INTRODUCCIÓN El mundo que nos rodea viene determinado por formas y colores, que son interp interpret retada adass por cada cada observ observado adorr según según su gusto gusto perso persona nall y decide decide por ejem ejempl plo, o, si un colo colorr o una una comb combin inac ació ión n de colo colore ress resu resulta ltan n bell bellos os,, feos feos,, irri irrita tant ntes es o mole molest stos os.. Este Este es un aspe aspect cto o fisi fisiol ológ ógic icoo-ps psic icol ológ ógic ico o de la percepción de color . Los colorantes son sustancias capaces de teñir fibras vegetales y animales, buscan dar un color atractivo a los alimentos y materias no alimentarias, y en esencia sólo debe tener valor estético sin que altere las propiedades nutritivas o alterar su naturalea. !o obstante, "ay algunos colorantes que son inofensivos como los de origen natural pero también "ay otros artificiales como la tartraina #también conocido como E$%& o '()* amarillo + o *.. $$%/, que se la encuentra en refrescos, jugos, productos de pasteler0a, flanes, gelatinas y etc., que puede producir inflamaciones, alergias o reacciones. 1uelen causar su efecto colorante en los alimentos ya en pequeñas cantidades #apenas concentraciones de centenas de ppm ppm/. /. En la actualidad la industria alimentaria emplea los colorantes alimentarios con el objeto de modificar las preferencias del consumidor. El color es uno de los principales atributos para la preferencia de un alimento. El color destaca su presencia cotidiana en todo lo que rodea al "ombre. 1e prodiga tanto en los objetos de creación "umana como en la naturalea. (esde las etapas m2s tempranas de la cultura "umana el "ombre "io uso consciente y variado del color, lo aplicó sobre las superficies rocosas de las cavernas e incluso, sobre su propia piel. Los servicios que el color "a brindado recorren una amplia gama de funciones, desde cubrir la superficie de un objeto, "asta representar simbólicamente una idea o un concepto.
3oy maravillan todav0a los prodigios que en este arte decorativo realiaron los asirio asirioss y babilo babilonio nios, s, y sobre sobre todo todo los egipci egipcios. os. 1orpre 1orprende nde los numero numerosos sos productos colorantes que conoc0an y su "abil0sima manera de prepararlos para darles vivea, realce y "acerlos inalterables. Los egipcios conoc0an una técnica llamada de mordiente, a través de la cual consegu0an teñir un tejido con matices diferentes empleando una misma materia colorante.
4uc"os de estos secretos de la antig5edad se "an perdido, y "oy d0a no se saben preparar muc"os de los tintes que para la decoración de las piedras, mosaicos y tejidos usaron los antiguos. El primer colorante sintético que se prep prepar aró ó fue fue la 4auv 4auvin ine e que que fue fue prep prepar arad ado o por por 6ill 6illia ian n 3enry 3enry 7er8 7er8in in en
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nglaterra en $9+:. Esto marcó el inicio de la industria de los colorantes sintéticos.
COLORANTES
Los colorantes son sustancias org2nicas solubles en medio 2cido, neutro o b2sico, que poseen una estructura molecular no saturada. Es decir son electr electróni ónicam cament ente e inesta inestable bless y por eso absor absorbe ben n energ0 energ0a a a determ determina inada da longitud de onda, si fueran estables absorber0an todas o rec"aar0an todas. 1e denominan colorantes o tintes naturales a sustancias coloreadas e;tra0das de plantas y animales aptas para la tintura o coloración de las fibras te;tiles. < no solo de te;tiles, ya que que aún aún ante antess de la e;is e;iste tenc ncia ia de ello elloss fuer fueron on una "err "erram amie ien nta de e;pr e;pres esió ión n art0stica. *omo resulta f2cil imaginar, fueron las sustancias pioneras en la coloración de las primeras pieas de construcción te;til.
aquellas
Los colorantes son utiliados como un tipo de aditivo alimentario #sustancia añadida intencionadamente a los alimentos y bebidas para mejorar alguno de sus atributos/ utiliados para recuperar el color de los alimentos, durante su almacenamiento o tras los tratamientos tecnológicos a que se vean sometidos.
RESEÑA HISTÓRICA La indu indust stri ria a alim alimen enta taria ria pudo pudo "abe "aberr sent sentid ido o la atra atracc cció ión n por por el uso uso de colorantes cuando se publicaron los trabajos de 1ir 6illiam 3enry 7er8in en 7er8in en el año $9+:. 7revio a estas investigaciones la estabilidad de los colorantes y su empleo eran completamente ineficientes. En $99: el *ongreso de los Estados =nidos aprobó el uso de colorantes amarillos en la elaboración de la mantequilla mantequilla y y ya en $%% muc"os alimentos pose0an colorantes. En $$& el investigador alem2n >ernard *. 3esse publica una serie de trabajos en los que recomienda el uso de colorantes en la industria alimentaria siempre que éstos no dañen la salud. 7or aquel entonces la industria ya dispon0a de medio millar de diferentes compuestos qu0micos denominados colorantes artificiales. IMPORTANCIA AGROINDUSTRIAL -
En el campo de alimentacin
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La mayor0a de los productos del mercado llevan colorantes artificiales. 1u uso indiscriminado "ace que los alimentos parecan artificiales y el consumidor los rec"aar0a. ? pesar de ello e;isten alimentos que son aceptados por las normativas internacionales y se "a investigado que si poseen colores llamativos pueden ser m2s aceptados por los consumidores que si no lo son@
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*aramelos, refrescos, alimentos para animales, gelatinas, "elados, ciertos postres, cereales y panes, snac8s, salc"ic"as #su superficie/, condimentos para ensaladas. La industria de refrescos es la que m2s colorantes alimentarios emplea. En el campo no alimenta!ia (ebido a que los colorantes alimentarios suelen ser m2s seguros de usar que los pigmentos y tintes art0sticos normales, algunos artistas los usan para pintar sus obras, especialmente en variantes como la pintura corporal. Los colorantes alimentarios pueden usarse para teñir tejidos, pero no suelen soportar bien el lavado cuando se usan sobre algodón, c2ñamo y otras fibras vegetales. ?lgunos colorantes alimentarios pueden ser fijados sobre nailon y fibras animales.
CLASI"ICACIÓN DE LOS COLORANTES Los colorantes se clasifican en dos grupos@ colorantes naturales y colorantes artificiales o sintéticos. Aodos llevan un número que los identifica en Europa el número va precedido de la letra E. La fórmula qu0mica de los colorantes es variada por ello es complicado establecer una clasificación en base a este concepto, podemos encontrar en sus estructuras. Las altas temperaturas, la lu, el p3 pueden afectar a su estabilidad. (e esta forma se clasifican en@ - Cate#o!$a A@ *olorantes admitidos para uso alimentario. - Cate#o!$a %@ *olorantes que no "an sido lo suficientemente estudiados para ser incluidos en la categor0a ?. - Cate#o!$a C-I@ *olorantes no estudiados de forma e;"austiva, pero de los cuales ya se tienen bastantes datos obtenidos de los ensayos de larga duración. - Cate#o!$a C-II@ *olorantes con datos inadecuados para su evaluación, pero no se conocen resultados de los ensayos de to;icidad de larga duración, como para relacionarlos con procesos cancer0genos. - Cate#o!$a C-III@ *olorantes de los cuales se tienen pocos datos para evaluarlos, pero que son suficientes como para relacionarlos con efectos perjudiciales para la salud. - Cate#o!$a D@ *olorantes de los cuales se desconocen casi por completo, datos referentes a su posible to;icidad. En la etiqueta debe constar el tipo de colorante, en caso de que el alimento lo contenga.
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Colo!ante& Nat'!ale& Los colorantes naturales son considerados en general como inocuos y consecuentemente las limitaciones espec0ficas en su utiliación son menores que las que afectan a los colorantes artificiales. Aambién se los llama palos tintóreos. (esde el punto de vista qu0mico son bastante similares a los curtientes vegetales y son muy poco usados porque "an sido relegados a un segundo plano por la aparición de los colorantes sintéticos.
En los colorantes !aturales se clasifican en dos@
Colo!ante& (e#etale&. Los colorantes naturales vegetales se pueden agrupar en seis familias, que son@ Ca!otenoide& Los carotenoides son estructuras isoprenoides, presentes en colorantes y pigmentos naturales en plantas superiores, algas, "ongos y bacterias. La estructura qu0mica b2sica de estos compuestos poseen dobles enlaces insaturados y la mayor0a son tetra-terpenos con % 2tomos de carbono. ? los carotenoides que poseen 2tomos de o;0geno en sus moléculas se los conoce como ;antofilas. Los restantes constituyen el grupo de los carotenos. Los colorantes y pigmentos de este grupo presentan una paleta de colores que var0a desde amarillo p2lido, pasando por anaranjado, "asta rojo oscuro. Ejemplos de ello son el licopeno #color rojo del tomate y la sand0a/ y el beta caroteno #color anaranjado de la ana"oria/.
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Ca!oteno&) 1on "idrocarburos derivados del isopreno. El m2s sencillo es el licopeno. 1i se cicla por los e;tremos se puede producir el betacaroteno.
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*anto+ila&@ 1on derivados "idroo;igenados de las anteriores como por ejemplo la ea;antina y la neo;antina.
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,cido& ca!otenoide&@ los cuales son derivados 2cidos de los carotenoides, siendo el m2s importante el ubicado en el ac"ote #bi;ina/, la cual nos da una coloración pardo-rojia, son solubles en soluciones b2sicas.
Clo!o+$lico& Los compuestos clorof0licos constan de una porfirina que lleva incorporado un 2tomo de magnesio en el centro del núcleo tetrapirrólico. 1on los pigmentos m2s abundantes en la naturalea. 1e encuentran en los cloroplastos de las células vegetales, org2nulos e;clusivos de las plantas donde se lleva a cabo la fotos0ntesis y se conocen dos tipos importantes@ clorofila ? y clorofila >, que son las responsables del color verde de las 4
plantas. La clorofila ? representa de manera apro;imada, B+C de toda la clorofila de las plantas verdes, pero también se encuentra en las algas verde-auladas. La clorofila > es un pigmento que acompaña a la clorofila ?. ?bsorbe lu de una longitud de onda diferente #m2s baja/ y transfiere la energ0a a la clorofila ?, que se encarga de convertirla en energ0a qu0mica. Dtros tipos de clorofila como@ *$, *& y (, se "allan en algas y bacterias. Los pigmentos clorof0licos son insolubles en agua, pero s0 en solventes org2nicos como el alco"ol et0lico y la acetona #solventes e;tractivos/ y en tetracloruro de carbono y éter de petróleo #solventes separadores/.
Antocian$nico& Las antocianinas forman uno de los seis grupos de flavonoides e;istentes. Los flavonoides son metabolitos secundarios de las plantas, esto es@ compuestos que la planta elabora, pero no son vitales, pues en su ausencia el organismo puede continuar viviendo. Las antocianinas son verdaderos colorantes naturales, ya que son pigmentos "idrosolubles. 1on responsables de los colores rojo, anaranjado, aul y púrpura de las uvas, mananas y fresas. Las funciones de las antocianinas en las plantas son múltiples, y van desde la protección de la radiación solar "asta la de atraer insectos poliniadores. La estabilidad de las antocianinas est2 condicionada por una serie de factores como el potencial redo;, temperatura, el p3 del medio, la interacción con otros radicales y moléculas, entre otros. 1e "a estudiado que el cambio de un p3 2cido #mayor estabilidad/ "acia otro alcalino "ace variar de color "acia el rojo #efecto batocrómico/ dando compuestos inestables que se decoloran r2pidamente. Aambién las antocianinas son afectadas por la temperatura, produciéndose cambios en su estructura molecular #pérdida del glicósido/ que resulta en una pérdida del color. "laonoideo& El resto de los flavonoides no-antocian0nicos, se caracterian por su color amarillo, como se desprende de la etimolog0a del nombre #(el lat0n flavus@ amarillo/. Los flavonoides en general se caracterian por ser polifenoles solubles en agua, algunos con una estructura de glucósidos #aúcares/ y otros de pol0meros naturales. ? estos últimos pertenecen los tanino& conden&ado&, pol0meros naturales formados por monómeros de antocianidina, presentes en semillas y tejidos vegetativos de ciertas forrajeras. Dtro grupo de flavonoides importantes son las +laona&, colorantes amarillos presentes en pétalos de flores como la pr0mula, o en la piel de frutos como las uvas, responsables del color amarillento de los vinos blancos. 'inalmente est2n las +laonona&, presentes en altas concentraciones de los umos de c0tricos #naranja, mandarina y pomelo/. 3asta "oy se conocen m2s de %%% flavonoides y quedan m2s por identificar y aislar.
Anto.antina&) son pigmentos que van del amarillo al naranja, tienen estructura similar al de las antocianinas, diferenci2ndose en el grado de o;idación de sus estructuras alif2ticas. 5
%etala$nico& Las betala0nas son colorantes naturales constituidos por apro;imadamente B% pigmentos "idrosolubles con estructura de glucósidos y que se "an clasificado en dos grupos importantes@ las betacianinas y las beta;antinas. Las betacianinas son unos cincuenta colorantes naturales identificados de color rojo o violeta que se encuentran en plantas como la remolac"a #>eta vulgaris/ y frutos de la tuna #Dpuntia sp/ y en algunos basidiomicetos. Aienen una absorción m2;ima en el espectro visible entre + y ++& nm. Las beta;antinas en cambio, cuentan con un grupo de casi &+ componentes de color amarillo encontradas en algunas variedades de "ongos venenosos #amanita muscaria/, y en las bayas de los cactus pitaya #3ylocereus/. Aienen una absorción m2;ima en el espectro visible entre &:% y &% nm. Tan$nico& Los taninos son colorantes naturales e;tra0dos de plantas superiores. 1on compuestos fenólicos coloreados en una gama que va desde colores amarillos "asta el castaño oscuro. Los taninos tienen olor caracter0stico, sabor amargo y son muy astringentes. 1e agrupan en@ taninos "idroliables y taninos condensados #vistos anteriormente en el grupo de 'lavonoides/. Los taninos "idroliables son colorantes pol0meros "eterogéneos formados por fenoles y aúcares simples. 1on m2s pequeños que los taninos condensados y se "idrolian sin dificultad en medio 2cido.
Colo!ante& animale&/ Las sustancias empleadas como colorantes naturales que est2n presentes en el reino animal, son muc"os menores en cantidad pero no en importancia. 7odemos clasificarlos en dos grupos principales@ insectos y organismos marinos. In&ecto& dentro de este grupo "ay dos componentes de importancia. La primera de ellas es la denominada coc"inilla, que involucra una variedad de especies de un insecto par2sito de diversas plantas según su origen, y que produce un color rojo muy apreciado. La otra es el 8ermes, insecto par2sito de dos especies arbóreas@ la encina #el 8ermes americano/ y la coscoja #el 8ermes europeo/. Aambién de este animal se e;trae un colorante rojo.
O!#ani&mo& ma!ino& Los colorantes de animales de organismos marinos, tienen en común la especie de moluscos cefalópodos. =no de ellos es la denominada cañadilla #mure; brandaris/ de la que se e;trae un color púrpura muy apreciado en la antig5edad y con un rico anecdotario, y el otro es la jibia o sepia común, de la que se e;trae 6
de su saco de tinta un colorante marrón rojio. Aodos los casos anteriores ser2n vistos nuevamente en las siguientes secciones, cuando nos adentremos en el tema de fuentes de obtención y métodos de e;tracción de colorantes naturales.
ADITI(OS DE LOS COLORANTES NATURALES
C'!c'mima E-011. En "elados, salsas, sopas, confiter0a, postres, platos precocinados, quesos, bebidas, condimentos, etc. L0quidos "idrosolubles, l0quidos liposolubles y polvos "idrosolubles. Estable frente a 2cidos. 1e obtiene un color amarillo o amarilloanaranjado.
Ri2o+laina E-010a. En "elados, confiter0a, bebidas, yogur, etc. L0quidos "idrosolubles y polvos "idrosolubles. estable frente al calor. La coloración que se obtiene es amarilla.
Clo!o+ila E-030. En "elados, confiter0a, bebidas, condimentos, vinagretas, etc. L0quidos "idrosolubles, l0quidos liposolubles y polvos "idrosolubles. estable frente a los 2cidos. La coloración que se obtiene es verde.
Ca!m$n Coc4inilla E-051. 1e e;trae de la "embra de la coc"inilla *occus *acti, insecto que vive en las ramas de los cactus, particularmente en el Dpuntio *occinilifera principalmente en 7erú y también en las slas *anarias #España/.
=sado en vinagres, alco"oles, productos c2rnicos y productos cosméticos. Las coc"inillas seleccionadas y secadas son trituradas. 1e realia entonces la e;tracción que consiste en la separación de residuos anatómicos que no contienen carm0n de aquellos que lo 7
contienen. La fracción colorante est2 obtenida principalmente en los "uevos de la coc"inilla fecundada.
El triturado se sitúa en unos tanques de solución acuosa y es calentado a temperatura a una alta temperatura. 1e puede realiar una segunda e;tracción del triturado para lograr e;traer toda la materia colorante. El poder colorante de una carm0n coc"inilla se mide por la concentración de 2cido carm0nico. 1e obtiene un color rojo vivo en medio 2cido y un color viol2ceo en medio b2sico debido a que el carm0n es un indicador de 73 y su color var0a dependiendo del medio en el que se encuentre. =sado en la industria c2rnica #salc"ic"as, fiambres, mortadelas/, en la industria l2ctea #yogures, batidos, postres l2cteos/, en la industria del dulce #caramelos y gomas/.
Colo!ante& Sint6tico& La industria alimenticia utilia el colorante para sus productos por culpa de ciertos principios. Feamos las raones que empujan a las industrias a utiliar estas sustancias, sus efectos nefastos sobre la salud, y algunas medidas pr2cticas que se deben seguir para reducir sus riegos. (esde "ace tiempo, los colo!ante& alimenticio& se utilian como un medio para incrementar el atractivo de las comidas. Los industriales ponen colorantes en sus productos en función de las necesidades de los consumidores. Los colo!ante& a!ti+iciale& podr0an ser tó;icos y provocar enfermedades como alergias, por ésta raón, ciertos colorantes alimenticios est2n pro"ibidos en algunos pa0ses.
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Colo!ante& a7oico& 7ueden dar colorantes del tipo met2lico al coordinarse con cromo, cobre y otros iones met2licos. (an matices cubrientes, sólidos a la lu y a los tratamientos en "úmedo #no presentan migración/. 1egún tengan en su molécula uno, dos o m2s grupos aoicos se los llama@ monoaoicos, di o poliaoicos. Estos colorantes forman parte de una familia de substancias org2nicas caracteriadas por la presencia de un grupo peculiar que contiene 8
nitrógeno unido a anillos arom2ticos. Aodos se obtienen por s0ntesis qu0mica, no e;istiendo ninguno de ellos en la naturalea. El número de los colorantes de este grupo autoriados actualmente es pequeño en comparación con los e;istentes.
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Colo!ante Ta!t!acina La tartracina aumenta su potencial comercial porque adem2s de los tonos amarillos-anaranjados, al ser meclada con otros colorantes como el aul brillante #E$/ o el verde 1 #E$&/ se obtienen diversas tonalidades verduscas.
La tartracina #en inglés tartraine/ como colorante posee los códigos E$%& #=nión Europea/ y ?marillo + #'(?-=1?/, por lo que es posible identificar qué alimentos, bebidas u otros productos contienen tartracina al revisar sus ingredientes en la etiqueta. ?marillo ocaso.
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La A7o!!'2ina Es un colorante alimentario artificial rojo mono-aoderivado que se emplea como aditivo en la industria alimentaria #donde se identifica con el código@ E $&&/. ?parece en el mercado igualmente bajo las denominaciones carmoisina. 1e encuentra como colorante en la industria del c"ocolate, reposter0a industrial #en la coloración de maap2n/, en las salsas emulsionadas, elaboración de refrescos, etc. 7or regla general cuando se desea colorar un alimento con color rojo. Es f2cil mediante técnicas de qu0mica anal0tica detectar traas de aorrubina en los alimentos.
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Poncea' 3R El 7onceau G es un colorante aoderivado rojo de car2cter sintético. 1uele emplearse en la coloración de una gran variedad de productos alimentarios. El código con el que se identifica en la industria alimentaria es el@ E $&. Este colorante posee aplicaciones también en el mundo de la cosmética. 1uele elaborarse como subproducto del alquitr2n procedente de la industria del carbón, yHo del petróleo.
1e suele encontrar en alimentos que se deseen colorar con un rojo intenso, por regla general se encuentran traas del mismo en reposter0as #empleado para dar aspecto de contenido de rojo de fresa/, en mermeladas de fresa, salami, salsas que lleven marisco, sopas.
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En España se suele emplear como colorante de los embutidos como el c"orio, llegando a sustituir en todo o en parte al pimentón.
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A7'l patente La sustancia denominada según los códigos alimentarios de la =nión europea E-$$ es un colorante también llamado aul patentado F o aul patentado + de origen aoico sintético, muy soluble en agua que se utilia generalmente como colorante alimentario, aunque también es usado en medicina para la detección del ganglio centinela.
Efectos en el organismo 1u consumo debe reducirse como m2;imo a $+ mg por cada 8g de peso corporal al d0a. En caso de ingestas superiores, pueden producirse reacciones alérgicas debidas al acoplamiento del colorante a las prote0nas corporales. Aambién puede actuar como un liberador de "istamina.
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Indi#otina El carm0n de 0ndigo #denominado también indigotina/ es un colorante sintético de color aul empleado en la industria alimentaria con el código E $&. 1e produce de forma natural en la savia del arbusto ndigofera tinctoria, aunque en la actualidad es producido de forma sintética.& Es la base del pigmento aul conocido como 0ndigo #cuyo contenido es del %C de indigotina/. Es empleado también como un indicador de p3 que es aul a un p3 de $$. virando a amarillo a los $.%.
La indigotina se encuentra en el pigmento 0ndigo. 1e suele emplear como colorante alimentario en confiter0a #ejemplos son los caramelos de violeta/, bebidas, "elados. (ebido a su inestabilidad ante la acide es muy frecuente su empleo como un indicador de p3 en medios alcalinos que presenta un color aul a un p3 de $$., llegando a virar a amarillo a los $.%. 1e emplea a nivel industrial como un detector de oono, aunque igualmente en la detección anal0tica de nitritos y cloritos. En medicina es empleado para detectar fugas del l0quido amniótico.
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Colo!ante& del di 8 t!i+enilmetano (an teñidos muy brillantes, pero de escasa solide.
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Colo!ante& de 9'inonimina 1on los compuestos de donde fundamentalmente derivan los colorantes conocidos como o;acinas, tiacinas y acinas.
Lo& peli#!o& de con&'mi! alimento& con colo!ante& a!ti+iciale& La industria alimenticia utilia el colorante para sus productos por culpa de ciertos principios. Feamos las raones que empujan a las industrias a utiliar estas sustancias, sus efectos nefastos sobre la salud, y algunas medidas pr2cticas que se deben seguir para reducir sus riegos. (esde "ace tiempo, los colorantes alimenticios se utilian como un medio para incrementar el atractivo de las comidas. Los industriales ponen colorantes en sus productos en función de las necesidades de los consumidores. Los colorantes artificiales podr0an ser tó;icos y provocar enfermedades como alergias, por ésta raón, ciertos colorantes alimenticios est2n pro"ibidos en algunos pa0ses. Efectos nefastos de los colorantes para alimentos ?lgunos colorantes llamados >lue $ y >lue & utiliados en los caramelos y los "elados, pueden provocar c2ncer y esterilidad masculina, especialmente si su consumo es en alta dosis. Dtro colorante llamado Gojo % utiliado en las patatas fritas c"ips, es responsable de la irritabilidad y de la "iperactividad en los niños . (e esta forma, el niño se "ace m2s agresivo y se pone m2s nervioso, con falta de concentración. En cuanto al ?marillo +, un colorante utiliado en los cereales, mermeladas y fideos instant2neos, puede causar reacciones alérgicas, crisis de asma, migrañas, problemas de visión, desarreglos en el comportamiento, as0 como ansiedad. El colorante ?marillo : utiliado en las salc"ic"as, gelatina y productos de reposter0a podr0a, conllevar tumores en los riñones y en las gl2ndulas suprarrenales. gualmente, ciertos colorantes sintéticos disminuyen la función del sistema inmunitario y podr0an alterar la capacidad del cuerpo para combatir las infecciones. 11
7ara evitar estas enfermedades conviene limitar los alimentos que contienen colores intensos, y si es posible, los alimentos transformados. ?dem2s, conviene leer siempre con atención la etiqueta de los productos alimenticios antes de comprarlos y consumirlos.
COMPORTAMIENTO EN LA APLICACIÓN DE LOS COLORANTES Colo!ante& anicnico& 1on los colorantes m2s utiliados en el teñido de cueros curtidos al cromo o tratamientos preliminares catiónicos de cueros curtidos vegetalHsintético. (e acuerdo al valor de p3 del cuero y de los baños del teñido se puede controlar la intensidad de penetración. 1e logra la intensidad de penetración deseada mediante la reducción de los valores de p3 I,%, la mayor parte con 2cido fórmico. *on productos au;iliares apropiados para el teñido podemos influir en la afinidad de los colorantes, referente al rendimiento o igualación.
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Colo!ante& :cido& &imple& *olorantes de bajo peso molecular, precio económico y buena capacidad de penetración que producen mayormente tonos de color claro y brillantes pero no tienen buena solide a la lu, "umedad, sudor y lavado.
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Colo!ante& &'&tantio& o di!ecto& 1e llaman as0 porque tiñen directamente las fibras vegetales sin necesidad de ser éstas mordentadas. 1on de elevado peso molecular, solideces medias y colores no demasiado vivos. Aienen escaso poder de difusión por lo que dan teñidos de buen poder cubriente y cubrimiento de los defectos. 1on poco estables a los 2cidos por lo que no pueden emplearse en cueros de curtación vegetal.
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Colo!ante& e&peciale& *olorantes desarrollados para la industria del cuero, que poseen especialmente alto perfil de solide, una buena combinabilidad y presentan una buena capacidad de igualación. 7redominantemente est2n en el mercado como colorantes en polvo. 1in embargo, en los últimos años vienen cada ve m2s fuertes regulaciones l0quidas. Ellas tienen la ventaja de no empolvar, de la buena dosificación y sobre todas las cosas poseen solo escasas partes de sal en el producto. 12
Colo!ante& de comple;o met:lico $ ?qu0 es una molécula colorante, ligada o enlaada a un 2tomo central met2lico, como por ejemplo cromo, "ierro, cobre o cobalto. 7oseen una buena solide a la lu y al lavado, as0 como una buena capacidad de igualación. 1in embargo, no se logran tonos profundos de color. 7redominantemente se utilian para el teñido de cueros para vestimenta y guanter0a, as0 como teñidos en tonos pasteles. Los colorantes de este grupo poseen también alta solide a la lu, "umedad y sudor y también la buena propiedad de teñido de los cueros recurtidos al cromo vegetalHsintético. gualación y capacidad de teñido son, sin embargo, reducidas.
Colo!ante& catinico& 1e encuentran en forma de sales de bases colorantesJ tienen pues car2cter catiónico. 7recipitan por acción de los 2lcalis o de las sales contenidas en aguas duras. 7or ello al preparar las disoluciones de colorante conviene corregir la durea de las aguas. *on los curtientes vegetales dan compuestos insolubles #lacas/, por eso son adecuados para el cuero al vegetal, porque dan teñidos de gran plenitud y brillo, pero de escasa solide a la lu. 1on óptimos con los cueros curtidos al vegetal porque la piel est2 cargada negativamente y siendo ellos positivos quedan en la superficie. 1i tiñéramos con colorantes 2cidos y el cuero est2 negativo, el colorante penetrar0a pero no se fijar0a. Aienden a dar brillo met2lico, defecto que se conoce con el nombre de bronceado y que se presenta cuando se trabaja con sobredosis de colorante. El cuero al cromo tienen poca afinidad con los colorantes b2sicos, sin embargo estos pueden aplicarse si el cuero "a sido previamente teñido con colorantes aniónicos o tratado con agentes aniónicos. 7ara evitar el bronceado es bueno usar productos au;iliares catiónicos, que producen una fijación "omogénea del colorante y favorecen su penetración.
Colo!ante& de o.idacin 1on derivados de la anilina, se usan en peleter0a ya que pigmentan la lana y el pelo. 1e o;idan con el aire y son muy reactivos #se deben tener en recipientes tapados/. Es muy dif0cil obtener siempre tonos iguales y son poco sólidos a la lu. En pieles de oveja se utilia muy poco, salvo teñidos particulares por ejemplo a dos tonos en la altura de la lana #se tiñe abajo y luego se tiñe a cepillo por o;idación las puntas/ logr2ndose dobles tonos y "asta tres tonos. 13
En el caso de pieles finas, por ejemplo nutrias que se venden en color natural, son igualadas, se les "ace un teñido de uniformiación ya que la ona de la barriga es m2s amarillenta, mientras que en el lomo es m2s oscuro. Aoda la piel es uniformiada con un colorante de este tipo. En el caso de lanares se puede "acer el teñido sin levantar temperatura. =na ve agregado el colorante el p3 se levanta a B-B,+, el mordiente sale del pelo #actúa como cataliador/ y después de fijado el colorante #todav0a no tiene color, da pardo sucio/ se o;ida con agua o;igenada. (ebe tenerse cuidado en la concentración usada ya que un e;ceso puede producir descurtición. Es muy dif0cil obtener los mismos colores.
Colo!ante& !eactio& 1on los que tiñen por reacción directa del colorante con el col2geno de la piel, aunque pueden "acerlo también con el cromo. 7ertenecen a este grupo los triac0nicos que llevan 2tomos de cloro, gracias a los cuales tiene lugar la reacción con la fibra. 1on adecuados para el teñido de cueros afelpados. !o dan tinturas muy intensas pero si sólidas al lavado y a la lu.
Colo!ante& de di&pe!&in Driginalmente desarrollados para el teñido artificial, se utilian "oy en d0a también para el teñido de fibras sintéticas. En la industria del cuero sirven en algunos casos para teñido de lana, pieles de peleter0a en tonos de color claros y medianos.
Colo!ante& de a7'+!e 1e utilian en el teñido de gamua. 7roducen alta solide, sin embargo matian los tonos de color. En el mercado e;isten colorantes especiales solubles que se aplican como colorante penetrante, también para cuero al cromo.
Colo!ante& &ol'2le& en #!a&a& 8 aceite& *olorantes bases libres, como por ejemplo base de nigrosinas o también algunos colorantes aoicos, que no contienen ningunos grupos "acedores solubles al agua, coloran grasas neutrales, aceites y ceras. 1e utilian en la coloración de betunes, aprestos de cera, meclas de grasas especiales o disolventes org2nicos.
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1elección o identificación de las fibras presentes. 7reparación o pre tratamiento del material te;til. 14
- 7roceso de teñido o tintura del material. - 7roceso de estampación, si corresponde "acerlo. - 'ijación del colorante aplicado en etapas anteriores. La selección de las fibras es factible cuando se empiea el proceso desde cero, es decir, cuando aún no se dispone del te;til que se va a colorear, entonces se selecciona en función de las necesidades o de las posibilidades, cu2l ser2 la fibra o fibras que mejor se adaptan a las caracter0sticas buscadas. En el caso que se tenga un material te;til ya elaborado, por ejemplo una prenda o una tela, se deber2 comprobar que fibras contiene, ya que no todas las fibras son teñidas con los mismos colorantes, ni dan el mismo color con un determinado colorante. *uando ya conocemos las fibras que vamos a colorear, el siguiente paso es proceder a su limpiea y preparación para recibir el colorante lo m2s "idrófila posible, ya que ese ser2 uno de los factores que influyen en el rendimiento #intensidad/ del color final. La operación que se realia para la preparación de las fibras para el teñido o estampado recibe el nombre de pre tratamiento. ?dem2s de los métodos descritos, en muc"as comunidades de artesanos americanos para preparar las fibras las lavan con los frutos, "ojas y ra0ces mac"acadas de plantas como la aucena, el nardo o la tuberosa, que desempeñan la función de jabones y detergentes. =na ve que el material est2 listo para ser teñido, se seleccionan los colorantes y los métodos m2s adecuados de aplicación. Estos incluyen tanto los métodos de aplicación directa, donde se e;trae el color y luego se tiñe en el mismo baño de e;tracción, con los métodos indirectos, m2s elaborados y con m2s posibilidades de variedad color0sticas y pos tratamientos, y que involucran la presencia de un mordiente, como una parte fundamental del método.
"UENTES DE O%TENCIÓN DE COLORANTES NATURALES Las fuentes naturales de obtención de colorantes, son principalmente las plantas superiores, también las algas, "ongos y l0quenes en el reino vegetal y ciertos tipos de insectos y algunos organismos marinos invertebrados dentro del reino animal. Es importante tener conciencia de la función de los colorantes y pigmentos en la naturalea. La gran diversidad de pigmentos cumple funciones espec0ficas dentro de ella incluyendo a los animales superiores #como el ser "umano/, ya que algunos pueden actuar como in"ibidores para la germinación de semillas u "ormonas para el crecimiento, o como sustancias tó;icas para defensa o para guiar a los insectos a las flores para realiar la poliniación o como factor de atracción entre géneros para la reproducción, etc.
M
*uando se "a seleccionado una fuente de colorante natural, el siguiente paso es aislar el mismo del resto de la estructura de la planta o animal que lo contiene. ? este proceso se lo denomina e;tracción. El método a emplear para e;traer un determinado pigmento o colorante, va a estar condicionado por una serie de factores que "ace que cada e;tracción sea un proceso particular y espec0fico para cada organismo portador y para cada tipo de material a e;traer. Lo que s0 se puede establecer de entrada, es que algunos métodos de e;tracción resultan simples con un producto casi puro como es el caso de la e;tracción del pigmento antocianina del repollo morado, mientras que otros resultan m2s complejos, donde el producto a e;traer aparece meclado con otras sustancias, lo que obliga a realiar la e;tracción en varias etapas con procesos de separaciones posteriores. *omo ejemplo tenemos la e;tracción de clorofila de plantas como la espinaca #1pinacia oleracea/. 3ay dos formas de realiar la e;tracción@ la e;tracción artesanal y la e;tracción industrial. Esta última tiene nuevos aportes tecnológicos respecto a la primera, tanto en la producción en s0 misma como en el control de calidad del producto obtenido.
PROCESAMIENTO PIGMENTOS?
DE
INDUSTRIALI=ACIÓN
DE
COLORANTES
>
INDUSTRIALI=ACIÓN DE LA COCHINILLA
(esde "ace &% años, Estados =nidos, ?sia y Europa vienen restringiendo el consumo de colorantes sintéticos, a la ve las e;portaciones de pigmentos naturales a estos mercados se "an incrementado siendo los derivados de la coc"inilla los que mayor demanda "a generado por sus e;celentes cualidades de coloración. *oc"inilla se denomina al insecto "embra a partir del cual se e;trae el colorante natural llamado *arm0n. La Auna #Dpuntia 'icus ndica/ es la planta que "ospeda a la *oc"inilla.
P!epa!acin del p!od'cto =na ve completado el ciclo vegetativo de la *oc"inilla y después de la cosec"a, se procede al secado o des"idratado en su estado natural, sea al calor solar o en "ornos v0a aire caliente. Calidad Kcido carminico $C 3umedad I $%C P!opiedade& 16
La *oc"inilla es el único insecto comercial en el mundo que produce el colorante natural rojo llamado *arm0n. El *arm0n es el colorante e;traido de la *oc"inilla "embra adulta mediante un proceso de e;tracción por agua caliente. El *arm0n es soluble en agua, el color var0a al cambio de p3J el *arm0n es muy estable a la lu y al calor y es resistente a la o;idación. En forma natural, especialmente en la sierra peruana, la coc"inilla pone sus "uevos, que eclosionan en minutos y las ninfas, que son pequeñas y móviles, buscan un lugar donde introducir su estilete y fijarse definitivamente. Es evidente que las poblaciones obtenidas de esta manera son relativamente pobres,
M'e!te 8 &ecado de la coc4inilla =na ve e;tra0da la coc"inilla debe procederse a su muerte con la mayor rapide, para evitar que ovipositen y disminuyan de pesoJ posteriormente debe secarse "asta $$ C. 7ara matar a las coc"inillas se puede recurrir a varios procedimientos@ -
*on agua caliente@ se sumerge la bolsa con coc"inillas en agua caliente #de :% a B% M*/ por & o minutos. *on vapor de agua@ se coloca las coc"inillas en una caja de malla que se suspende sobre un recipiente con agua "irviendo, de tal manera que reciba el vapor del agua, por unos cinco a die minutos. *on alco"ol@ se sumerge la bolsa con coc"inilla en un recipiente con alco"ol durante cinco minutos. Las coc"inillas muertas deben secarse "asta lograr una "umedad inferior a $$ C. La proporción de coc"inilla fresca a seca es de , a $.
Seleccin 8 ena&ado de la& coc4inilla& La coc"inilla seca sin seleccionar contiene cera, espinas y otras impureas. *on la selección se suele obtener B,: C de coc"inilla de primera, $%. C de coc"inilla de segunda y el resto de coc"inilla de tercera, polvillo e impureas. 7ara la clasificación de la coc"inilla se utilia arandas@ para la de primera de mm de di2metroJ para la de segunda de &mm, para la de tercera de %. mm. El envasado de la coc"inilla seleccionada se realia en bolsas de polietileno de $ 8g, en cajas de cartón o en bidones con el fin de proteger el producto de la contaminación y de riegos de desperdicio.
El ca!m$n de la& coc4inilla& El carm0n se puede definir como la laca alum0nica o aluminio c2lcica del 2cido carm0nico, obtenido mediante proceso de e;tracción acuosa o acuoso alco"ólico de las coc"inillas #(actylopius coccus *osta/. El 'ood and (rug ?dministration #'(?/ del departamento de ?gricltura de los Estados =nidos define el carm0n como la laca de aluminio o la laca de aluminio c2lcica o el sustrato de aluminio cuya principal materia colorante es el 2cido carm0nico obtenido de un e;tracto esencial acuoso de la coc"inilla. El 2cido carm0nico es el componente esencial del carm0n y su estructura es * && 3&% D$
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INDUSTRIALI=ACIÓN DEL ACHIOTE
El ac"iote #bi;a orellana/, es un arbusto silvestre cuyo principio colorante es la bi;ina, carotenoide de fórmula global *&+3%D, siendo un éster de monometil de 2cido dicarbo;0lico polieno. En el 7erú, se cosec"an m2s de %%% A4 de ac"iote y la cosec"a se realia de julio a diciembre. El ac"iote peruano tiene una alta concentración #entre &,$ y ,+C/ de bi;ina.
Utilidad del ac4iote 1e conoce como fuente de un colorante natural rojio amarillento derivado de sus semillas, conocido como annato el cual es usado como colorante alimenticio. 1e usa frecuentemente en la coloración de quesos como el *"eddar o el 4imolette, la margarina, la mantequilla, el arro, pescado a"umado y a veces como condimento de cocina. Los abor0genes de *entro y 1udamérica lo utilian como pintura corporal y facial para sus rituales religiosos.
Annato @2i;a Es el colorante crudo e;traido de la semilla del ac"iote y que contiene en su composición diversos pigmentos todos carotenoides. %i.ina 18
Es el pigmento principal en el annato que en forma natural se encuentra como bi;ina l2bil y que es obtenida en forma cristaliada con % N +C de purea. En e;tracto alcalino pasa a la forma Onorbi;inaP.
P!opiedade& -
La bi;ina es soluble en aceite y su saponificación conduce al 2cido dimétrico norbi;ina que es soluble en agua. La bi;ina y norbi;ina son medianamente solubles en alco"ol, acetona cloroformo y 2cido acético. La norbi;ina es menos soluble en grasas y aceites, es soluble y muy soluble en agua alcaliniada. La bi;ina frente al 3*l permanece naranja con poco cambio de color, con !aD3 al $%C no presenta cambio, con "iposulfito de sodio poco cambio. Los e;tractos son muy sensibles a la lu directa, perdiendo, perdiendo m2s del 9%C de su potencia del rango de longitud de onda, la lu =.F. es nefasta en solo minutos de e;posición. 7or encima de 9% %* produce o;idación e isomeriación, oscureciendo al producto. La bi;ina, arde con llama luminosa.
PRINCIPIO DE O%TENCION DE COLORANTE DE ACHIOTE Los frutos del ac"iote cuando est2n secos contienen en su interior semillas cubiertas de una sustancia colorante o pigmento llamado O!orbi;inaP, El pigmento es e;tra0do lavando las semillas con Osoluciones alcalinasP, luego el pigmento es separado mediante una solución 2cida.
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INDUSTRIALI=ACIÓN DEL PIMENTÓN DULCE @PAPRIBA E01C.
1e obtiene de pimientos rojos dulces #*apsicum annuum/ utiliando un proceso de e;tracción por disolvente para preparar una oleorresina. La p2pri8a #o pimentón dulce/ es muy apreciada como especia y es un ingrediente popular de muc"os platos de receta. El e;tracto contiene principalmente dos pigmentos carotenoides, capsantina y capsorrubina. ?mbos pigmentos son solubles en aceite y proporcionan un rico tono naranjaHrojo dependiendo de la concentración utiliada. *uando se utilia con objeto de dar color, los e;actos de p2pri8a proporcionan invariablemente un sabor a especia y son generalmente m2s adecuados para dar sabor o colorear ligeramente los productos. ?unque sensibles a la o;idación, estos pigmentos son estables al calor y no se ven afectados por cambios de p3. La gama de 73
1on los pigmentos principalmente rojos que son responsables de los colores de muc"as frutas y bayas comestibles Aambién contribuyen a los colores de algunas verduras y flores. Qunto con los carotenoides, nos proporcionan los atractivos colores otoñales. La mayor0a de las antocianinas proporcionan tonos 20
rojo y púrpura y utiliando materiales de origen y meclas espec0ficos resulta posible frecuentemente conseguir la tonalidad requerida entre la gama de productos de 73
INDUSTRIALI=ACIÓN DE LA CURCUMINA E011
Es el principal pigmento de la turmerica, una especie que se obtiene de los riomas de *úrcuma longa. *omo la especia turmerica, la curcumina "a formado parte de la dieta durante muc"os años. 1e obtiene por e;tracción de la planta para producir una oleorresina que después se purifica y la curcumina proporciona un tono amarillo intenso brillante en solución. Es un pigmento soluble en aceite que est2 disponible bajo formas dispersables en agua cómodas que se utilian en una amplia gama de alimentos. La curcumina es e;traordinariamente estable al calor y puede utiliarse generalmente en productos de cualquier grado de acide. Es sensible al dió;ido de aufre a niveles por encima de $%% ppm y su estabilidad es deficiente cuando se e;pone la lu. (entro de la gama de 73
CONCLUSIONES DE LOS COLORANTES *olorantes efluentes de la industria te;til representa un gran reto ambiental. E;isten numerosas tecnolog0as para el tratamiento de aguas residuales de la 21
industria te;til pero, por la complejidad de la composición de estas aguas, generalmente se tiene que utiliar dos o m2s estrategias para lograr la remoción de los contaminantes. La industria te;til consume grandes volúmenes de agua en sus procesos, por lo que es importante la búsqueda de tecnolog0as que permitan el reciclaje del agua residual, o bien, que permitan que el agua pueda ser vertida sin que perjudique al ambiente. Los procesos biológicos son una opción para el tratamiento de efluentes contaminados. *on este objetivo, se "an obtenido cepas aisladas de entornos contaminados que, por adaptación, "an desarrollado la capacidad de biodegradar los contaminantes presentes. Aambién se "a conseguido identificar las enimas involucradas en la degradación de colorantes y desarrollar tecnolog0as utiliando dic"as enimas.
Las estructuras qu0micas de los colorantes resultan a menudo demasiado complejas para utiliar un tratamiento simple, por lo que generalmente se utilian consorcios microbianos con la capacidad de degradar colorantes obteniendo altas eficiencias de depuración. 4uc"os de estos consorcios no est2n completamente caracteriados y se desconoce el mecanismo por el cual se lleva a cabo la degradación.
El desarrollo de estas tecnolog0as se basa en técnicas convencionales, sin tomar en cuenta que la actividad biodegradativa de un grupo de organismos no depende de una sola especie, sino que generalmente es resultado de la acción conjunta de la diversidad metabólica presente en el medio.
ANE*OS Lo& colo!ante&
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Colo!ante& Nat'!ale& Ac4iote
C'!c'mina
%etanina
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%I%LIOGRA"A -
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