Quimica-de-los-alimentos-2 Emy.docx

“Año del Diálogo y la Reconciliación Nacional”. UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA ESCUELA DE INGENIERIA DE ALIMETOS

TEMA ELABORACIÓN DEL COLORANTE NATURAL ÁCIDO CARMÍNICO DOCENTE: Ing. Judit Felix Román. CURSO: Química de los alimentos. CICLO: VII ALUMNO: Muñoz Maizondo Emelyn

INTRODUCCIÓN: La cochinilla (Dactylopius coccus Costa) es un insecto que vive en la tuna cuya importancia radica en su contenido de ácido carmínico el cual se puede extraer de diversas maneras para obtener un polvo fino de color rojo púrpura intensa que se puede comercializar en extracto líquido para utilizar como colorante orgánico o para la producción del “carmín”, otro tipo de colorante. El aumento de la demanda por tintes orgánicos en la década de los noventa del siglo pasado y a principios de este siglo se debe a que se ha demostrado que los tintes sintéticos (artificiales) han provocado daños en la salud humana, ya que se han registrado casos de alergias, además que se ha encontrado que muchos de ellos pueden inducir a la formación de tumores cancerosos, esto ha provocado que la Agencia de medicamentos y alimentos (FDA) de Estados Unidos y la Organización Mundial de la Salud (OMS) prohíban utilizar colorantes sintéticos en alimentos, cosméticos y medicina, por ser perjudiciales en la salud (Walford, 1984; kornbrust y Bafknocht, 1985). Por esta razón el mercado del ácido carmínico se ha incrementado en los últimos años de tal manera que Perú sextuplico su producción en los últimos 23 años (Programa nacional de granacochinilla, 1999). Lo que ha generado que tantos países productores o potencialmente productores como Guatemala se interesen en participar en la producción de cochinilla.

MARCO TEORICO: 1. COLORANTES Los colorantes pueden ser clasificados básicamente en artificiales y naturales. Los primeros son todos aquellos que han sido elaborados a partir de procesos químicos y que, como sustancias sintéticas, no se encuentran de forma natural en el medio ambiente. Con respecto a ellos, a pesar de que solo algunos son aprobados para su uso, en muchos países se permite o se limita el uso de aquellos que no han sido aprobados. Por otro lado, los colorantes naturales han existido siempre y siguen estando presente en la naturaleza en forma de animales, plantas y minerales y, en el caso de muchos de ellos, como el ácido carmínico extraído de la cochinilla, se ha empleado desde la época preinca. Dentro de los colorantes naturales más

empleados en la industria alimentaria se encuentran los carotenoides, betalaína, clorofila y ácido carmínico. Los colorantes son aditivos muy importantes ya que representan a la primera característica o atributo de calidad que puede percibir el cliente, sobre todo, en los productos alimenticios. En este ámbito, se plantean motivos principales por los que es justificable el uso de aditivos para el cambio o la restauración del color en los productos. En primer lugar, los alimentos deben tener un color apropiado y los colorantes ayudan a definirlo completamente y; en segundo lugar, los colorantes ayudan a dar un color uniforme, restaurar un color deteriorado por algún proceso productivo, intensificar algún color específico y; finalmente, pueden servir como un indicador de calidad del producto.

2. COCHINILLA La cochinilla es un insecto oriundo de México y de países andinos como Ecuador, Perú y Bolivia. Existen varias especies de las cuales cinco están en Norteamérica y seis en Sudamérica, de éstas solamente Dactylopius coccus Costa se cultiva para la obtención de pigmentos, por lo que se denomina grana fina o cultivada. El resto de las especies constituyen un grupo denominado grana silvestre o corriente. Este insecto parasita a una variedad de plantas correspondientes a los géneros Opuntia y Nopalea; sin embargo, generalmente el hospedante es la especie de tuna Opuntia Ficus-indica. De este modo, la cochinilla se instala en las pencas de estas plantas para desarrollarse y reproducirse. La cochinilla emplea una alimentación del tipo fitófaga; es decir, utiliza un estilete bucal por medio de largas trompas para alimentarse de la savia de las tunas y una vez que pierde la conexión con la planta ya no puede volver a adherirse y seguir alimentándose. La reproducción de la cochinilla se da a cabo en la misma planta y al momento de colocar los huevos de las crías, la cochinilla hembra, la cual mide aproximadamente 6mm, excreta una sustancia cerosa de color blanco con el fin de cubrir los huevos y protegerlos de las amenazas de su entorno.

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ETAPAS MORFOLOGICAS:

El insecto pasa por diferentes etapas morfológicas hasta llegar a ser hembra o macho. -

primero se da la postura de los huevos, los mismos que miden aproximadamente 1mm de largo por 0.5mm de ancho.

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Posteriormente, se presentan dos estados ninfales:

La primera es conocida como Ninfa I o ninfa migrante, en la cual el insecto posee antenas, patas y ojos y mide aproximadamente 0.8mm de largo por 0.4mm de ancho. El segundo estado es denominado Ninfa II y se caracteriza por un mayor tamaño del insecto, siendo de 2.5mm de largo por 2mm de ancho, además de unas patas reducidas y un color rojo oscuro luminoso. Después del estado Ninfa II se aprecian las diferencias entre los machos y las hembras. La hembra adulta es de forma ovoide ensanchada en la parte vertebral, de color rojizo y lo más importante es que no presentan alas y únicamente se fijan a las plantas por su aparato bucal. La vida promedio de la cochinilla hembra es de 130 días. Asimismo, la edad a la cual la hembra obtiene su madurez sexual es a los 100 días de nacida, punto a partir del cual puede copular y tener las crías a los 20 días después de este acto de reproducción. El macho adulto es mucho más pequeño que la hembra adulta y a diferencia de estas, posee antenas bien desarrolladas, un par de alas y patas delgadas lo que le permite transportarse de cladodio a cladodio e incluso de una planta a otra. El macho únicamente tiene un papel fecundador, proceso que se puede dar en cualquier época del año; sin embargo, desde que llega a su estado adulto, el insecto macho tiene de 3 a 4 días para fecundar a las hembras ya que luego muere. Asimismo, por cada macho adulto, el cual tiene un tamaño de 2.2mm de longitud, existen aproximadamente entre 150 y 200 hembras. La cochinilla Dactylopius coccus hembra posee en su interior el componente tintóreo llamado ácido carmínico, el cual, mediante un proceso industrial o casero, puede ser extraído para que posteriormente se elabore el colorante natural Carmín de Cochinilla, el mismo que puede ser vendido según especificaciones del cliente. La cochinilla Dactylopius coccus debe llegar a ser adulto para que pueda reproducirse y es luego de este periodo, que la cochinilla hembra madura puede poner entre 400 a 600 huevos (Ortega, 2011). Sin embargo, es la misma cochinilla hembra a punto de ovipositar quien representa la materia prima para la elaboración del colorante natural; ya que, es en este estado, cuando posee la mayor concentración de ácido carmínico, lo cual le da mayor valor y calidad.

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USOS FRECUENTES DE LA COCHINILLA

De la cochinilla se pueden obtener prácticamente tres subproductos; estos son: el Extracto de Cochinilla, el Ácido Carmínico, y el Carmín. Con respecto al Extracto de Cochinilla, es “la solución concentrada obtenida después de sacar el alcohol del extracto acuoso alcohólico de cochinilla. Puede ser utilizado sin peligro para colorear alimentos”. El ácido carmínico es el colorante extraído de la cochinilla hembra seca, soluble en agua y alcohol, cuya tonalidad depende del pH. “anaranjado a pH = 3.0, rojo a pH = 5.5 y púrpura a pH = 7.0.” El carmín de cochinilla es la laca de aluminio del ácido carmínico. “Las lacas son productos formados por la combinación orgánica de los colorantes con sales metálicas y luego se somete a una precipitación, con lo cual se le separa.”

3. ÁCIDO CARMÍNICO El ácido carmínico es el agente colorante de los productos derivados de la cochinilla y está presente en el interior de este insecto. La fórmula química general es C22H20O13 y su nombre químico es Ácido 7 – β – D – glucopiranosil – 3, 5, 6, 8 – tetrahidroxi – 1 – metil – 9, 10 – dioxoantraceno – 2 – carboxílico. Este ácido, cuyo punto de fusión es 136 °C, tiene una mejor resistencia a la oxidación química y al calor, comparado con los colorantes sintéticos. Es un producto estable que es soluble en medios alcalinos, agua o alcohol. La denominación internacional del ácido carmínico es el E-120 o Natural Red 004 y esta, no hace distinción entre las diferentes formas en las que se comercializan los productos derivados de la cochinilla; es decir, se emplea la misma denominación tanto para el ácido carmínico como para el extracto de

cochinilla y para el carmín de cochinilla, en sus diferentes presentaciones y concentraciones. Este aditivo es empleado en las industrias alimentaria, farmacéutica, cosmética y, en menor medida, en la textil.

4. METODOLOGÍA DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PARA LA OBTENCION DEL ACIDO CARMINICO: Obtención de un extracto de ácido carmínico mediante uno de los procesos más simples y económicos. La materia prima del proceso productivo es la cochinilla hembra adulta seca en estado de oviposición; ya que, en ese estado el insecto presenta mayores contenidos de ácido carmínico en su interior.  ETAPA 1: PREPARACIÓN Consiste principalmente en el desengrasado de la cochinilla con el objeto de obtener mayor concentración de ácido carmínico. Para ello se procedió a moler el insecto seco en un mortero y disolver en agua destilada para formar una solución que pueda ser tratada en el embudo de decantación. Se coloca la solución junto con n-hexano para que las grasas y ceras del insecto sean disueltas. Dado que lo que se extrae es la impureza, permaneciendo el ácido carmínico en su fase original, nuestro procedimiento se describiría como un lavado. Se usa n-hexano debido a que se ha comprobado que este es el solvente apolar adecuado para la extracción de grasas y ceras (sustancias apolares) de la cochinilla debido a su eficiencia y costo bajo.

 ETAPA 2: EXTRACCIÓN El ácido carmínico ya se encuentra presente en el insecto, lo que se hizo es seguir un método que permite la concentración de la sustancia deseada y de manera que pueda mantener un color estándar de calidad. Para mantener el color rojo deseado se utiliza el ácido cítrico y el carbonato de sodio, ya que ambos generan el citrato de sodio que cumple la función de una solución Buffer o reguladora del PH. Dado que los ácidos orgánicos se pueden extraer con solución de carbonato de sodio, este compuesto contribuye para la extracción del ácido carmínico. Para su extracción adecuada se usa agua destilada por ser esta la sustancia polar adecuada para extraer el ácido carmínico de entre las restantes grasas, ceras y demás compuestos considerados como impurezas.

5. PROCEDIMIENTO:

CONCLUSIÓN  Se consigue la extracción del ácido carmínico de la cochinilla usando agua destilada, carbonato de sodio, n-hexano y ácido cítrico.  Se comprueba que el color del colorante obtenido de la cochinilla depende principalmente del PH resultante, estando el color rojo entre el PH de 5.5 y violeta a otros valores.  Los colorantes son aditivos que, añadidos a los productos alimenticios, dan color a alimentos que de forma natural carecen de él, aportan un aspecto uniforme a los colores naturales, aumentando su atractivo visual y/o mantienen las cualidades organolépticas relativas al color en aquellos alimentos en los que el procesado puede modificarlos.

BIBLIOGRAFÍA   

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