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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA Área de farmacognosia COLORANTES NATURALES .

COLORANTES NATURALES 2014

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Page 1: COLORANTES NATURALES 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA

Área de farmacognosia

COLORANTES NATURALES

.

Page 2: COLORANTES NATURALES 2014

Colorantes

GENERALIDADES

CLASIFICACION

BIOSINTESIS

EXTRACCION Y PURIFICACION

COLORANTES NATURALES PARA

ALIMENTOS

METODOS DE IDENTIFICACION

DISTRIBUCION

Page 3: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 4: COLORANTES NATURALES 2014
Page 5: COLORANTES NATURALES 2014

¿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.

Page 6: COLORANTES NATURALES 2014

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

Page 8: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 9: COLORANTES NATURALES 2014

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)

Page 10: COLORANTES NATURALES 2014

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

Page 12: COLORANTES NATURALES 2014

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

Page 13: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 14: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 15: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 16: COLORANTES NATURALES 2014

La Cochinilla (Dactylopius coccus)

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Page 18: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 19: COLORANTES NATURALES 2014

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.

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Zea mays L

Nombre común: maíz.

Familia: Poáceas

Tinte: para alimentos y bebidas (maíz morado).

Page 21: COLORANTES NATURALES 2014

Clasificación de los colorantes naturales según su procedencia

Colorantes animales

Colorantes vegetales

Colorantes minerales

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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).

Page 23: COLORANTES NATURALES 2014

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).

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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.

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BIOSINTESIS DE LA CLOROFILA

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BIOSINTESIS

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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.

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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.

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En la Tabla se muestran los colorantes que no necesitan

certificación, porque provienen de fuentes naturales y que

están aprobados la FDA.

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Los números E: es una lista

formulada por la Unión Europea que

contiene todos los aditivos

permitidos por la UE.

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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

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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

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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

Page 39: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 40: COLORANTES NATURALES 2014

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).

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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.

Page 43: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 44: COLORANTES NATURALES 2014

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).

Page 45: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 46: COLORANTES NATURALES 2014

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

Page 47: COLORANTES NATURALES 2014

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),

Page 48: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 50: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 51: COLORANTES NATURALES 2014

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)

Page 52: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 53: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 55: COLORANTES NATURALES 2014

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

Page 56: COLORANTES NATURALES 2014

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.

Page 57: COLORANTES NATURALES 2014

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

Page 58: COLORANTES NATURALES 2014

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.