TECNOLOGIA DE COLORANTES

COLORANTES

Los colorantes son sustancias

de origen natural o artificial que

se usan para aumentar el color

de los alimentos, ya sea por

que el producto a perdido color

en su tratamiento industrial o

bien para hacerlo más

agradable a la vista y más

apetecible al consumidor.

Radiación absorbida y color observado

Generación del color

Efecto batocrómico

Color observado

Los pigmentantes se pueden clasificar en:

Animales Cochinilla, camarón, langosta, erizo

Naturales Vegetales Alfalfa, naranja, tomate, chile, etc.

Minerales Microorganismos

Solubles Sintéticos

Insolubles

Naturaleza de los pigmentos

PIGMENTOS

PIGMENTOS VENTAJAS INCONVENIENTES

NATURALES - Conocidos y utilizados desde hace siglos

- Imagen de producto natural

- Se degradan más rápidamente (beneficiosos ambientalmente)

- Para la mayoría no existe otra limitación de uso más que la derivada de una buena práctica de elaboración.

- En general tienen menor poder de coloración que los artificiales: requieren una mayor dosificación, lo que aumenta el coste.

- Delicados e inestables (frente a luz, calor, conservantes, etc.).

- El pH del alimento a colorear puede afectar a la coloración deseada.

- Menor uniformidad de color

- Algunos pueden afectar al sabor y al olor (zumo de remolacha, azafrán, pimentón…).

ARTIFICIALES - Alta pureza

- Más baratos

- En general, más estables

- Mayor intensidad de coloración

- Coloración uniforme

- Suministran una mayor gama de colores

-Buena solubilidad, conservación.

- Imagen cuestionada

- Más preocupantes toxicológicamente

- Mayores problemas de exportación

(diferencias legislativas)

- Mayores limitaciones en su utilización

Pigmentos Sintéticos en alimentos

Pigmento Característica

Tartracina (E102) Color amarillo, Soluble en agua.

Amarillo anaranjado S (E110)

Concentrado(anaranjado) diluido(amarillo)Soluble en gua.

Azorrubina (E122) Colorante rojo, Muy soluble en agua.

Rojo Ponceau (E124) Color rojo. Carmín.

Negro brillante (E151) Con el calor se vuelve tóxico.

Amarillo de Quinoleína (E104)

Colorante amarillo intenso, Muy soluble en agua.

Eritrosina (E127) Colorante rojo, alto contenido en yodo puede ser nocivo para la tiroides. Inhibe la acción de la pepsina.

Indigotina (E132) Colorante azul, muy soluble en agua, no efectos secundarios.

Azul V (E131) En mezclas con amarillo color verde

Los pigmentos naturales, son compuestos orgánicos, los cuales se encuentran distribuidos en los vegetales, animales, microorganismos o minerales, debido a su origen natural, en la actualidad existe la tendencia de utilizarlos preferentemente en la coloración de los alimentos y en otros derivados agroindustriales.

Pigmentos naturales

Carotenos Hidrocarbonos (color anaranjadorojo)

Carotenoides

Oxicarotenoides; derivados de los carotenos,

Xantofilas adición de iones de oxígeno (color amarillo naranja)

Absorbibles, no metabolizables a vitamina A, rápido depósito en tejido graso, estables

1.CAROTENOIDES

Carotenos (E-160)

• Están constituidos por alfa, beta y gama caroteno, siendo la forma alfa y beta provitamina A.

• Son solubles en éter de petróleo, insolubles en agua y poco solubles en alcohol

• Se encuentran en la zanahoria, tomate, pimiento rojo, etc.

• Se utilizan principalmente para colorear la mantequilla, margarina, quesos, helados, galletas, etc.

TRANS CAROTENO

EPOXICAROTENOS

COMPUESTOS DEBAJO PESO MOLECULAR

CIS-CAROTENOS

oxidaciónisomerización

oxidación

POSIBLE ESQUEMA DE DEGRADACIÓN DE CAROTENOS

Pérdida de color

Pérdida valor nutritivo

Pérdida de sabor

Moléculas altamente insaturadas

enlatados

Isomerización cis causa leve pérdida de color, disminución de 2 a 6 nm en la .

15-cis

13-cis

transLicopeno

Características espectrales

Caroteno Solvente max

-caroteno Acetona (429) 452 478

cloroformo (435) 461 485

etanol (425) 450 478

hexano (425) 450 477

Espectro de absorción de carotenoides son dependientes del solvente

Carotenoides en solución obedecen la Ley de Lambert-Beer. Su absorbancia es directamente proporcional a la concentración.

Carotenos

• Se obtiene actualmente por síntesis química, o bien por cultivo de Dunaliella salina, un alga microscópica que prolifera en aguas con concentraciones muy elevadas de sal

Ácidos Carotenoides

los cuales son derivados de los caratenoides, siendo el más importante el ubicado en el achiote (bixina) la cual nos da una coloración pardo-rojiza, son solubles en soluciones básicas.

FLUJO DE OPERACIONES PARA EXTRAER BIXINA A

PARTIR DE ACHIOTE

SEMILLA DE ACHIOTE

Solvente m.p : solvente 1 : 3 (5 veces)

Semillas agotadas

Ácido pH 2.5 clorhídrico 3N

Sobrenadante

50°C Humedad 12 - 13%

EXTRACCIÓN

FILTRADO

PRECIPITACIÓN

FILTRADO O CENTRIFUGACIÓN

SECADO

ALMACENAJE

COMERCIALIZACIÓN

ENVASADO

MOLIENDA

Xantofilas (E-161)

Son los derivados oxigenados de los carotenos (oxi e hidroxiderivados).

Son solubles en etanol, metanol y éter de petróleo.

Se encuentren en la fase grasa de los vegetales, por ejemplo se encuentran en forma de criptoxantina en el maíz amarillo, papaya y mandarina, en forma de luteína en el marigol, en la yema del huevo.

Diagrama de flujo de obtención de pigmentos y quitina a partir dedesechos de crustáceos

2.CLOROFILA (E-140)

• Pigmentos responsables de la fotosíntesis.

• Se caracteriza por poseer magnesio en su núcleo porfirínico dándole el color verde característico.

• Estos pigmentos son inestables, por ello su uso como tal es restringido en la agroindustria.

• Son insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos.

Afín a lípidos

Afín a proteínas

Proceso Thomas.

H2O, 80 ºC

Clorofila (verde)

Clorofilida (verde brillante)

Feofitina (verde olivo)

Feofórbido (café)

Clorinas y purpurinas

(productos incoloros)

clorofilasas

Fitol

H+/O2

FitolH+

O2

H+

Mg++

H+

Mg++

Retiene su color verde en forma notable, aún cuando se caliente a 121 ºC posteriormente

- En el p. eb.

-La espinaca pierde su color verde.

Clorof. feofitina

- En el p. eb.

-La espinaca pierde su color verde.

Clorof. feofitina

Formación de complejos con metales• La feofitina es capaz de unir

eficientemente iones de Zn o de Cu en el lugar que ocupaba el magnesio, formando pigmentos estables y de color verde atractivo. La toxicidad del cobre limita su uso, pero los complejos cúpricos de clorofilas o clorofilidas están autorizados en la Unión Europea como colorantes alimentarios en algunos productos.

•

3. Flavonoides

Son compuestos fenólicos o polifenólicos de gran difusión en la naturaleza, tienen una diversidad de colores , comprenden este grupo:– flavonoides– antocianinas – taninos

Biosíntesis de flavonoides

Los flavonoides son compuestos de bajo peso molecular que comparten una estructura común el difenilpirano (C6-C3-C6)

difenilpropano

Flavonoides•Hidrosolubles•Colores : incoloroamarillo rojo(antocianinas)•Algunos son precursores en la síntesis de antocianinas

OH

Quercetina:-Manzana-Brócoli

Flavonoides

DEGRADACIÓN

Condiciones alcalinas fuertes rompen el anillo C.

En el hombre y los mamíferos son degradados en el intestino.

degradación de la quercetina en pH alcalino

Antocianinas (E-163)

• Soluble en agua, metanol o etanol.

• Esta compuesto por un aglicon (antocianidina) esterificada por uno o más azucares (glucosa, ramnosa, xilosa y arabinosa)

• Es de color rojo en pH ácido• Morado en pH neutro • Azul en pH alcalino, siendo esta

propiedad de gran importancia en la agroindustria.

Antocianinas• Pueden formar polímeros por autoasociación o por

copigmentacion.• Los cambios de color son promovidos por la presencia de

metales, azucares reductores, enzimas, sulfitos y cambio de pH y temperatura.

FLUJO DE OPERACIONES PARA EXTRAER

ANTOCIANINA A PARTIR DE MAIZ MORADO

MAÍZ MORADO

Granos

CORONTA

1: 10 ; 1:8 y 1:10pH = 3.5(Ac. Fosfórico. 10Kg agua con 1.85ml)T° = 100°C t = 20, 15 y 10 min.

en cada extracción

Cake

°Brix 18 - 22

T.E.A 160 - 180 °C T.S.A 80 - 90 °C

Envases : Hojalata, Vidrio, laminados

DESGRANADO

TRITURADO

EXTRACCIÓNSECADO

ENVASADO

ALMACENAJE

FILTRADO

CONCENTRACIÓN

HOMOGENIZADO

ENVASADO-CERRADO

ALMACENAJE

SELECCION

SECADO POR ATOMIZACIÓN

PRENSADO

TANINOS

• Los taninos son polímeros fenólicos ampliamente distribuidos en raíces, corteza, frutos hojas y semillas de acacias, encinos y pinos. Caracterizados por su astringencia y por transformar la piel de los animales en cuero.

• Solubles en agua, alcohol y acetona• Color amarillo café

4. BETALAINAS (E-162)

• Son de aspecto perecido a las antocianinas y flavonoides conociéndose dentro de ellos a las betacianinas de color rojo y a las betaxantinas de color amarillo.

4. BETALAINAS (E-162)

• Se encuentran en la raíz de la beterraga, en el amaranto y en la tuna roja.

• Son solubles en agua, se degradan en el calor durante el tratamiento térmico y son más estables en pH de 3 a 7 y Aw <5.

• 1000 ppm Tocoferoles y vitamina C antioxidantes

• Gelatinas, bebidas y postres.

5.Acido carmínico (E-120)

• Es de color rojo se encuentra en las partes grasas y en la yema de los huevos de las hembras de la cochinilla, las cuales crecen en los cactus o nopal.

Carmín

6. CURCUMINA (E-100) • La Curcumina es el principal colorante

presente en el rizoma de la planta Curcuma longa (palillo), planta que se cultiva en países tropicales, principalmente India, China, Pakistán, Haití y Perú. Generalmente se comercializa como el rizoma, desecado y triturado hasta un polvo fino el cual comunica al alimento aroma y color.

• se usa como condimento, es de color amarillo pero a pH mayor de 8 es rojiza.

• insoluble en agua, soluble en alcohol y éter.

7. Caramelo (E-150)

• Se obtienen por calentamiento controlado de azúcares comestibles en presencia de catalizadores (ácido cítrico, fosfórico o sulfúrico) a fin de acelerar la reacción y obtener el colorante caramelo con propiedades específicas o mayor estabilidad.

• Emplea en bebidas no alcohólicas, caramelos, cerveza, sopas instantáneas y productos cárnicos.

8. Riboflavina (E-101)• Es la vitamina B2 , presente en la levadura, el germen

de trigo, leche, etc. • A nivel industrial se obtiene a partir de la levadura o

por biosíntesis.• Color amarillo• Producto caro• Ligera inestabilidad a la luz• Inestable frente a álcalis; estable frente a los ácidos• Usos: Cereales, Productos lácteos, Recubrimiento de

tabletas azucaradas