COLORANTES EN ALIMENTOS Y BEBIDAS

El hombre ha sabido encontrar, en todo momento, las sustancias adecuadas para la tinción de sus alimentos: en un principio fueron colorantes vegetales, minerales o animales; hoy, los colorantes sintéticos los superan en poder de tinción, estabilidad, brillantez y variabilidad de sus matices y su bajo costo.

Muchos productos elaborados, originalmente no tienen color, otros lo pierden con el tiempo por fenómenos de óxido-reducción o del calor; por ello se agregan colorantes: a) cuando el color natural ha disminuido a causa de los procedimientos de preparación o de fenómenos naturales, como sucede con ciertas conservas vegetales; b ) si se trata de uniformar la coloración, condicionada por las estaciones del año, como la mantequilla que tiene un color más amarillo en la época de los pastos verdes; c ) cuando se remeda o imita el color natural en productos elaborados que, originalmente, no tienen color, como bebidas artificiales, helados, productos de confitería, y d ) si se trata de engañar al consumidor, enmascarando la verdadera calidad del alimento y ocultando los fenómenos de descomposición o de alteración (192, 258).

Para que una substancia sea materia colorante, es preciso que contenga ciertos grupos atómicos llamados cromóforos, a los que se atribuye la propiedad de comunicar una coloración. El conjunto del cromóforo con el núcleo cíclico que lo contiene se denomina grupo cromógeno, o sea, una substancia capaz de engendrar un color, pero que todavía no es materia colorante; para ello, necesita tener la molécula del cromógeno ciertos grupos llamados auxocromos, como carboxilo, sulfónico, hidroxilo o amino, los que comunican al cromóforo la propiedad de ser ácidos, básicos o neutros.

Toxicidad. Muchos colorantes, empezando por el amarillo de manteca ( o dimetilaminoazobenceno), la auramina, crisoidina y los sudanes tienen acción cancerígena. La presencia de grupos básicos ( NH2) aumenta las posibilidades cancerígenas. Para evitar en lo posible la formación de aminas cancerígenas se exige que los colorantes azoicos para uso alimentario lleven sobre cada una de las mitades de la molécula, grupos sulfónicos o carboxílicos que aumentan a la vez la solubilidad en agua y por consiguiente pueden eliminarse más fácilmente del organismo (192).

La reglamentación chilena (109) permite el uso de los siguientes colorantes naturales: Campeche, Cochinilla, Maqui, Azafrán, Cúrcuma, Riboflavina, Clorofila y sus complejos metálicos, Rocú, Anato o Achiote ( liposoluble ), rojo de betarraga (extracto), Caramelo, Carbón vegetal, Antocianos ( glucósidos del fenil-2-benzopirrilium ), Carotenos y sus derivados: apocarotenal, éster etílico del ácido apocarotenoico y cantaxatina. Entre los colorantes sintéticos se admiten sólo: amarillos: Tartrazina (Color Index 1956: 19140) y Amarillo crepúsculo o anaranjado S. (C.I. 15985); rojos: Ponceau 4R o rojo de cochinilla A. (C.I. 16255 ) ; Azorubina ( C.I. 14720 ), y Eritrosina ( C.I. 45430 ) ; azules: Azul brillante FCF ( C.I. 42090 ) ; Azul patente V. ( C.I. 42051); indigotina <C.I. 73015 ) ; e Indantreno GZ ( C.I. 69800 ) ( para azúcar). En esta lista faltan, los colorantes intermediarios: verde y violeta, los que deben ser reemplazados por mezclas de los anteriores ( últimamente se ha autorizado también al Rojo 40).

Estos colorantes deben reunir ciertas condiciones de pureza: no contener más de 100 mg/kg de: Sb, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Sn, Zn, Ta, Ur, ni más de 5 mg/kg de As. Su carga inerte no debe sobrepasar 15% y no deben contener hidrocarburos aromáticos policíclicos ( extraíbles por éter etílico o isopropílico ) ni más de 0,1 mg/kg de aminas aromáticas libres.

Específicamente el Reglamento permite colorear sólo alimentos azucarados y de confiterías, helados, fideos, pasteles, conservas vegetales, mostazas, salsas, bebidas y margarina (109).

Fuera de esta "lista positiva" de colorantes sintéticos y vegetales permitidos, se pueden teñir los alimentos, mezclándolos con otros naturalmente coloreados. Así es posible obtener color pardo con cacao o caramelo; amarillo, con huevo o zanahoria; verde, con clorofila, espinaca o perejil; rojo, con betarraga, frambuesas y frutillas; negro con orozuz y azul con frutas de Murta.

ANÁLISIS. Como sólo deben agregarse en cantidad suficiente para acercarse al color natural de los alimentos, la extracción, purificación e identificación de los colorantes en los alimentos se verá dificultada por estas pequeñas porciones de colorantes, y e1 método que se seguirá depende del material problema que se presente (257).

Para la extracción de colorantes ácidos hidrosolubles se empieza por disolver los productos en 100 ml de agua destilada caliente, tomando las siguientes cantidades: gelatinas y gomas, 2,5 g; caramelos, 10 a 15 g; helados, 30 g ( si hay mucho espesante se agitan 10 g con 30 ml de alcohol, se deja reposar y se pasa por algodón y papel filtro). Los néctares y jarabes se diluyen, en caso de que la coloración o la densidad sean muy altas. Si existe CO2 éste debe eliminarse por evaporación o filtración por algodón. La extracción de los colorantes de estos líquidos hidrosolubles puede efectuarse por los siguientes métodos (257, 258)

a ) Adsorción sobre lana desengrasada. Hebras de lana blanca, de oveja, se desengrasan en un Soxhlet con éter de petróleo y se dejan secar al aire; luego se sensibilizan, calentándolas en amoníaco al 5% durante una hora a 80°C; se lavan con agua destilada, dejándolas secar sobre varillas de vidrio.

30 ml de la solución acuosa ( en la cual se ha evaporado el alcohol, si lo contiene) se calientan a ebullición lenta, con 5 ml de una solución acuosa de ácido tartárico al 10% y hebras de lana. Se secan las hebras coloreadas, se lavan con agua destilada, se colocan en un vaso y se desmontan los colorantes, calentando suavemente con una solución de amoníaco al 5%, hasta decoloración de las hebras. La solución coloreada se concentra por calentamiento a 0,5 ó 1 ml para su posterior identificación.

Este método tiene el inconveniente que el calentamiento con soluciones ácidas o alcalinas puede destruir algunos colorantes muy sensibles, como azules, verdes o violetas; también a veces es difícil desmontarlos, aún calentando con soluciones más concentradas de amoníaco. Por esto se substituye hoy, generalmente por una:

b ) Adsorción sobre óxido de aluminio. A 20 ml de la solución coloreada filtrada y sin CO2, se agregan gotas de ácido acético hasta pH 5-6 y luego 3 g de óxido de aluminio, se agita bien, se deja reposar unos 5Â’ y se decanta el liquido que sobrenada, el cual debe quedar casi incoloro ( en caso contrario se agrega una nueva gota de ácido acético v óxido de aluminio). La alúmina coloreada se lava por decantación con dos porciones de 20 ml de agua destilada caliente, seguida por 2 porciones de 20 ml de etanol, para eliminar el máximo de las impurezas que pudiera haber arrastrado la alúmina, ya que éstas influyen en un buen cromatograma. Se eluyen los colorantes con 2 ml de agua débilmente amoniacal ( amoníaco al 5%, una gota, agua 20 ml), colocando la alúmina coloreada en una pequeña columna (15 x 1,5 cm), provista de lana de vidrio. Se recoge 1 ml de la parte más coloreada y se filtra por papel para obtener una solución límpida.

Los colorantes de carácter básico no se fijan en estas condiciones sobre el óxido de aluminio, quedando en la solución.

Los colorantes naturales, como, por ejemplo, los del jugo de frambuesas y del vino, son adsorbidos por el óxido de aluminio en las condiciones anteriormente expuestas, pero lo hacen tan

firmemente, que no son eluidos por amoníaco; esto sirve como un medio de separación de los colorantes naturales de los sintéticos.

Los colorantes liposolubles, disueltos en éter de petróleo, también se fijan sobre el óxido de aluminio ( secado a 110°C ) del que se eluyen por agitación con acetato de etilo o alcohol absoluto, a pH ácido.

Pero como a veces la elución es bastante difícil, se puede secar el óxido de aluminio coloreado, colocarlo en una columna cromatográfica y agregar sobre ésta una solución clorofórmica de SbC13 al 30% ( Carr-Price ) que dará distintas coloraciones, según sea carotenoide ( azul-violeta ) o rocú ( azul-verdoso ) .

Los productos lácteos o sus derivados, como los helados de leche; mazapanes y cremas, necesitan un tratamiento previo, ya que las proteínas de la leche adsorben el colorante al precipitar en la extracción por lana o alúmina (259). A 50 ml de emulsión acuosa al 30%, bien homogeneizada, se agregan 25 gotas de formol al 40% ( que se combina con la caseína), se agita y se deja reposar 5Â’. A esta mezcla se agregan 10 ml de ácido tricloracético al 20% ( para precipitar la caseína), se agita, se deja reposar 30Â’ y se centrifuga o se filtra por papel. A la solución coloreada se agregan 3 g de alúmina, se agita y se deja reposar 5Â’, Se decanta el líquido que sobrenada y se lava por decantación el A12O3 con dos porciones de 10 ml de agua caliente, luego con 10 ml de etanol y por ultimo con 10 ml de éter, para eliminar los restos de materia grasa. Se sigue luego el procedimiento descrito en b).

Según otra técnica (260), unos 10 g de productos lácteos, mazapán o licor de huevo se suspenden en 30 ml de agua y se precipitan azúcares y proteínas por agitación con 1,5 ml de CuSO4 al 20% y 1,5 ml de suspensión de Ca ( OH)2 al 20%. Después de 30Â’ de reposo, el filtrado, teñido por el exceso de cobre, se acidula con ácido acético y se adsorbe con poliamida o con A12O3, continuando como se ha descrito.

Por otra parte, unos 10 g de derivados cárneos ( homogeneizados), salsa de mostaza o productos de panadería ( desecados) se trituran al mortero con 3 g de arena, 2-3 g de Celite (adsorbente) y 30-40 ml de acetona para separar grasa y agua. Se repite 3-4 veces la trituración con acetona, la cual se decanta cada vez ( el extracto acetónico puede servir para investigar colorantes liposolubles y cúrcuma). E1 residuo se seca a 90°C por 30Â’, se tritura de nuevo y se coloca en un tubo cromatográfico para su elución con amoníaco al 25% y metanol ( 5 + 95 ) . El eluido se diluye con agua, se lleva a pH 5-6 con ácido acético y se adsorbe con poliamida o A12O3.En cecinas crudas, unos 50 g, una vez homogeneizados y desecados a 60°C, se desengrasan con cloruro de metileno en un agotador. El residuo desgrasado se hierve 2-3Â’ con 150 ml de amoníaco al 1%,y se repite esta extracción 2 veces con 50 ml de amoníaco. Los extractos reunidos se acidulan con ácido acético y se adsorben con poliamida ( o A12O3).

Otra técnica (257) separa el colorante de las proteínas de la carne por digestión previa con pepsina y HCl a 45°C durante 1,5 hora.

Tratándose de frutas confitadas, 10 g bien trituradas se calientan al baño de agua con 30 ml de agua y 5 ml de amoníaco ( 25% ) por 30Â’, se filtra por lana de vidrio y se acidula con ácido acético.

Para chocolates, aceites y grasas, 5-10 g se extraen, respectivamente, se diluyen con 30 ml de éter de petróleo y se agitan 2-3 veces con 30 ml de dimetilformamida ( DMF). Se desecha la fase etérea, y las fases de DMF se agitan todavía dos veces con 10 ml de éter de petróleo para separar restos de grasa. La fase de DMF se diluye con su mitad de agua y si se separa aún éter de petróleo, se evapora este al vacío. Luego se pasa la DMF diluida por un tubo cromatográfico con 6 g de poliamida ( o A12O3 ) y se elimina la DMF por varios lavados de la columna con agua. A

continuación se aplican sucesivamente 15-20 ml de tres eluyentes: a ) metanol ( para riboflavina y Rojo Ceres ); b ) cloroformo ( para caroteno ), y c ) amoníaco y metanol ( 5 + 95 ) ( para bixina, cúrcuma y rojo de betarraga). Las 3 fracciones se reto gen separadamente, se concentran al vacío y se identifican por cromatoplacas de Silicagel G con cloroformo-metanol ( 20 + 80 ) como líquido de arrastre.

En el caso de lacas de Ca y Al, como el carmín, se solubilizan los colorantes con NH3 al 5%, se elimina éste por evaporación y el residuo se disuelve en agua; luego se purifica con A12O3 y se eluye como se ha descrito (257).

Identificación. 1. Para la cromatografía ascendente sobre papel, ( Whatman 1 o Schleicher y Schüll 2043 b ) se marca en un pliego de 22 cm de ancho por 20 cm de alto una línea con lápiz grafito a 2,5 cm de su margen basal. Mediante pipeta capilar se colocan pequeñas gotas de la solución colorante, ya purificada y concentrada, de manera de obtener una mancha de diámetro no mayor a 5 mm. A distancia de 3 cm se aplica una solución del colorante patrón y luego se secan las manchas con una corriente de aire caliente ( secador de pelo). Como líquido de arrastre se usa una solución de citrato de sodio al 2% en amoníaco al 5% p/v, hasta una altura de unos 18 cm, en 2 horas. Se marca el frente del solvente y se calcula el Rf ( ej.: Tartracina: 0,75-0,82; Amarillo Crepúsculo: 0,63-0,66; Amaranto: 0,56-0,58),

2. Una separación más rápida y exacta puede lograrse mediante la cromatografía en capa fina: la solución colorante, ya purificada y concentrada, se aplica en forma de banda sobre una cromatoplaca lista para el uso de celulosa ( Merck, sin indicador fluorescente). Como líquido de arrastre se usa citrato de sodio al 2,5%, amoníaco al 25% y metanol ( 80 + 20 + 12 ); para indigotina que se destruye con álcali; puede substituirse por acetato de etilo, ri-propanol y agua (10 + 60 + 30 ) (260).

Al examinar los cromatogramas al ultravioleta, algunos colorantes como la Tartracina presentan fluorescencia. Las manchas cromatográficas pueden tratarse con microgotas de ácido o álcali: el matiz de los colorantes puede, aumentar, disminuir o mantenerse. Si se forman "colas" en el cromatograma, provenientes de impurezas, se recomienda repetir la adsorción de los colorantes, su lavado con agua caliente y nueva elución.

La espectrofotometría de las soluciones acuosas, hidroalcohólicas o clorofórmicas de los colorantes, mide las densidades ópticas a diversas longitudes de onda, ya sea en la zona visible, ultravioleta o infrarroja, para obtener las curvas de adsorción, características de cada colorante; sirve para identificar los colorantes y para controlar su pureza.

Cormoforos = sustancia q den color