organismos;
determinando que existían sustancias con acideces
y alcalinidades reales y fue por ello el precursor
del concepto moderno de pH.
Dichos ácidos y bases antiguamente fueron carac-
terizados por las propiedades sensoriales: así los
ácidos por su sabor agrio y las bases por ser al
tacto jabonosas.
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
47
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
Robert Boyle fue el primero en relacionar de
forma científica y sistemática ácidos y bases,
determinó que al ponerlos en contacto con
papel tornasol éstos cambiaban de color, y
comprobó que al mezclarse los ácidos y bases
se neutralizan; hecho que más tarde fue com-
probado por Gay Lussac, lo que sirvió de base
para las teorías actuales propuestas por “Arr-
henius, Brónsted-Lowry y Lewis; todas ellas
enfocadas a nivel estructural microscópico y
las propuestas conceptuales de Usanovich y de
Luxy Flood” (Jiménez, Molina & Carriazo
2015:188).
La parte conceptual de las teorías ácido-base an-
teriormente descritos se enfocan en la dimensión
microscópica, lo cual conlleva la dificultad de
trasladar a la práctica el conocimiento y por ende
el análisis de su fundamento teórico (Artdej, Ra-
tanaroutai, Coll & Thongpanchang 2010). Es así
que las “dificultades de los estudiantes para pre-
decir el carácter ácido-base de las sustancias son
evidentes pues solo se explican teóricamente y no
se enfatiza el nivel macroscópico de estos concep-
tos” (Furió, Calatayud & Bárcenas 2000:6)
Problema que profundiza el aprendizaje de la teo-
ría ácido base en las diversas instituciones educa-
tivas, sobre todo de nivel básico y de bachillerato.
Establecer una vinculación entre la escuela y la
vida, entre lo que el estudiante aprende en el aula,
sus ocupaciones y actividades fuera de ella es
esencial e indispensable en el ámbito pedagógico.
Para identificar el carácter ácido y base de las sus-
tancias se debe mencionar la utilización de indi-
cadores químicos, y el más utilizado es la fenolf-
taleína; que permanece incolora al contacto con
sustancias ácidas y púrpura con las sustancias bá-
sicas. De igual manera, el tornasol es otro indica-
dor que toma una coloración roja al contacto con
ácidos y azulado con las bases. Por ello la nece-
sidad de buscar la obtención de un indicador que
provenga de plantas del contexto a través de un
proceso económico, fácil y que no afecte al medio
ambiente.
“El Maíz morado (nombre común) es una plan- ta
nativa del Ecuador, Perú, Bolivia y otros paí- ses
ubicados en la parte baja de los Andes, usa- do
como alimento hace miles de años” (EcuRed
2017:1). Por su parte, el Ministerio de Agricultura
y Riego (2017), en relación con el maíz morado,
afirma que su nombre científico es Zea mays var,
amilácea (L) y pertenece a la familia de las Gra-
míneas.
La clasificación taxonómica del maíz morado se
muestra a en la tabla 1:
Tabla 1: Taxonomía del maíz morado
TAXONOMÍA
Reino
Plantae
División
Magnoliophyta
Clase
Liliopsida
Orden
Poales
Familia
Poaceae
Tribu
Andropogoneae
Especie
Zea
Nombre científico
Zea mays
Nombre común
Maíz Morado
Fuente: Yanangómez (2018)
El maíz morado presenta un contenido en
proteínas del 7.7% a 13%, lípidos en un
3.3% y carbohidratos, principalmente
almidón, en un 61.7%. Además, contiene
minerales como fósforo, hierro, vitamina
A, vitamina B1, vitamina B2, vitamina B3,
ácido ascórbico y antocianinas (EcuRed
2017:3).
La antocianina es un pigmento natural que da
la coloración típica a este maíz, siendo además
la responsable de la pigmentación rojiza, azu-
lada o violeta de la mayoría de frutas y flores.
Este pigmento actúa como un poderoso an-
tioxidante natural y anticancerígeno, teniendo
además propiedades funcionales debido a este
compuesto bioactivo (Guillén, Mori & Paucar
2014:213).
“El maíz morado fue uno de los principales ali-
mentos en la dieta de los pueblos andinos, utili-
zado frecuentemente en la preparación de bebidas
como la chicha morada y postres como la maza-
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
48
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
morra morada” (Otiniano 2012:74). “En la Parro-
quia Calpi de la ciudad de Riobamba, la fundación
Andinamarka elabora la chicha morada, la misma
que fue sometida a una validación técnica del pro-
ceso de producción” (Guamán 2013:1).
La asociación comunitaria Sariv elabora dos tipos
de chicha sin aditivos químicos, conservantes o
colorantes y la expenden en los mercados artesa-
nales de Riobamba y Quito aprovechando la gran
cantidad de antioxidantes (antocianinas).
“La chicha de jora a base del maíz morado, se
consumía en ciertas fiestas andinas y ceremonias
rituales, la misma que dejó de ser preparada cuan-
do las gaseosas y otras bebidas edulcoradas fue-
ron preferidas en el consumo de las comunidades”
(Marquez 2016:1).
Recientes investigaciones informan sobre la
existencia de cianidina 3 - glucósido en el
grano del maíz morado, como la principal an-
tocianina (flavonoide), la cianidina 3-glucósi-
do, una importante antocianina presente en el
maíz morado suprime el 7,12-dimethilbenzo
antraceno, el cual induce a la carcinogénesis
mamaria, lo que indica que el color de maíz
morado puede ser un agente quimioterapéutico
prometedor. (Fukamachi, Imada, Ohshima &
Tsuda, 2008:1841)
Las antocianinas del maíz morado presentan
importantes propiedades funcionales que, a
más de ayudar a combatir el cáncer, reducen
enfermedades coronarias, efectos antitumo-
rales, antiinflamatorios y antidiabéticos; así
como también aporta a mejorar la agudeza vi-
sual y al desarrollo cognitivo. (Aguilera, Reza,
Chew & Meza 2011:19)
Las antocianinas del maíz morado han sido
utilizadas como el mejor sustituto para colo-
rantes alimenticios artificiales, debido a su
origen natural y alto contenido en antioxidan-
tes” (Guillén et al. 2014:212). La harina de
maíz morado por su coloración se utiliza en la
elaboración de la mazamorra o colada morada
que se sirve en el día de los difuntos (Pinto &
Abad 2017:53). A más de ello se ha utilizado
la antocianina extraída de la coronta del maíz
morado para la elaboración de mermelada
(Pérez 2014:35), y producción de una bebida
como alternativa para consumirlo diariamente
(Castillo 2015:65).
Luego de la amplia revisión documental relacio-
nada con la composición del maíz negro y sus pro-
piedades funcionales se estableció que este maíz
no ha sido utilizado en la elaboración de un indica-
dor químico, debido a que no existen investigacio-
nes sobre el uso de las antocianinas utilizadas para
la caracterización de sustancias: ácidas, neutras y
básicas en el proceso de enseñanza aprendiza- je
de la teoría ácido-base; aspecto fundamental en la
enseñanza de Química tanto en el nivel de Ba-
chillerato como en la Educación Superior, aspecto
necesario para comprender ciertos fenómenos que
se presentan en la naturaleza.
Por lo que resulta necesario extraer un indicador a
bajo costo, por medio de un proceso que sea apli-
cable a todo nivel educativo que no involucre el
uso de disolventes orgánicos, utilización de ma-
teriales y equipos complejos de laboratorio, pero
sobre todo que no afecte al medio ambiente.
METODOLOGÍA
El presente artículo de investigación se desarrolló
en la Universidad Nacional de Chimborazo como
parte del proyecto de investigación: “La actividad
de experimentación, una estrategia para el apren-
dizaje activo de Química del Bachillerato General
Unificado en Ciencias. Casos de estudio: Unida-
des Educativas Fiscales del distrito Chambo-Rio-
bamba”. Es una investigación de tipo básica, pura
o fundamental con un nivel explicativo porque se
buscó establecer la causa del fenómeno en estudio.
Además se explicó por qué ocurre el fenómeno y
en qué condiciones se manifiesta (Ñaupas, Mejía,
Noboa & Villagomez 2011:66).
El diseño es experimental con pos prueba, porque
se utilizó el experimento como método o técnica
de investigación. Su representación diagramática
se aprecia en la tabla 2:
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
49
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
Tabla 2: Simbología del diseño experimental
RG_1
RG_2
X
O_1
O_2
Fuente: Hernández, Fernández & Baptista
2010:137
RG= Es el grupo o muestra
X= El tratamiento de la variable experimental
O= Es la medición de la variable dependiente
La investigación tiene un enfoque cuantitativo y se
sustenta en el paradigma positivista, porque por
medio de la experimentación se cuantificó, ex-
plicó y verificó los hechos a partir de relaciones
causa y efecto. El método aplicado para obtener el
indicador fue el heurístico que permite obtener el
conocimiento, tanto proposicional como pro-
cedimental; probar una alternativa y verificar si
funciona (Coello, Blanco & Reyes 2012:141); y
permita obtener resultados contundentes y confia-
bles, en este caso los cambios de coloración del
indicador químico en base al cambio de pH de las
distintas sustancias utilizadas.
La técnica para la recolección de los datos fue la
observación, que se realizó a través del instrumen-
to ficha de registro.
Se aplicó el método empírico – analítico, porque
se basó en la experimentación y la lógica empíri-
ca para determinar características esenciales de la
investigación, acorde con observaciones y análisis
realizados (Hurtado 2012:629).
Los resultados procedentes del uso del indicador
se recogieron mediante la técnica de la observa-
ción con su instrumento, la ficha de registro.
Para la obtención de la muestra se cultivó tres
hectáreas del maíz morado, en el cantón Guano,
parroquia San Andrés, comunidad de Batzacón, el
que fue cosechado a los cuatro meses y medio, y
se recolectó 2.0 kg entre granos y corontas me-
diante un muestreo probabilístico aleatorio simple
(Ñaupas et. al 2011:187). Su ubicación se muestra
en la figura 1.
La extracción del indicador del maíz morado con
un 1.6% al 6% de antocianinas (Guillén et al.
2014:1), se efectuó en el Laboratorio de Quí- mica
y Biología de la Universidad Nacional de
Chimborazo, para ello se procedió a desarrollar los
ensayos de prueba y error, que a diferencia de lo
propuesto por Elías y Gamero(1988) y Pérez
(2014) que extraen las antocianinas del maíz y las
corontas maduras y secas; se propone obtener un
extracto del maíz morado fresco (choclo) aplican-
Fuente: Elaboración propia en base al programa Google Maps de la Fotografía del lugar de siembra del
maíz negro.
Figura 1: Fotografía que indica la ubicación de lugar donde se desarrolló el cultivo de maíz negro utili-
zado para la extracción del indicador natural.
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
50
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
do un proceso de extracción sólido-líquido donde
las antocianinas sean solubles en el líquido de ex-
tracción.
Los granos se separaron de las corontas en forma
individual, mientras que las corontas se trocearon
para obtener una mayor superficie de contacto que
ayudó a una mayor y rápida extracción de este pig-
mento natural.
Los ensayos de prueba y error constituyen una
metodología de obtención de conocimiento, repa-
ración o solución de problemas, donde comprueba
si sirve o no. En el caso de obtener un resultado no
esperado se intenta con una nueva alternativa y así,
hasta obtener un resultado positivo. Por ello se
desarrolló los siguientes ensayos:
a. En un matraz erlenmeyer se colocó 0.200 kg
de los granos de maíz morado desgranado con
su respectiva coronta y 0.300 L de agua a tem-
peratura ambiente, se dejó en maceración por
12 horas, se decantó el líquido y se ubicó en
un frasco color ámbar.
b. En un matraz erlenmeyer se procedió a colo-
car 0.200 kg de los granos de maíz morado
desgranado con su respectiva coronta y una
mezcla de 0.150 L de agua y 0.150 L de eta-
nol, se dejó en maceración por 12 horas y se
decantó el líquido que fue colocado en un
frasco color ámbar.
c. En un matraz erlenmeyer se procedió a colo-
car 0.200 kg de los granos de maíz morado
desgranado con su respectiva coronta y una
mezcla de 0.300 L de etanol. Se dejó en ma-
ceración por 12 horas y se decantó el líquido
que fue colocado en un frasco color ámbar.
d. En un matraz erlenmeyer se procedió a colo-
car 0.200 kg de los granos de maíz morado
desgranado con su respectiva coronta y 0.600
L de agua. Se procedió a calentar y mantener
a una temperatura de 50°C por 30 minutos;
luego de lo cual se dejó en reposo por 1 hora
y se decantó el líquido que fue colocado en un
frasco color ámbar.
e. En una matraz erlenmeyer se procedió a colo-
car 0.200.0 kg de los granos de maíz morado
desgranado con su respectiva coronta y 0.600
L de agua. Se sometió a una temperatura de
94°C (temperatura de ebullición del agua en
la ciudad de Riobamba) por 30 minutos, lue-
go de lo cual se dejó en reposo por 1 hora y se
decantó el líquido, que fue colocado en un
frasco color ámbar.
Los extractos obtenidos se añadieron en forma in-
dividual a soluciones patrón transparentes de pH:
0, 1, 4, 6, 7, 8, 13, 14, donde se apreció que los
cambios de color fueron evidentes con el indica-
dor procedente del ensayo descrito en el literal e;
por lo que fue utilizado en actividades experimen-
tales de la asignatura de Química, tanto de nivel de
Bachillerato como de Educación Superior para la
caracterización de sustancias ácidas, neutras y
básicas.
A nivel de Bachillerato el indicador obtenido fue
utilizado por los estudiantes de las Unidades Edu-
cativas: 11 de Noviembre (40 estudiantes) y Com-
batientes de Tapi (37 estudiantes), en la asignatura
de Química de Primer Año de Bachillerato del año
lectivo septiembre de 2018-julio de 2019. A nivel
de Educación Superior lo utilizaron los estudian-
tes de segundo semestre de la Carrera de Licencia-
tura en Pedagogía de las Ciencias Experimentales:
Química y Biología (33 estudiantes) durante el pe-
riodo académico febrero de 2019-agosto de 2019
de la Universidad Nacional de Chimborazo, en la
asignatura: Química Inorgánica I.
Para el desarrollo de la actividad experimental uti-
lizaron sustancias en solución acuosa de uso coti-
diano como: agua embotellada, agua de la llave,
solución de Bicarbonato de Sodio, vinagre, leche,
gaseosa incolora, yogurt natural, jugo de limón,
Hidróxido de Sodio (sosa cáustica) y Ácido clor-
hídrico (ácido muriático).
Dichas sustancias fueron añadidas en un volumen
de 5.00 ml en tubos de ensayo con la ayuda de una
pipeta graduada, seguida de 3 gotas del indicador
procedente del maíz morado; agitaron cada una de
las mezclas, observaron y registraron los cambios
de color en la correspondiente ficha de registro.
Determinando con ello el carácter ácido, básico y
neutro de cada una de las sustancias a nivel ma-
croscópico; se desarrolló posteriormente la misma
actividad experimental con el indicador fenolfta-
leína para comparar los resultados obtenidos con
cada indicador.
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
51
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El maíz morado con elevadas concentraciones de
antocianinas (Sotomayor 2013: 73) presenta
solubilidad en compuestos polares, en este caso el
agua. Se logró establecer que la utilización de
0.200 Kg del maíz con su respectiva coronta y
0.600 L de agua sometidos a una temperatura de
94°C por 30 minutos y posterior reposo de la
mezcla, por 1 hora fue el mejor extracto para ser
utilizado como indicador químico; debido a que
presenta cambios evidentes de color en función del
pH de las soluciones utilizadas, como se apre- cia
en la figura 2.
La gama de colores que adquiere el indicador en
dependencia del pH de las sustancias evidencia su
funcionalidad como indicador químico. Conside-
rando que la temperatura y el tiempo influyen en la
etapa de extracción; “altas temperaturas dan lugar
a una mayor evaporación del agua; en cambio a
menor temperatura y tiempo, no se aprovecharía
completamente los beneficios de la materia pri-
ma” (Castillo 2015:21).
El indicador natural obtenido de la extracción se
colocó en un frasco color ámbar para evitar la de-
gradación de las antocianinas por acción de la luz
solar. De acuerdo con las referencias bibliográfi-
cas se estima que el contenido de antocianinas en
el indicador está en un rango de 1.100 mg y 1.642
mg por cada 100 g muestra en base húmeda según
lo mencionado en el artículo titulado Morphologi-
cal and chemistry characteristics from three culti-
vars of purple corn (Zea mays L.) (Quispe, Arroyo
& Gorriti 2011) quienes aplicaron un proceso si-
milar, pero con solventes orgánicos.
Las actividades experimentales que utilizaron el
indicador, se desarrollaron en cada institución
educativa; con los materiales y las sustancias ne-
cesarias de acuerdo a la actividad experimental es-
tablecida, por lo que se logró identificar de manera
macroscópica el carácter ácido, neutro y básico de
cada sustancia utilizada de manera colaborativa.
Al finalizar la actividad experimental los estudian-
tes obtuvieron los siguientes resultados.
Al colocar tres gotas de Fenolftaleína en la mues-
tra de leche pasteurizada de consumo diario que
presenta un pH 6 no cambia su coloración, esto se
debe a que en soluciones ácidas se mantiene
incolora, mientras que con el indicador natural de
maíz morado toma un color violeta; por tanto el
Fuente: Elaboración propia en base a la actividad experimental que involucra la aplicación del indica-
dor químico en soluciones patón de pH 0, 1, 4, 6, 7, 8 y 13.
Figura 2: Fotografías del maíz morado utilizado con su extracto correspondiente. Incluye la gama de
colores que adopta el indicador según el pH de las soluciones patrón.
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
52
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
indicador natural permite visualizar que la sustan-
cia es neutra.
La muestra de vinagre expendido comercialmen-
te con un valor de pH 2, al colocar tres gotas de
Fenolftaleína no cambia su coloración, debido a
que en soluciones ácidas se mantiene incolora,
mientras que al agregar 3 gotas de indicador na-
tural toma una coloración roja, lo que verifica el
carácter ácido de esta sustancia.
La muestra de yogurt natural con un valor de pH
4, al colocar tres gotas de Fenolftaleína no cambia
su coloración, ya que en soluciones ácidas se man-
tiene incolora, mientras que con las tres gotas del
indicador natural toma de un color rojo pálido; lo
que verifica que la sustancia es ácida.
La muestra de jugo de limón, con un valor de pH
1, al colocar tres gotas de Fenolftaleína no cambia
su coloración debido a que en soluciones ácidas se
mantiene incolora; mientras que al agregar tres
gotas de indicador natural toma un color rojo, lo
que verifica el carácter ácido del jugo de limón.
La solución de Hidróxido de Sodio (sosa cáustica)
con un valor de pH 13, con la fenolftaleína toma
una coloración rosa pálido, mientras que con el in-
dicador natural toma un color verde limón, lo que
permite determinar, por tanto, que la sustancia es
una base.
El ácido clorhídrico (ácido muriático) con un va-
lor de pH 0, con la fenolftaleína permanece inco-
loro, mientras que con el indicador natural toma
un color rojo intenso, debido a que se trata de una
sustancia de carácter fuertemente ácido.
La muestra de agua embotellada con un valor de
pH de 7, con la fenolftaleína permanece incolora,
mientras que con el indicador natural toma un co-
lor violeta; lo que demuestra así que la sustancia
es neutra.
La muestra de agua de uso doméstico presenta un
pH 6, al contacto con la fenolftaleína permanece
incolora, mientras que al agregar tres gotas de in-
dicador natural presenta una coloración rosada; lo
que determina que el agua de uso doméstico es
ácida.
La muestra de gaseosa sin color con un pH 2, al
colocar tres gotas de Fenolftaleína no cambia su
coloración, esto se debe a que en soluciones áci-
das se mantiene incolora; mientras que al agregar
tres gotas de indicador natural toma un color rojo
pálido, lo que permite comprobar que la sustancia
es ácida.
La muestra de solución de Bicarbonato de Sodio
con un valor de pH 8 al colocar tres gotas de Fe-
nolftaleína toma una coloración rosa pálido; mien-
tras que al agregar 3 gotas de indicador natural
toma un color verde, lo que verifica de esta forma
que la sustancia es una base.
El pH es la medida de acidez o basicidad de una
sustancia, la escala de pH oscila entre 0 y 14. Una
sustancia se considera ácida si está en un rango de
0 a 6, mientras que una sustancia se considera
alcalina o básica si se encuentra en un rango de 8
a 14; si el pH es 7 se trata de una sustancia de
carácter neutro.
En este sentido, con la actividad experimental los
estudiantes determinaron el carácter ácido, neutro
y básico de un conjunto de sustancias de uso co-
tidiano; con lo que de cierta manera se vuelve a
desarrollar y verificar lo hecho por Boyle (Whit-
ten, Dawis, Peck & Stanley 2014:349) quien iden-
tificaba los ácidos y bases usando como referencia
el cambio de color del indicador natural tornasol.
Las reacciones químicas en las que participan los
ácidos y las bases son variadas tanto en la natura-
leza como al interior de los seres vivos, por lo que
es de gran importancia la identificación cualitativa
del carácter ácido, neutro y/o básico, a través de
procedimientos basados en el cambio de colora-
ción que adquieren los indicadores naturales de
forma sencilla y sin afectar al medio ambiente,
como es el caso del indicador procedente del maíz
morado.
Culminada la parte experimental se logró demos-
trar que el indicador permitió cualificar cada sus-
tancia en ácido, neutro y /o básico; comprobando
de esta manera que una sustancia es ácida porque
prevalece la concentración de iones de hidrógeno,
una sustancia es alcalina (base) debido a que cuen-
ta con una alta concentración de iones hidroxilo y
bajas concentraciones de iones de hidrógeno. Es
decir, que los ácidos son sustancias que “al disol-
verse en agua, aumentan la concentración de iones
H
+
. Análogamente, las bases son sustancias que,
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
53
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
al disolverse en agua, aumentan la concentración
de iones hidroxilo; y las sustancias neutras son
aquellas que la concentración de iones hidrógeno
(H
+
) e hidroxilo (OH)
-
son iguales, según la teoría
de Arrhenius (Brown, LeMay, Bursten & Burdge
2004:614). Por lo tanto, el indicador natural obte-
nido determinó el carácter ácido, básico y/o neutro
de manera macroscópica en base a los cambios de
coloración.
Los resultados de los valores de pH de las distintas
soluciones y la variación de color producto de la
utilización del indicador natural se muestran en la
tabla 3.
La fenolftaleína es el indicador más utilizado en
todo nivel educativo en el proceso de enseñanza
aprendizaje, e identifica el carácter ácido (incolo-
ro) y/o básico (color rosa pálido) de las sustan-
cias en solución acuosa. En cambio, el indicador
natural procedente del maíz morado permite de-
terminar el carácter ácido, básico y neutro de las
sustancias en solución acuosa, presentando una
gama de colores que van desde el rojo intenso a
rojo débil (en sustancias de mayor a menor acidez,
respectivamente); color violeta (neutro o cercanas
a la neutralidad) y color verde (oscuro y/o limón
en sustancias básicas).
Se comprueba así que el pH del medio ejerce mar-
cada influencia en la coloración de los pigmentos
antociánicos procedentes del maíz morado; cuan-
do el medio es alcalino los grupos hidroxilo ceden
sus protones y los electrones se encuentran más
deslocalizados en la forma básica, ello conduce a
que el color vire progresivamente hacia el viole- ta
y en medios extremadamente básicos a verde.
Cuando el pH desciende, el color cambia a rojo
(Ringuelet & Viña 2013:118), y si el medio es
fuertemente ácido; pero toma un color rojo pálido
en medios con pH ligeramente ácidos, “valores de
pH menores a 3.6 dan estabilidad al color rojo ca-
racterístico de las antocianinas” (Elias & Gamero
1988:20).
Se demuestra así que el extracto obtenido proce-
dente del maíz morado gracias a su contenido en
antocianinas, modifica su color en dependencia
del pH del medio en el que se encuentra; de tal
manera que en medio ácido (pH 0 a 6) toma un
color rojo; cambia a un color violeta si el medio es
neutro (pH 7) y varía a verde si el medio es alcali-
no (pH 8 a 14), cuya intensidad va disminuyendo
a medida que aumenta la basicidad de la sustancia
analizada.
Tabla 3: Resultados de la caracterización de las sustancias de uso cotidiano mediante la utilización del
indicador procedente del maíz negro.
Fuente: Elaboración propia a partir de los datos registrados en la ficha correspondiente.
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
54
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
CONCLUSIONES
A partir del proceso de extracción, al utilizar los
granos de maíz negro conjuntamente con sus co-
rontas se logró obtener un indicador químico de
una forma fácil, económica, sin ninguna afecta-
ción al medio ambiente; cuyo uso permitió que los
estudiantes determinaran el carácter ácido, básico
y neutro de variadas sustancias, proponiéndose su
uso en remplazo de los indicadores químicos sin-
téticos de alto costo, ampliamente utilizados tanto
en la educación de Bachillerato y universitaria en
Ecuador.
Los estudiantes de Bachillerato y de Educación
Superior en la actividad experimental identifica-
ron y diferenciaron a nivel macroscópico sustan-
cias de carácter ácido, básico y neutro; vinculando
de esa manera la teoría recibida en el aula de cla-
ses con el medio que les rodea.
Finalizada la actividad experimental los estudian-
tes establecieron que el vinagre, yogur natural,
agua de uso doméstico, ácido clorhídrico (ácido
muriático) y el jugo de limón son sustancias
ácidas; la leche y el agua embotellada son sustan-
cias neutras y finalmente que las soluciones de hi-
dróxido de sodio (sosa cáustica) y bicarbonato de
sodio son sustancias básicas en base al cambio de
coloración del indicador obtenido del maíz mora-
do.
REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
Aguilera, M., Reza, M., Chew, R. y Meza
Velázquez, J. (2011). Propiedades
funcionales de las antocianinas. Revista de
Ciencias Biológicas y de la Salud, 13(2),
16-22. Recuperado de https://biotecnia.
unison.mx/index.php/biotecnia/article/
viewFile/81/75
Artdej, R., Ratanaroutai, T., Coll, R. &
Thongpanchang, T. (2010). Thai Grade 11
students’ alternative conceptions for acid–
base chemistry. Research in Science and
Technological Education, 28, 167-183.
doi: 10.1080/02635141003748382
Brown, T., LeMay, E., Bursten, B. & Burdge,
J. (2004). Química. La ciencia central.
México: Pearson Educación.
Castillo, M. (2015). Elaboración de una bebida a
partir del maíz morado (Zea mays L.)
como alternativa para el consumo diario
(tesis de grado). Universidad de Guayaquil,
Guayaquil, Ecuador. Recuperado de
http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/
redug/12719/1/TESIS_MA%c3%8dZ_
MORADO.pdf
Coello, E., Blanco, N. y Reyes, Y. (2012). Los
paradigmas cuantitativos y cualitativos en
el conocimiento de las ciencias médicas
con enfoque filosófico- epistemológico.
Edumecentro, 4(2), 137-
146. Recuperado de http://scielo.sld.cu/
scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2077-
28742012000200017&lng=es&tlng=es.
EcuRed. (2017). Maíz Morado. Recuperado de
https://www.ecured.cu/Ma%C3%ADz_
morado
Elias, J. y Gamero, D. (1988). Obtención de
colorante a partir del maíz morado (tesis
de grado). Universidad Nacional de
Ingeniería, Lima, Perú. Recuperado de
http://repositorio.uni.pe/bitstream/
uni/1469/1/elias_sj.pdf
Fukamachi, K., Imada, T., Ohshima, Y. & Tsuda,
H. (2008). Purple corn color suppresses
Ras protein level and inhibits 7,12-
dimethylbenz[a]anthracene-induced
mammary carcinogenesis in the rat.
Revista Cancer Sc, 99 (9), 1841–1846. doi:
10.1111/j.1349-7006.2008.00895.x
Furió, C., Calatayud, M. y Bárcenas, S. (2000).
Deficiencias epistemológicas en la
enseñanza de las reacciones ácido-base y
dificultades de aprendizaje. Revista Tecné
Episteme y Didaxis: TED, (7). doi: https://
doi.org/10.17227/ted.num7-5652
Gallego, A., Garcinuño, R., Morcillo, M. &
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
55
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
Vásquez, M. (2018). Química básica.
Madrid: UNED.
Guamán, A. (2013). Validación técnica del
proceso de producción de las chichas (jora
y morada), elaboradas por la
fundación andinamarka, Calpi-
Riobamba. (tesis de grado). Escuela
Superior Politécnica de Chimborazo,
Riobamba, Ecuador. Recuperado de
http://dspace.espoch.edu.ec/
bitstream/123456789/2619/1/56T00391.
pdf
Guillén, J., Mori, S. y Paucar, L. (2014).
Características y propiedades funcionales
del maíz morado (Zea mays L.) var.
subnigroviolaceo. Revista Scientia
Agropecuaria, 5(4), 64-74.
Hernández, R., Fernández, C. y Baptista, P. (2010).
Metodología de la investigación. México:
Editorial McGraw-will/interamericana
editores, S.A. de C.V.
Hurtado de Barrera, J. (2012). Metodología de la
investigación. Bogotá: Quirón.
Jiménez, F, Molina, M. y Carriazo, J. (2015).
Investigación de las Concepciones
Alternativas sobre Ácidos y Bases en
Estudiantes de Secundaria. Scientia et
Technica, 20(2),188-194.
Marquez, C. (30 de mayo de 2016). Sariv cree en
la chicha de maíz morado. Líderes.
Recuperado de https://www.revistalideres.
ec/lideres/sariv-chicha-maizmorado-
riobamba-intercultural.html
Ministerio de Agricultura y Riego. (2017). Maíz
Morado, Purple corn,fact sheet.
Recuperado de http://agroaldia.minagri.
gob.pe/biblioteca/download/pdf/
tematicas/f-taxonomia_plantas/f01-
cultivo/maiz_morado.pdf
Ñaupas, H., Mejía, E., Noboa, E. y Villagomez, A.
(2011). Metodología de la investigación
científica y asesoramiento de tesis. Lima,
Perú: CEPREDIM.
Otiniano, R. (2012). Actividad antioxidante de
antocianinas presentes en la coronta y
grano de maíz (tesis de grado).
Universidad César Vallejo, Trujillo, Perú..
Recuperado de https://es.scribd.
com/document/186380674/TESIS-
CAPACIDAD-ANTIOXIDANTE
Pérez, H. (2014). Utilización de la antocianina del
maíz morado (Zea Mays y stevia (Stevia
Rebaudiana Bertoni) en la elaboración de
un producto tipo mermelada y su
aceptabilidad (tesis de grado).
Universidad Nacional Mayor de San
Marcos, Lima, Perú. Recuperado de
http://cybertesis.unmsm.edu.pe/bitstream/
handle/cybertesis/3857/P%C3%A9rez_
sh.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Pinto, M. y Abad, A. (2017). Valor cultural del maíz
y tecnologías ancestrales en la parroquia
Cayambe de Ecuador. Chakiñan, (2), 47-
60. Recuperado de https://dialnet.unirioja.
es/servlet/articulo?codigo=6294870
Quispe, F., Arroyo, K. & Gorriti Gutiérrez, A.
(2011). Morphological and chemistry
characteristics from three cultivars of
purple corn (Zea mays L.) Revista de la
Sociedad Química del Perú, 77(3), 205-
217. Recuperado de http://www.
scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_
arttext&pid=S1810-634X2011000300006
&lng=es&tlng=en
Ringuelet, J. y Viña, S. (2013). Productos naturales
y vegetales. La Plata, Argentina: Editorial
de la Universidad de La Plata.
Sotomayor, R. (2013). Extracción y cuantificación
de antocianinas a partir de los granos de
Zea mays. L. (maíz morado). Ciencia y
Desarrollo, 16(1), 69-74. doi: http://dx.doi.
org/10.21503/CienciayDesarrollo.2013.
v16i1.06
Urquizo, E. & Fiallos, M.(2017). El laboratorio
como ambiente motivador para el
aprendizaje de química, en las unidades
educativas Fiscales de la ciudad de
Riobamba. En J. C. Arboleda (ed.).
Educación Contemporánea, Calidad
Educativa y Buen Vivir. Estados Unidos:
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
56
EXTRACTO DEL MAÍZ MORADO COMO INDICADOR QUÍMICO
REDIPE.
Whitten, K., Dawis, R., Peck, M. & Stanley,
G. (2014). Química. México: Cengage
Learning.
Yanangómez, L. (2018). Evaluación del
requerimiento hídrico del cultivo de
maíz morado (Zea mays l.) en la parroquia
Malacatos sector “San José” (tesis de
grado). Universidad Nacional de Loja,
Ecuador. Recuperado de
https://dspace.unl.edu.ec/jspui/
bi tst re am/ 12 34 5678 9/ 21 176/1/
L U I S % 2 0 V I C E N T E % 2 0
YANANG%C3%93MEZ%20AGILA.pdf
/ Número 9 / DICIEMBRE, 2019 (45-57)
57
