miriam evangelina lopez castillo

COLORANTES

DEFINICION DE COLORANTE

Según la FDA (Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos), un colorante es cualquier material que imparte color a otra substancia obtenida por síntesis o artificio similar, extraída o derivada, con o sin intermediarios del cambio final de identidad, a partir de un vegetal, animal, mineral u otra fuente y que cuando es añadida o aplicada a alimentos, medicamentos o cosméticos es capaz de impartir color por si misma (Badui, S., 2006).

CLASIFICACIÓN DE COLORANTES

En cuanto a la clasificación de colorantes más utilizada, es la que los cataloga en función de su carácter ce colorantes naturales y colorantes artificiales (Badui, S., 2006).

COLORANTES NATURALES

Los colorantes naturales son aquellos que se extraen de material animal, vegetal o mineral. Los grandes grupos de estos colorantes son: Antocianos, Betalainas, Caramelo, Carotenoides, Clorofilas, Riboflavina, Curcumia, Ácido carmínico, etc. La capacidad de tinción de los colorantes naturales es, en general, menor que la de los artificiales. La composición de estos colorantes naturales varía según las distintas variedades de las plantas que lo originan, con la región geográfica y con la estación del año (Artusi, 2007).

COLORANTES VEGETALES

Los colorantes vegetales se dividen en 6 grupos:

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, S.,2006; Fenema, O., 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, S., 2006; Fenema O., 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, S., 2006; Fenema, O., 1993).

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, S., 2006; Fenema, O., 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, S., 2006; Fenema, O., 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 S., 2006; Fenema O., 1993).

COLORANTES ANIMALES

Los colorantes animales se dividen en:

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, S., 2006; Fenema O., 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 (Badui S., 2006; Fenema O., 1993).

COLORANTES MINERALES

Los colorantes de origen mineral se dividen en:

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 (Badui, S., 2006; Fenema, O., 1993).

b)     Dióxido de titanio: El dióxido de titanio es un pigmento colorante inorgánico (TiO2) el cual es un polvo denso blanco, insaboro e inodoro (Badui, S.,2006; Fenema, O., 1993).

c)    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 (Badui, S., 2006; Fenema, O., 1993).

Al final lo natural debe ser tratado químicamente para que sea estable, identificable, y uniforme en el tono. La idea de natural se aplica a la consideración general de ser inocuo para la salud y permitido sin restricciones (Villaseñor M., 1995).

COLORANTES ARTIFICIALES

La mayoría de los colorantes artificiales son químicos sintéticos que no surgen de la naturaleza. Aunque algunos son más seguros que otros. Los nombres de los colorantes no aparecen usualmente en las etiquetas. Y hay pruebas de que los colorantes artificiales pueden ocasionar hiperactividad y alergias en niños sensibles (Ronald A., 2007).

COLORANTES PERMITIDOS

Los colorantes permitidos, según la norma oficial mexicana NOM-119-SSA1-1994 para uso alimentario, son los siguientes: aceite de zanahoria, achiote (extracto de semillas), b-apocarotenal, betabel (remolacha) deshidratado, β-caroteno, cantaxantina, color caramelo, clorofila, cochinilla, cúrcuma (polvo y oleoresina), extracto de color de uva, extracto de cáscara de uva, harina de semilla de algodón, jugo de frutas, chile en polvo, oleoresina de chile, riboflavina, riboflavina 5 fosfato, éster apocarotenoico y xantofilas (Artusi M., 2007).

CAROTENOS

Los carotenoides actúan como pigmentos antena en la captación de la la energía solar en todos los tejidos que llevan a cabo el proceso de fotosíntesis y en ausencia de ellos se destruye el aparato fotosintético por fotooxidación, ya que los carotenoides tienen un efecto fotoprotector por su habilidad de inactivar oxigeno reactivo formado por exposición al aire y la luz. Además, algunos están presentes en raíces y hojas y sirven como precursores del acido abscisico el cual funciona como mensajero químico y regulador del crecimiento (von Elbe y Schwartz, 1996).

De acuerdo a (Primo E., 2007) Los carotenoides son colorantes poliénicos rojos y amarillos cuya molécula posee un grupo de cromóforo de dobles enlaces conjugados en una cadena alifática ramificada, formada por ocho restos de isopreno. Los carotenoides están muy extendidos en la naturaleza.

Químicamente los carotenoides son terpenoides, formados básicamente por ocho unidades de isopreno, de tal forma que la unión de cada unidad se invierte en el centro de la molécula. En los carotenoides naturales sólo se encuentran tres elementos: C, H y O. El oxígeno puede estar presente como grupo hidroxilo, metoxilo, epoxi, carboxilo o carbonilo. Dentro de los carotenoides podemos distinguir dos grupos: los carotenos, que son hidrocarburos, y las xantofilas, que poseen oxígeno en su molécula (Meléndez-Martínez  A., 2004).

.

De acuerdo a (Martínez A., 2003) los carotenoides se clasifican en dos grupos: carotenos y xantofilas. Los carotenos solo contienen carbono e hidrógeno (por ejemplo el ß-caroteno, el licopeno, etc.), mientras que las xantofilas contienen además oxígeno (por ejemplo la luteína).

Los carotenoides y las xantofilas (E-161) son un amplio grupo de pigmentos vegetales y animales, del que forman parte más de 450 sustancias diferentes, descubriéndose otras nuevas con cierta frecuencia. Se ha calculado que la naturaleza fabrica cada año alrededor de 100 millones de toneladas, distribuidas especialmente en las algas y en las partes verdes de los vegetales superiores. Alrededor del 10% de los diferentes carotenoides conocidos tiene actividad como vitamina A en mayor o menor extensión (Simpson K., 1982).

Según (Simpson K., 1982) los carotenoides son ampliamente utilizados en la actualidad en la industria de alimentos, siendo los más importantes los siguientes:

E-160 Carotenoides

E-160 a Alfa, beta y gamma caroteno

E-160 b Bixina, norbixina (Rocou, Annato)

E-160 c Capsantina, capsorrubina

E-160 d Licopeno

E-160 e Beta-apo-8'-carotenal

E-160 f Éster etílico del ácido beta-apo-8'-carotenóico

DISTRIBUCIÓN DE CAROTENOIDES EN LOS ALIMENTOS

Los pigmentos carotenoides están ampliamente distribuidos entre los seres vivos. Es en los vegetales donde se encuentran en mayor concentración y variedad, aunque también se encuentran en bacterias, algas y hongos, así como en animales, si bien éstos no pueden sintetizarlos. Se estima que en la naturaleza se producen anualmente más de 100.000.000 de toneladas de carotenoides . La mayor parte de esta cantidad se encuentra en forma de fucoxantina (en diversas algas) y en los tres principales carotenoides de las hojas verdes: luteína, violaxantina y neoxantina. En algunas especies, como Lactuca sativa, la lactucaxantina es un pigmento mayoritario (Meléndez-Martínez  A., 2004) .

Tabla 1. Distribución de carotenoides en diversos alimentos( Meléndez-Martínez A., 2004)

Alimento	Carotenoides mayoritarios
Zanahoria (Daucus carota)	a - y b -caroteno
Naranja (Citrus sinensis)	Violaxantina, b -criptoxantina, luteína, zeaxantina
Mango (Mangifera indica)	Violaxantina, b -caroteno
Tomate (Lycopersicum esculentum)	Licopeno
Pimiento rojo (Capsicum anuum)	Capsantina, capsorrubina
Melocotón (Prunus persica)	b -criptoxantina, luteína
Papaya (Carica papaya)	b -criptoxantina, b -caroteno
Guayaba (Psidium guajava)	Licopeno, b -caroteno
Ciruela (Spondias lutea)	b -criptoxantina

Generalmente, los carotenoides se encuentran en niveles mayores en la cáscara en vez de la pulpa, aumentan considerablemente durante la maduración y son mayores en alimentos producidos en los lugares más calientes (Rodríguez – Amaya  D., 1999).

El caroteno más comúnmente encontrado es el β-caroteno, y normalmente constituye entre el 25-30 % del contenido total de carotenoides en las plantas. La luteína es la xantofila más abundante (40-45 %), pero siempre se encuentra en menor proporción que el β-caroteno (Britton G. y Hornero-Méndez D., 1997).

β-CAROTENO

Los β-carotenos son compuestos liposolubles fuertemente coloreados (rojos,

anaranjados, amarillos) en formato de α-caroteno, β–caroteno y γ-caroteno, presentes en vegetales como, la zanahoria, el mango, la calabaza, etc (Erdmann J, et. al., 1984).

.

El β-caroteno se emplea desde hace mucho tiempo en la tecnología alimentaria como material aditivo colorante o como agente antioxidante. Por otra parte, el β -caroteno tiene una importancia especial en la dietética, puesto que fisiológicamente le corresponde la función como pro-vitamina A. Especialmente mediante los más  recientes reconocimientos científicos  de que el β-caroteno puede actuar también  como agente antioxidante y captador de radicales y además de ello puede proporcionar de manera comprobable contribuciones a la profilaxis del cáncer (Erdmann J, et. al., 1984).

Funciona como colorante E-160a  de uso alimenticio, que se encuentra principalmente en zanahorias, tomates, etc (Ran, I.Q (n. d.)).

Las dispersiones de beta-Caroteno poseen un gran poder colorante.

Resultan apropiados para la coloración de productos alimentarios o la estandarización del color de aceites y grasas (Ran, I.Q, n. d.).

Utilizado en: margarina, mantequilla, quesos, quesos fundidos, helados, sopas, salsas, guarniciones, masas de panificación y pastelería, pastas secas o frescas para reforzar el color amarillo provisto por el agregado de huevos y productos a base de huevos (Ran, I.Q, n. d).

EXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN

Los carotenoides debido a la alta conjugación de enlaces dobles presentes en sus moléculas se descomponen por efecto de la luz, la temperatura y el aire. La luz favorece reacciones fotoquímicas que cambian la estructura original del carotenoide (por ejemplo isomerismo cis y trans) es un factor a considerar al momento de realizar su extracción. El calor también favorece reacciones térmicas de degradación. El aire debido al oxígeno favorece la oxigenación de los enlaces dobles a funciones epóxido, hidroxilos y peróxidos, entre otros.

Por estas razones la extracción de carotenoides se debe preferiblemente realizar en condiciones de ausencia de luz, a temperatura ambiente o menor, y en ausencia de oxígeno (por ejemplo con una atmósfera artificial de nitrógeno). Además se debe realizar lo más rápido posible, y a partir de tejidos frescos, para evitar la degradación por la acción conjunta de estos factores adversos (Martínez A., 2003) .

Debido a que los carotenoides en su mayoría son solubles en solventes apolares como éter etílico, benceno, cloroformo, acetona, acetato de etilo, entre otros; y a que se deben extraer de tejidos frescos, los cuales presentan un alto contenido de agua la cual dificulta una extracción eficiente, es conveniente eliminar dicho agua (Guevara M., et al, 2009) .

Un procedimiento recomendable es deshidratar los tejidos con etanol o metanol a ebullición seguido de filtración. El tejido deshidratado se puede entonces extraer con un solvente apolar. Una alternativa a este proceso de deshidratación es la liofilización, la cual resulta ventajosa porque se realiza a baja temperatura y al vacío, eliminando la posibilidad de degradación por altas temperaturas y presencia de aire (Martínez A., 2003).

Las mezclas de carotenos y las xantofilas mono- y dihidroxiladas pueden separarse agitando una solución en éter de petróleo con un volumen de metanol al 90%. Las xantofilas dihidroxiladas quedan en la fase metanólica, las monohidroxiladas y los carotenos quedan en la fase etérea. Repitiendo este proceso con la fase etérea se separan en la fase metanólica las xantofilas monohidroxiladas, y en la fase etérea quedan los carotenos. Las xantofilas separadas en las fases metanólicas pueden recuperarse extrayéndolas con éter etílico (Martínez A., 2003).

Debido a que los extractos de carotenoides generalmente están impurificados por otras sustancias como los esteroles, estos se pueden eliminar dejando el extracto concentrado en solución de éter etílico, tapado y a -10°C durante la noche. De esta manera los esteroles se precipitan y pueden ser retirados por centrifugación o filtración  (Martínez A., 2003).

Una vez obtenido el extracto o los extractos de carotenoides, estos se pueden separar y analizar por cromatografía en capa fina, en papel o en columna (Martínez A., 2003).

MANGO (Mangifera indica L.)

El mango por su capacidad de adaptación a diferentes condiciones adversas, es uno de los frutales más ampliamente distribuidos en el país; por lo que la mayor parte de la producción nacional proviene de huertos de traspatio, sin embargo existen pocos huertos comerciales (Comisión Veracruzana de Comercialización agropecuaria, 2010)..

Las diferentes variedades de mango tienen demanda en el mercado local e internacional por su excelente sabor y presentación. Se consume como fruta fresca o procesada en forma de jalea, conservas, salsas, encurtidos, ensaladas, helados y jugos enlatados (Comisión Veracruzana de Comercialización agropecuaria, 2010)..

El mango prefiere clima cálido y seco, que se encuentra desde la zona costera del oriente, centro y occidente del país hasta zonas de media altura (800 msnm) con una temperatura de 26° a 32° C y una precipitación promedio de 1000 a 1500 mm (Comisión Veracruzana de Comercialización agropecuaria, 2010).

PRODUCCIÓN MUNDIAL DE MANGO

Existen bajo cultivo áreas importantes de mango en la India, Indonesia, Florida, Hawai, México, Sudáfrica, Queen Island, Egipto, Israel, Brasil, Cuba, Filipinas y otros numerosos países. Probablemente la India tiene más plantaciones comerciales que el total del resto del mundo. Sin embargo, la importancia económica real del mango estriba en el tremendo consumo local, ya que se trata de una de las plantas más fructíferas de los países tropicales. Esta especie se cultiva en todos los países de Latinoamérica (PROSERCO, 2007).

*México es el cuarto productor a nivel internacional de mango

PROPIEDADES

El mango se consume tanto como fruta fresca o jugos, helados, dulces, mermeladas, conservas. Industrialmente se procesa en pulpa, encurtidos, chutneys y productos congelados. Es considerado como una fruta altamente saludable, su elevado contenido de agua (86,1 %) permite una agradable forma de hidratarse. Su alto contenido en vitaminas A y C, son cualidades adicionales que convierten a esta fruta en imprescindible en toda dieta bien balanceada.

Es de las frutas más recomendables para combatir el escorbuto y para curar las afecciones bronquiales, pués se puede hacer en casa un buen preparado a base de pulpa de mango y de miel para combatir la bronquitis. El mango es un excelente depurativo del organismo, es recomendable para las personas nerviosas, para combatir el insomnio, para aliviar la fatiga cerebral, la depresión mental y como laxante, y es de gran ayuda para controlar la acidez estomacal. Produce excelentes resultados en la eliminación de arenillas de los riñones y como auxiliar en la digestión (PROSERCO, 2007).

TABLA NUTRICIONAL DEL MANGO COMPONENTES	VALOR MEDIO DE LA MATERIA FRESCA
Agua (g)	81.8
Carbohidratos (g)	16.4
Fibra (g)	0.7
Vitamina A (U.I.)	1100
Proteínas (g)	0.5
Ácido ascórbico (mg)	80
Fósforo (mg)	14
Calcio (mg)	10
Hierro (mg)	0.4
Grasa (mg)	0.1
Niacina (mg)	0.04
Tiamina (mg)	0.04
Riboflavina (mg)	0.07

Tabla 2. Tabla nutricional de los componentes del mango (PROSERCO, 2007)

La mayoría de las frutas que contienen β-caroteno contienen de 1 a 3 µg por g del carotenoide (las excepciones incluyen el melón cantaloupe, que contiene 20 µg/g, seguido por la calabaza). El contenido de β-caroteno del mango osciló entre 5 µg (en Tommy Atkins) y tan alto como 26 µg (en Ataulfo). En el cuerpo el β-caroteno se convierte en vitamina A, que necesita para la salud de la vista y del sistema nervioso (www.mango.org.,n.d).

VARIEDAD

·         TOMMY ATKINS

·         KENT

·         KEITT

·         HADEN

·         ATAULFO

·         MANILA

CAROTENOS EN EL MANGO ATAULFO

El mango Ataulfo es uno de los frutos más producidos y consumidos en México. Estudios con otros cultivares de mango sugieren que numerosos cambios bioquímicos ocurren durante el proceso de maduración de esta fruta, entre los que destaca la acumulación de carotenoides, los pigmentos que le confieren su típico color amarillo-naranja (Ornelas J., et al, 2008).

La relación entre los cambios de color y el contenido de carotenoides del mango Ataulfo es útil para estimar en base al color su contenido de carotenoides de una manera rápida, confiable y económica. La matriz alimenticia está en constante cambio durante la maduración, lo cual podría alterar la biodisponibilidad de sus carotenoides (Ornelas J., et al, 2008).

El contenido de β-caroteno del mango Ataulfo es de 26 µg (www.mango.org.,n.d).