El ácido carmínico y sus métodos de producción actuales

El ácido carmínico, E-120, es una sustancia química compleja, utilizada como rojo, extraído de la cochinilla (Dactylopius coccus) u otros insectos. Se utiliza como colorante en cosméticos (pintalabios, emtre otros) y como E-120 en la industria alimenticia para dar un color rojo a los alimentos, aunque se sustituye cada vez más por colorantes sintéticos más baratos. Un sustituto ampliamente utilizado es el rojo cochinille A, un colorante diazoico con el número E124. El nombre deriva de la palabra árabe-persa kermes, que es el nombre de una baya roja.

En Europa se utiliza el ácido carmínico obtenido a partir de insectos autóctonos al menos desde la Edad de Hierro, y se han descubierto restos, por ejemplo, en tumbas de la cultura de Hallstadt.

Estructura química del Ácido Carmínico 

El carmín es una materia colorante de origen animal, El carmín o simplemente carmín (E120) es un pigmento de un color rojo vivo cuya estructura está propuesta por un complejo de ácido Carmínico-Aluminio-Calcio, esta estructura esta propuesta en base a investigaciones químicas y espectroscópicas y es expresado por:

Métodos de producción actuales de ácido carmínico

Se conocen los siguientes métodos: Alemán, Cenette, Francés, Carre, Inglés, Thorpe, Japonés y otros;  todos ellos tienen la misma fase primaria de preparación de la cochinilla para extraer el ácido carmínico y ello incluye: secado de Materia Prima, separación mecánica, molienda, extracción de grasas y ceras; diferenciándose en la extracción de grasas y ceras; y en la extracción del ácido carmínico  que es la siguiente etapa y luego su continuación con la precipitación del carmín, reposo, filtración y secado del carmín.

La descripción de los métodos antes mencionados referido a laboratorio se hará a partir de la cochinilla exenta de grasas y ceras y en forma sucinta, ya que la fase primaria es semejante para todos los métodos y su descripción se dará cuando se describe en forma integral el método seleccionado.

Método Alemán

La cochinilla (1 Kg) exenta de grasas y ceras es introducida al tanque de extracción de ácido carmínico y se le añade gotita de agua destilada, sometiéndolo a ebullición por 15 minutos y posteriormente se le lleva a reposo por dos horas , luego de la cual se filtra y a la solución obtenida se le agrega alumbre (160 g), llevándolo entonces a ebullición por 15 minutos y posterior reposo de dos horas, luego de lo cual se filtra a 48°C – 50°C, se seca el carmín y se envasa. Este proceso lleva a un rendimiento de 17,73%.

Método Cenette

La cochinilla exenta de grasa y cera se pasa al tanque se extracción del ácido carmínico por lixiviación, se añade 60 litros de agua destilada por cada kilogramo de cochinilla, luego se lleva a ebullición por 15 minutos (mediante serpentín), se añade entonces 25 gramos de nitrato de potasio por kilogramo de cochinilla. Se calienta a ebullición por cinco minutos y se deja en reposo por dos horas, mediante filtración se separa la solución obtenida y se la pasa al tanque de precipitación  donde se le añade  50 gramos de tetraoxalato de potasio por kilogramo de cochinilla, se le licúa a ebullición por cinco minutos. Se deja en reposo por dos horas y a la solución se le agrega 160 gramos de alumbre, se vuelve a llevar a ebullición por cinco minutos, se deja en reposos por dos horas, se filtra el carmín a una temperatura de 50 - 60°C. El carmín obtenido pasa a secado a 40°C y posteriormente al envasado. El rendimiento del proceso es de 10,54%.

Método Francés

La cochinilla seca sin grasa y ceras pasa a la operación de extracción del ácido carmínico que se realiza en un tanque de extracción que posee serpentín de calefacción por vapor, aquí es introducida la cochinilla se le añade 60 litros de agua destilada y se lleva a ebullición por quince minutos, luego se hace una filtración en caliente a fin de eliminar los residuos de cochinilla. A la solución obtenida se le añade 40 gramos de tartrato ácido de potasio por cada kilogramo de cochinilla y nuevamente se lleva a ebullición por cinco minutos se enfría y se añade 100 gramos de alumbre por cada kilogramo de cochinilla, se lleva otra vez a ebullición por diez minutos y posteriormente se le deja en reposo por dos horas y se procede a filtrar; el producto obtenido se lleva a secado en oscuridad tipo túnel a temperatura de 40°C. El producto seco es envasado se alcanza un rendimiento de 11,61%.

Método Carré

En el tanque de extracción se añade setecientos cincuenta gramos de carbonato de sodio, trescientos cincuenta gramos de ácido cítrico y veinticinco litros de agua destilada por cada kilogramo de cochinilla, se lleva a ebullición por quince minutos y se le añade la cochinilla en polvo, después de dos horas de reposo, se filtra para eliminar los residuos de la cochinilla y a la solución obtenida en el tanque de clarificación se le añade carbón activado (cuarenta gramos de carbón por kilogramo de cochinilla) se deja en reposo por media hora y se filtra para separar el carbón y la solución pasa al tanque de precipitación donde se le añade cuatrocientos gramos de alumbre por kilogramo de cochinilla y se lleva a ebullición mediante vapor a través de serpentín, se deja en reposo por dos horas y se filtra, el carmín obtenido es lavado con novecientos mililitros de agua y luego se pasa el carmín al secado en secador tipo túnel a 40 °C y en ambiente oscuro.

El carmín luego es envasado. Se alcanza un rendimiento del 9%.

Método Inglés

En este método, en el tanque de extracción se pone cuarenta gramos de carbonato de sodio, sesenta litros de agua por cada kilogramo de cochinilla, se lleva a ebullición por quince minutos y se añade cien gramos de alumbre, se lleva a ebullición por quince minutos y luego de precipitar el carmín se lleva a media hora de reposo, para posteriormente ser secado en la oscuridad a 40 – 50 °C y luego es pesado y envasado. Se obtiene un rendimiento del 6%.

Método Thorpe

La cochinilla (1kg) sin grasas ni ceras pasa a la operación de extracción del ácido carmínico, el cual se extrae únicamente con agua, para lo cual la cochinilla es tratada en un tanque con circulación de vapor para licuar el agua (60 litros) hasta ebullición por un tiempo de diez minutos, con agitación constante; de esta forma se obtiene el ácido carmínico en solución que se separa de los sólidos mediante filtración con carbón activado, se separa el carbón por filtración y el líquido se recibe en el tanque de precipitación donde se lleva hasta ebullición por quince minutos y con continua agitación se le añade alumbre (160 gramos), obtenido el carmín se separa por filtración y luego se le seca a 40°C en ambiente oscuro.

Posteriormente el carmín es secado y pesado. El rendimiento logrado es del 18,78%.

Método Japonés

En este método  se procede primero a la extracción con los siguientes insumos: agua desionizada (1 500 ml), ácido tartárico (1 g), gelatina (0,2 g), cochinilla molida (100 g) previamente pasada por malla N° 20 y 8% de humedad. Luego en autoclave calentar a 150 °C y 16 lb de presión durante 10 minutos. Dejamos reposar. Continuamos con la separación del extracto decantando el líquido y filtrando el remanente. Finalmente la solución obtenida destilamos a presión reducida para obtener un extracto concentrado que contenga un alto porcentaje de ácido carmínico.