Colorantes

PROCESAMIENTO GENERAL PARA LA EXTRACCION DE COLORANTES NATURALES

Para obtener el colorante natural, se dan tres fases bien diferenciadas:

1. Extracci¾n

2. Precipitaci¾n

3. Purificaci¾n

1. Extracci¾n: consiste en separar el componente soluble de un s¾lido mediante lavado o lixiviado por solventes.

La extracci¾n estß determinada por:

-Cantidad de constituyentes solubles

-Distribuci¾n de s¾lidos solubles en el material

-Naturaleza del s¾lido que depende del tama±o de partÝcula

En el proceso de extracci¾n es importante tener en cuenta factores que deben ser controlados con sumo cuidado para obtener productos de calidad apropiada.

a)Tama±o de partÝcula: influye de diferentes formas:

-Cuanto mßs peque±as sean las partÝculas, mucho mayor es el ßrea interfasial entre el s¾lido y el lÝquido y por lo tanto, la relaci¾n o velocidad de transferencia de materiales es mayor.

-Cuando el material es demasiado fino ofrece dificultades en la extracci¾n, ya que en algunos casos impide la libre circulaci¾n del lÝquido y el drenaje del s¾lido residual resulta mßs difÝcil.

b)Solvente: debe ser un solvente selectivo y su viscosidad suficientemente baja que pueda circular libremente. Cuando la concentraci¾n del soluto aumenta en el solvente, la soluci¾n se va haciendo mßs viscosa y la velocidad de extracci¾n disminuye.

c)Temperatura: conforme aumenta la temperatura, aumenta la velocidad de extracci¾n, ya que aumenta el coeficiente de difusi¾n.

d)Agitaci¾n: incrementa la difusi¾n y por lo tanto aumenta la transferencia del material desde la superficie de las partÝculas a la soluci¾n y ademßs evita la sedimentaci¾n.

2. Precipitaci¾n: consiste en obtener una masa o residuo. Para ello se tiene que separar del lÝquido en el cual estaba disuelto.

Se puede llevar a cabo por:

-MÚtodos quÝmicos: utilizando productos quÝmicos

-MÚtodos mecßnicos: por centrifugaci¾n o simplemente por sedimentaci¾n.

3. Purificaci¾n: consiste en separar las sustancias extra±as que impurifican el colorante.

I. TECNOLOGIAS PARA LA OBTENCION DEL COLORANTE DEL ACHIOTE: BIXINA

Por: Ing. M.Sc. AmÚrico Guevara PÚrez

En la Figura 1 se observa el Flujo de operaciones para la obtenci¾n del colorante del achiote, el cual se describe a continuaci¾n:

A)MATERIA PRIMA: las cßpsulas de achiote deben ser cosechadas cuando ha alcanzado el estado fisiol¾gico apropiado, el fruto empieza a abrirse en dos, momento en el cual debe ser cosechado, lo mßs pronto posible y con sumo cuidado para evitar pÚrdidas por desgranamiento natural. Posteriormente, los frutos deben ser soleados para facilitar la extracci¾n de las semillas que se puede hacer manualmente o mediante equipos dise±ados para esta operaci¾n. ExtraÝdas las semillas deben ser secadas, exponiÚndolas al sol (3 o 4 dÝas) o en secadores.

B)EXTRACCIËN: se puede realizar con los siguientes solventes:

-Con agua

-Con ßlcali

-Con solventes (aceite, glicol, alcohol etÝlico, cloroformo, etc.)

1)Extracci¾n del colorante con agua: el pericarpio de la semilla es extraÝdo por agitaci¾n con agua a temperatura no mayor de 70C y luego se deja enfriar. Posteriormente se cuela o tamiza para eliminar la semilla agotada. El lÝquido se deja en reposo con el objeto de que la masa colorante se asiente en el fondo y asÝ separarla del lÝquido. La masa colorante se seca por aire caliente obteniendo 4.8 a 8% de extracto colorante, en relaci¾n a la semilla, conteniendo este extracto 10 a 12% de pigmentos.

2)Extracci¾n del colorante con soda ca•stica: la extracci¾n debe realizarse en recipientes de acero inoxidable, al cual se alimenta agua con 1% de de soda. La relaci¾n de semilla:soluci¾n de soda adecuada es de 1:2.5.

Se deben ejecutar mÝnimo 3 extracciones. Posteriormente al extracto se le agrega H2SO4 o HCl 1N, en exceso de este modo el colorante precipitarß para ser filtrado y secado.

Con este mÚtodo se obtendrß sales de sodio de norbixina, probablemente en las formas Cis o Trans.

3)Extracci¾n con solventes:

a)Bixina soluble en aceite: las semillas de annato son primeramente calentadas con agua o vapor, estas semillas hinchadas son sumergidas en aceite vegetal a una temperatura que no exceda de 70C y raspadas mecßnicamente para remover el pericarpio de la semilla. Posteriormente, se da un calentamiento bajo vacÝo a temperatura que no exceda los 130C.

Finalmente, se procede a un tamizado o colado para eliminar la semilla agotada. El extracto es filtrado para eliminar material insoluble.

Los carotenoides principales incluyen, trans-bixina un producto de degradaci¾n tÚrmica de color amarillo y la cis-bixina.

Se obtiene un extracto de annato soluble en aceite, el mismo que

FIGURA 1: FLUJO DE OPERACIONES PARA LA OBTENCION DEL COLORANTE DEL ACHIOTE: BIXINA

Semillas

EXTRACCION

TAMIZADO Semillas

Agotadas

Extracto

colorante

PRECIPITACION

PURIFICACION

SECADO

puede ser utilizado en coloraci¾n de margarina y otros aceites.

b)Suspensi¾n en aceite: existen tres mÚtodos importantes:

b1)El extracto del pericarpio en aceite comestible despuÚs del raspado es centrifugado y las partÝculas mßs finas son mezcladas con aceite para dar una suspensi¾n en aceite.

b2)Extracci¾n por solventes: el pigmento de annato es extraÝdo con un solvente adecuado (acetona, diclorometano, etanol, etc.). Posteriormente, a los extractos se les lava con solventes en los cuales el pigmento es virtualmente insoluble para remover las impurezas y olores no deseados.

Para producir una suspensi¾n microcristalina en aceite, se procede a la molienda en aceite comestible hasta un tama±o de partÝcula de aproximadamente 10 micrones.

b3)Mono y di-glicÚridos: las semillas son extraÝdas utilizando ingredientes de grado alimenticio tal como mono y di-glicÚridos,

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