Color en Alimentos: Propiedades Ópticas y su Impacto Sensorial

Propiedades Ópticas y el Color en Alimentos

Importancia del Color

El color es una sensación subjetiva, resultado de una compleja serie de respuestas fisiológicas y psicológicas a la radiación electromagnética de longitudes de onda comprendidas entre 400 y 700 nm.

Es el principal factor sensorial que influye en la aceptabilidad de los alimentos para su consumo.

El color de los alimentos puede deberse a:

• Presencia de sustancias de forma natural en el alimento.
• Reacciones químicas o enzimáticas producidas por el alimento por las que se generan nuevos compuestos que aportan color al alimento.
• Presencia de colorantes añadidos (aditivos).

Aspectos Fisiológicos del Color

En el ojo, cuando los fotones que inciden sobre las células visuales presentan longitudes de onda comprendidas dentro de todo el espectro visible, la percepción por parte del cerebro corresponde al color blanco. Si, por el contrario, la radiación es escasa, percibimos el negro, y cuando los fotones poseen un estrecho rango de longitud de onda es cuando percibimos el color.

La retina:

• Los bastones permiten detectar el negro, blanco y gris. Son necesarios en la visión periférica y en condiciones de poca luz, es decir, son sensibles a niveles bajos de iluminación.
• Los conos son los responsables de detectar los detalles más sutiles y necesitan buena iluminación para funcionar correctamente. Permiten percibir y distinguir los colores.

La fóvea permite establecer el observador estándar y se degenera con la edad, lo cual es importante en el diseño de alimentos para población geriátrica.

Aspectos Químicos del Color

El color se da en todas aquellas sustancias orgánicas que tengan dobles enlaces conjugados, y en todas aquellas sustancias inorgánicas que formen complejos de coordinación (con los metales de transición).

Colorantes orgánicos alifáticos:

• Carotenoides: hidrocarburos altamente insaturados que poseen colores que van desde el amarillo al púrpura, pasando por naranja y rojo. Son de naturaleza lipofílica e insolubles en agua.
  • Carotenos: son hidrocarburos derivados del isopreno. El más sencillo es el licopeno. Si se cicla por los extremos se puede producir el β-caroteno.
  • Xantófilas: son derivados hidrooxigenados. Ejemplos: zeaxantina y neoxantina.
• Clorofilas: se caracterizan por tener magnesio en su núcleo porfirínico, dando el color verde característico. Presente en todos los vegetales. Son pigmentos inestables, por eso su uso en la industria agroalimentaria es restringido. Son insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos. En presencia de soluciones ácidas débiles puede convertirse en porfirinas de color pardo verdoso, además son inestables a la luz solar.

Colorantes orgánicos aromáticos:

• Flavonoides: son compuestos fenólicos de gran difusión en la naturaleza y tienen una diversidad de colores. Principal componente de este grupo:

  • Antocianinas: pigmentos polifenólicos de color rojo a azul (dependiendo del pH), soluble en agua, está compuesto por un aglicón y por uno o más azúcares.

    Son de color rojo en pH ácidos, morado en pH neutro y azul en pH alcalino, una propiedad muy importante en la industria agroalimentaria. Este pigmento se encuentra en uvas, cerezas, fresas, arándanos, etc.

Los flavonoides son el grupo más numeroso de compuestos fenólicos. Son, junto con la β-criptosantina, los responsables del color naranja claro tirando a amarillo de frutas como el melocotón, la papaya o la naranja.

Mioglobina

El color de la carne y de los productos cárnicos es una de las características de calidad. El consumidor establece relaciones color-frescura y, por lo tanto, color-calidad.

La cantidad de mioglobina determina el color de la carne (90%). Pollo < Ternera < Cerdo < Vaca.

La forma que adopte la mioglobina determina el color.

• Mioglobina rica en O₂ (Oximioglobina): color rojo vivo, como normalmente están los músculos vivos.
• Mioglobina reducida (Deoximioglobina): color rojo-púrpura que aparece poco después del sacrificio (el interior del músculo tiene poco oxígeno).
• Mioglobina oxidada (Metamioglobina): color pardo por un contacto prolongado con oxígeno.

Aspectos Físicos del Color

Dos factores: luz y objeto.

• Luz: radiación electromagnética (370-730 nm)

400 UV no visible 400 violeta

700 rojo 700 IR no visible

• Objeto: absorber, transmitir, reflejar y dispersar.

Luz sobre objeto coloreado: absorción (dobles enlaces y enlaces de coordinación) y reflexión.

Colores complementarios: R G

• Absorbe verde veo en rojo (a +)
• Absorbe rojo veo en verde (a -)

Colores complementarios: B Y

• Absorbe amarillo veo en azul (b -)
• Absorbe azul veo en amarillo (b +)

Alimentos como objetos

Los alimentos son opacos, translúcidos o transparentes, dependiendo de la distancia o de la intensidad de la luz. La mayoría de los alimentos son translúcidos.

Aspectos Psicológicos del Color

El color nos produce diferentes sensaciones, pueden alterar nuestras emociones y sentimientos, y también pueden llegar a alterar nuestro organismo.

Medición del Color en Alimentos

Alimentos translúcidos > problema > así que consideramos el alimento como sólido infinito.

Un sólido infinito es función de:

• Composición (carne, almidón, …)
• Estructura (alimento granular, líquido, …)
• Estado físico, que está asociado a la temperatura, por lo tanto, hay que especificarla a la hora de medir el color (líquido mayor transmisión; sólido menor transmisión)
• Condiciones de medición, hay que establecer la cantidad.

Se coloca una bandeja con fondo blanco para así tener un reflejo al máximo.

Cuando no se sabe la cantidad de alimento, se simula sólido infinito y se promedian las mediciones.

Para la mayoría de los alimentos, se considera sólido infinito cuando los espesores se encuentran entre 1.5 y 2 cm.

Tipo de alimento:

Los alimentos mate y brillantes dependen de:

• Composición: a mayor % de grasa, más brillo.
• Estructura: a mayor porosidad, más mate.
• Emulsión, una vez elaborada enmascara las características de la grasa:
  • Mantequilla (agua-aceite) más brillante
  • Mayonesa (aceite-agua) más mate

Entorno: modifica la apreciación del color

LUZ: la luz ideal sería aquella que tuviese a todas las longitudes de onda, un espectro idéntico.

• Fuente: un emisor físico de luz
• Iluminante: distribución espectral tabulada estandarizada basada en mediciones estadísticas o ecuaciones teóricas.
  • Iluminante A: bombilla de 100W con filamento de tungsteno. Se desvía mucho de la ideal, no tiene espectro sobre verde, ni azul, sí tiene sobre rojo y naranja. Útil para diferenciar entre productos rojos, ya que potencia dicha zona.
  • Iluminante C: se obtiene con filtros de cloruro de Cu, Co. Potencia zona de azul, verde y amarillo. Útil para quesos, verduras, etc.
  • Iluminante D65: mejor aproximación a la luz solar (ideal). Muy próximo al iluminante C.

Cuando utilizo iluminantes C y D65 en un mismo alimento obtengo valores idénticos de L, R-G, Y-B, pero espectralmente son diferentes >> metamerismo por iluminante.

OBSERVADOR: en el ojo, la Fóvea concentra mayor cantidad de conos y bastones.

• Observador estándar 2°
• Observador estándar 10°: incluye toda la Fóvea, mayor campo de visión.

DETERMINACIÓN OBJETIVA DEL COLOR: Iluminante D65 y Observador 10°

Metodología para la Cuantificación del Color

Sistemas para denotar el color:

• Sistema CIE Yxy
• Hunter L,a,b
• CIE L*a*b* (CIELAB)
• CIE L*C*h°

Sistema CIE L*a*b*:

Es el modelo cromático utilizado normalmente para describir todos los colores que puede percibir el ojo humano. Este sistema es independiente del dispositivo, crea colores coherentes con independencia de los dispositivos concretos utilizados para crear o reproducir la imagen.

El espacio CIE L*a*b* está definido por tres coordenadas: L* (luminosidad) que oscila entre 0 y 100. La coordenada a* (rojo-verde) y la b* (amarillo-azul) que pueden estar comprendidas entre +127 y -128.

La ventaja del espacio CIE L*a*b* es que es más objetivo, ya que no depende del dispositivo. Una misma combinación de L* a* y b* sirve para describir siempre el mismo color de forma exacta.

• Luminosidad (L*): atributo a la percepción visual humana por el cual un objeto parece emitir más o menos luz. Blanco – Negro.
• Coordenada rojo-verde (a*): valores positivos desplazados hacia el color rojo, los negativos hacia el verde.
• Coordenada amarillo-azul (b*): valores positivos desplazados hacia el color amarillo, los negativos hacia el azul.

TONO: atributo a la percepción visual humana por el cual se percibe un color (rojo, amarillo, verde, azul, …)

INTENSIDAD CROMA O SATURACIÓN: atributo a la percepción visual humana por el cual un color parece más o menos intenso. Pureza del color.

A más croma, menos gris. Ejemplo: rojo chillón menos componente gris, rojo apagado más componente de gris.

Cuando se da una especificación de color, se da una elipse de color con base de límites de color (tolerancias para cada coordenada). Ejemplo: las tarjetas coloreadas.