Colorantes Naturales en la Industria de Alimentos

El color es un atributo básico de los alimentos, a través del cual el consumidor juzga importantes características organolépticas del mismo. Aunque las posibilidades para la industria son muy amplias, los mercados están exigiendo cada vez más el uso de colorantes naturales, entre los cuales el azafrán, la cúrcuma y la bixina o achiote son algunos de los más utilizados. He aquí una interesante revisión de estos tres colorantes, los cuales han sido utilizados por el hombre desde tiempo inmemorial.

Origen
La palabra azafrán proviene del árabe "za'fran" o "assfar", que significa amarillo. En inglés es "saffron". En griego se conoce como krokos y se le menciona en la Ilíada. El azafrán es una especia que se obtiene a partir de los estigmas deshidratados de la flor del Crocus sativus L, conocida vulgarmente como Rosa del Azafrán. Los orígenes del azafrán son confusos. Algunos piensan que es originario de la isla de Creta, mientras otros creen que procede de Oriente, ya que su cultivo era ampliamente conocido en Asia Menor en épocas anteriores a Cristo. Ha sido mencionado en muchos textos antiguos, incluyendo la Biblia. Una de las primeras referencias históricas de la aplicación del azafrán procede del Antiguo Egipto, donde era empleado como esencia. Hay evidencia del uso del azafrán por los sumerios, hace 5,000 años. También en Grecia el azafrán era muy apreciado por sus propiedades aromáticas y cromáticas. Se utilizaba como remedio para la conciliación del sueño y la atenuación de los efectos de los vinos, para realizar baños perfumados y como afrodisíaco. Los árabes utilizaban el azafrán en medicina por sus propiedades anestésicas y antiespasmódicas. Fueron ellos quienes introdujeron el cultivo del azafrán en España en el siglo X. El azafrán fue, y sigue siendo, un condimento importante en la cocina hispanoárabe. En la actualidad el azafrán se cultiva desde España hasta la India. Los mayores productores son España e Irán, que producen alrededor del 80% de la producción mundial (unas 300 toneladas anuales)

Características
El Crocus sativus es una planta de la familia de las Iridáceas que se caracteriza por tener una flor color lila, donde destacan el color rojo de los estigmas y el amarillo de los estambres. Por ser una planta triploide (tiene 3 veces el número de cromosomas de una célula germinal en el núcleo), el azafrán es estéril y sus flores no producen semillas, por lo que su propagación es mediante bulbos. La flor de Crocus sativa es de color púrpura claro. El estigma de la flor, en forma de hebra de color rojizo, constituye la especia y colorante natural. Cada flor de Crocus sativus tiene tres estigmas de azafrán, también llamadas hebras, las cuales están unidas en la base por el estilo. Los estigmas tienen forma de trompeta alargada, color rojo que va decolorando hasta el amarillo en el estilo, también llamado rabillo. El olor del azafrán ha sido comparado al "aire del mar". Su color natural es amarillo intenso y proviene de carotenoides degradados, especialmente ésteres de crocetina con gentobiosa. Otros carotenoides del azafrán incluyen y -caroteno, licopina y zeaxantina. Su sabor se origina de productos de oxidación de carotenoides, principalmente safranal y el glucósido amargo picrocrocina. La norma ISO 3632-2 de 1993 define las distintascalidades de azafrán en hebra o molido, en base a sus características químicas.

Aplicaciones
El azafrán es un ingrediente en el arte culinario de muchos países, con una gran variedad de aplicaciones que incluyen las siguientes:

·En la India el azafrán se emplea en numerosas recetas de arroces, dulces y helados.

·En Arabia Saudita, un auténtico café Árabe debe tener cardamomo y azafrán.

·En Francia, se usa en la bullabesa (sopa de pescado) y el "chartreuse" amarillo (licor aromático).

·En el norte de Italia y Sur de Suiza, el azafrán es imprescindible en la preparación del Risotto (arroz a la cazuela).

·En Suecia, es tradición elaborar un pan con azafrán el día de Santa Lucía.

·En España, el azafrán es ingrediente imprescindible en la paella valenciana, la fabada y el pote gallego.

Proceso de obtención
Las flores o rosas de azafrán se cosechan a mano en el otoño. Cada rosa de azafrán produce tres estigmas, los que son separados manualmente con mucho trabajo ("el desbrín de la rosa"), secados y dejados fermentar ligeramente para producir el azafrán. Se requieren 14,000 estigmas para producir una onza 28.34 g) de hebras, u 85,000 flores para obtener un kilo de azafrán. Este proceso intensivo en mano de obra hace que el precio de las hebras llegue hasta US$ 7.14 por gramo. Los estigmas de la rosa del azafrán tienen bastante humedad, por lo que para su conservación es necesario secarlos. Este es el proceso del tueste, con el que adquieren su forma definitiva: de color rojo brillante, rígido y sin arrugas. Tras el proceso de tueste, por cada kilo de estigmas crudos se obtienen 250 gramos de azafrán listo para el consumo. Para su conservación, el azafrán se guarda en grandes baúles de madera forrados con una chapa metálica en su interior, alejándolos del frío y del calor, y muy especialmente de la humedad. El azafrán debe guardarse en recipientes herméticos, en lugares frescos y sin luz. En estas condiciones se le puede guardar hasta por seis meses sin que pierda sus características.

El azafrán está disponible en hebras y en polvo. Las hebras tienen la ventaja de retener su sabor por más tiempo, además de asegurar que el producto es azafrán legítimo. El producto en polvo tiende a perder sabor y puede ser adulterado. En el comercio al menudeo se vende azafrán en polvo en paquetes de 1/16 de cucharadita (0.31 ml), o hebras de 0.25 g. Las hebras deben aplastarse antes de usarlas. También pueden tostarse ligeramente y molerse. Para agregar el azafrán a las comidas, se hace una infusión de las hebras en el líquido en que se cocina. Mientras más tiempo se deje en este líquido, más intenso será el color y sabor del azafrán.

Ventajas y desventajas
El azafrán agrega un sabor picante y aromático a las comidas, así como un bello color dorado. Aunque es la especia más cara del mundo, solamente se necesita agregar pequeñísimas cantidades para lograr el efecto deseado. Una parte de azafrán en 150,000 partes de agua dará una solución de un amarillo brillante con un sabor característico. Como colorante natural, el azafrán está exento de certificación por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de los Estados Unidos.

Como desventaja puede mencionarse que, por su elevado costo, el azafrán es a veces adulterado con cártamo o azafranillo (Carthamus tinctorius), planta de la familia de las margaritas, que es de color amarillo pero no tiene sabor. También se le substituye por la cúrcuma.

Ricardo A. García es Catedrático en las Universidades del Valle y Rafael Landívar de Guatemala; Consultor Industrial, Ingeniero Químico, Universidad de San Carlos de Guatemala, Maestría en Ciencias,, Universidad de California, Davis.

Origen
La cúrcuma es una antigua especia, nativa del Sudeste de Asia, usada desde la antigüedad como colorante y condimento. También se la conoce como "azafrán de la India". Su nombre botánico es Cúrcuma doméstica L. o Cúrcuma longa Vahl, de la familia Zingiberácea, a la cual pertenece también el jengibre. Su nombre en inglés, "turmeric", proviene del latín "terra merita" o mérito de la tierra, porque en su forma molida parece un pigmento mineral. Marco Polo la encontró en el sur de la China, describiéndola como una especia muy parecida al azafrán. La cúrcuma es muy apreciada por los habitantes de la India, cuyo uso se remonta a la cultura Védica, desde hace más de 4,000 años. La asocian con la fertilidad. Crece en climas tropicales cálidos y húmedos. Se le cultiva en grandes cantidades en la India (Bengala), que es el mayor productor y exportador de esta especia. También se le cultiva en China, Taiwán, Indonesia, Sri Lanka, Java, Australia, África, Perú y las Indias Occidentales. Existen diversos tipos de cúrcuma; la de Bengala es considerada como la mejor del mundo. Algunas de las variedades mejor aceptadas son la "Alleppey Finger" y "Erode turmeric" (de Tamil Nadu), "Rajapore" y "Sangli turmeric" (de Maharashtra) y "Nizamabad Bulb" (de Andhra Pradesh). La India también exporta cúrcuma en polvo y como oleorresina.

Características
La especia cúrcuma es el rizoma (tallo subterráneo) molido y deshidratado, de color amarillo brillante, de una planta herbácea similar en tamaño y forma al jengibre, con hojas largas y flores amarillo pálidas. El rizoma es tuberoso, con una piel áspera y segmentada, de color café amarillento, con un interior anaranjado mate que se vuelve amarillo brillante al molerlo. El rizoma principal puede medir hasta 7 cm de longitud, y un diámetro de 2.5 cm, con pequeños tubérculos ramificados. La cúrcuma se propaga plantando piezas de los rizomas de la temporada anterior. Crecen unos 90 cm, con hojas de tallo largo y flores amarillo pálido. Se cosecha después de 9 meses, levantando cuidadosamente todo el sistema subterráneo de rizomas. La norma federal de identidad de los Estados Unidos 21CFR 73.600 la define como aditivo colorante alimentario.

La cúrcuma posee un sabor y aroma picantes, con insinuación a madera. Tiene un sabor cálido a almizcle, con un resabio levemente amargo. La cúrcuma posee de 3 a 5% de materias colorantes llamadas curcuminoides, de las cuales la principal es la curcumina. También posee hasta 70 mg/kg de aceite esencial rico en terpenos (zingibereno, y -curcumeno, ar-curcumeno) y cetonas sesquiterpénicas (turmeronas)

Aplicaciones
La cúrcuma se emplea en alimentos, tanto como colorante parcialmente purificado, como la especia completa y la oleorresina (aromatizante). También tiene usos medicinales. Las túnicas amarillas de los monjes budistas solían ser teñidas con cúrcuma. Es el principal constituyente del curry, al que le confiere su color amarillo intenso característico. En los curry de pescado, su aroma enmascara el olor de los mismos. Se usa como colorante para mostaza, sopas y caldos, aderezo para hamburguesas, cubitos de pollo, salchichas, golosinas, quesos y jugos de fruta. Es además parte de la salsa Worcestershire. En Oriente y Medio Oriente la cúrcuma se utiliza como colorante y condimento. En la cocina marroquí se le emplea para condimentar las carnes, especialmente el cordero. Las hojas se usan en la cocina de Tailandia. Este colorante rara vez se utiliza solo. Se puede utilizar sin más límite que las buenas prácticas de manufactura, exceptuando las conservas de pescado, en las que el máximo legal es 200 mg/kg, las conservas vegetales y el yogur, en las que es 100 mg/kg, y en el queso fresco, en el que este máximo es sólo 27 mg/kg. A pesar de que la cúrcuma se usa de manera similar al azafrán, no debe sustituir a este último en las recetas que lo requieran, pues su sabor es diferente.

Proceso de obtención
Los rizomas se hierven, pelan y deshidratan al sol durante una semana, antes de clasificarlos por grados de calidad. El grado superior se conoce como "dedos", luego siguen los "redondos" y los "hendidos" ("splits"). El rizoma pierde alrededor de tres cuartos de su peso original al secarse. Casi toda la cosecha de cúrcuma se procesa transformándola en polvo deshidratado. El polvo mantiene sus propiedades como colorante en forma indefinida, pero su sabor disminuye con el tiempo. Debe almacenarse en recipientes herméticos protegidos de la luz. La cúrcuma se agrega directamente a las verduras o la carne, o al aceite caliente antes de freírlas. También puede hacerse una extracción sólido-líquido del aceite esencial de los rizomas, empleando agua o solventes orgánicos.

Ventajas y desventajas
Dentro de las ventajas de la cúrcuma pueden mencionarse que la cúrcuma está exenta de certificación como colorante aditivo, de acuerdo con la norma federal de los Estados Unidos (21CFR 73.600). La curcumina se absorbe relativamente poco en el intestino, y lo que es absorbido se elimina rápidamente por vía biliar; tiene además una toxicidad muy pequeña. Parece ser también que la cúrcuma ayuda a la digestión, estimulando el flujo de la bilis, con lo que se facilita la digestión y absorción de nutrientes. Por otro lado, es una de las especias más baratas. Investigaciones médicas han revelado que la curcumina disminuye la inflamación de los tejidos, ayudando a los pacientes con artritis, colon irritable, asma y otras enfermedades inflamatorias. Además, se ha comprobado que la curcumina ha revertido lesiones precancerosas de la boca, mediante el incremento de la actividad antioxidante de las células sanas. Hay resultados de investigación que indican una posible inhibición del virus de la inmunodeficiencia humana, VIH. Sin embargo, esta especia, también tiene desventajas. Si se usa en exceso puede anular otros sabores y causar problemas gastrointestinales y úlceras. También puede irritar la garganta. La especia completa es capaz de inducir ciertos efectos de tipo teratogénico (deformaciones en embriones y fetos) La dosis diaria admisible para la Organización Mundial de la Salud es, provisionalmente, de hasta 0.1 mg/kg de colorante, y 0.3 mg/kg de oleorresina. El colorante puede dejar manchas difíciles de remover en los utensilios y la ropa.

Ricardo A. García es Catedrático en las Universidades del Valle y Rafael Landívar de Guatemala; Consultor Industrial, Ingeniero Químico, Universidad de San Carlos de Guatemala, Maestría en Ciencias,, Universidad de California, Davis.

El achiote, cuyo nombre científico es Bixa Orellana, se ha usado como un colorante natural desde hace mucho tiempo, a través del cual las formas de extracción y presentaciones disponibles han variado con la tecnología. La obtención de colorantes naturales a partir de la semilla de achiote puede realizarse de distintas formas, algunas obtención de colorantes naturales a partir de la semilla de achiote puede realizarse de distintas formas, algunas de las cuales se describen a continuación. La primera es lavando la semilla con una solución alcalina para remover el agente colorante (bixina). Esta luego se saponifica, se filtra y se precipita con una solución ácida. Luego se pasa por un proceso de secado en donde se produce norbixina en polvo, la cual se utiliza como materia prima para la fabricación de colorantes líquidos solubles en agua o polvo hidrosoluble. Otra forma de producir colorantes a partir de la semilla de achiote es por medio de un lavado con aceite comestible para producir colorantes solubles en aceite y/o agua. Una tercera forma consiste en extraer la bixina de la semilla por medio de solventes para producir una producto altamente concentrado en bixina (por encima del 90%), conocido como "cristales de bixina". Este producto también se puede utilizar como materia prima para la elaboración de colorantes naturales a partir de la semilla de achiote. Hay una forma artesanal de producir una pasta de achiote (la que se usa en tamales y carne adobada en los países del área, por ejemplo), en la cual, en forma manual, se lava la semilla en una mezcla de agua y manteca vegetal, para luego evaporar naturalmente el agua, dejando la pasta de achiote. En Guatemala, el achiote se produce principalmente en los Departamentos de Alta Verapaz, Quiché y el Petén, aunque también se cultiva en la costa sur.

La característica principal de los colorantes naturales de achiote es que poseen un rango de color que va del amarillo pálido hasta el naranja intenso. Estos colorantes pueden ser solubles en agua, en aceite, habiendo presentaciones en forma líquida y en polvo. Su aplicación en la industria de los alimentos es variada; va desde la coloración de carne y pescado con pasta y productos oleosolubles, pasando por la coloración de quesos procesados y yogurt con los productos hidrosolubles, coloración de los "snacks" también con productos hidrosolubles, sopas deshidratadas con producto en polvo hidrosolubles, y bebidas con productos hidrosolubles resistentes al ácido. Una de las principales ventajas de los colorantes de achiote es que son de menor precio que el ß-caroteno, su principal competencia en el mercado de los naturales. Sin embargo, una gran desventaja de estos colorantes es que son poco resistentes a la exposición directa a la luz, por lo que no se pueden utilizar en productos cuyos envases son claros o transparentes. Otra desventaja que tienen es que, comparados con los colorantes artificiales rojos, amarillos y anaranjados, son más costosos y por ende es muy difícil justificar el cambio a un colorante natural en ciertos productos, a no ser que el mercado lo exija, como ha estado sucediendo en los EEUU o los países Europeos en los últimos tiempos.

Hoy por hoy, hay mercado tanto local como internacional para los colorantes a partir del achiote, como para cualquier otro colorante natural. Sin embargo, es notorio que poco a poco las compañías productoras de productos alimenticios están cambiando hacia los colorantes naturales debido a exigencias tanto del mercado como al interés de los consumidores de volver a productos con ingredientes naturales y no artificiales.

Jorge Toscana es Sub-Gerente de Bixa, S.A., Guatemala; Ingeniero Químico Industrial, Universidad Rafael Landívar, Guatemala.