COLORANTES NATURALES 2014
58
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA Área de farmacognosia COLORANTES NATURALES .
Transcript of COLORANTES NATURALES 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
Área de farmacognosia
COLORANTES NATURALES
.
Colorantes
GENERALIDADES
CLASIFICACION
BIOSINTESIS
EXTRACCION Y PURIFICACION
COLORANTES NATURALES PARA
ALIMENTOS
METODOS DE IDENTIFICACION
DISTRIBUCION
GENERALIDADES
¿Qué es el color?
El color es un fenómeno físico de la luz,
relacionado con las diferentes
longitudes de onda en la zona visible
del espectro electromagnético, que
perciben las personas y algunos
animales a través de los órganos de la
visión, como una sensación que nos
permite diferenciar los objetos del
espacio con mayor precisión.
Todo cuerpo iluminado absorbe todas o
parte de las ondas electromagnéticas y
refleja las restantes. Las ondas
reflejadas son analizadas por el ojo e
interpretadas cómo colores según las
longitudes de ondas correspondientes.
¿Qué son los colorantes?
Un colorante es una sustancia que es
capaz de teñir las fibras vegetales y
animales. Los colorantes se han usado
desde los tiempos más remotos,
empleándose para ello diversas materias
procedentes de vegetales (cúrcuma,índigo
natural,etc) y de animales (cochinilla,
moluscos, etc.) así como distintos
minerales.
LOS COLORANTES EN LA ANTIGUEDAD
Los tejidos andinos nos
maravillan por su
riqueza cromática y la
enorme diversidad de
sus matices
combinados con
maestría. Algunos
estudios realizados al
respecto determinan
más de 160 diferentes
colores sólo en los
textiles de la costa
peruana. Manto Paracas
Achiote (Bixa orellana L.)
El achiote (Bixa orellana) es un árbol pequeño
Familia: Bixaceae.
Origen: americano y más específicamente de las zonas tropicales.
Cultivo es ancestral (prehispánico) y se ha extendido a Asia y África. En el Perú crece en la zona amazónica y su nombre justamente se lo debe al descubridor del río Amazonas: Francisco de Orellana.
Bixa orellana L .
De las semillas se obtiene un tinte rojo para teñir alimentos: el colorante
bixina es empleado en la industria alimentaria; en la fabricación de
cosméticos, pinturas, ceras, y en trabajos de artesanía.
Partes de la planta utilizadas
Semillas rojo oscuro (cerca de 3 mm de diámetro).
Calidad sensorial
El achiote tiene un olor débil y perfumado
Constituyentes principales
El olor florido de las semillas es producido por un
hidrocarburo tricíclico de sesquiterpeno, ishwarano. El
color rojo es debido a varios apocarotenoides localizados
en la epidermis de la semilla, de los cuales bixina (9'Z-
6,6'-diapocaroteno-6,6'-dioato) es el más importante.
Otros carotenoides y apocarotenoides se han identificado;
su cantidad total varía bastante, pero puede alcanzar
hasta 7% de la masa seca de las semillas.
(Phytochemistry, 41 , 1201, 1996)
Bixina: Un pigmento carotenoide soluble en aceite que se forma
naturalmente en la superficie de la semilla de Bixa orellana L. seed
Norbixina; Un pigmento carotenoide soluble en agua formado de
bixina mediante hidrólisis alcalina
Uso medicinal
•antidiarreico
• antimalárico
• antiinflamatorio
•Diurético
• bronquitis
• amigdalitis
• malestares de garganta
• hígado y riñones.
La infusión de las hojas es usada por las mujeres para
lavados vaginales, teniendo resultados muy buenos en el
control de inflamaciones producidas por hongos y
bacterias.
Caracteristicas de la bixina y
norbixina
Es el éster dibásico simétrico. La materia colorante
principal de los extractos acuosos de bija es la sal
alcalina de la norbixina.
Peso Molecular: Bixina: 394,52
Norbixina: 380,48
Color: Amarillo (Naranja en solución)
Solubilidad: La bixina es insoluble en agua, ligeramente
soluble en etanol y fácilmente soluble en éter y en los
aceites.
Punto de Fusión: Bixina: 198°C
Se usa como mordiente y para teñir de negro (vainas) y de azul
oscuro (raíz).
Caesalpinia spinosa (Molina) Kuntze
Nombres comunes: tara,
taya, algarroba tanino
Distribuida desde Venezuela
hasta Chile y Bolivia. En el
Perú crece en valles
interandinos secos entre
1000 y 3100 msnm.
Familia: Cesalpináceas.
Del tallo y las hojas se obtiene
un tinte amarillo.
Cantua buxifolia Jussieu
Nombres comunes:
Cantuta, ccantu, ccantus,
ccantutay, cantu, ccelmo,
jantu, flor de inca, jantu,
jinllo, khantuta.
Considerada como "la flor
nacional del Perú". Se le
representa con bastante
profusión en las telas y
artefactos de la cultura
quechua; es muy apreciada
por la población aborigen que
la usa en sus ritos funerarios
y como emblema en los
lugares de venta de la chicha
Fam.Polemoniáceas.
De la hembra se extrae un tinte, también llamado carmín.
La Cochinilla (Dactylopius coccus) .
Insecto originario de
México, Ecuador, Perú,
Bolivia y Chile,que se cría
en los tallos de las tuneras
(Opuntia spp, Opuntia
ficus.), de las cuales se
alimenta extrayendo su
jugo.
Es un colorante que da lugar a una amplia escala de tonos; desde el
violeta, pasando por anaranjado, marrón, rojo y gris, hasta el negro.
La Cochinilla (Dactylopius coccus)
Marigold (Tagetes erecta L)
Nombres comunes: aya
sisa, rosa sisa, rosario,
flor de muerto, clavelón,
marigol, marygold,
barioneto, cempasucha,
cimpul, clavelina, flor de
difunto, rosa de muerto,
ruda.
El polvo de las flores se usa como pigmentador en la
industria alimentaria, conocido marigold.
Persea americana Mill .
Nombres comunes:
Palta, palto, aguacate,
apacha, avocado, acapa
Tupac Inca Yupanqui, en la
expedición de conquista que
hizo a la provincia de los
Cañares, logró reducir al
pueblo de “Palta” (en la
frontera Perú-Ecuatoriana), el
pueblo en que se cultiva el
árbol de la “Palta”, de donde
toma el nombre este fruto.
Familia: Lauráceas
Del jugo de la semilla se obtiene un tinte marrón.
Zea mays L
Nombre común: maíz.
Familia: Poáceas
Tinte: para alimentos y bebidas (maíz morado).
Clasificación de los colorantes naturales según su procedencia
Colorantes animales
Colorantes vegetales
Colorantes minerales
Clasificación de los colorantes según su procedencia
Colorantes vegetales
a) Carotenoides: La estructura química básica de la mayoría de
estos compuestos es poliénica, de 40 átomos de carbono y se dividen
en dos grandes grupos: carotenos y xantofilas (Badui
1993; Fenema 1993).
b) Clorofila: Este es, tal vez, el pigmento más abundante en la
naturaleza y se encuentra en los cloroplastos. Es soluble en no
polares. Los tipos de clorofila más importantes son la a y b, teniendo
una proporción de 3:1 (Badui 1993; Fenema 1993).
c) Antocianinas: Son pigmentos hidrosolubles con características
de glucósidos, responsables de los colores rojo, anaranjado,
azul y púrpura de las uvas, manzanas y fresas (Badui 1993; Fenema
1993).
Clasificación de los colorantes según su procedencia
d) Flavonoides: Son glucósidos formados por una aglicona que
en muchos casos deriva del 2-fenilbenzopirona. Estos pigmentos
son amarillos pero, a pesar de que existe un gran número
de ellos, no contribuyen de manera importante en el color de
los alimentos (Badui 1993; Fenema 1993).
e) Betalainas: Este término se refiere a un grupo de aproximadamente
70 pigmentos hidrosolubles con estructura de glucósidos y que se han
dividido en dos grandes clases: betacianinas (rojo) y betaxantinas
(amarillo) (Badui 1993; Fenema 1993).
f) Taninos: Son una clase de compuestos
fenólicos incoloros amarillo-café que se han dividido en dos grupos:
los hidrolizables y los no hidrolizables (Badui 1993; Fenema 1993).
COLORANTES ANIMALES
a) Mioglobina y hemoglobina: Tanto la mioglobina como la
hemoglobina son proteínas conjugadas o hemoproteínas
responsables del color rojo del músculo y de la sangre,
respectivamente (Badui 1993; Fenema 1993).
b) Cochinilla: Se obtiene a partir del insecto Datylopius
coccus que se desarrolla en el nopal. El principio colorante
es el ácido carmínico, es una antraquinona de color púrpura.
COLORANTES MINERALES
a) Oxido de fierro: Los óxidos de fierro se encuentran naturalmente,
pero suelen elaborarse por medio de un tratamiento con sulfato
ferroso o cloruro ferroso con un álcali, seguido de oxidación del
hidróxido.
b) Dióxido de titanio: El dióxido de titanio es un pigmento
colorante inorgánico (TiO2) el cual es un polvo denso blanco,
insaboro e inodoro.
c) Azul ultramarino: El ultramarino se produce por la pulverización
del mineral lápiz lazuli, pero ahora se produce fundiendo juntos caolín
carbonato o sulfato de sodio azufre y carbón, por cerca de 10 h en
ausencia de aire.
BIOSINTESIS DE LA CLOROFILA
BIOSINTESIS
EXTRACCION DE COLORANTES COCHINILLA
Extracción El colorante se forma en realidad al unirse la sustancia
extraída con agua caliente de los insectos, que por si misma no tiene
color, con un metal como el aluminio, o el calcio y para algunas
aplicaciones (bebidas especialmente) con el amoniaco.
Para la obtención del pigmento "carmín" (el complejo del ácido
carmínico con aluminio) se secan las cochinillas y se hierven en
agua con algo de ácido sulfúrico. El ácido se disuelve. Luego se
precipita añadiendo alumbre y cal. El ácido carmínico se une al ion
de aluminio como ligando quelato.
1 kg de los insectos da aproximadamente 50 g de carmín.
La primera síntesis total del compuesto se consiguió en 1991 por
parte de Allevi, P. y colaboradores.
COLORANTES NATURALES PARA ALIMENTOS
CERTIFICACIÓN INTERNACIONAL
El uso de colorantes alimentarios en la Comunidad Europea (EC) es
controlado por la directiva EC 2645/62 y en los Estados Unidos por la
enmienda de aditivos y colorantes de 1960 (ley 86- 618), publicada por
la Food Drug Administration (FDA) (Abeysekere, 1990; Kenneth,
1988).
La FDA creo tres categorías para clasificar a los colorantes.
• Colorantes FD&C: certificados para uso en alimentos, drogas y
cosméticos.
• Colorantes D&C: Utilizados en drogas y cosméticos o usados en
contacto directo con las mucosas.
• Colorantes Ext. D&C: Colorantes que por su toxicidad oral no son
certificados para uso en productos planeados para ingestión, pero que
son considerados seguros para su uso en productos aplicados
externamente.
En la Tabla se muestran los colorantes que no necesitan
certificación, porque provienen de fuentes naturales y que
están aprobados la FDA.
Los números E: es una lista
formulada por la Unión Europea que
contiene todos los aditivos
permitidos por la UE.
Color Código Origen Nombre
amarillo E100 natural curcumina, cúrcuma, curry o azafrán
amarillo E101 (I) ... riboflavina (vitamina B2)
amarillo E101a (II) ... 5'-fosfato sódico de riboflavina
amarillo E102 sintético tartracina
amarillo E104 sintético amarillo de quinoleína
amarillo anaranjado E107 ... amarillo 2G
amarillo anaranjado E110 sintético amarillo anaranjado S
rojo E120 natural cochinilla, ácido carmínico, carmín
rojo E122 sintético azorrubina, carmisina
rojo E123 natural amaranto
rojo E124 sintético Ponceau 4R, rojo cochinilla A
rojo E127 sintético eritrosina
rojo E128 ... rojo 2G
rojo E129 ... rojo allura AC
azul E131 sintético azul patentado V
azul E132 sintético indigotina, carmin de índigo
azul E133 ... azul brillante FCP
verde E140 (I) ... clorofilas
verde E140 (II) ... clorofilinas
verde E141(I) sintético complejos cúpricos
de clorofilas
verde E141(II) sintético complejos cúpricos
de clorofilas
verde E142 sintético verde ácido brillante BS, verde lisamina
marrón E150 natural caramelo
negro E151 sintético negro brillante BN, [[negro] PN
negro E153 ... carbón vegetal medicinal
negro E154 ... Marrón FK
negro E155 ... Marrón chocolate HT
Amarillo-Naranja-Rojo E160(A) (I) ... β-caroteno
Amarillo Naranja Rojo E160a (II) ... Carotenoides mezclados(α-, ß-, γ-)
Amarillo Naranja Rojo E160b ... Roco (o annatto), bixina, norbixina
Amarillo Naranja Rojo E160c ... Extracto de paprika, capsanteína, capsorrubina
Amarillo Naranja Rojo E160d ... Licopeno
Amarillo Naranja Rojo E160e ... Apocarotenal 8' (C30)
Amarillo Naranja Rojo E160f ... Éster etílico del ácido-apocaroténico-8' (C30)
Amarillo Naranja Rojo E161 ... Xantófilas
Amarillo Naranja Rojo E161b ... Luteína
Amarillo Naranja Rojo E161c ... Criptoxantina
Amarillo Naranja Rojo E161d ... Rubixantina
Amarillo Naranja Rojo E161e ... Violaxantina
Amarillo Naranja Rojo E161f ... Rodoxantina
Amarillo Naranja Rojo E162 ... Rojo de remolacha, betanina
rojo, azul o violeta E 163 pigmentos naturales *(3) antocianinas
Blanco Rojo Plateado oro E170 (I) ... Carbonato de calcio
Blanco Rojo Plateado oro E170 (II) ... Carbonato ácido de calcio
blanco E171 sintético óxido de titanio, dióxido de titanio, bióxido de titanio
Blanco Rojo Plateado Oro E172 ... óxido ferroso
Blanco Rojo Plateado Oro E173 ... Aluminio natural (desde mineral de bauxita)
Blanco Rojo Plateado Oro E174 ... Plata
Blanco Rojo Plateado Oro E175 ... Oro
... E180 ... Litol-rubina BK
... E181 ... Tanino, ácido tánico
Azafrán (Crocus sativus L.)
El azafrán es una especia que se obtiene a
partir de los estigmas de la flor del Crocus
sativus Linnaeus, conocida vulgarmente
como Rosa del azafrán.
El Crocus sativus Linnaeus es una planta de
la familia de las Iridáceas que se caracteriza
por tener una flor color Lila donde destacan
el color rojo de los estigmas y el amarillo de
los estambres.
Crocetina:
En los pistilos de la planta se encuentra el carotenoide llamado Crocetina, el cual forma una combinación glucosídica, la crocina, soluble en agua a la que tiñe de color amarillo intenso. La formula molecular de la crocetina es C20H24O4 con un peso molar de 328.41 gramos por mol. Dentro de los porcentajes de su composición esta el del carbono con un 73.15%, el hidrogeno con 7.37% y el oxigeno con 19.49%. El ácido carotenoidecarboxilico se aísla del azafrán (Crocus sativus).
BETARRAGA (Beta vulgaris L)
Nombres vulgares: acelga
blanca, betarava,
betarraga, beterava,
beterraga, y betabel,
familia Chenopodiaceae,
Hojas y la raíz son
comestibles.
De la beterraga obtenemos la
betanina o rojo remolacha
Betanina
Nombre Químico: Betanina
1-[2-(2,6 dicarboxi-1,2,3,4-
tetra-hidroxi-4-piridilideno)-
etilideno]-5- b-D-
glucopiranosil-oxi-6-
hidroxindolium-2-
carboxilato.
Peso molecular: 550,48
Descripción: Líquido, pasta
o polvo color rojo o rojo
pardo.
Color: Rojo
Solubilidad: Fácilmente
soluble en agua, insoluble
en alcohol absoluto.
La Betanina, rojo remolacha ó colorante E-162 es una sustancia que
consiste en el extracto acuoso de la raíz de la remolacha roja Beta
vulgaris. Se extrae generalmente de tras la cocción en agua, y presenta un
color rosado. Este extracto es una mezcla muy compleja de la que aún no se
conocen todos sus componentes. A veces se deja fermentar el zumo de la
remolacha para eliminar el azúcar presente, pero también se utiliza sin
más modificación, simplemente desecado.
Usos: Estos compuestos extraídos de la remolacha son utilizados
generalmente en la industria de la alimentación como colorante para
ciertos postres, como las gelatinas o el yogurt de frutas rojas.
Este colorante también se usa para pigmento de pinturas.
La Cochinilla (Dactylopius coccus)
La Cochinilla del Carmín es
un insecto que se hospeda
en algunas cactáceas del
género Opuntia (Ficus
Indica y otras), planta que
surte del sustrato
vegetativo necesario para
su supervivencia, que
mediante un estilete
picador-surcador, les chupa
la savia en forma de
floema.
El agente activo que le da el color
rojo ha la grana o Cochinilla del
Carmín es el ácido carmínico
(hidroxiquinona unido a una unidad
de glucosa), obtenido del cuerpo del
insecto femenino de la cochinilla
(Dactylopius Coccus Costa).
El ácido carmínico, E-120, C.I.
75470, Natural Red 004, es una
sustancia química compleja utilizada
como colorante rojo extraído de la
cochinilla (Dactylopius coccus) u
otros insectos. Se utiliza como
colorante en cosméticos (pintalabios,
etc.) y como E-120 en la industria
alimenticia para dar un color rojo a
los alimentos, aunque se sustituye
cada vez más por colorantes
sintéticos más baratos.
Este colorante es utilizado como aditivo en alimentos, medicamentos y
cosméticos. Además se utiliza para dar color a mermeladas, helados,
yogurt, bebidas alcohólicas como no alcohólicas.
General
Nomenclatura IUPAC Ácido carmínico
Fórmula
semidesarrollada
Ver imagen.
Fórmula molecular C22H20O13
Número CAS 1260-17-9
Propiedades físicas
Estado de agregación Sólido
Apariencia rojo
Masa molecular 492,39 uma
Punto de fusión 409 K (136 °C)
Punto de ebullición ? K (? °C)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua aprox. 3 g/100
ml
KPS n/d
Momento dipolar n/d D
Marigold (Tagetes erecta L)
Nombre Científico: Tagetes erecta (Flor de muerto)
Tagetes patula
Origen: América Subtropical
Familia: Asteraceae
Variedad: Orange Ade, Pemex, Bellaflor, Hawai,
Orange frufi.
Requerimiento de Suelo: Franco arenoso.
Departamentos
productores: Lima, Piura, Ica.
Epocas de Siembra: primavera (setiembre-octubre) Verano (enero - febrero)
Costo Producción (USA $
/ Ha): 800 - 1000
Mercados demandantes:
Mercado Nacional Piura - La Libertad
Mercado Internacional México, EE.UU., España, Italia.
Usos: Alimentos Balanceados (avicultura, embutidos),
Industria farmaceutica (cosméticos),
Xantofilas
Se conoce como xantófilas (del griego ξανθος = rubio y
φυλλο = hoja) (anteriormente filoxantinas) a los compuestos
químicos pertenecientes al grupo de los carotenoides que
poseen uno o más átomos de oxígeno en su estructura.
Según la Unión europea, el código alimentario para esta
familia de compuestos es E-161.
La cúrcuma (Curcuma longa, sin. C. domestica) :
planta herbácea familia de las zingiberáceas
adaptada a zonas áridas.
El extracto de esta planta es utilizado como colorante
alimenticio de dos formas, como cúrcuma (extracto
crudo) y curcumina (estado purificado o refinado);
denominados ambos estados en general como
cúrcuma.
La cúrcuma es uno de los un color amarillo intenso
característico, proceingredientes del curry en la
gastronomia de la India y aporta dente de la raíz de la
planta —este amarillo es igual de intenso
independientemente de si la planta se emplea fresca o
seca.
La Curcumina es un colorante natural procedente de
la cúrcuma, especia obtenida del rizoma de la planta
del mismo nombre cultivada principalmente en la India
y utilizada desde la antigüedad para diversas
aplicaciones.
El principio activo de la cúrcuma es el polifenol
curcumina (responsable de su color amarillo)
Paprika
Nombre Científico: Capsicum annuum, L.
Nombre común: Pimiento o ají dulce(Perú), Pápikra
(alemán), red papper(ingles)
Origen: México, Perú y Bolivia.
Familia: Solanáceae.
Variedad: Papriqueen, papriking, papriace y
peto color.
Zonas de producción
(Nacional): Arequipa, Lima, Ancash,
Lambayeque, y Piura.
Mercado Internacional: EE.UU. Y Europa
Usos: Industria alimentaria:
Especias para sopas, guisos, polvos al curry,
comidas al paso, pizas, colorante, y saborizante
natural de carne, embutidos y licores
Industria Farmacéutica y Cosméticos:
Lápices labiales, polvos faciales, aceite esencial u
oleorresina.
Los carotenoides son pigmentos orgánicos que se encuentran
de forma natural en plantas y otros y otros organismos
fotosintéticos como algas, algunas clases de hogos y
bacterias.
Carotenoides
Uvas
La uva es una fruta obtenida de la vid. Las uvas, granos
de uva, vienen en racimos y son pequeñas y dulces. Se
comen frescas o se utilizan para producir mosto, vino y
vinagre.
La antocianina o antocianidina (del griego anthos: „flor‟ y kyáneos:
„azul‟) pertenece al grupo de los bioflavonoides y es un pigmento rojo
azulado que protege a las plantas, sus flores y sus frutas contra la
luz ultravioleta (UV) y —por su propiedad antioxidante— evita la
producción de radicales libres.
ANTOCIANINA
ANTOCIANINA es un
pigmento extraído de la
coronta del MAIZ
MORADO.
Usos:
MEDICINA , regula la
presión arterial , previene
cáncer de colon ,
ANTIOXIDANTE.
COSMETICO , para toda
la gama de productos.
ALIMENTARIO ,
golosinas , alimentos.
VITIVINICOLA , para
pigmentar el vino tinto.
Una vitivinícola necesita
aprox. desde 150 a 3000
kilos al mes.
El extracto de maíz morado
(antocianina) se cotiza a $45/kg.
