Colorantes: Innovación con matices naturales

 |   junio 2, 2020
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Ingredientes y aditivos alimentarios
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Cada diseñador de nuevos productos en alimentos sabe que los consumidores no sólo juzgan un producto por su sabor, sino también por su apariencia. Una clase importante de ingredientes, que existe para mejorar la apariencia de lo que comemos, son los colorantes. Los diseñadores de alimentos están usando cada día más colorantes naturales.

Esto presenta un juego de desafíos que son totalmente diferentes a aquellos presentados al usar los colores sintéticos. Como cualquier artista diría, es principalmente una cuestión de entender el espectro de tono-color y aplicar los colores correctamente.

La paleta de color

Las regulaciones de Estados Unidos separan a los colorantes en dos categorías generales: certificado y exento de certificación.  Los colores exentos, típicamente llamados naturales, consisten en 26 compuestos de colores, pigmentos u otras substancias capaces de colorear un alimento que puede ser obtenido de plantas, animales o fuentes minerales o son los duplicados sintéticos del mismo.

El uso de muchos de ellos es restringido en productos particulares y con niveles específicos, por consiguiente no pueden usarse ampliamente para los alimentos. Los colores exentos incluyen:

  • El color del caramelo: Es uno de los colorantes ampliamente usados en alimentos y es obtenido a partir de hidratos de carbono. Es soluble en agua y produce un tono que va del castaño dorado a casi negro. La fuerza colorida se define como su poder tintorial. Generalmente, los caramelos con más poder tintorial son conocidos como caramelos “doble fuerza”. Este es un término relativo y varía con el rango colorido. La mayoría de los colorantes del caramelo lleva una carga iónica positiva o negativa. El producto con carga negativa usa sulfito en su fabricación, aunque está molecularmente limitado. La carga iónica del color del caramelo determina qué color caramelo debe usarse en qué producto. El color actúa recíprocamente con otros componentes del alimento que llevan la carga iónica opuesta. Aproximadamente tres cuartos del color del caramelo usado son de carga negativa.
  • Cúrcuma: Es un colorante amarillo brillante obtenido de las raíces de la planta de Cúrcuma longa L. Los pigmentos responsables del color son conocidos como curcuminoides. La solubilidad del Cúrcuma depende del medio en el que los pigmentos se dispersan y su proceso. Por ejemplo, la oleorresina de cúrcuma es hidrosoluble, pero una suspensión de extracto de cúrcuma en aceite puede agregarse a los sistemas oleosos. A un pH alto, este colorante cambia su tonalidad al anaranjado (siendo inestable). No hay ninguna restricción del uso con tal de que el nivel conforme a las Buenas Prácticas de Fabricación (GMP).
  • Annatto: Es otro colorante para alimentos amarillos. Se obtiene de las semillas de la bixa orellana. Los pigmentos que produce van de un rango del amarillo al anaranjado. La bixina y norbixina, componentes que dan color al Annatto, son compuestos carotenoides. La concentración se expresa como un porcentaje de uno o los dos de estos compuestos y el volumen varía con el método de la extracción.
  • Beta-caroteno: Es un precursor para la vitamina A, además de desarrollar un color naranja-amarillo en los alimentos. Se deriva de las algas o sintético. Es liposoluble pero puede hacerse dispersable en agua por medio de una emulsión. Ninguna restricción se ha puesto en el nivel de uso y se lista como GRAS (Generalmente Considerado Seguro).
  • Oleorresina de Páprika: Se extrae de los chiles dulces de Capsicum annum del pimentón. Contiene tres pigmentos principales: capsantina, capsorubina y beta-caroteno. Esta combinación produce un tono naranja brillante a naranja rojizo en los alimentos. La oleorresina es liposoluble pero el producto emulsionado se vuelve dispersable en agua.
  • Jugo de col morada: Produce una tonalidad rosada brillante a un tono rojo en productos con un pH menor de 4. A un pH más alto hace que las antocianinas tiendan a un tono rojo azulado inestable. El producto es hidrosoluble.
  • Jugo de remolacha (betabel): En forma líquida o en forma deshidratada contribuye un color azulado-rojo producido por un compuesto conocido como betanina, que está estable a un pH un poco más alto que la col morada. No hay ningún límite en su nivel del uso. Sin embargo, cuando se usa a niveles altos, contribuye con el sabor característico de la remolacha.
  • Extracto de uva: Imparte un color purpúreo rojizo a las bebidas. Sin embargo, el FDA restringe su uso a las bebidas alcohólicas.
  • Carmín / cochinilla: Ácido de carmínico que se deriva de ciertas especies de insecto Cocus cacto. Produce una tonalidad roja magenta, presente en el carmín y el extracto de cochinilla. Al contrario de los colores derivados de fuentes vegetales, éstos no son kosher. El carmín no es estable en un pH bajo a menos que se emplee una especialidad para estas aplicaciones.
  • Dióxido de titanio: No sólo es pigmento blanco para los alimentos. Imparte una apariencia opaca. Existen dos versiones: dispersable en agua o en aceite. La FDA limita su uso en productos de comida a 1% a través de peso.

Es importante recordar que un solo agente colorante no pueda dar en ocasiones el efecto deseado y para esta situación se desarrollan mezclas.

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La apariencia

Varias propiedades deben ser consideradas aquí: el color actual, su intensidad y el grado de claridad u opacidad requerida. El color de fondo y los ingredientes adicionales representarán una diferencia grande en cómo un color aparecerá ante nuestros ojos.

Los colorantes hidrosolubles agregados a un sistema basado en agua no afectarán la claridad u opacidad del producto. Los productos liposolubles se usan para producir turbidez. Se quedarán en suspensión con tal de que tengan una emulsión propiamente equilibrada. En la actualidad queremos colores fluorescentes en los alimentos y que brillen bajo luz UV “Ninguno de los colores certificados hará esto”. El único color que puede dar esta característica es la cúrcuma.

Atributos del producto

Varias características físicas y químicas del propio alimento afectan la selección de un colorante. Algunos aditivos, como el color caramelo y el carmín, son bastante estables a cambios inducidos por éstos.

El pH influye en el color, la intensidad y la estabilidad de colorantes naturales, particularmente. Las condiciones ácidas causan que el Annatto cambie a un tono rosa. En un pH mayor de 7 hacen que la cúrcuma se torne naranja.

La presencia de agentes oxidantes y reductores a menudo causa cambios de color. Los iones de metal, como hierro, magnesio, cobre y aluminio, pueden catalizar la oxidación con pérdida de color en muchos alimentos. Las bebidas para deportes pueden ser difíciles de colorear debido a todos los iones metálicos que contienen.

Costo y disponibilidad. Aunque los colorantes se usan en niveles bastante bajos, el costo es a menudo un problema. En general, los colores artificiales son de un costo menor que los colores naturales; pero no en todos los casos. Los colores naturales no siempre pueden estar prontamente disponibles. Se derivan de las fuentes naturales y su disponibilidad depende a menudo de condiciones ambientales o políticas.

Las claves del color

Una de las claves para colorear un producto con éxito es la distribución uniforme del colorante a lo largo del producto. Otro problema que se puede afrontar es que un producto no puede tener bastante viscosidad para sostener el color en suspensión.

Entre los colores naturales, la cúrcuma exhibe una sensibilidad extrema a la luz. El Annatto, remolacha y col morada también están entre los productos no certificados sensibles. Si no tiene barrera al oxígeno en el empaque, a veces puede existir rancidez oxidativa de los carotenos.

Soluciones en proceso

Se deben tomar en cuenta varias consideraciones en la producción al usar colorante en los alimentos. En primer lugar, la mayoría de los colores en forma seca crean polvo. Esto causa problemas de contaminación indirecta de otros productos o a los trabajadores que respiran las partículas suspendidas en el aire.

Más a menudo, la respuesta es poner el producto en la solución. Esto minimiza la formación de polvo y también permite agregar los colores volumétricamente. Además, preparando el color en solución, nos ayuda a distribuir el color uniformemente a lo largo del producto.

La segunda consideración en la lista es la solubilidad. Es obvio que los diseñadores deben tomar en cuenta las proporciones de solubilidad diferentes así como el medio donde van a disolverse.

Al hacer las soluciones de color, es importante recordar varias cosas que afectan la estabilidad del color: la presencia de iones de metálicos, tanto en el agua y en el envase de almacenamiento; las condiciones del almacenamiento, exposición a la luz y al calentamiento, etc.; y la vida de anaquel. Si el color será guardado deberá refrigerarse o usar conservadores.

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Problemas de color

Al agregar los colores naturales a los alimentos varios problemas inesperados pueden ocurrir, a menos que el diseñador de producto esté al acecho de ellos. La decoloración es el primer problema encontrado.

El primer paso es determinar la estabilidad del color en el producto terminado bajo sus condiciones de uso. Eso significa no sólo determinar si el color es estable en el producto acabado, sino también durante el proceso.

El color agregado durante una fase del premezclado, cuando el pH está fuera del rango apropiado o mezclándolo junto con el ácido, causa la pérdida de color. El ácido ascórbico usado para la fortificación del alimento crea este problema. También ocurre la decoloración cuando se adiciona un ion en un volumen alto. Como lo hemos mencionado, muchos de los colorantes naturales tienen problemas severos en esta área.

Una cosa que la gente por lo general no considera es la calidad del agua usada: “Muchas veces los iones afectarán el tono y la estabilidad de los colores, particularmente los naturales”. Por ejemplo, el calcio en el agua dura puede hacer que el Annatto precipite. A menudo, la fuente de agua en el laboratorio es agua desionizada y puede ser que en la fabricación les haya faltado este tratamiento.

Porque los colores se decoloran en proporciones diferentes, una mezcla puede parecer cambiar el color con el tiempo. Otro tipo de decoloración es el problema que ocurre si el empaque contiene superficies translúcidas. La parte expuesta a la luz se decolora considerablemente mientras el resto del producto retiene su color normal.

A veces ciertos constituyentes de un producto pueden interferir con la solubilidad de colores. Un ejemplo bueno es cuando un sabor contiene solventes miscibles en agua, como alcohol o Propilenglicol, que reducen la solubilidad de los colores.

Los colores hidrosolubles sangran a menudo en sistemas de alta humedad, por ejemplo, un trozo de fruta en un postre de gelatina coloreado recogerá el color en el almacenamiento. Esta es una situación que podría requerir el uso de un color certificado, como laca. Por esta misma razón, los prefieren a menudo en glaseados de pastel. La misma dificultad puede ocurrir si una grasa líquida que contiene un color soluble emigra a otra porción, aunque esto ocurre muy pocas veces.

En la mayoría de los casos, el producto afecta el color, no al revés. Pero a veces el color altera el producto. Un poco de colores naturales, sobre todo la remolacha, pueden producir los sabores indeseables si usó una dosis demasiado alta. Algunos colores naturales pueden unirse con las proteínas, aumentando la estabilidad del color.

Algunos colorantes, incluso el Annatto, tienen una sensibilidad al calcio y forman una sal del calcio insoluble en la presencia de iones del calcio. La mayoría de las emulsiones de sabor para bebidas están hechas con goma arábiga que contiene una cantidad grande de calcio.

De vez en cuando verá una reacción en productos enlatados, cuando tiene colorantes aniónicos, pueden causar la despolarización. En almacenamiento a largo plazo el barniz de la lata puede causar daño, que es cuando el color desaparece debido a la contaminación de metal.

Las personas tienen que recordar que los colores son los sistemas químicos, y tienen que tener presente los principios químicos básicos.




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