PJ – CM – 18 – JA “BioCarmín: Innovación en Colorantes Naturales”

Este proyecto se enfocó en el uso de la grana cochinilla (Dactylopius coccus) para elaborar un colorante natural como alternativa al colorante sintético rojo tipo 3, que ha sido prohibido por sus efectos negativos en la salud y el ambiente. El propósito fue comprobar si el carmín natural obtenido de la cochinilla podía sustituir de forma segura y eficaz a los pigmentos artificiales usados en la industria textil.

La metodología consistió en recolectar, secar y moler la grana cochinilla para obtener el pigmento en polvo. Posteriormente, se prepararon soluciones con distintas cantidades de cochinilla y se aplicaron en pedazos de tela de algodón, utilizando vinagre como fijador. Cada muestra fue teñida bajo las mismas condiciones de tiempo, enjuague y secado. Finalmente, se comparó la intensidad del color y la fijación en cada caso.

Los resultados mostraron que el tono de las telas dependió de la cantidad de cochinilla utilizada: con una cucharada se obtuvieron colores rosados claros, mientras que con cinco o seis cucharadas los tonos fueron más intensos y rojos. El pigmento se fijó correctamente en la tela, resistiendo el enjuague y manteniendo su coloración.

Se concluye que la grana cochinilla es una opción ecológica y viable para reemplazar colorantes sintéticos. El proyecto se relaciona con el ODS 6: Agua limpia y saneamiento, al evitar descargas contaminantes en el agua; con el ODS 12: Producción y consumo responsables, al promover pigmentos naturales; y con el ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres, al valorar recursos biológicos sostenibles como la cochinilla.

Palabras clave: grana cochinilla, carmín, colorante natural, textiles, sostenibilidad.

This project focused on the use of cochineal (Dactylopius coccus) to produce a natural dye as an alternative to synthetic red dye No. 3, which has been banned due to its negative effects on health and the environment. The aim was to verify whether the natural carmine obtained from cochineal could safely and effectively replace artificial pigments used in the textile industry.

The methodology consisted of collecting, drying, and grinding the cochineal to obtain the pigment in powder form. Solutions with different amounts of cochineal were prepared and applied to cotton fabric samples, using vinegar as a mordant. Each piece of fabric was dyed under the same conditions of time, rinsing, and drying. Finally, the intensity of the color and the fixation were compared across treatments.

The results showed that the shade of the fabrics depended on the amount of cochineal used: with one tablespoon the fabrics turned light pink, while with five or six tablespoons the tones became deeper and more intense red. The pigment adhered properly to the fabric, resisting rinsing and maintaining its color.

It is concluded that cochineal is an ecological and viable option to replace synthetic dyes. This project relates to SDG 6: Clean water and sanitation, by avoiding contaminated wastewater; SDG 12: Responsible consumption and production, by promoting the use of natural pigments; and SDG 15: Life on land, by valuing sustainable biological resources such as cochineal.

Keywords: cochineal, carmine, natural dye, textiles, sustainability.

Sinopsis en náhuatl

“Chichilcayotl cochinilla, in tlapalli tlen yoltlakatl, quimolpia in xochitl huan in tlahtolli. Amo quipolowa in atl, amo quimictilia in tlalli; cuix nemilistli tlen tlazohkamati nochan.”

Traducción al español

“El rojo de la cochinilla, color nacido de la vida, se guarda en la flor y en la palabra. No contamina el agua, no daña la tierra; es un camino de gratitud con nuestra casa común.”

La grana cochinilla (Dactylopius coccus) es un insecto hemíptero que ha sido utilizado desde tiempos prehispánicos en México como fuente de colorante natural. Sus pigmentos, especialmente el carmín, eran valorados por su intensidad y durabilidad, convirtiéndose en uno de los tintes más importantes en el comercio entre América y Europa (Pérez-García et al., 2017). Hoy en día, este insecto sigue siendo un recurso clave en la producción de colorantes naturales para la industria alimentaria, cosmética y textil.

El ciclo de vida de la cochinilla comienza cuando las hembras depositan cientos de huevos en las pencas de nopal. De estos nacen pequeñas ninfas conocidas como “crawlers”, que se adhieren a la planta para alimentarse de su savia. Las hembras permanecen fijas en el nopal y producen grandes cantidades de ácido carmínico, mientras que los machos desarrollan alas y viven únicamente para fecundar (Rodríguez et al., 2019).

Este proceso de desarrollo dura entre 60 y 90 días, dependiendo de las condiciones ambientales. Durante ese tiempo, las hembras pasan por diferentes mudas hasta alcanzar la madurez, mientras secretan cera y pigmentos que las protegen. El contenido de carmín alcanza su punto máximo justo antes de la madurez reproductiva, siendo el momento óptimo para su recolección (Vigueras & Portillo, 2001).

La crianza de cochinilla se realiza en nopaleras, donde los agricultores controlan la densidad de insectos y el tiempo de cosecha. Esta práctica tradicional, aún vigente en varias regiones de Oaxaca y Tlaxcala, combina el conocimiento ancestral con técnicas modernas para garantizar una producción sostenible y de calidad (CONABIO, 2014).

El aprovechamiento de la cochinilla no solo tiene importancia económica, sino también ambiental. Al producir un pigmento natural, evita el uso de colorantes sintéticos que generan contaminación en los cuerpos de agua y afectan la salud. Por ello, su estudio y aplicación se alinean con la búsqueda de alternativas sostenibles y con varios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, como el ODS 6 (Agua limpia y saneamiento), el ODS 12 (Producción y consumo responsables) y el ODS 15 (Vida de ecosistemas terrestres) (FAO, 2020).

Este proyecto se eligió por la necesidad de encontrar alternativas naturales al colorante sintético rojo tipo 3, ya que diversos estudios y autoridades como PROFECO y COFEPRIS han advertido sobre sus posibles efectos negativos en la salud.

La grana cochinilla representa una opción ecológica, segura y tradicionalmente usada en México. Investigarla no solo permite promover el cuidado de la salud, sino también proteger el medio ambiente y valorar el conocimiento ancestral que durante siglos ha acompañado a las comunidades productoras.

Este estudio es relevante porque responde a una problemática actual y tiene aplicaciones reales en la industria textil y alimentaria, lo cual justifica el tiempo y los recursos invertidos.

Además, el proyecto se vincula con el ODS 6: Agua limpia y saneamiento, ya que evita descargas contaminantes de colorantes químicos en los desagües; con el ODS 12: Producción y consumo responsables, al fomentar el uso de pigmentos naturales frente a los sintéticos; y con el ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres, porque aprovecha de manera sostenible recursos biológicos como la cochinilla.

La grana cochinilla es un insecto que ha sido utilizado desde tiempos prehispánicos para obtener un colorante rojo natural, empleado en textiles, alimentos y cosméticos. Antes de la aparición de los colorantes sintéticos, diversas culturas la utilizaban como fuente de pigmento para teñir textiles, elaborar pinturas y decorar códices (INAES, 2018; Gobierno de México, 2000).

La Procuraduría Federal del Consumidor (PROFECO) ha recomendado revisar el etiquetado de los alimentos para verificar que los colorantes sean naturales, ya que los artificiales pueden causar efectos secundarios debido a su composición química. Algunos de los colorantes artificiales más comunes son el Amarillo anaranjado S (E-110), Amarillo de quinoleína (E-104), Azorrubina o carmoisina (E-122), Azul patente V (E-131), Eritrosina (E-127), Indigotina (E-132), Negro brillante BN (E-151) y Tartracina (E-102). Por esta razón, se sugiere preferir colorantes naturales como la curcumina (E-100) o la clorofila (E-140, E-141) (PROFECO, 2020; PROFECO, 2025).

Además, organismos internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2017) y la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA, 2021) han señalado que el uso prolongado de ciertos colorantes sintéticos está asociado con problemas de salud, como reacciones alérgicas, hiperactividad infantil y posibles efectos carcinogénicos.

Por su parte, la organización civil El Poder del Consumidor ha advertido sobre las altas cantidades de azúcares, sodio, grasas y aditivos presentes en los productos ultraprocesados. Estos aditivos, llamados cosméticos por su función artificial en sabor, aroma, textura y color, no se usan en la cocina tradicional. Los colorantes de estos productos pueden provenir de fuentes naturales como vegetales, frutas o insectos, así como de fuentes sintéticas derivadas de compuestos químicos (El Poder del Consumidor, 2025).

Si se utiliza grana cochinilla como colorante natural en textiles de algodón, entonces se obtendrán colores con buena intensidad y fijación, comparables a los logrados con colorantes sintéticos, pero con un menor impacto ambiental.

 Evaluar la grana cochinilla como un colorante natural que pueda reemplazar al colorante sintético rojo tipo 3, analizando su fijación en textiles de algodón, la intensidad del color y su seguridad al estar en contacto con la piel.

Objetivos específicos

1. Medir cómo la cantidad de grana cochinilla influye en el tono del color en telas de algodón.
2. Evaluar la fijación del color de la grana cochinilla en algodón después del enjuague y secado.
3. Comparar los resultados obtenidos y determinar la cantidad más efectiva de grana cochinilla para teñir.

• ODS 6: Agua limpia y saneamiento
  Este proyecto evita descargas contaminantes de colorantes sintéticos en el agua, proponiendo el uso de pigmentos naturales que no generan residuos tóxicos en los desagües.

• ODS 12: Producción y consumo responsables
  Promueve el uso de colorantes naturales como la grana cochinilla en lugar de pigmentos sintéticos, reduciendo el impacto ambiental y fomentando prácticas más sostenibles en la industria textil.

• ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres
  Valora y aprovecha de forma sostenible a la grana cochinilla, un recurso biológico asociado al cultivo del nopal, contribuyendo a la conservación de especies nativas y al uso responsable de la biodiversidad.

El uso de la grana cochinilla (Dactylopius coccus) como fuente de pigmento natural tiene una larga historia en México y el mundo. Desde tiempos prehispánicos se aprovechaba para teñir textiles, elaborar pinturas y decorar códices, convirtiéndose en uno de los colorantes más valiosos del comercio entre América y Europa. Investigaciones históricas señalan que su valor llegó a ser comparable con el del oro y la plata durante la época colonial (Pérez-García et al., 2017).

Con el desarrollo de la industria química en el siglo XIX, los colorantes sintéticos comenzaron a desplazar a los naturales por su bajo costo y facilidad de producción. Sin embargo, estudios recientes advierten que estos compuestos pueden contaminar los cuerpos de agua y tener efectos negativos en la salud humana, como reacciones alérgicas e irritaciones (Siva, 2007). Por ello, ha resurgido el interés en recuperar pigmentos naturales como una opción segura y ecológica.

En particular, el pigmento carmín extraído de la cochinilla ha sido ampliamente estudiado por su intensidad, estabilidad y seguridad. Investigaciones en química aplicada han demostrado que este colorante se fija de manera eficiente en fibras textiles y puede sustituir a los tintes sintéticos, reduciendo el impacto ambiental de la industria textil (Méndez-Gallegos et al., 2020).

Con base en estas investigaciones, este proyecto se propone retomar el uso de la grana cochinilla como un colorante natural sostenible, explorando su aplicación en telas de algodón y su potencial como alternativa a los pigmentos artificiales que hoy predominan en la industria.

Material, equipo y sustancias

• Grana cochinilla: 5 g (seca y triturada).
• Vinagre blanco: 100 ml.
• Agua: 1 litro (para preparar soluciones y enjuagar).
• Olla de acero inoxidable: 2 piezas (una para la solución fijadora y otra para el pigmento).
• Fuente de calor: estufa o mechero.
• Mortero de laboratorio: para pulverizar la cochinilla.
• Colador: para separar sólidos.
• Cuchara de plástico: para añadir la cochinilla.
• Recipientes de vidrio: para preparar y contener soluciones.
• Guantes de látex, mascarilla y gafas: equipo de protección personal.
• Blusa de algodón 100%: cortada en 6 pedazos iguales.

Procedimiento

Extracción del pigmento y fijación en telas

1. Se trituró la grana cochinilla seca en el mortero hasta obtener un polvo fino.
2. Se preparó la solución fijadora mezclando 100 ml de vinagre blanco con 1 litro de agua en una olla de acero inoxidable, llevándola a ebullición durante 30 minutos.
3. En otra olla, se colocó 1 litro de agua y se agregó 1 cucharada del polvo de cochinilla.
4. La mezcla se calentó a fuego medio durante 30 minutos para extraer el pigmento natural.
5. Mientras tanto, se cortaron 6 pedazos de tela de algodón de igual tamaño.
6. Cuando la mezcla inicial estuvo lista, se sumergió el primer pedazo de tela durante 2 minutos, luego se enjuagó con agua fría y se dejó secar a la sombra.
7. Se añadió una segunda cucharada de cochinilla a la misma mezcla y se mantuvo a fuego medio por 30 minutos más.
8. Se repitió el proceso, agregando una cucharada más cada vez hasta llegar a 6 cucharadas, usando un nuevo pedazo de tela en cada concentración.
9. Todas las telas fueron teñidas bajo las mismas condiciones: 2 minutos de inmersión, enjuague con agua fría y secado a la sombra.
10. Finalmente, se compararon las telas teñidas para evaluar la diferencia de color en función de la cantidad de cochinilla utilizada.

Procedimiento de variación de colores con pH

1. Se midieron 2 ½ cucharadas de cochinilla pulverizada y se disolvieron en agua caliente para extraer la carmina, principal pigmento.
2. Se adicionaron 3 cucharadas de vinagre a la solución para mejorar la fijación del pigmento en las fibras de algodón.
3. Todas las telas fueron sumergidas en esta mezcla hasta adquirir un tono rojizo característico.
4. Una primera muestra se dejó secar tal cual, conservando el rojo intenso original.
5. Una segunda muestra se introdujo en una solución de agua con jugo de limón (ácido cítrico), obteniendo un tono naranja.
6. Una tercera muestra se sumergió en una solución de agua con bicarbonato de sodio, modificando el pH a básico y produciendo un tono morado.

Tabla 1. Colores obtenidos en telas de algodón con grana cochinilla

Se comprobó que la grana cochinilla funciona como un colorante natural efectivo para teñir telas de algodón, ofreciendo una alternativa viable al colorante sintético rojo tipo 3.

Se observó que la cantidad de cochinilla influye directamente en el tono del color: con poca cantidad se obtuvieron tonos rosados claros y con mayor cantidad, colores más intensos y rojizos.

Se confirmó que el pigmento se fija bien en la tela de algodón después del enjuague y secado, lo que demuestra su potencial de aplicación en la industria textil con menor impacto ambiental.

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