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COLOR Qca. Leidy Tatiana Sánchez AnteFisicoquímica de AlimentosIngeniería de Alimentos

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¿Qué es el color?. ¿cuál es su naturaleza?

• Los objetos tienen color. El color es una propiedad de los objetos.

• La luz tiene color, el color es una propiedad de la luz

El color es una sensación humana derivada de la capacidad del ojo de captar los niveles de radiación en tres frecuencias diferentes. Entonces hablamos de color, luz y objetos

Falso, los objetos reflejan o absorben ciertos colores

Falso, la luz incide sobre los objetos

3Luz visible (400 – 700 nm)

www.axoled.com

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• COLORIMETRÍA: Uso del ojo humano para determinar la concentración de un color.

www.astropix.com

5

ESPECTROFOTOMETRÍA: Uso de instrumentos para realizar esas mismas medidas, y se extiende mas allá de lo que puede observar el ojo humano.

www.calibracion.com.mx

©Hunter Lab 2001

laluzeneluniverso.blogspot.com

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El color es una propiedad que influye en la decisión del consumidor para aceptar o rechazar, algunas aplicaciones son:• Control de calidad en producción• Control automático de procesos• Control de condiciones de

almacenamiento

IMPORTANCIA DEL COLOR EN LOS ALIMENTOS

centrohuellas.wordpress.com

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• Luz• objeto• Visión (ojo)

ELEMENTOS EN LA VISIÓN DEL COLOR

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COLOR FÍSICO, PERCIBIDO Y PSICOFÍSICO

• Color físico: es el resultado de la radiación electromagnética visible (400 – 700 nm) con el producto observado.

personales.unican.es

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Clasificación de los cuerpos

Sites.google.com

Gusgsm.com

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Absorbancia y transmitancia

(Chiralt, et. al. 2007)

𝐴 λ=−𝑙𝑜𝑔 ( 𝐴 λ)− 𝑙𝑜𝑔( 𝐼 0𝐼 )=𝜀 λ𝑐𝑙

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Absorbancia y transmitancia

(Chiralt, et. al. 2007)

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Color percibido: • Luminosidad o claridad

• Saturación o croma

• Tono

grafidiario.blogspot.com

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es.slideshare.net

• Luz roja: 2000 – 3000 K• Luz blanca: 4000 – 5000 K• Luz azul: 8000 – 10000 K

La calidad de la luz viene en función de:• Índice de rendimiento del color• Eficiencia luminosa• Y temperatura con relación al

cuerpo negro.

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Iluminantes estándar

glosariografico.com

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Observadores estándar• CIE UNE 1 (visión fotópica)• CIE UNE 2 (visión escotópica)• CIE UNE 3 (Observador 2°)• CIE UNE 4 (Observador 10°)

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Espacio del color X Y Z

𝑋=∑λ

𝑘 ∙ 𝑥λ ∙ 𝛽λ ∙ 𝑠λ ∙∆ λ 𝑌=∑λ

𝑘 ∙ 𝑦 λ ∙ 𝛽 λ ∙𝑠λ ∙∆ λ 𝑍=∑λ

𝑘 ∙𝑧 λ ∙ 𝛽λ ∙𝑠 λ ∙∆λ

𝑋𝑛=∑λ

𝑘 ∙ 𝑥λ ∙ 𝛽 λ ∙𝑠λ ∙∆ λ 𝑌 𝑛=∑λ

𝑘 ∙ 𝑦λ ∙ 𝛽λ ∙𝑠λ ∙∆ λ 𝑍𝑛=∑λ

𝑘 ∙ 𝑧 λ ∙ 𝛽λ ∙ 𝑠λ ∙∆λ

Coordenadas triestímulo para el sistema iluminante/observador de referencia

Para = 100

𝑘=100

∑ 𝑦 λ ∙𝑠λ ∙ ∆λ

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Sólido de color y diagrama de cromaticidad

fotografiaparaprincipiantes.tumblr.com

missgati.blogspot.com

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Coeficientes tricromáticos

𝐱=𝐗

𝐗+𝐘+𝐙 𝐳=𝐙

𝐗+𝐘+𝐙𝐲=𝐘

𝐗+𝐘+𝐙

Las coordenadas triestímulo pueden convertirse en coeficientes tricromáticos

A través de las coordenadas Y y los coeficientes tricromáticos xy se desarrolla e sólido de color Yxy.

El valor de z es la diferencia 1 – (x + y)

lpurpura.wordpress.com

𝒙𝒎=𝒀𝟏

𝒀 𝟏+𝒀 𝟐∙ 𝒙𝟏+

𝒀 𝟐

𝒀𝟏+𝒀 𝟐∙𝒙𝟐 𝒚𝒎=

𝒀 𝟏

𝒀 𝟏+𝒀 𝟐∙ 𝒚𝟏+

𝒀 𝟐

𝒀𝟏+𝒀 𝟐∙𝒚 𝟐

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redgeomatica.rediris.es

Diagrama de cromaticidad

Del diagrama podemos obtener el tono por la longitud de onda dominante en los bordes de la herradura y la pureza varia desde el centro del diagrama a los bordes.La se obtiene uniendo el blanco con el estimulo y prolongando la recta hasta el borde.

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La pureza de color (P), se puede calcular con las siguientes ecuaciones:

redgeomatica.rediris.es

𝑃=𝑥𝐸−𝑥𝑆𝑅

𝑥𝜆 𝐷−𝑥𝑆𝑅

𝑃=𝑦𝐸− 𝑦 𝑆𝑅

𝑦𝜆 𝐷−𝑦 𝑆𝑅

𝑃= 𝐸𝑆𝑅𝜆𝐷𝑆𝑅

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En este diagrama se cumple la aditividad de los colores, si mezclamos dos colores B y C, el color mezcla de ambos M estará situado en la recta que los une a una distancia que dependerá de la cantidad de cada componente

redgeomatica.rediris.es

𝑚𝐵 ∙𝐵𝑀=𝑚𝐶 ∙𝐶𝑀

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Espacios del color

La falta de uniformidad del espacio XYZ afecta la diferenciación de los colores, y por esto a lo largo de los años se han diseñado distintos espacios de color:

• C.I.E. L*u*v*• C.I.E. L*a*b*• Hunter Lab• Sistema Munsell

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Espacio de color C.I.E.L*a*b*

disenoypreimpresionmozadr.wordpress.com

Es el espacio más usado en la tecnología de alimentos, donde a partir de XYZ se obtienen las tres coordenadas colorimétricas L*, a* b*.

𝐿∗=116 ∙ 3√ 𝑌𝑌𝑛−16 𝑎∗=500 [ 3√ 𝑋

𝑋𝑛− 3√ 𝑌

𝑌 𝑛 ]𝑏∗=200[ 3√ 𝑌

𝑌𝑛− 3√ 𝑍

𝑍𝑛 ]

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A partir de los valores de L*, a* y b*, podemos obtener las coordenadas C* y h*

Espacio de color C.I.E.L*a*b*

disenoypreimpresionmozadr.wordpress.com

𝐶∗=√(𝑎∗ )2+ (𝑏∗ )2

h∗=𝑡𝑎𝑛−1(𝑏∗

𝑎∗ )

25disenoypreimpresionmozadr.wordpress.com

Desde el punto de vista del consumidor estos valores no tienen importancia, lo realmente importante es la medida de la diferencia total del color, y esta se halla con L*, a* y b*.

Espacio de color C.I.E.L*a*b*

∆𝐸∗=√ (∆𝑎∗)2+ (∆𝑏∗)2+ (∆ 𝐿∗ )2

∆ 𝑎∗=𝑎∗−𝑎𝑝∗ ∆ 𝑏∗=𝑏∗−𝑏𝑝

∗

∆ 𝐿∗=𝐿∗−𝐿𝑝∗

∆𝐸∗=√ (𝑎∗−𝑎𝑝∗)2+(𝑏∗−𝑏𝑝

∗)2+(𝐿∗−𝐿𝑝∗ )2

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Espacio de color Hunter LabEspacio del color donde podemos hallar L a y b a partir de los coeficientes tricromáticos

𝐿=100 ∙√ 𝑌𝑌 𝑛

𝑎=175 ∙ √ 0,0102 ∙𝑋𝑛

𝑌𝑌 𝑛

∙[( 𝑋𝑋𝑛 )−( 𝑌

𝑌 𝑛 )]

𝑏=70 ∙√ 0,00847 ∙𝑍𝑛

𝑌𝑌 𝑛

∙ [( 𝑌𝑌 𝑛 )−( 𝑍

𝑍𝑛 ) ]

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Sistema MunsellEstudia la percepción del color, es una colección de muestras a las que se le asignan tres números. Describen el color bajo condiciones normalizadas de iluminación y observador. Los colores se ordenan en términos de tonalidad, luminosidad y croma.

slideplayer.it

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Métodos experimentales para la medida del color

insak.com.co

www.pharmaceutical-technology.com

www.azoquantum.com

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Ejercicios1. Se mezclan 50 g de un colorante rojo, de coordenadas triestímulo X1 =

75.43, Y1 = 34.35, Z1 = 5.80, con 75 g de un colorante amarillo, de coordenadas X2 = 51.45, Y2 = 57.88, Z2 = 19.29. El iluminante es el C, con observador de 2° (Xn = 98.4, Yn = 100.0, Zn = 118.12)

a) Calcular los coeficientes tricromáticos de los colores iniciales y de la mezcla

b) Calcular la λ dominante y la λ complementaria de cada uno de los colorantes iniciales y de la mezcla

c) Calcular el tono, pureza y luminosidad de cada uno de los colorantes iniciales y de la mezcla

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Ejercicios2. Se han obtenido datos respecto al cambio de color que sufren unas tabletas de

vitamina C como consecuencia de la absorción de agua. Estos datos, referidos al iluminante C, observador 2° para tabletas frescas (F) y para tabletas que se han tenido un mes a la influencia del ambiente (W), son:

a) Determinar la influencia en términos de color, de la absorción de agua en tabletas de vitamina C.

b) Calcular los coeficientes de cromaticidad, λ dominante, λ complementaria, pureza, luminosidad y comparar el color de ambas tabletas.

c) Calcular la diferencia de color por las coordenadas CIELab.

F W Iluminante CX 73.31 61.10 98.4Y 64.95 50.04 100.0Z 45.50 22.61 118.12

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3. Las normas de calidad de una industria de zumos de fruta disponen que el color del producto que fabriquen (estándar de color) debe tener el siguiente valor de las coordenadas triestímulo (determinadas a partir de su espectro con una cubeta de 3 mm): X = 25.90, Y = 15.45, Z = 4.09 (iluminante D65, observador 10°: Xn = 94.81, Yn = 100.00, Zn = 107.38), o como máximo una diferencia de color respecto a este estándar (ΔE* CIELab) de ±5 unds. Para la obtención del producto, la empresa mezcla zumo de 2 frutas diferentes, a cada uno de los cuales se les determina las coordenadas triestímulo. Si se dispone

a) Determinar la influencia en términos de color, de la absorción de agua en tabletas de vitamina C.

b) Calcular los coeficientes de cromaticidad, λ dominante, λ complementaria, pureza, luminosidad y comparar el color de ambas tabletas.

c) Calcular la diferencia de color por las coordenadas CIELab.

X Y ZProducto 1 22.02 10.44 1.33Producto 2 34.03 28.92 3.43

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4. Las siguientes mieles presentan los datos de color que aparecen en la tabla

a) Determinar la pureza, luminosidad y tono de cada una de las mieles en el espacio Yxy y en el espacio CIELab.

b) Determinar la diferencia de color por el método CIELab.

X Y ZAzahar 65.55 69.31 36.32Eucalipto 29.23 28.78 6.60Bosque 9.07 7.30 0.67Iluminante C 98.40 100.00 118.12

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5. Una fábrica de zumos ha hecho un estudio sensorial de aceptabilidad del color de sus concentrados de fresa, en comparación con un estándar de coordenadas X = 30.97, Y = 15.42, Z = 3.61 (observador 10°, iluminante D65: Xn = 95.018, Yn = 100.0, Zn = 108.845). Las coordenadas triestímulo de la muestra con mayor diferencia sensorial de color aceptable por parte de los consumidores, respecto al estándar, son: X = 29.51, Y = 13.21, Z = 3.02

a) Determinar la tolerancia de color en términos CIELab.b) El control del color de 3 lotes de fabricación ha dado los valores de las

coordenadas CIELab en la siguiente tabla. ¿Son aceptables los productos de las 3 partidas Lote L* a* b*

1 45.23 79.01 41.522 45.75 77.35 42.063 44.12 78.29 41.84

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c) Si el producto es envasado en vidrio transparente, el color sufre una degradación. Se ha estudiado la cinética de evolución del color con el tiempo de almacenamiento a 25 °C, encontrándose la siguiente ecuación:

donde ΔE es la diferencia de color entre la muestra almacenada durante un tiempo t y la misma en el momento inicial (K = 0.129 días–1; t = tiempo de almacenamiento en días). Suponiendo esta cinética para el producto 1, ¿cuál será la vida útil del mismo en el mercado, atendiendo a sus cambios de color?

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6. La adición de nitrito de sodio es una practica frecuente en la elaboración de paté como conservante de la calidad del producto. En una experiencia para determinar la influencia de su concentración en el color, se detectó que ésta no era relevante en los valores de luminosidad y de b*, pero si en los valores de la coordenada a*. El valor medio de L*fue 56.74 y de b* 19,49. los valores de a* a las diferentes concentraciones aparece en la tabla adjunta.

a. ¿cuál será la concentración máxima de nitrito de sodio que recomendaría si se permite una diferencia de color (ΔE*) máxima respecto al paté sin aditivos de ±3 unidades.

Concentración de nitrito de sodio

(mg/kg)0 30 60 90 120

a* 7.7 5.3 4.2 4.5 4

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b. Calcular el tono y el croma de la muestra con 30 mg/kg de nitrito de sodio.

c. Según los resultados obtenidos, ¿hacia qué tonalidad evoluciona el paté si no se le añade nitrito?

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• Chiralt, A., Martínez, N., González, C., Oliag, P., Ballesteros, G. (2007). Propiedades físicas de los alimentos. Editorial Universidad Politécnica de Valencia. España.

• González, A., Vicente, I. (2007). El color en la Industria de los alimentos. Editorial Universitaria. La Habana. Cuba.

• Martínez-Verdú, F. (2003). Fundamentos y aplicaciones de la colorimetría diferencial. III Congreso Nacional en Gestión del Color en Artes Gráficas. Universidad de Alicante.

• Fernandez, I. Colorimetría. Departamento d Artes Gráficas. Salecianos de Atocha.

BIBLIOGRAFÍA