Presentación interactiva Pigmentos

Universidad Centroccidental``Lisandro Alvarado`` Decanato de Agronomìa Programa Ing Agroindustrial Quìmica Agroindustrial

Pigmentos Naturales

Colorantes Artificiales

Crismar GimenezMarìa Sànchez Equipo Nº 4

Noviembre 2021

Introducciòn

Los pigmentos representan una parte importante en la producciòn de alimentos a nivel industrial, ya que le confieren a los productos un aspecto llamativo e incluso en algunos casos pueden mejorar su textura y sabor. Cabe destacar que existen dos tipos de pigmentos, los naturales que pueden ser de origen animal o vegetal y requieren de màs presupuesto para ser extraìdos; y los artificiales que pueden ser orgànicos e inorgànicos y son màs faciles de extraer, por lo que son màs usados en la industria. En la siguiente presentaciòn se muestra informaciòn sobre pigmento natural (antocianina) y colorantes artificiales (rojo 40 y anaranjado S), donde se podrà aprecir la diferencia que existe entre ellos y los beneficios o daños que pueden causarle a nuestro organismo.

Pigmento Natural

Antocianinas

Caracterìsticas Quìmicas

Estructura

Son compuestos fenòlicos del grupo de los flavonoides.

Formados por un aglucòn (antocianidina=iòn flavilio) esterificado a travès de un enlace beta-glucosìdico a un azucar (Prof. Elba Garrido, 2016). Estàn constituidas por una molècula de antocianidina (que es la aglicona), a la que se le une un azùcar por medio de un enlace glucosìdico. Su estructura quìmica bàsica de estas agliconas es el ion flavilio, tambièn llamado 2-fenil-benzopirilio y un anillo fenòlico.

Con pH àcido so estables, a ecepciòn de las antocianinas del tipo aciladas las cuales se conservan en pH alcalino.

Son pigmentos hidrosolubles.

Se hallan en las vacuolas de las cèlulas vegetales.

Otorgan el color rojo, pùrpura, o azul a hojas flores y frutos.

Las pro-antocianidinas constribuyen en la inhibiciòn de la lipasa gastrointestinal.

Antocianina

Pelargonidina

Las diferencias entre los antocianos individuales se encuentran en el nùmero de grupos hidroxilos de la molècula y del grado de metilaciòn.

Clanidina

Fuentes

La principal fuente de antocianinas son frutas rojas, principalmente bayas y uvas rojas, cereales, principalmente maíz morado, vegetales y vino rojo entre las bebidas (Harbone, 1993; Escribano-Bailon et al., 2004).Las antocianinas se acumulan en mayor concentraciòn en flores y frutas, pero tambien estàn presentes en hojas, tallos, òrganos de almacenamiento y granos.

Alimentos ricos en antocianinas:

Maìz morado

Repollo morado

Aràndanos

Uvas rojas

Grosellas

Moras

Flor de Jamaica

Legumbres

Cerezas

Berenjena

Ciruelas

Remolacha

Mètodo de Extracciòn

Es comùnmente realizada la maceraciòn repetida o molido, con pequeñas cantidades de HCL (0,1%-1%), en metanol o etanol a temperatura ambiente o en casos complejos en frìo usando àcidos dèbiles, para evitar la degradaciòn del pigmento.

Otro mètodo usado es la extracciòn con solvente (ES), que es un mètodo convencional que genera una buena eficiencia. Sin embargo, no es selectivo y se obtiene un alto contenido de subproductos que pueden acelerar la degradaciòn de las antocianinas. Por ello se han propuestos diferentes tècnicas alternativas, como la extracciòn asistida por radiaciòn con microondas (EAM) y el mètodo de extracciòn-fermentaciòn simultanea, usando levaduras. Estos procesos muestran un alto nivel de automatizaciòn (aplicaciòn de maquinas o procesos automàticos).

Extracciòn por lixiviaciòn (remolacha)

Extracciòn de antocianinas a partir de aràndanos

Nutricionales y Saludables

Fisico-quìmicas

Solubilidad:Estos pigmentos son solubles en agua y esta propiedad facilita su incorporaciòn en numerosos sistemas alimentarios acuosos. Estas cualidades hacen que las antocianinas sean colorantes naturales atractivos (Kong, 2003)

Tienen un poder antioxidante extraordinario. Protegen los capilares de la retina, ayudan a reforxar el sistema cardiovascular, son antivirales, ayudan a combatir resfriados, alergias e infecciones. Tienen propiedades anticancerìgenas.

Propiedades

Contienen vitamìnas C y del grupo B (B2, B3, B5, B6, B9), y minerales como el potasio, fòsforo, magnesio, calcio, cobre, hierro, y zinc. Los alimentos que los contienen son ricos en hidratos de carbono y en fibra que aportan energìa y sacian.

Poder tintorial:Las antocianinas son pigmentos vegetales con gran potencial tintorial, pudiendo ser un reemplazo competitivo de colorantes sintèticos.

Estabilidad frente a agentes Fìsicos, Quìmicos y Bioquìmicos

En las antocianinas se produce el efecto batocròmico que consiste en que al cambiar el pH se pasa de rojo-anaranjado en condiciones àcidas, como el de la pelargonidina (R,R´´´=H), al rojo intenso -violeta de la cianidina (R=OH,R´´=H) en condiciones neutras, y al rojo pùrpura-azul de la delfinidina (R,R´´=OH), en condiciones àlcalinas. Cabe destacar que el cambio de color de las antocianinas fue descubierto por Willstatter.

Las antocianinas son inestables frente a diversos factores , tales como el pH, luz, vitamina C, oxìgeno, actividad de agua, su propia concentraciòn y estructura, la presencia de enzimas y la interacciòn de diversos flavonoides, proteinas y metales (Rein, 2005; Jimenez, 2004)

En cuanto a las enzimas, la B-glucosidasa en O3 produce aglucòn (antocianidina: incoloro y azucar), algunas polifenoloxidasas causan decoloraciòn de frutos, algunos microorganismos presentan actividad enzimàtica de destrucciòn antocianos y las antocianasas inducen destrucciòn de las antocianinas.

Con la presencia de azùcares reductores (Fructosa) en condiciones àcidas se forma furfural. En cuanto a la acciòn del àcido ascòrbico, se destruyen al interactuar con peròxidos provenientes de la degradaciòn de vitaminas C. Por otro lado, las altas temperaturas por tiempo prolongado destruye las antocianinas (Prof. Elba Garrido,2016).

La acciòn de iones inducen cambios de color por formaciòn de complejos, quelatos o sales con Na, K, Fe, Al, Ca, Mg, Sn. Asì mismo hay formaciòn de complejos con otros compuestos fenòlicos (vino de rojo brillante a rojo cafè durante el añejamiento).

Aspectos toxicològicos

Las antocianinas no son tòxicas, sino que por el contrario tienen un efecto antioxidante potente. Son antivirales; ayudan a combatir resfriados, infecciones y alergias. Tienen propiedades anticancerígenas. Diversos estudios presentan evidencia científica que los extractos ricos en antocianinas pueden mejorar la agudeza visual, mostrar actividad antioxidante, atrapar radicales y actuar como agentes quimioprotectores.

Usos en la Agroindustria

Las antocianinas tiene considerable potencial en la industria alimentaria. Por lo general se extrae de la piel de uvas, ya que es la forma màs econòmica, aunque tambien extraen de una gran variedad de frutos rojos, como aràndanos, moras, frambuesas, entre otros.

A pesar de que las antocianinas son buenas para la salud, mucha empresas optan por colorantes sintèticos, ya que èstas no son estables, especialmente en soluciones neutras y alcalinas, ocurriendo facilmente cambios durante el procesamiento y almacenamiento del material crudo que se manifiestan por una pèrdida de color, oscurecimiento del producto y formaciòn de presipitados en los extractos.

La mayonesa, una emulsión de aceite en agua (AC/AG) que contiene de 70% a 80% grasa y yema de huevo, como todo alimento alto en grasa, es susceptible de deterioro debido a la auto oxidación que conduce a la reducción del almacenamiento, pero si le adicionamos antocianinas del maíz morado podrían potenciar un efecto antioxidante en esta mayonesa, tal como lo demuestran investigaciones que comparan su efecto antioxidante en relación a los antioxidantes químicos BHT y EDTA. En esta investigación, mayonesa con 0,4 g/kg PCHE mostró un mejor efecto antioxidante durante el almacenamiento.

Màs Informaciòn

Colorantes Artificiales

Rojo y Anaranjado

Estructura

Caracterìsticas Quìmicas

Es insoluble en etanol y para generar lacas se puede modificar quìmicamente con la incorporaciòn de aluminio a su composiciòn para hacerlo insoluble en agua y darle aplicaciòn en medios oleosos.

Rojo 40 E-129

El rojo 40 o rojo allura AC es un colorante sintètico.

Es un compuesto azoderivado

Es altamente soluble en agua

Es una sal dis+odica

Anaranjado S (colorante azoico) E-110

Es la sal disòdoca del àcido 6-hidroxi-5-(4-sulfofenil)fenilazo)-2-naftalenosulfònico

Puede modificarse quimicamente usando aluminio en su estructura para generar lacas.

Es soluble en agua, glicerina, propilenglicol e insoluble en etanol.

Se torna naranja en àcido sulfùrico.

Pertenece al grupo de colorantes azoicos.

Rojo 40

Anaranjado S

Estos tintes sintèticos son producidos primero a partir de subproductos del carbòn y luego a partir de productos del petròleo.

Fuentes

Propiedades

Fisicoquìmicas

Nutricionales y Saludables

El rojo 40 tiene una IDA (Ingesta Diaria Admisiblr) de 7 mg/Kg por peso / dìa, Mientras que el anaranjado S tiene una ADI de 0-4 mg/kg. La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) informò que el rojo 40 y el anaranjado S pueden causar reacciones alèrgicas (urticaria, asma), especialmente cuando se administra en mezclas con otros aditivos de color (EFSA, 2009; Fallico, 2011).

Solubilidad

Por ser ambos colorantes azoicos son solubles en glicerol, metanol, ligeramente soluble en etanol e insoluble en tolueno, aceite mineral y àcido esteàrico y olèico.

Estos colorantes se encuentra implicados en la salud infantil como la hiperactividad, deficit de atenciòn y liberaciòn de histamina intensificando los sìntomas de asma (Gupta y Sugas, 2009) .

Poder Tintorial

Tienen un alto poder tintorial, por lo que se usa en pocas cantidades.

La direcciòn de Alimentos y Medicamentos (FDA) señala que los colorantes artificiales deben ser certificados para su uso en alimentos.

¡Dato!

Mètodos de Extracciòn

Rojo 40

Anaranjado S

Este colorante artificila se obtiene mediante el acoplamiento azoico del petroleo. Para la preparaciòn de colorantes azoicos (como lo son el rojo 40 y el anaranjado S) se utiliza siempre una amina aromàtica que por reacciòn con àcido nitroso da lugar a un compuesto nitrogenado llamado sal de diazonio, esta reacciòn recibe el nombre de diazotaciòn.

Las sales de diazonio aromàticas son compuestos estables que actùan como electròfilos dèbiles, y dan reacciones de Sustituciòn Electròlica Aromàtica frente a fenoles y arilaminas. El proceso, que transcurre en frìo y con rapidez, recibe el nombre de copulaciòn. la copulaciòn de fenoles se hace a pH ligeramente bàsico y la de aminas a pH ligeramente àcido.

La preparaciòn de estos colorantes requiere por tanto de una amina aromàtica y otro compuesto aromàtico que se copule con el primero. Para este fin la industria utiliza una gran variedad de productos intermedios que a su vez, se obtienen del petròleo.

El grupo cromòforo, la extensiòn del sistema conjugado y los grupos auxocròmicos determinan el color

Màs informaciòn

Estabilidad frente a agentes Fìsicos, Quìmicos y Bioquìmicos

Rojo 40

Anaranjado S

Tiene buena estabilidad ante la luz y poca estabilidad en condiciones de retora.

PH mìnimo 3, pH màximo 8.

Es estable frente al àcido cìtrico, acètico, màlico, tartàrico. Al igual que frente al bicarbonato de sodio y frente al hidroxido de sodio y al àcido ascorbico se percibe decoloraciòn en una semana.

Son estables a pH 3, 5, 7 y 8. Ademàs son estables frente al àcido acètico, màlico y tartàrico, Al igual que son estables frente a la dextrosa, sacarosa, benzoato de sodio y agentes reductores.

Es estable frente a la luz y agentes antioxidantes e inestable frente a agentes reductores.

Son inestables frente al carbonato de sodio, hidroxido de amonio, àcido ascòrbico y frente a agentes oxidantes.

Ver tabla

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Usos en la Agroindustria

Rojo 40

El rojo 40 se encuentra en productos que comunmente se usan como una salsa o aderezo. Varias variedaes de salsa barbacoa contienen este colorante (Kraft y Open Pit)

En lacteos como el yogurt de fresa, cereza, franbuesa; asì como en la barra de fresa tarta del helado Good Humor

Tambien se usa en cereales (Lucky Chrams t Trix); en bebidascomo alunas presentaciones de Gatorade. Es rojo 40 es ampliamente usado en la industria pastelera.

Anaranjado S

Tiene diversos usos como en bebidas en polvo, batidos, nèctares, galletas, refrescos, conservas, productos ahumados, en pasteelerìa, mermeladas y en produstos càrnicos como salchichas

El ananjado S o amarillo ocaso como tambien se le conoce es muy usado en la producciòn de golosinas por su atractivo color, como en gomitas y gomas de mascar.

Aspectos Toxicològicos

La toxicidad del rojo 40 ha estado en controvercia por las implicaciones en la salud del ser humano. El daño al ADN por diferentes dosis de rojo 40 en ratones ha encontrado un aumento significativo en la migraciòn del ADN nuclear en varios òrganos probablemente no se deba a la citotoxicidad general (Tsuda, 2001). Mucos l consideran como un aditivo toxico para la salud. Tanto el rojo 40 como el anaranjado S estàn relacionados con la hiperactividad en niños, por lo que es recomendable evitar su consumo.

Cuadro resumen comparativo

Extracciòn de antocianinas usando repollo morado (video propio)

Conclusiòn

Muchos alimentos que consumimos contienen colorantes, la mayorìa de ellos artificiales y es que a pesar de que estos ùltimos no le hacen muy bien a la salud, son necesarios para que muchos productos procesados tengan un buen impacto en el mercado ya que por el contrario la apariencia que presentarìan no serìa muy apetecible; esto debido a que cuando estàn siendo procesados pierden muchas propiedades entre ellas el color. En resumen, la industria alimentaria utiliza colorantes que son aditivos empleados para mejorar la apariencia de los alimentos y hacerlos màs atractivos al consumidor. Como se pudo observar, los colorantes se clasifican en pigmentos naturales y colorantes artificiales; ambos son importantes ya que mejoran la apariencia del alimento, su diferencia radica en que los pigmentos naturales (en este caso la antocianina), se extrae de una fuente vegetal, como las moras, cerezas, flor de jamaica, maiz morado entre otros cuyas propiedades nutritivas son altas. Sin embargo, estos pigmentos son difìciles de obtener por lo que son màs costosos. Por otro lado estàn los colorantes artificiales (rojo 40 y anaranjado S) que a pesar de ser màs estables en la industria y para obtenerlos se necesita menos presupuesto, sì representan un riesgo para la salud, sobre todo cuando son consumidos en exceso. Cabe destacar que ambos cumplen su importancia en la agroindustria, ya que como se mencionò, los naturales poseen alto valor nutricional por ser extraidos de frutas y legumbres y los artificiales porque ofrecen mayor experiencia sensorial en alimentos y bebidas.

Bibliografìa

• https://es.wikipedia.org/wiki/Antocianina
• https://www.ecured.cu/Antocianinas
• https://soycomocomo.es/especialista/salud-viva/descubre-las-antocianinas
• http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=S2313-29572020000200161&script=sci_arttext
• http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=61029263005
• https://es.wikipedia.org/wiki/Rojo_allura_AC
• https://www.imbarex.com/es/el-rojo-40/#:~:text=El%20Rojo%20allura%2C%20o%20Rojo,%2C%20de%20c%C3%B3digo%3A%20E%20129.
• http://bioinf.ibun.unal.edu.co/SINCO/ficha.php?formIDColorante=37
• https://es.wikipedia.org/wiki/Amarillo_crep%C3%BAsculo
• https://www.aditivos-alimentarios.com/2016/01/E110.html
• https://hablemosclaro.org/amarillo-ocaso/
• https://www.youtube.com/watch?v=HsmzumAEYrk
• https://www.youtube.com/watch?v=c4Aoi4Rc-Uk
• Presentaciòn ppt. Pigmentos 4. Prof. Elba Garrido, 2016

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