parte 1-6 percepcion.wmv https://www.youtube.com/watch?v=aB8K1eSJ67s

Contenido:

2. Aplicación de pigmentos en alimentos.

• 2.1 Teoría del color.

• 2.2 Pigmentos naturales.

• 2.3 Colorantes sintéticos.

3

Color

Sensación subjetiva resultado de:

Radiación electromagnética (400-700 nm)

Fisiológicas

Psicológicas

Color (componente físico)

• Fenómeno de superficie

Luz incidente

reflexión

Adsorción, reflexión, dispersión, transmisión

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Objeto opaco

Objeto traslucido

Un cuerpo opaco cuando absorbe gran parte de la luz que lo ilumina y refleja una parte más o menos pequeña.

Cuando el objeto absorbe todos los colores contenidos en la luz blanca, el objeto parece negro

Opaco: No deja pasar la luz.

Transparente: Deja pasar la luz sin difuminarla.

Translúcido: Deja pasar la luz difuminándola.

Interacción de la luz con la materia

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Absorción

Luz transmitidaIT

Reflexión(IR)

Reflectancia R = IR/IoTransmitancia T = IT/IoAbsorbancia A = - Log T/ Log Io/IT

La visión

traducir las vibraciones electromagnéticas de la luz en un determinado tipo de impulsos nerviosos que se transmiten al cerebro a través del nervio óptico.

•bastones: responsables de la percepción en blanco y negro, así como de la forma y del tamaño de los objetos

•conos: responsables de captar el color

Distribución de conos en la retina

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curvas de sensibilidad espectral de los tres tipos de conos para cada estímulo de color S= corto, M=medio L =largo

Sistemas de colores

Modos de color(identificación objetiva del color)

• Modelo de Albert Munsell (1858 - 1918) basado en: Tono - Saturación - Valor (HSV)

• ubica de forma precisa los colores en un espacio tridimensional.

Modelo de Albert Munsell • Matiz o Hue o color:

– permite diferenciar entre el rojo, el verde, el amarillo, etc. Dentro de un circulo cromático con una variación continua de un color al otro.

– Münsell definió al color rojo, amarillo, verde, azul y púrpura como matices principales y los ubicó en intervalos equidistantes conformando el círculo cromático. Luego introdujo cinco matices intermedios: amarillo - rojo, verde -amarillo, azul - verde, púrpura azul y rojo púrpura.

• Valor o chroma– Define la claridad de cada color o matiz.

– Este valor se obtiene mezclando cada color con blanco o bien negro y la escala varía de 0 (negro puro) a 10 (blanco puro).

• Intensidad:– Los colores de baja intensidad son llamados débiles y los de

máxima intensidad se denominan saturados o fuertes.

Modos o modelos de color

• RGB (modelo aditivo)

– se basa en la creación de colores mediante la adición de cantidades variables de luz roja, verde y azul.

• CMYK (modelo de color sustractivo)

– se basa en los tres colores primarios: cian, magenta y amarillo. Éstos se denominan colores sustractivos porque cuanto más color se agrega, más se acerca al negro.

RGB

Pantone® • Identificación de colores impresos con tintas o color

sólido

• Catálogo comercial de números cromáticos en función de la superficie o material en el que se va a aplicar el color:

• M para acabado mate,

• U y UP para papel texturado

• TC y TCX para tejidos

• Q para plásticos opacos

• T para plásticos transparentes .

Modelo Cielab La CIE (CommissionInternationale de l’Eclairage)

• Modelo estándar de medida.

• Cambia la forma de notación y representa un avance sobre los modelos anteriores

• Dimensiona la totalidad del espectro visible.

• Es independiente del dispositivo de salida,

• El componente de luminosidad (L) oscila entre 0 y 100. El componente a (eje verde - rojo) y el componente b (eje azul -amarillo)

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funciones de igualación o correspondencia del color y definen un observador estándar, denominado observador colorimétrico estándar CIE 1931 (CIE 1931 Standard Colorimetric Observer), al que se suele llamar observador de 2º.

Los valores del triestímulo XYZ análogos a los tres tipos de conos difieren entre sí sólo por su luminancia y constituyen el espacio CIE

CIE (XYZ)

• Modelo o espacio cromático

• Abarca todos los colores que puede percibir el ojo humano.

• Commission Internationale d'Eclairage

17

Métodos para determinar el color

• Instrumentales

– Espectro de absorción

– colorímetros (Hunter Lab)

• sensoriales

Espacio de color L*, a*, b*, C*, h*

19

Colorantes

Compuesto químico ya sea natural o sintético que tiene la propiedad de dar color.

Origen natural “pigmentos”

Sintéticos se les llama colorantes y lacas

20

https://www.youtube.com/watch?v=pCuSkoyID5I

Colorantes

• Naturales

– producidos, acumulados y extraídos de tejidos vegetales, tejidos animales y minerales

• Idénticos a los naturales:

– producidos por síntesis química,

– estructura idéntica a la de colorantes naturales.

• Sintéticos

– Producidos por síntesis química

– no se encuentran en fuentes naturales

Clasificación de colorantes naturalesGrupo Subgrupo

Isoprenoides CarotenoidesXantofilas

Tetrapirrólicos ClorofilasPorfirinasPigmentos hemo

Benzopiranos AntocianinasflavonasFlavonoidesTaninos

Polímeros complejos MelanoidinasCaramelos

Otros Iso-alorazinaFenalonBetalaínasAntraquinonaCarbónInorgánicos

Cromóforos

• Absorben selectivamente la luz visible debido a cambios en la energía molecular (resonancia)

• La absorción de energía luminosa induce un salto desde un estado energético basal o fundamental (E1) a un estado de mayor energía (E2)

• El color que percibimos corresponde a las longitudes de onda de luz que transmite

Los cromóforos se presentan en una de dos formas:

1. Sistemas conjugados pi.

Los niveles de energía que alcanzan los electrones son orbitales pi generados a partir de series de enlaces simples y dobles alternados, como sucede en los sistemas aromáticos.

Azoicos, licopeno, β-caroteno y antocianinas.

24

2. Complejos metálicos

Surgen de la división de orbitales "d" al vincular metales de transición con ligantes o complejos metálicos.

clorofila, hemoglobina, hemocianina etc.

25

Longitud de onda Color de luz que absorbe Color complementario

390-435 Violeta Verde -amarillo

435-480 Azul Amarillo

480-490 Azul verdoso anaranjado

490-500 Verde-azulado Rojo

500-560 verde Púrpura

580-595 Amarillo Azul

595-650 Anaranjado Azul verdoso

650-780 Rojo Verde azulado

Sintéticos

• Firmeza de color• Amplio intervalo de tinte• Bajo costo en su uso• Alta efectividad• Homogeneidad entre lotes• No presenta aromas o sabores

Pigmentos naturales

• Baja toxicidad

• Propiedades– Antioxidantes

– Antiinflamatorias

– Antivirales

– Antimicrobianas

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Ventajas y desventajas

• Produce efectos en la salud

• Carece de fuerza de color

• Presenta aromas y sabores no deseados

Pigmentos naturales• carotenoides• clorofilas• flavonoides• betalainas• taninos• mioglobina y hemoglobina• quinonas, xantonas, etc.

Sintéticos• Azo (mono, di y triazo) se caracterizan por poseer un grupo

cromóforo -N=N-

TartracinaAmarillo -anaranjado Azorrubina, carmoisinaAmaranto

Rojo cochinilla, rojo PonceauRojo 2GRojo AlluraNegro brillante Marrón

Azafrán

23 Colorantes con IDA establecida

• Amarillo alimentos 5, 3• Azorrubina, rojo alimentos 3• Azul brillante 2• Cantaxantina, carotenoides• Caramelo clase II, III, IV• Clorofilas cupricas• Curcuma• Rojo alimentos 13, FD&C 14• Extracto de annato• Extracto de cochinilla• Extracto de piel de uva (Antocianinas)• Indigotina, azul 2 FD&C• Luteína• Óxidos de hierro• Ponceau 4R, cochinilla A• Riboflavinas• Rojo Allura• Tartrazina• Verde alimentos 3

Colorantes que pueden ser utilizados de acuerdo con BPF

1. Azafrán

2. Carbón vegetal

3. Caramelo Clase I

4. Clorofilinas

5. Dióxido de titanio

6. Licopeno

7. Paprika

8. Rojo betabel

Pigmentos

• Tejido vegetal

plástidos

Vacuolas

• Tejido animal

• Solubilidad

o solubles en agua

o solventes orgánicos (asociados a lípidos)

Pigmentos naturalesfuente Agente activo

Achiote Bixina (carotenoide)

azafrán Crocetina (carotenoide)

betabel Betalaína

cúrcuma Curcuma

cochinilla Ác. Carmínico

Pimiento rojo Capsantina

enocianina Polimero de antocianina

zanahoria B-caroteno

cempasúchil Luteína

Plantas verdes clorofila

Carotenoides

Pigmentos isoprenoides

• Estructura química

– 8 unidades de isopreno (C5H8)

– Tetraterpenoides (C40)

• Carotenos: hidrocarburos

• Xantofilas: carotenos con hidroxilo o ceto

• Cíclicos (1 o 2 anillos)

• Líposolubles

Carotenoides• Carotenos

–Cadenas isoprenoides

• Xantofilas– forma oxidada se

presentan como ácidos, aldehídos o alcoholes

Carotenoides• 420 compuestos

• color amarillo a anaranjado y rojo

• tejidos fotosintéticos (hojas, frutos, flores)

• Solubles en etanol, metanol y éter

• libres o disueltos en la fracción lípidica

– asociados a proteínas

– carbohidratos y ác. grasos

Xantofilas

• Hidroxil

– Criptoxantina

– Zeaxantina

– Luteina

– Capsantina

– Astaxantina

– Cantaxantina

• Epoxi

– Violaxantina

– Mutatoxantina

– Luteoxantina

– Auroxantina

– Neoxantina

• Dicarboxilico– crocetina

– bixina

CH3CH3CH3 CH3

CH3 CH3

CH3

CH3H3C

OHH3C

criptoxantina Physalis

Se encuentra en zonas amarillo del melón,nectarinas, manzanas, maíz, papaya, las guayabas, las naranjas (β-criptoxantina), también en alimentos de origen animal como la yemadel huevo y mantequilla.

Capsantina

O

HO

OH

Astaxantina• Crustáceos

• Asociada a proteínas

• Cocción provoca desnaturalización de la proteína y liberación de astaxantina

40

R

____________________

Crocina gentibiosa

Crocetina H

____________________

Azafrán (Croccus sativus L.)

Bixina o achiote

• E-160b colorante natural obtenido del árbol Bixa-orellana, comprende tres formas:

• Extracto crudo o annato

• bixina es la fracción liposoluble y

• norbixina la fracción hidrosoluble.

41

42

b-caroteno - zanahorias

Licopeno - jitomates

Luteina - cempasúchil

b-apo-8’-carotenal - sintético aprobado

Astaxantina - crustáceos

Cantaxantina - sintético aprobado

Astaceno - crustáceos

oxidación

Xantofilas o carotenos

Clorofila

• Pigmento porfirínico

• fotosintético

• Anillo de porfirina– 4 pirroles

– Unidos por puentes metino

– Ión Mg 2+

• Fitol (alcohol 20C)

Clorofila• Clorofila a, b, c y d

N

N

Mg

CH2

CH2

COOC20H39

CH3

CH3

CH2=CH

R

CH2CH3

N

N CH3

C OCH

COOCH3

Clorofila a R= CH3 metilo

Clorofila b R= CH=O formilo

Clorofila

• Cloroplastos asociada a lípidos, proteínas y lipoproteínas

• Insoluble en agua, soluble benceno, éter, acetona, etc)

• sensible a:– luz,

– O2 y peróxidos,

– T°

– pH y

– enzimas

Clorofila

Clorofila Clorofílina

Feofitina Feofórbido

-Mg -Mg

- fitol

- fitol

verde

verde olivo

pH ácido

pH álcalino verde brillantehidrosoluble

Marrónhidrosoluble

47

Betalaínas

Betalaínas

• Pigmentos glucósidos hidrosolubles

• Derivados de la 1,7diazoheptametina– Betacianinas (rojos)

– Betaxantinas (amarillos)

• Betabel (remolacha)

• Amaranto

• Tuna roja

• Pitaya

• Higos

50

Betacianinas

(rojo)la resonancia incluye

a los grupos R y R’

Betaxantinas

(amarillo)la resonancia no

incluyen a los

grupos R y R’

Estructura general

Betalaínas

• Autorizado por el Codex AlimentariusCommission (2004)

• Estables a pH entre 4 a 7, con un máximo entre pH 5 y 6, pero se ionizan en medio ácido y sufren cambios de color a un pH por debajo de 3.5

• En condiciones alcalinas el color cambia a amarillo oscuro por la degradación de betanina.

• Sensibles a la luz siempre y cuando también estén expuestas al oxígeno

Flavonoides (benzopiranos)

• Pigmentos amarillos

– Aglucona derivada de 2-fenilbenzopirona:• Flavonol, flavona, isoflavona, flavanona, flavononol, chalcona,

biflavonilos

– Azucar:• Glucosa, ramnosa, galactosa, arabinosa, xilosa, etc. unidas a los

C 7, 5 y 4’

Agluconas

O

OHO

HOO

OHO

HO

O

OHO

HO

OH

O

OHO

HO

OH

O

OHO

HO

flavona

flavonol

flavonona

flavononol

isoflavona

54

flavandiolesflavonoles

isoflavonas

Flavonoides

• Color amarillo pálido:

• Peras, fresas, manzanas, cerezas, duraznos, naranjas, etc.

• Responsables de astringencia en té– Quercetina: cebolla y miel

– Kaempferina : Fresas

– Miricetina: uvas

– Herperidina: limones, naranjas, mandarinas

– Naringina: toronjas, naranjas amargas

Antocianinas

• Glucósidos de las antocianidinas

• Hidrosolubles

• Gama de rojos al azul

• Vacuolas de frutos, vegetales y cereales

• Funciones en la planta:– Atracción de

polinizadores

– Protección contra radiación UV

– Contaminación viral y microbiana

Pigmentos derivados del benzopirano

2- fenilbenzopirilium o ión flavilioA= anillos benzopiriloB= bencénico

Antocianidinas

A

B

Antocianinas

Esterificado con mono-di o trisacáridos: -- glucosa, galactosa, xilosa, rutinosa, gentobiosa, etc.

59

Aglucón Sustitución glucosídica Acilación

en posiciones 3 y 5 (esterificación de grupos

OH de azúcares)

_________________________________ ______________________ ______________________

R1 R2

H H pelargonidina D-glucosa Acido cinámicos

OH H cianidina D-galactosa p-cumárico

OCH3 H peonidina D-xilosa ferrulico

OH OH delfinidina L-ramnosa cafeico

OCH3 OH petunidina L-arabinosa

OCH3 OCH3 malvinidina rutinosa Acidos alifáticos

soforosa acético

sambubiosa malónico

gentiobiosa succínico

Factores de color

• Sustituyentes químicos

OH en el anillo fenólico intensifican el color azul

Metoxilos intensifican el color rojo

• pH

– ácido : catión estable flavilio rojo (I)

– pH>5: base anhidra quinoidea azul (II)

– Básico: base carbaniol incolora (III)

Antocianinas

Rojo intenso (I)pH 2

Pseudo-base carbaniolFormas incoloras

Purpura (II)Base quinoidea

pH > 7

pH >5

pHácido : catión estable flavilio rojo (I)pH>5: base anhidra quinoidea azul (II)Básico: base carbaniol incolora (III)

Estabilidad de antocianinas

• Sensibles al calor

• Forman complejos o sales con:

– Na, K, Ca, Mg, Fe, Sn, Cu

• Son hidrosolubles y se pueden perder por lavado

• Evitar presencia de oxígeno

• Sulfitos tienen efecto decolorante

Proantocianidinas (PAC’s)

• Polimerización por oscurecimiento enzimático

• Pigmentos de elevado peso molecular

• Astringentes• Reaccionan con proteínas• Amarillo a café oscuro

– Manzana– Nuez de cola– Cacao– Té negro – vino

Taninos• Compuestos fenólicos incoloros o amarillo-café

• Contribuyen a la astringencia

• Antioxidantes

• Sustratos de oscurecimiento enzimático en café, cacao, té negro

Hidrolizables Condensados (Dímeros de antocianidinas)

(ácido gálico) (ácido elágico)

Mioglobina

• Proteína globular

• Soluble en agua

• Almacena O2

• 16945 Da

Fracción proteica Globina

Grupo hemo

Grupo hemo

N N

CH3

CH2

CH3

COO-

Fe2+

COO-N N CH

2

CH3

CH3

N

N

O2

-(His93

)-

El color depende de:

•estado de oxidación del Fe•ligando en la sexta posición•estado de la globina•presión parcial de O2

•pH

Mioglobina

Mioglobina

Rojo purpura Fe2+Oximioglobina

Rojo brillante Fe2+

Metamioglobina

Café Fe3+

Colemioglobina

verdeSulfomioglobina

verde

O2

OxOx

Red

OxRed

Red

Ox

Red

Ácido carmínico

68

Dactylopius coccus Cochinilla granacactáceas del género Opuntia y Nopalea

O. ficus-indica

Ácido carmínico

69

kg de los insectos genera aproximadamente 50 g de carmín.

Aluminio o Calcio

complejo del ácido carmínico con aluminio

ácido carmínico

Rojo carmín (E-120, C.I. 75470, Natural Red 004)

• Originario de México y Mesoamérica, los aztecas lo llamaban nocheztli o sangre de nopal,

• se obtiene de la cochinilla hembra (Dactylous coccus, Costa) que vive en las pencas del nopal de tuna (Opuntia ficus-indica).

• En 1982, la FAO y la OMS, autorizaron el uso del carmín y derivados en alimentos

Rojo carmín (E-120, C.I. 75470, Natural Red 004)

• colecta y deshidratación de la cochinilla

• Extracción mediante con ácido sulfúrico

• Precipitación con de sulfato de potasio y aluminio (KAl(SO4)2•12H2O) y óxido de magnesio y calcio (CaMgO2), formando un complejo insoluble en agua (laca).

• El carmín hidrosoluble se obtiene solubilizado el complejo a pH alcalino, por adición de amoniaco, y posterior secado

Caramelización

• Ocurre a Temp. superiores al punto de fusión

• pH ácidos/alcalinos

• Se acelera con ácidos carboxílicos y sales

• Reacciones: – Deshidratación derivados furfural

– Polimerización melanoidinas

– Otras aldehídos, cetonas,pirazinas, etc

Caramelo

• Mezcla compleja compuestos en forma coloidal.

• Temperatura superior al punto de fusión

• Líquido o sólido café oscuro

• sabor a azúcar quemada/ amargo

• Soluble en agua

Caramelización: fragmentación

Azucares Ácidos sacáricos Furfural

melanoidinas

Furanos, furanonas,lactonasPironas, aldehídos, cetonasÁcidos, ésteres, pirazinas

O

O

OH

C2H5 O

O

OH

CH3

N

N CH3

CH3H3CN

N CH3

H3C N

N

CH3

CH2CH3

CH3

Etil-maltol maltol 2,3,5-trimetilpirazina 2,5-dimetilpirazina 2-etil5(6)dimetilpirazina

Amoniaco y SO2

• Favorecen la producción de pigmentos obscuros de elevado peso molecular

• Usos

– Bebidas de cola

Color

• absorbancia de caramelo al 0.1% (w/v) en agua,

• celda de 1-cm a 430 y 610 nm

• base al contenido de sólidos

Caramelo tipo I

• Simple o cáustico sin aditivos

• Estable en solución alcohólica al 75%

• Usos

– Tequila,

– Ron

– Etc.

Caramelo tipo II

• Sulfatado

• En presencia de ácidos o bases y SO2

• Usos

– Extractos vegetales

– Aderezos

– coñac

Caramelo tipo III (Amoniacal)

• En presencia de ácidos o bases y sales de Amonio

• Color oscuro e intenso

• Estable en soluciones salinas al 20%

• Estable a pH 3

• Usos– Cerveza

– Salsas y aderezos

– Productos horneados

Clase IV

• Sulfato- amonio

• En presencia de ácidos o bases, SO2 y sales de amonio

• Color oscuro e intenso

• Estable en soluciones salinas al 20%

• Estable a pH menor a 2

• Usos– Bebidas de cola

– saborizantes

Colorantes artificiales

Colorantes FD&C • Colorante puro en polvo o

gránulos (deben disolverse para su uso)

• Tinturas: disolución 85% colorante puros

Pigmentos de laca grado alimentario

• tinturas FD&C mezcladas con hidróxido de aluminio

• solubles en lípidos y en algunos solventes orgánicos

• Se suspenden en vehículos (glicerina, propilenglicol o la sacarosa), cubiertas duras de los caramelo, caramelos duros, chicle, chocolate, etc.

81

Colorantes sintéticos

• FD&C (colors for use in foods, drugs and cosmetics)

• D&C (colors for use in drugs and cosmetics when in contact with mucous, membranes or ingested)

• Ext. D&C (colors for use in products applied externally).

Colorantes sintéticos aprobados para su uso en alimentos

FD&C Nombre común Clase química Límite máximo1

(mg/kg)

Amarillo 5 FD&C Tartrazina Azo 30-300

Amarillo 6 FD&C Amarillo ocaso Azo 30 a 300

Azul 1 FD&C Azul brillante Trifenilmetano 100-300

Azul 2 FD&C Indigotina Indigoide 6-500

Rojo 3 FD&C Eritrosina Xanteno 2-100

Rojo 40 FD&C Rojo Allura Azo 20-300

Verde 3 FD&C Verde rápido Trifenilmetano 100-500