Colorimetría aplicada a los alimentos teoría y práctica marzo 2014

M. M. een C. Laura Elisa Gassós Ortegan C. Laura Elisa Gassós Ortega

Dr. Juan Francisco Hernández ChávezDr. Juan Francisco Hernández Chávez

Ing. Yoldia Garibaldi MexíaIng. Yoldia Garibaldi Mexía

Instituto Tecnológico de Sonora Cd. Obregón, Sonora. Marzo 2014

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Instructores

M. en C. Laura Elisa Gassós Ortega

[email protected]

Dpto. de Biotecnología y Ciencias Alimentarias

Dr. Juan Francisco Hernández Chávez

[email protected]@itson.edu.mx

Dpto. de Ciencias Agronómicas y Veterinaria

Ing. Yoldia Garibaldi Mexía

[email protected]

Dpto. de Biotecnología y Ciencias Alimentarias

Semblanza de los instructoresLa M. en C. Laura Elisa Gassós Ortega es profesora investigadora en el Departamento de Biotecnología y

Ciencias Alimentarias del Instituto Tecnológico de Sonora. Realizó una maestría en Ciencias con

especialidad en Alimentos y Nutrición. La maestra Laura, colabora en proyectos de investigación de

metabolitos de interés agroalimentario además de investigación en Educación Bioquímica. Ha publicado

capítulos de libro sobre estrategias de aprendizaje virtuales, diseño y aplicación de materiales didácticos

WEB utilizando software libre. También tiene publicaciones sobre el uso del las redes sociales

(Facebook) como escenarios de aprendizaje cooperativo en cursos de Bioquímica de Alimentos y de

Nutrición y Salud.

El Dr. Juan Francisco Hernández Chávez es MVZ de formación egresado de la UANL (es tigre de

corazón). Es profesor investigador de tiempo completo del Departamento de Ciencias Agronómicas y

Yoldia Garibaldi Mexía próximamente será Ingeniera Biotecnóloga por el Instituto Tecnológico de Sonora.

A la fecha cuenta con un promedio excelente y desde el 2012, participa activamente en proyectos de

investigación con el Cuerpo Académico de Biotecnología y Ciencias Agroalimentarias. El ITSON reconoce

la calidad de su labor académica mediante la beca alumno ARA (Alto Rendimiento Académico). Además

es ganadora del tercer lugar en competición oral en el 65 Pacific Fisheries Technologists 2014 Conference,

con el tema “Comparision of colour evaluation of comercial salted and desalted jellifish”.

corazón). Es profesor investigador de tiempo completo del Departamento de Ciencias Agronómicas y

Veterinaria del Instituto Tecnológico de Sonora, donde imparte cursos relacionados con el área de

calidad e inocuidad de alimentos de origen animal. Obtuvo el grado de Maestría en Producción Animal

con especialidad en Ciencia de la Carne en la Universidad Autónoma de Chihuahua. Realizó su

Doctorado en Ciencias en el Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. (Hermosillo) Su

área de investigación es la calidad de la carne relacionado con el bienestar animal. Dirige proyectos

sobre la caracterización de productos de origen animal.

Objetivo

Evaluar el color en alimentos

mediante el método del triestímulo

L, a, b.L, a, b.

Curso introductorio dirigido a alumnos y maestros universitarios, egresados y personal técnico del área de

alimentos.

Contenido

1. ¿Qué es el color?

2. Importancia del color en los alimentos

3. Principios básicos de medida y percepción

del colordel color

4. Práctica de medición del color en alimentos

¿Qué es el color de los alimentos?

• Escriban su concepto de

color en los alimentos y

guarden.

• Después de ver el video Después de ver el video

de color de los

alimentos, reescriban su

concepto de color.

Video: El color de los alimentos 8:05 min

Tesis. Cedecom, S.L., Andalucía

Importancia del color en los

alimentos

El color en los alimentos

• El color envuelve nuestro medio ambiente cada día.

• El color de los muebles, el color de la ropa, los colores de las plantas y los colores de los los colores de los alimentos.

• El color en los alimentos se asocia hasta con el estado de ánimo del consumidor y la elección de los productos.

Downham & Collins (2000).

Desafío para la industria alimentaria

• Factores sociales, técnicos y

económicos han hecho que

la industria alimentaria

enfrente un desafío.

• Buscar nuevas formas de • Buscar nuevas formas de

satisfacer las necesidades

de los consumidores

proporcionándoles

productos alimenticios

visualmente atractivos, de

buen sabor, alta calidad y

buen precio.


Historia del color en los alimentos

• En el año 1500 A.C., al parecer los

egipcios adicionaban extractos

naturales y vino a los dulces para

mejorar su apariencia.

• A mediados del siglo XIX, especias

como el azafrán se utilizaban para como el azafrán se utilizaban para

efectos decorativos.

• En los tiempos de la revolución

industrial las comidas y los

“productos alimenticios” tuvieron

gran desarrollo utilizando

colorantes fabricados a partir de

minerales y metales.


Historia del color de los alimentos. Enmascarar la mala calidad

• Algunos de los colorantes se utilizaron para enmascarar la mala calidad y resultaron ser tóxicos, ocasionando muertes.

• Ejemplos: rojo metálico (Pb2O3), bermellón (HgS) utilizados para colorear quesos utilizados para colorear quesos y dulces.

• En 1856 Sir William Henry Perkin desarrolló el primer colorante sintético: mauveineo púrpura.

• En esos tiempos se carecía de regulación sobre el uso de los colorantes.

Downham & Collins (2000); Flores et al. (1995)

Historia del color de los alimentos. Los colorantes sintéticos

• A inicios de 1900, los colorantes eran derivados de la anilina, un compuesto obtenido del petróleo, tóxico.

• Los colorantes sintéticos son fáciles de producir y menos costosos. Se necesitan costosos. Se necesitan cantidades muy pequeñas, se mezclan fácilmente, no imparten sabores indeseables.

• Por los daños que ocasionan a la salud los países trabajaron sobre la legislación y uso de los colorantes, actualmente muy restringidos para su uso en productos alimenticios.


¿Por qué le damos tanta importancia al

color de los alimentos?

A la hora de realizar una compra, los consumidores se sienten más atraídos por la apariencia visual en un 93%, frente a un 6% que se fija en la textura y un 1% en el olor. El color sirve para comunicar atributos del producto.

Ascanio, 2013

El color “vende”

• Cambiar el color del producto trae consecuencias en las ventas.

• Ejemplo: Ketchup Heinz verde vendió más de 10 millones de botellas en 7 meses. Después la novedad pasó y las ventas cayeron. El consumidor asociaba la salsa de tomate con el color rojo.

• Del 62-90% de la evaluación de un producto alimenticio se basa en el color.

• El color comunica calidad, precio y en el caso de los productos alimenticios “sabor”.“sabor”.

• Los colores están asociados con categorías de productos.– Ejemplo, el rojo con pizzas y

carne

– El color plata con los productos lácteos

– El verde con lo saludable y los vegetales.

Pérez, 2009

Si el color no vende: coloreando los productos alimenticios

Colorantes sintéticos

Colorantes “idéntico al natural”


Importancia del color en la calidad de los alimentos

• El color es una cualidad sensorial de los alimentos.

• Los consumidores asocian el color de los asocian el color de los alimentos con su sabor y aroma.

• El color es un factor crítico de calidad en algunos productos frescos y procesados.

Pigmentos naturales de los alimentos

• Carotenoides

• Clorofilas

• Pigmentos fenólicos

• Betalaínas• Betalaínas

• Hemopigmentos

• Otros pigmentos naturales

Badui, 2006

Principios básicos de medida y percepción del colorpercepción del color

Ejemplo de medición subjetiva

Media subjetiva del color. Ejemplo con el

jugo de toronja

• El color es uno de los factores

críticos de calidad en la

clasificación productos cítricos,

así como el sabor, y se ha

utilizado para clasificar la utilizado para clasificar la

variedad y la madurez de los

cítricos.

• Por ejemplo, el rojo o color de

rosa en los cultivares de toronja

(Citrus paradisi Macf.) se asocia

con su contenido de

carotenoides.Lee, 2000

Moléculas del color en la pulpa de toronja

• Licopeno y α-caroteno

son los principales

carotenoides en la

pulpa.

• Contiene pequeñas

cantidades de

fitoflueno, fitoeno y ζ-

caroteno

Lee, 2000

Degradación del color por procesado y

almacenamiento

• Durante el proceso de obtención del jugo y en su almacenamiento, se puede desarrollar un color marrón poco apetecible debido a la reacción de Maillard por efecto del calor.reacción de Maillard por efecto del calor.

• También es probable que el color cambie por la degradación de los carotenoides y la pérdida de licopeno.

Estándares del color

• En el caso del jugo de toronja, la

USDA ha establecido un estándar

para la clasificación de los colores

del jugo de toronja: USDA color

scoring

• Utilizan 6 tubos de plástico de • Utilizan 6 tubos de plástico de

color de una pulgada de

diámetro.

• La medición es visual por tanto es

subjetiva, ya que depende de la

percepción del color de la

persona.

Kimball, 1991

Desarrollo de espectrocolorímetro

• La medición se hace por comparaciones directas del color.

• Los parámetros de medición son Citrus Red (CR) y Citrus Yellow(CY).

• Esta forma de medir el color es • Esta forma de medir el color es subjetiva y sus resultados son inconsistentes.

• Entre 1950 y 1960 la compañía Hunterlab desarrolló un espectrocolorímetro para medir el color de los jugos frescos y concentrados de cítricos y uvas.

• Los nuevos parámetros para medir el color fueron L, a, b.

Percepción del color

Medición objetiva del color

ColorimetríaColorimetría

•• “Ciencia que estudia los “Ciencia que estudia los colores, caracterizándolos colores, caracterizándolos mediante números, para mediante números, para que una vez que se que una vez que se encuentran cuantificados encuentran cuantificados poder operar con ellos y poder operar con ellos y deducir características de deducir características de deducir características de deducir características de los colores obtenidos los colores obtenidos mediante mezclas, así mediante mezclas, así como para averiguar las como para averiguar las cantidades que hay que cantidades que hay que mezclar de varios colores mezclar de varios colores elegidos y considerados elegidos y considerados como primarios para como primarios para obtener el color deseado.”obtener el color deseado.”

Fuente de Luz

Objeto

Observador

Elementos necesarios para ver el color

D65

CIE Standard Observer

Reflectance

© 2001 © 2001 HunterLabHunterLab

La LuzLa Luz

Fuente de Luz

•• La luz visible es una pequeña parte La luz visible es una pequeña parte

del espectro electromagnéticodel espectro electromagnético. .

• La longitud de onda de la luz se mide

en nanómetros (nm). Un nanómetro

son 10–9 metros.

Distribución espectral de energía de la luz solar

son 10–9 metros.

• El intervalo de longitud de onda del

espectro del visible está entre

aproximadamente 400 y 700 nm.

• El gráfico de la energía relativa de la

luz a cada longitud de onda crea la

curva de distribución de energía que

cuantifica las características

espectrales de la fuente de luz.


El objeto

• Los objetos modifican la luz. Los colorantes, como los tintes y pigmentos, al aplicarlos al objeto, absorben selectivamente unas longitudes de onda de la luz

Interacción de la Luz con el objeto

longitudes de onda de la luz incidente mientras que reflejan o transmiten sus complementarias.

• La cantidad de luz reflejada o transmitida a cada longitud de onda se puede cuantificar. Esto nos dará la curva espectral de las características de color del objeto.


El observador

• La luminosidad es la sensibilidad

relativa del ojo humano a ciertas

longitudes de onda de la luz.

• Los Bastones del ojo humano son

Observador patrón

• Los Bastones del ojo humano son

los responsables para la visión

nocturna.

• Los Conos son los responsables

de la visión del color y la luz

diurna.

• Hay tres tipos de conos: los

sensibles al rojo, los sensibles al

verde y los sensibles al azul.


Video: la percepción del color 5:44 min

Sensibilidad espectral de las células Sensibilidad espectral de las células fotorreceptorasfotorreceptoras

Percepción Visual: Ojo Humano

Para medir el color se requieren tres elementos

Para Ver Color Para Medir Color

Fuente de Luz Fuente de Luz

Observador

Muestra

Espectrómetro


Objeto

Medida del color• Un Colorímetro Triestímulo o Colorímetro utiliza una fuente de luz para

iluminar la muestra a medir. La luz reflejada fuera del objeto pasa a través de unos filtros de vidrio rojo, verde y azul para simular las funciones del observador para un iluminante en particular (normalmente el C). Un fotodetector ubicado mas allá de cada filtro detecta, entonces, la cantidad de luz que pasa a través de los filtros. Estas señales, por último, se muestran como valores X, Y y Z .


Escalas de colorOrganización visual del color

• El color tiene un grado de

Luminosidad o Valor

(Value).

• Color (Hue) que es el color

del arco iris o espectro de

Valor, Color y Croma

del arco iris o espectro de

colores.

• Se puede añadir colorante

para incrementar la

cantidad de Tonalidad

(Chroma) o Saturación.


Escalas de color

• Ya que los valores XYZ no se entienden fácilmente en términos de color del objeto, se han desarrollado otras escalas de color para:

• La Teoría de los Colores Opuestos dice que las respuestas de los conos rojo, verde y azul se re-mezclan en sus codificadores opuestos a

de color para:– Mostrar mejor como

percibimos el color.

– Simplificar la comprensión.

– Mejorar la comunicación de las diferencias de color.

– Ser mas lineales a lo largo del espacio de color.

mezclan en sus codificadores opuestos a medida que se desplazan a lo largo del nervio óptico hasta el cerebro.


Teoría de los ColoresTeoría de los Colores--OpuestosOpuestos


Ejercicio visual: comprobando la teoría de los colores opuestos

• Instrucciones: En la siguiente transparencia se

debe fijar la mirada en el punto blanco del

centro hasta que cambie a la siguiente

pantalla después de unos 20 segundos. pantalla después de unos 20 segundos.

Cuando la pantalla blanca aparezca, parpadear

un poco mientras se fija la mirada en la

pantalla.


¿Percepciones visuales?

• ¿Vio la bandera como rojo, blanco y azul?

• Esto ocurre al fijar la mirada en la bandera verde negra y amarilla. Se ha sobresaturado la parte verde del codificador rojo-verde, la parte blanca del negro-blanco y la amarilla del azul-amarillo. Al del negro-blanco y la amarilla del azul-amarillo. Al mirar la pantalla blanca, la vista intenta volver al equilibrio y es por lo que vemos el rojo, blanco y azul después de la imagen.

• Esta demostración da credibilidad a la Teoría de los Colores-Opuestos.


Espacio de Color Hunter Lab

• El espacio de color Hunter L,a,b es un espacio de color rectangular de 3-dimensiones basada en la Teoría de los Colores-Opuestos.

– Eje L (luminosidad) - 0 es negro, 100 es blanco

– Eje a (rojo-verde) – los – Eje a (rojo-verde) – los valores positivos son rojos; los valores negativos son verdes y 0 es el neutro

– Eje b (azul-amarillo) - los valores positivos son amarillos; los valores negativos son azules y 0 es el neutro


Valores L, a, b de una muestra de plátanos


Espacio de color CIE Valores L* C* h*Espacio de color CIE Valores L* C* h*

EsEs unun términotérmino queque sese usausa parapara describirdescribir queque tantan claroclaro uu oscurooscuro pareceparece unun color,color, yy

sese refiererefiere aa lala cantidadcantidad dede luzluz percibidapercibida..

ElEl brillobrillo sese puedepuede definirdefinir comocomo lala cantidadcantidad dede "oscuridad""oscuridad" queque tienetiene unun color,color, eses

decir,decir, representarepresenta lolo claroclaro uu oscurooscuro queque eses unun colorcolor respectorespecto dede susu colorcolor patrónpatrón..

Valor o Brillo (Value)

EsEs elel estadoestado puropuro deldel color,color, sinsin elel blancoblanco oo negronegro agregados,agregados, yy eses unun atributoatributo asociadoasociado

concon lala longitudlongitud dede ondaonda dominantedominante enen lala mezclamezcla dede laslas ondasondas luminosasluminosas..

ElEl MatizMatiz oo HUE,HUE, sese definedefine comocomo unun atributoatributo dede colorcolor queque permitepermite distinguirdistinguir elel rojorojo deldel

azul,azul, yy sese refiererefiere alal recorridorecorrido queque hacehace unun tonotono haciahacia unouno uu otrootro ladolado deldel circulocirculo

cromático,cromático, porpor lolo queque elel verdeverde amarillentoamarillento yy elel verdeverde azuladoazulado seránserán maticesmatices diferentesdiferentes

deldel verdeverde..

Matiz (Hue)

LosLos 33 colorescolores primariosprimarios representanrepresentan loslos 33 maticesmatices

primarios,primarios, yy mezclandomezclando estosestos sese obtienenobtienen loslos

demásdemás maticesmatices oo colorescolores..

DosDos colorescolores sonson complementarioscomplementarios cuandocuando estánestán

unouno frentefrente aa otrootro enen elel círculocírculo dede maticesmatices (círculo(círculo

cromático)cromático)..

TambiénTambién llamadallamada Croma,Croma, esteeste conceptoconcepto representarepresenta lala purezapureza oo

intensidadintensidad dede unun colorcolor particular,particular, lala vivezaviveza oo palidezpalidez deldel mismo,mismo, yy puedepuede

relacionarserelacionarse concon elel anchoancho dede bandabanda dede lala luzluz queque estamosestamos visualizandovisualizando..

Saturación o Intensidad

LosLos colorescolores purospuros deldel espectroespectro estánestán

completamentecompletamente saturadossaturados.. UnUn colorcolor intensointenso eses

muymuy vivovivo.. CuantoCuanto másmás sese saturasatura unun color,color,

mayormayor eses lala impresiónimpresión dede queque elel objetoobjeto sese estáestá

moviendomoviendo..

Equipos utilizados en la determinación del color en los alimentos

Minolta

Hunter lab

Otras Técnicas para medir colorOtras Técnicas para medir color

con calidad de artículos indexadoscon calidad de artículos indexados

Aplicaciones en la Aplicaciones en la industria cárnicaindustria cárnica

Química del triángulo de color de la carne fresca

Práctica de medición del color

Bibliografía

• AMSA (2012). Meat Color Measurement Guidelines. American Meat Science Association. Champaign, Illinois USA.

• Downham, A. & Collins, P. (2000). Colouring our foods in the last and next millennium. International Journal of Food Science

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http://www.blacksci.co.uk/products/journals/freepdf/tmp1.pdf

• Flores, E., Roque, C. & Ochoa, R. (1995). Química del color. Revista de Química. Vol. IX(2):99-109

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• Kimball, D. (1991). Color of citrus juices. En: Citrus processing Quality Control and Technology. Kimball Dan Editores. Pág• Kimball, D. (1991). Color of citrus juices. En: Citrus processing Quality Control and Technology. Kimball Dan Editores. Pág

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• Ramirez-Nava, J.S. ( 2010). Espectrocolorimetría en caracterización de leche y quesos. Tecnología Láctea Latinoamericana.

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Education

Colorimetría aplicada a los alimentos teoría y práctica marzo 2014