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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA QUÍMICA, BIOFARMACIA, INDUSTRIAS Y PRODUCCIÓN.

MONOGRAFÍA PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE QUÍMICO FARMACEUTA

TEMA: PIGMENTOS EN LOS ALIMENTOS

AUTOR: ADRIANA ESTEFANÍA MORALES LÓPEZ.

DIRECTOR: Dr. DIEGO ANDRADE

CUENCA

2012

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AGRADECIMIENTO

Quiero agradecer primero a Dios por brindarme la dicha de la salud y

bienestar espiritual, a mis señores padres, como reconocimiento a su gran

esfuerzo, amor y apoyo absoluto, durante mi formación tanto personal

como profesional, a mi tío Hernán López quien durante los cuatro años

que duró mi carrera supo darme su cariño enseñándome a ser responsable

día a día.

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DEDICATORIA

Esta tesina está dedicada a mi señora madre ya que con su infinita bondad y sabiduría fue un pilar fundamental en mi vida, inculcando en

mi valores tan importantes como la responsabilidad, la ética y el amor por el trabajo.

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INTRODUCCIÓN

Un pigmento es un material que cambia el color de la luz que refleja como resultado de la absorción selectiva del color. Los materiales que los seres humanos han elegido y producido para ser utilizados como pigmentos por lo general tienen propiedades especiales que los vuelven ideales para colorear diferentes elementos.

Los pigmentos han sido utilizados desde tiempos prehistóricos, y han sido fundamentales en las artes visuales a lo largo de la historia. Los principales pigmentos naturales utilizados son de origen mineral o biológico. La necesidad de conseguir pigmentos menos costosos dada la escasez de algunos colores, como el azul, propició la aparición de los pigmentos sintéticos. Los pigmentos producen sus colores debido a que selectivamente reflejan y absorben ciertas ondas luminosas. La luz blanca es aproximadamente igual a una mezcla de todo el espectro visible de luz. Cuando esta luz se encuentra con un pigmento, algunas ondas son absorbidas por los enlaces químicos y sustituyentes del pigmento, mientras otras son reflejadas.

En el presente trabajo se determinarán los pigmentos en los alimentos, mediante la recopilación

bibliográfica, además se conocerá la definición global acerca de los pigmentos, se distinguirán dos

tipos: pigmentos naturales y pigmentos sintéticos, además se establecerán el concepto de

carotenoides, su estructura, características químicas, obtención, estabilidad, el efecto que se

produce frente a los diferentes parámetros en que se analiza y su relación con la salud humana, se

indagará la definición de pigmentos fenólicos determinando las funciones que cumple además de

ser un pigmento, se averiguará acerca de las generalidades, estructura, alteraciones, propiedades

naturales y obtención de la clorofila, ya que es uno de los pigmentos más abundantes en la

naturaleza por ser la base de la fotosíntesis, se determinará el concepto, la estructura, así como

factores que afectan el color y los cambios de color en la carne.

El color es uno de los factores más importantes dentro de las características sensoriales que influyen en la aceptabilidad de los alimentos para su consumo.

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OBJETIVO GENERAL

Determinar los pigmentos en los alimentos, mediante la recopilación bibliográfica, para de

esta manera obtener una información específica y concreta.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Dar una definición clara acerca de los pigmentos para determinar su clasificación y

cualidades.

Establecer el concepto de carotenoides, además de su estructura, características

químicas, obtención, estabilidad, efecto frente a los diferentes parámetros en que

se analiza y su relación con la salud humana.

Indagar la definición de pigmentos fenólicos, fenoles sencillos, ácidos fenólicos,

cumarinas, lignanos y taninos.

Enunciar las generalidades, estructura, alteraciones, propiedades naturales y

obtención de la clorofila.

Indicar el concepto, la estructura, factores que afectan el color y los cambios de

color en la carne.

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ÍNDICE CAPÍTULO I

PIGMENTOS

1.1. Definición de Pigmento

1.2. Pigmentos Naturales

1.3. Pigmentos Sintéticos

CAPÍTULO II

LOS CAROTENOIDES

2.1 Generalidades

2.2 Estructura y características químicas

2.3 Carotenoides en los alimentos

2.4 Obtención

2.5 Estabilidad

2.6 Efecto de oxidación

2.7 Efecto de la composición lipídica

2.8 Efecto de la estructura

2.9 Efecto de la temperatura

2.10 Efecto de la luz

2.11 Efecto del pH

2.12 Efecto del almacenamiento

2.13 Los carotenoides en la salud humana.

CAPÍTULO III

PIGMENTOS FENÓLICOS

3.1 Concepto

3.2 Fenoles Sencillos

3.3 Ácidos Fenólicos

3.4 Cumarinas

3.5 Lignanos

3.6 Taninos

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CAPÍTULO IV

CLOROFILAS

4.1 Generalidades

4.2 Estructura

4.3 Alteraciones de la clorofila

4.4 Propiedades naturales de la clorofila

4.5 Obtención.

CAPÍTULO V

HEMOPIGMENTOS

5.1 Concepto

5.2 Estructura

5.3 Factores que afectan el color

5.4 Cambios de color en la carne.

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CAPÍTULO I

PIGMENTOS

1.1 DEFINICIÓN DE PIGMENTO

Un pigmento es un material que cambia el color de la luz que refleja como resultado de la absorción selectiva del color. Este proceso físico es diferente a la fluorescencia, la fosforescencia y otras formas de luminiscencia, en las cuales el propio material emite luz. Muchos materiales selectivamente absorben ciertas ondas de luz, dependiendo de su longitud de onda.

Los materiales que los seres humanos han elegido y producido para ser utilizados como pigmentos por lo general tienen propiedades especiales que los vuelven ideales para colorear otros materiales. Un pigmento debe tener una alta fuerza teñidora relativa a los materiales que colorea, además debe ser estable en forma sólida a temperatura ambiente.

Los pigmentos son utilizados para teñir pintura, tinta, plástico, textiles, cosméticos, alimentos y otros productos. Los pigmentos que no son permanentes son llamados fugitivos. Los pigmentos fugitivos se desvanecen con el tiempo, o con la exposición a la luz, mientras que otros terminan por ennegrecer.

Generalmente se hace distinción entre un pigmento, el cual es insoluble en el vehículo (formando una suspensión), y un tinte, el cual o es un líquido o es soluble en el vehículo (resultando en una solución). Un colorante puede ser un pigmento o un tinte dependiendo del vehículo en el que se usa. En algunos casos, un pigmento puede ser fabricado a partir de un tinte precipitando un tinte soluble con una sal metálica.

Los pigmentos han sido utilizados desde tiempos prehistóricos, y han sido fundamentales en las artes visuales a lo largo de la Historia. Los principales pigmentos naturales utilizados son de origen mineral o biológico.

Figura N° 1 Pigmentos artificiales. Fuente: http://www.clubdarwin.net/seccion/ingredientes/fda-los-colorantes-artificiales-no-representan-riesgo-para-la-salud-mental

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BASE FÍSICA

Los pigmentos producen sus colores debido a que selectivamente reflejan y absorben ciertas ondas luminosas. La luz blanca es aproximadamente igual a una mezcla de todo el espectro visible de luz. Cuando esta luz se encuentra con un pigmento, algunas ondas son absorbidas por los enlaces químicos y sustituyentes del pigmento, mientras otras son reflejadas. Este nuevo espectro de luz reflejado crea la apariencia del color. Por ejemplo, un pigmento azul marino refleja la luz azul, y absorbe los demás colores. Los pigmentos, a diferencia de las sustancias fluorescentes o fosforescentes, solo pueden sustraer ondas de la luz que recibe, nunca añadir nuevas.

La apariencia de los pigmentos está íntimamente ligada al color de la luz que reciben. La luz solar tiene una temperatura de color alta y un espectro relativamente uniforme, y es considerada un estándar para la luz blanca. La luz artificial, por su parte, tiende a tener grandes variaciones en algunas partes de su espectro. Vistos bajo estas condiciones, los pigmentos lucen de diferentes colores.

Los espacios de colores usados para representar colores numéricamente deben especificar su fuente de luz.

Otras propiedades de un color, tales como su saturación o su luminosidad, pueden ser determinadas a partir de las otras sustancias que acompañan a los pigmentos. Los adhesivos y rellenos añadidos a químicos pigmentadores puros también tienen sus propios patrones de inflexión y absorción, los cuales pueden afectar el espectro final. De la misma forma, en mezclas de pigmento y adhesivo, algunos rayos de luz pueden no encontrarse con moléculas pigmentadoras, y pueden ser reflejados tal cual. Este tipo de rayos contribuyen a la saturación del color. Un pigmento puro permite que muy poca luz blanca escape, produciendo un color altamente saturado. Una pequeña cantidad de pigmento mezclado con mucho adhesivo, no obstante, tiene un aspecto insaturado y opaco, debido a la gran cantidad de luz blanca que escapa.

Las condiciones para que una sustancia proporcione un excelente color son las siguientes:

1.- Tener un fuerte poder colorante, es decir, con poca cantidad de sustancia se debe conseguir gran superficie coloreada.

2.- Debe tener solidez, es decir, debe ser resistente a los agentes atmosféricos y la luz.

3.- Debe conseguir una buena adherencia al sustrato.

4.- Se tiene que conseguir un buen nivelado, esto es, uniformidad de color en el proceso de teñido.

5.-Tiene que tolerar otros colorantes que puedan mezclarse.

6.- Debe ser fácilmente aplicable.

Todas estas condiciones hacen que sean productos caros debido a la complejidad estructural.

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HISTORIA

La industria alimentaria pudo haber sentido la atracción por el uso de colorantes cuando se

publicaron los trabajos de Sir William Henry Perkin en el año 1856. Previo a estas investigaciones

la estabilidad de los colorantes y su empleo eran completamente ineficientes. En 1886 el Congreso

de los Estados Unidos aprobó el uso de colorantes amarillos en la elaboración de la mantequilla y

ya en 1900 muchos alimentos poseían colorantes. En 1912 el investigador alemán Bernard C.

Hesse publica una serie de trabajos en los que recomienda el uso de colorantes en la industria

alimentaria siempre que éstos no dañen la salud. Por aquel entonces la industria ya disponía de

medio millar de diferentes compuestos químicos denominados colorantes artificiales.

FINALIDAD

El consumidor asocia ciertos colores a ciertos sabores, pudiendo influir el color de la comida en el sabor percibido, en productos que van desde las golosinas hasta el vino. Por este motivo, la industria alimentaria añade colorantes a sus productos, a veces con el fin de simular un color que es considerado (natural) por el consumidor.

Aunque la mayoría de los consumidores saben que los alimentos con colores brillantes y artificiales seguramente contienen colorantes alimentarios, muchos menos conocen que alimentos aparentemente (naturales) como las naranjas o el salmón también están a veces coloreados para darles un aspecto mejor y más homogéneo. Las variaciones de color a lo largo del año y los efectos del procesado y almacenaje hacen a menudo comercialmente ventajoso el mantenimiento del color esperado o preferido por los consumidores.

Razones de por qué se utilizan los pigmentos.

Compensar la pérdida de color debida a la luz, el aire, los cambios de temperatura, la

humedad y las condiciones de almacenaje.

Enmascarar las variaciones naturales del color.

Mejorar los colores presentes naturalmente.

Dar identidad a los alimentos.

Proteger los sabores y vitaminas del daño ocasionado por la luz.

Decoración, especialmente de pasteles y golosinas.

USOS EN ALIMENTACIÓN

La mayoría de los alimentos del mercado llevan colorantes artificiales. Su uso indiscriminado hace que los alimentos parezcan artificiales y el consumidor los rechazaría. A pesar de ello existen alimentos que son aceptados por las normativas internacionales y se ha investigado que si poseen colores llamativos pueden ser más aceptados por los consumidores que si no lo son. Tales son: caramelos, refrescos, alimentos para animales, gelatinas, helados, postres, cereales, panes, salchichas (su superficie) y condimentos para ensaladas. La industria de las bebidas es la que más colorantes alimentarios emplea.

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PIGMENTOS NATURALES

Son sustancias naturales que brindan los colores que poseen los alimentos. Es un material que viene incorporado en la textura misma, que refleja la luz de diferentes formas, generando a la vista, distintos colores y tonalidades. Los pigmentos además de existir en forma natural, pueden también sintetizarse y obtenerse químicamente, para ser aplicados en la industria tanto en alimentación, como en pinturas, barnices, cosméticos, ropa, etc.

Los primeros pigmentos conocidos fueron los minerales naturales. Los óxidos de hierro producen una amplia variedad de colores y se les puede encontrar en muchas pinturas rupestres del Paleolítico y el Neolítico. Dos ejemplos son el ocre rojo (Fe2O3) y el ocre amarillo (Fe2O3

.H2O). El carbón vegetal, o negro carbón, también ha sido usado como pigmento negro desde la Prehistoria.

En la alimentación natural, orgánica y macrobiótica, puede verse extracción de pigmentos de forma artesanal, con fines medicinales o simplemente como colorante natural para alimentación y bebidas. El ejemplo más claro es el uso de un extracto natural de remolacha, con el fin de conseguir tonos rojos en alimentos.

Existen estudios que exponen las posibilidades terapéuticas de estos componentes vegetales, que en su mayoría aportan una cantidad de antioxidantes al organismo. Otros, como la cúrcuma por ejemplo, han mostrado propiedades antiinflamatorias y otros, ser fuentes de vitaminas.

El color es uno de los factores más importantes dentro de las características sensoriales que influyen en la aceptabilidad de los alimentos para su consumo.

El color natural de los alimentos puede deberse a las siguientes causas:

1.- Presencia de sustancias de forma natural en el alimento que le aportan color.

2.- Reacciones químicas o enzimáticas producidas en el alimento por las que se generan nuevos compuestos que aportarán color al alimento.

Figura N° 2 Remolacha Azucarera y su zumo Fuente: http://www.vidaysalud.com/daily/dieta-y-nutricion/el-poder-de-la-remolacha-o-betabel/

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ALGUNOS PIGMENTOS NATURALES

Entre los pigmentos que habitualmente pueden aplicarse a la industria alimenticia, podemos destacar:

Clorofilas: Son los pigmentos que dan el color verde a las plantas, en una reacción con el oxígeno y la luz solar, que genera estos pigmentos naturales en los vegetales.

Antocianinas: Son pigmentos que se desarrollan en frutos como uvas, ciruelas o peras. Van de tonalidades azules a amarillentas.

Betaínas: El caso que se mencionaba al principio, el del natural rojo de la remolacha.

Figura N° 3 Hojas con clorofila Fuente: http://www.definicionabc.com/ciencia/clorofila.php

Figura N°4 Cerezas con antocianinas Fuente: http://saludbio.com/imagen/beneficios-de-las-antocianinas-para-la-salud

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Flavonoides: Son los responsables del color amarillo.

Carotenos: Pueden obtenerse una variedad de colores del amarillo al rojo, pasando por el naranja. En esta clasificación, se encuentra el rojo del tomate (licopene o licopeno) y el betacaroteno (de donde se obtiene la vitamina A).

Taninos: Los del vino tinto, son compuestos fenólicos, de los que se obtienen colores desde el amarillo al marrón.

Figura N°5 Piña con flavonoides Fuente:http://www.taringa.net/posts/salud-bienestar/14504561/Frutas-para-curar-el-dolor-en-las-articulaciones.html

Figura N°6 Zanahorias con caroteno Fuente: http://biocuidados.wordpress.com/2008/10/20/zanahoria-alimento-saludable/

Figura N°7 Diferentes tipos de alimentos que contienen taninos Fuente: http://ladietamediterrnea.blogspot.com/2009/10/el-vino-tinto-taninos-y-buena-salud.html

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EXTRACCIÓN MEDIANTE EL APARATO SOXHLET

Se le denominó extracción al procedimiento de obtención de un colorante a partir de las materias primas.

El empleo de este método garantiza que durante la extracción no existe la posibilidad de degradar las moléculas de colorante por efecto de temperatura, debido a que se emplean bajas temperaturas durante la operación, además de permitir el uso de distintos disolventes según convenga.

PRIMERA ETAPA

PASOS PARA LA EXTRACCIÓN

1. El equipo Soxhlet tiene como función recircular los vapores condensados con ayuda de un sifón a la fuente del disolvente que se encuentra en evaporación continua, arrastrando consigo las sustancias del colorante de la materia prima contenida en un cartucho de celulosa desechable.

2. La capacidad aproximada de este equipo es de 500ml de volumen primario con una recirculación de 100ml cada 5 minutos aproximadamente en estado estable.

Nota: La velocidad del reflujo depende directamente de la eficiencia y el tamaño del condensador o refrigerante.

Figura N°8 Aparato Soxhlet Fuente: http://controldecalidad.wordpress.com/

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3. Después de la extracción se procede a realizar la etapa de purificación, que consiste en lavar el extracto obtenido con una solución de acetona, agua y éter de petróleo en partes iguales para remover los componentes grasos en el extracto y dejar solo los componentes solubles en agua (polares). Esta extracción líquido-líquido se realiza 3 veces para asegurar la limpieza de la solución final.

4. Enseguida, se elimina el disolvente con ayuda de un rotavapor al vacío, el licor resultante se seca en una estufa a 100°C durante 24 horas para remover cualquier traza de disolvente.

SEGUNDA ETAPA

Identificación del cromóforo

Tras el último paso viene la etapa de la identificación del cromóforo que consiste en:

1. Tomar una pequeña cantidad (10mg) del extracto y determinar su solubilidad en distintos

disolventes como hexano, acetato de etilo, cloruro de etilo, cloruro de metileno o bien con

mezclas de los mismos y determinar cuál es el que mejor disuelve la mezcla.

2. Se empaca una columna de cromatografía con gel de sílice empleando la mezcla o el

disolvente adecuado. Se coloca la muestra previamente diluida en la parte superior de la

columna y se dosifica pequeñas cantidades del disolvente de tal forma que el empaque de

sílice sirve como filtro y separe componentes presentes en la muestra y se almacenan por

número de cortes.

3. Verificar la naturaleza de cada corte a través del uso de placas de sílice en donde se corre

la muestra en una celda con disolvente y se comparan los cortes, un mismo

desplazamiento significa que los cortes son iguales, pero si difieren en el desplazamiento,

entonces se trata de diferentes compuestos.

Nota: La forma de ver dichos desplazamientos se realiza en una cámara provista de una lámpara de UV visible de alta y baja longitud de onda.

Existen además otros tipos de extracciones, como: la supercrítica que consiste en utilizar pequeñas variaciones de presión o temperatura pasando de una fase líquida a gaseosa instantáneamente, el inconveniente es el uso de temperaturas y presiones muy altas para disolventes como agua o etanol.

1.2 PIGMENTOS SINTÉTICOS

DESARROLLO DE LOS PIGMENTOS SINTÉTICOS

Dos de los primeros pigmentos sintéticos fueron el blanco de plomo (carbonato de plomo, (PbCO3)

y el azul egipcio. El blanco de plomo se produce al combinar plomo con ácido acético, CH3COOH en presencia de dióxido de carbono CO2.

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Las revoluciones industrial y científica propiciaron una gran expansión en la gama de pigmentos sintéticos, que son fabricados o refinados a partir de sustancias naturales, disponibles tanto para fines comerciales como para la expresión artística.

Debido al costo del lapislázuli, se hicieron muchos intentos por encontrar un pigmento azul menos costoso.

El azul de Prusia fue el primer pigmento sintético moderno, descubierto por accidente en 1704. A principios del siglo XIX, a las variedades existentes de azules se habían añadido pigmentos azules sintéticos y metálicos, entre ellos el ultramarino francés, una forma sintética del lapislázuli, y las diversas formas de azul cobalto y cerúleo. A comienzos del siglo XX, con la química orgánica se añadió el azul ftalocianina, un pigmento orgánico sintético con un enorme poder teñidor.

El descubrimiento en 1856 del malva de Perkins, el primer tinte de anilina, sentó las bases para el desarrollo de cientos de tintes y pigmentos sintéticos. Este tinte fue descubierto por un químico de 18 años de edad llamado William Perkin. Su éxito atrajo a una generación de seguidores, ya que jóvenes científicos entraron al campo de la química orgánica para obtener logros semejantes.

Figura N°9 Figura decorativa que contiene el azul lapislázuli. Fuente: http://www.gemselect.com/spanish/gem-info/lapis-lazuli/lapis-lazuli-info.php

Figura N°10 Pigmento malva perkins Fuente: http://labitacoradehumboldt.blogspot.com/2010/11/purpura-de-tiro.html

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Histórica y culturalmente, muchos pigmentos naturales famosos han sido reemplazados por pigmentos sintéticos, aunque han conservado sus nombres históricos. En algunos casos el nombre original ha cambiado su significado, al aplicarse un nombre histórico a un color moderno popular. Por convención, un pigmento contemporáneo que reemplace a un pigmento histórico es indicado llamando al color resultante un tinte, pero los fabricantes no siempre mantienen esta distinción.

Los siguientes ejemplos ilustran la naturaleza cambiante de los nombres de pigmentos históricos:

El amarillo indio alguna vez fue producido recolectando orina de ganado que había sido alimentado únicamente con hojas de mango. Ya que las hojas de mango son nutricionalmente inadecuadas para el ganado, la práctica de obtener amarillo indio terminó por ser declarada inhumana. El tinte moderno de amarillo indio es una mezcla de pigmentos sintéticos.

El azul ultramar, originalmente obtenido de la piedra semipreciosa llamada lapislázuli, ha sido reemplazado por un pigmento sintético moderno más barato producido a partir de silicato de aluminio con impurezas de azufre. Al mismo tiempo, el azul real, otro nombre alguna vez dado a tintes producidos a partir de lapislázuli, ha evolucionado para convertirse en un color mucho más claro y brillante, y generalmente es fabricado mezclando azul ftalocianina y dióxido de titanio, o a partir de tintes azules baratos. Ya que el azul marino sintético es químicamente idéntico al lapislázuli, la designación de tinte no es usada.

Figura N°11 Polvo de pigmento indio Fuente:

http://www.kremer-pigmente.com/es/pigmentos/pigmentos-modernos/pigmentos-organicos/amarillo.html

Figura N°12 Polvo de azul ultramar Fuente: http://www.kremer-pigmente.com/es/pigmentos/pigmentos-modernos/azul-ultramar-oscuro-45010.html

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ESTÁNDARES INDUSTRIALES Y DE MANUFACTURA

Antes del desarrollo de los pigmentos sintéticos y del refinamiento de las técnicas de obtención de pigmentos minerales, la industria era generalmente inconsistente. Con el desarrollo de la industria moderna, los fabricantes y profesionales han cooperado para crear estándares internacionales para identificar, producir, medir y probar los colores.

El sistema de colores de Munsell se convirtió en la base de una serie de modelos de colores, proporcionando métodos objetivos para la medición del color. El sistema Munsell describe un color en tres dimensiones: tinte, valor (luminosidad) y saturación (pureza del color).

A mediados del siglo XX, existían métodos estandarizados para la química de los pigmentos, parte de un movimiento internacional para crear tales estándares en la industria. La Organización Internacional para la Estandarización (ISO, por sus siglas en inglés) desarrolla estándares técnicos para la manufactura de pigmentos y tintes. Los estándares ISO que se relacionan con todos los pigmentos son los siguientes:

ISO-787 Métodos generales de prueba para pigmentos ISO-8780 Métodos de dispersión para valoración de características de dispersión

Otros estándares ISO pertenecen a clases o categorías particulares de pigmentos, basados en su composición química, tales como los pigmentos azul marino, dióxido de titanio, óxidos de hierro y así sucesivamente.

CUESTIONES CIENTÍFICAS Y TÉCNICAS

La selección de un pigmento para una aplicación en particular es determinada por su costo, y por las propiedades y atributos físicos del propio pigmento.

Figura N°13 Diferentes colores de pigmentos sintéticos Fuente: http://pigmentosbajio.blogspot.com/2011/05/bienvenidos-al-blog-pigmentos.html

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Los siguientes son algunos atributos de los pigmentos que determinan su idoneidad para ciertos procesos de manufactura y aplicaciones:

Estabilidad térmica

Toxicidad

Poder teñidor

Resistencia a la exposición a la luz

Dispersión

Opacidad o transparencia

Resistencia a álcalis y ácidos

Reacciones e interacciones entre pigmentos

REPRODUCCIONES

Los pigmentos puros reflejan la luz de una forma muy específica que no puede ser imitada con precisión por los emisores de luz de un monitor de computadora. Sin embargo, al hacer cuidadosas medidas de pigmentos, pueden hacerse aproximaciones.

Además, los pigmentos tienen intrínsecamente complejos espectros reflejantes que cambian radicalmente su color dependiendo del espectro de la fuente luminosa; esta propiedad se conoce como metamerismo. Medidas de muestras de pigmentos sólo darán aproximaciones de su verdadera apariencia bajo una fuente de iluminación específica. Los sistemas de visualización computacionales usan una técnica llamada adaptación cromática para emular la temperatura de color correlacionada de fuentes luminosas, y no puede reproducir perfectamente las intrincadas combinaciones espectrales vistas originalmente.

Figura N°14 Espectro de Absorción de los pigmentos fotosintéticos Fuente: http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_11.htm

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COLORANTE ALIMENTARIO

Los colorantes alimentarios son un tipo de aditivos alimentarios que proporcionan color a los alimentos, suelen causar su efecto colorante en los alimentos ya en pequeñas cantidades. En la actualidad la industria alimentaria emplea los colorantes alimentarios con el objeto de modificar las preferencias del consumidor. El color es uno de los principales atributos para la preferencia de un alimento.

Figura N° 15 Refrescos con colorantes sintéticos Fuente: http://aguasdecauri.blogspot.com/2012/07/que-sucede-cuando-bebes-un-refresco.html

Figura N° 16 Colorantes alimentarios disolviéndose en una fina película de agua. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Colorante_alimentario

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COLORANTES APROBADOS POR LA FDA

Se habla de certificar un color cuando el fabricante selecciona una parte del lote completo de la producción y los envía a la FDA (Food and Drug Administration) que después de hacer pruebas, asigna un número de “bach”. Esto garantiza la calidad de todo el lote del colorante. Este certificado sólo se emite por el fabricante.

PIGMENTO USOS EFECTOS EN LA SALUD AZUL N°1 ó Azul Brillante

Derivado del alquitrán del carbón, que se utiliza como colorante en bebidas, postres de la gelatina, helado, hielo, polvos para bebidas, confitería, productos de la panadería, cereales y pudines.

Puede causar reacciones alérgicas.

Produce tumores malignos en el sitio de la inyección en ratas.

Se encuentra en la lista permanente de aditivos de la FDA.

Verde N° 3 Usado en jalea sabor menta, postres congelados, postres de gelatina, confitería, productos de panadería y cereales.

Produce tumores malignos en el sitio de inyección en ratas.

La Organización Mundial de la Salud lo cataloga como 1A de toxicidad, lo cual indica que es completamente aceptado.

Naranja B Colorante del alquitrán de hulla. Usado para salchichas y salsas.

El aditivo fue limitado no más de 150 ppm de acuerdo al peso del alimento acabado.

En 1978, la FDA dijo que su uso podría resultar en una exposición de los consumidores a la betanaftilamina, un conocido agente cancerígeno. Sin embargo, ha sido listado permanentemente en la FDA.

Rojo 40 ó Rojo Allura. Colorante que sustituyó rápidamente al prohibido rojo N°2.

El más nuevo y último colorante rojo de propósito general usado en alimentos, cosméticos y medicamentos americanos.

Aunque el Rojo 40 fue determinado como un colorante de grado de seguridad permanente por la FDA, después de 1971, debido a pruebas de laboratorio realizadas, el colorante ha sido

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prohibido desde 1973 por ser un cancerígeno potencial.

Amarillo N°6 Usado en bebidas carbonatadas, postres de gelatina, polvos para bebidas, dulces y productos de confitería que no contengan aceites o grasas, productos de panadería, cereales, pudines y tabletas.

Puede causar reacciones alérgicas.

Grado de toxicidad 1A según la OMS.

Colorantes alimentarios naturales

La producción comercial de colorantes alimentarios naturales va en aumento, en parte debido a la preocupación de los consumidores respecto a los colorantes artificiales. Algunos ejemplos son:

Caramelo (E150), elaborado con azúcar caramelizada, usado en productos de cola y también en cosméticos.

Figura N° 17 Polvo de cúrcuma. Fuente: http://biovero.wordpress.com/2010/04/09/la-curcuma/

Figura N° 18 Pigmento de Caramelo. Fuente: http://saludyvidanatural.com/tag/el-caramelo-e150-el-negro-brillante-e155/

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Annato (E160d), un tinte rojo anaranjado obtenido de la semilla de achicote.

Un tinte verde obtenido de algas Chlorella (clorofila, E140).

Cochinilla (E120), un tinte rojo obtenido del insecto Dactylopius coccus, que parasita las hojas del nopal o tunera.

Figura N° 19 Pigmento Annato en grano. Fuente: http://ateaysublevada.over-blog.es/article-un-regalo-para-el-mundo-el-annato-73726471.html

Figura N° 20 Extracto de clorofila obtenido de plantas Fuente: http://www.unmundodebrotes.com/tag/clorofila/

Figura N° 21 Extracto líquido y polvo de cochinilla que es un insecto del cual se deriva este tinte. Fuente: http://www.7735.com/es/sale/lacaico-%C3%A1cido-y-la-cochinilla-d%C3%ADa-natural-eb609

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Betanina extraída de la remolacha.

Cúrcuma (curcuminoides, E100).

Azafrán (carotenoides, E160a).

Figura N° 22 Extracto Remolacha y su zumo. Fuente: http://blog.casapia.com/?p=6028

Figura N° 23 Polvo de cúrcuma Fuente: http://www.buenasalud.net/tag/curcuma#

Figura N° 24 Hilos de Azafrán Fuente: http://lujovip.com/tag/azafran/

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Pimentón (E160c).

Zumo de saúco.

Pandano es un colorante verde obtenido de una planta tropical (Pandanus amaryllifolius).

Conchita azul obtenida de la flor de la planta Clitoria ternatea.

Figura N° 25 Producto seco obtenido de la molienda de los frutos maduros y limpios del pimiento

Fuente: http://www.salomonsl.com/productos_categoria.aspx?nom=Piment%C3%B3n%20Dulce%20Extra&frmid=19&idsubcat=94&idprod=179

Figura N° 26 Extracto de sauco

Fuente: http://www.cookinamos.com/recetas/bebidas/638/zumo-de-sauco-negro.html

Figura N° 27 Flor de Clitoria ternatea del cual se obtiene el tinte.

Fuente: http://naturaoxalis.blogspot.com/2011/11/conchita-azul.html

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Para asegurar la reproducibilidad, los componentes colorantes de estas sustancias se suelen suministrar en formas altamente purificadas, y para mayor estabilidad y comodidad, pueden formularse con excipientes adecuados (sólidos y líquidos). El hexano, la acetona y otros solventes rompen las paredes celulares de las frutas y verduras, permitiendo la máxima extracción del colorante. Con frecuencia quedan residuos de ellos en el producto final, pero no necesitan ser declarados.

Críticas y riesgos para la salud

Hechos señalan que el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) y los colorantes alimentarios, especialmente los conservantes sintéticos y los colorantes artificiales son agravantes de los síntomas del TDAH, tanto en los afectados del trastorno como en la población general. Los estudios más antiguos probablemente resultasen no concluyentes debido a métodos clínicos inadecuados para medir el comportamiento alterado. Varios estudios importantes muestran que el rendimiento académico se incrementó y los problemas de comportamiento decrecieron en grandes poblaciones de estudiantes no afectados por TDAH cuando los aditivos artificiales, incluyendo los colorantes, fueron eliminados de las dietas de las escuelas.

La Tartrazina

Es un colorante artificial ampliamente utilizado en la industria alimentaria. Pertenece a la familia de los colorantes azoicos (los que contienen el grupo azo −N=N−). Se presenta en forma de polvo y es soluble en agua; haciéndose de color más amarillo cuanto más disuelta esté. Es incompatible con la lactosa y con el ácido ascórbico.

La tartrazina aumenta su potencial comercial porque además de los tonos amarillos-anaranjados, al ser mezclada con otros colorantes como el azul brillante (E133) o el verde S (E142) se obtienen diversas tonalidades verduscas.

Figura N° 28 Polvo de pigmento tartrazina Fuente: http://www.salomonsl.com/en/productos_categoria.aspx?nom=Food%20Coloring&frmid=23&idsubcat=117&idprod=218

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El colorante en polvo y diluido.

Algunas personas son sensibles a la tartrazina y pueden presentar reacciones alérgicas y, aunque la susceptibilidad a presentar reacciones alérgicas es baja (1 de cada 10.000), aumenta entre las personas hipersensibles a la aspirina (el 10% de ellas son alérgicas a la tartracina).

La tartrazina está relacionada con un gran porcentaje de los casos de síndrome de ADHD (hiperactividad) en los niños, cuando ha sido utilizada en combinación con los benzoatos (E210-215). Sin embargo, estos estudios no han sido confirmados, y están severamente cuestionados. Así mismo, las personas asmáticas también pueden experimentar síntomas tras el consumo de este aditivo, ya que se sabe actúa como un agente liberador de histamina.

Los colorantes azoicos se han cuestionado reiteradamente, debido a que muchos colorantes de esta familia (no los autorizados para uso alimentario) han demostrado ser cancerígenos. Una diferencia fundamental es que los colorantes cancerígenos son poco polares, solubles en grasas, y atraviesan con cierta facilidad la barrera intestinal, incorporándose al organismo. En cambio, los colorantes autorizados, que son muy polares y solubles en agua, no se absorben.

Aunque la tartracina es un colorante autorizado, el consumo excesivo de golosinas coloreadas con tartrazina por niños es un tema que merece toda la atención de los padres.

Desde que en 1959 se presentó por primera vez un cuadro de urticaria debida a la tartrazina se han relatado más casos de urticaria, lesiones purpúricas, anafilaxia debidos a este y otros colorantes azoicos.

Si bien, se estableció que muchos de estos pacientes son aquellos que reaccionan alérgicamente por la utilización de aspirina (mientras ingieren tartrazina) el nivel de prevalencia de la urticaria por tartrazina se estima entre el 5 y el 10% de los pacientes.

Figura N° 29 Helados Pali deli contienen el colorante tartrazina. Fuente: http://heladospalideli.com/ver_producto.asp?clc=220&id=1079

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Empleos alimenticios

La tartrazina es empleada en bebidas, purés instantáneos, patatas fritas, repostería, sopas instantáneas, helados, caramelos, chicles, mermeladas, yogur, gelatinas y muchos otros productos a base de glicerina, limón y miel.

Eritrosina

Es un colorante cuya fórmula química es C20H8I4O5. Una característica peculiar de este colorante es la de incluir en su molécula 4 átomos de yodo, lo que hace que este elemento represente más de la mitad de su peso total.

Es el colorante más popular en los postres lácteos con aroma de fresa. También se utiliza en yogures aromatizados, en mermeladas, en caramelos, derivados cárnicos, patés de atún o de salmón. Aunque se le ha acusado, sin pruebas, de ser un compuesto cancerígeno, el principal riesgo sanitario de su utilización es su acción sobre la tiroides, debido a su alto contenido en yodo. Aunque en su forma original se absorbe muy poco, no se conoce bien hasta qué punto el metabolismo de las bacterias intestinales puede producir su descomposición, originando substancias más sencillas, o yodo libre, que sean más fácilmente absorbibles. En esta línea se va tendiendo a limitar algunas de sus aplicaciones, especialmente las dirigidas al público infantil.

Cochinilla

Se obtiene de insectos y por tanto no es vegano ni vegetariano. También se sabe que provoca reacciones alérgicas graves, incluso potencialmente fatales, en casos raros.

* Tiene forma de grano rojizo-negro cubierto por un polvo blanco. Para su desarrollo estos insectos son colocados en las pencas en paños que se sujetan a los picos de las hojas de las tuneras. Cuando han alcanzado su desarrollo (unos 8 milímetros), se recogen con un cepillo y se colocan al sol o se secan en hornos. El producto final se utiliza para teñir tejidos de grana y carmín.

* El color varía entre el gris y el negro cuando se ha eliminado la capa de cera blanca que los recubre.

Extracción

El colorante se forma en realidad al unirse la sustancia extraída de los insectos, que por sí misma no tiene color, con el aluminio, o el calcio y para algunas aplicaciones (bebidas especialmente) con el amoníaco.

Utilización

Este colorante es utilizado como aditivo en alimentos, medicamentos y cosméticos. Posee la clasificación FD&C (Food Drugs & Cosmetic Dyes) de la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) de los Estados Unidos y está incluido en la lista de aditivos de la Comunidad Económica

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Europea (actual Unión Europea) bajo los parámetros de toxicidad permitida, Ingesta Diaria Admitida (IDA).

Es probablemente el colorante con mejores características tecnológicas de entre los naturales, pero se utiliza cada vez menos debido a su alto precio.

Este colorante es un sustituto adecuado para los colorantes artificiales como el rojo 40 pero por ser de origen animal es caro comparado con los sintéticos.

Uso en Biología Molecular

El ácido carmínico se utiliza mezclado con ácido acético (0.1% Rojo Ponceau, 5% ácido acético) para visualizar proteínas sobre membranas de nitrocelulosa. Es un colorante muy usado, ya que luego puede decolorarse con facilidad con ácido acético y metanol, así las proteínas pueden ser visualizadas posteriormente con un anticuerpo (Western blot).

Reacciones alérgicas al ácido carmínico

Como colorante alimentario, se sabe que puede generar ciertas reacciones alérgicas y anafilaxia a ciertas personas.

Los alimentos que poseen este colorante pueden ser un problema para ciertos grupos de la población humana que siguen dietas, no sólo para aquellas personas que tienen alergia al carmín.

Azul de Coomassie

Es un colorante derivado del trifenilmetano. Originalmente se utilizó en la industria textil, pero actualmente es muy empleado en bioquímica para teñir geles de electroforesis y en la cuantificación de proteína por el método de Bradford. No se sabe a ciencia cierta cuál es el mecanismo de adhesión a las proteínas de este colorante, pero se especula que se puede unir al grupo amino.

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CAPÍTULO II

LOS CAROTENOIDES

2.1 GENERALIDADES

Los carotenoides son pigmentos orgánicos del grupo de los isoprenoides que se encuentran de forma natural en plantas y otros organismos fotosintéticos como algas, algunas clases de hongos y bacterias. Se conoce la existencia de más de 700 compuestos pertenecientes a este grupo.

Los de carbono, aunque no todos los carotenoides se ajustan estrictamente a esta regla. Estos átomos de carbono se encuentran ordenados formando cadenas poliénicas conjugadas en ocasiones terminadas en anillos de carbono. A los carotenoides que contienen átomos de oxígeno se les conoce más específicamente como xantofilas. Los restantes constituyen el grupo de los llamados carotenos.

Su color, que varía desde amarillo pálido, pasando por anaranjado, hasta rojo oscuro, se encuentra directamente relacionado con su estructura: los enlaces dobles carbono-carbono interactúan entre sí en un proceso llamado conjugación. Mientras el número de enlaces dobles conjugados aumenta, la longitud de onda de la luz absorbida también lo hace, dando al compuesto una apariencia más rojiza. Existen también carotenoides de color verde (α-Caroteno), amarillo (ß-caroteno), y anaranjado (neurosporaxantina).

En organismos fotosintéticos los carotenoides desempeñan un papel vital en los centros de reacción, ya sea participando en el proceso de transferencia de energía, o protegiendo el centro de reacción contra la autooxidación. En los organismos no fotosintéticos, los carotenoides han sido vinculados a los mecanismos de prevención de la oxidación.

Los animales son incapaces de sintetizar carotenoides y deben obtenerlos a través de su dieta, siendo estos compuestos importantes por su función biológica como pro-vitamina A.

Como ejemplo de estos compuestos en la naturaleza, podemos citar al carotenoide mejor conocido, el que da al grupo su nombre, el caroteno, encontrado en zanahorias y responsable de su color anaranjado brillante. El color rosado del salmón, y la coloración roja de las langostas, también son producidos por carotenoides.

Entre las aplicaciones más importantes de los carotenoides podemos mencionar su uso como pigmentos naturales, así como su papel como complemento alimenticio.

La estructura patrón de 40 carbonos se denomina "caroteno".

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2.2 ESTRUCTURA Y CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

Químicamente las antocianinas son glicósidos de las antocianidinas, es decir, están constituidas

por una molécula de antocianidina, que es la aglicona, a la que se le une un azúcar por medio de

un enlace glucosídico. La estructura química básica de estas agliconas es el ion flavilio, también

llamado 2-fenil-benzopirilio que consta de dos grupos aromáticos: un benzopirilio y un anillo

fenólico; el flavilio normalmente funciona como un catión.

Las agliconas libres raramente existen en los alimentos, excepto posiblemente como componentes traza de las reacciones de degradación. De todas las antocianidinas que actualmente se conocen (aproximadamente 20), las más importantes son la pelargonidina, la delfinidina, la cianidina, lapetunidina, la peonidina y la malvidina, nombres que derivan de la fuente vegetal de donde se aislaron por primera vez; la combinación de éstas con los diferentes azúcares genera aproximadamente 150 antocianinas. Los hidratos de carbono que comúnmente se encuentran son la glucosa y la ramnosa, seguidos de la galactosa, la xilosa y la arabinosa y, ocasionalmente, la gentiobiosa, la rutinosa y la soforosa. Como se muestra en la siguiente tabla, el grupo fenilo en la posición 2 puede llevar diferentes sustituyentes.

Figura N° 30. Estructuras químicas de α -β -γ -caroteno, b -criptoxantina, licopeno, luteina y zeaxantina Fuente: http://www.e-coralia.com/panel/showthread.php?20500-color-del-coral

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Figura N° 31 Antocinidinas

Fuente: http://spanish.alibaba.com/product-gs/bilberry-extract-463110476.html

Figura N° 32 Propiedades Físicas y Químicas Importantes de los Carotenoides. Fuente: http://www.inta.cl/latinfoods/TEXTO%20FINAL%20COMPLETO%20CON%20TAPAS%20.pdf

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2.3 CAROTENOIDES EN LOS ALIMENTOS

Los carotenoides son los responsables de la gran mayoría de los colores amarillos, anaranjados o

rojos presentes en los alimentos vegetales, y también de los colores anaranjados de varios

alimentos animales. En los vegetales verdes se encuentran en los cloroplastos, formando parte del

sistema de biosíntesis a partir de la energía de la luz, pero son mucho más abundantes, y visibles,

coloreando algunas raíces, frutas y flores. De los carotenoides conocidos, solamente alrededor del

10% tienen valor como vitamina A. Además del β caroteno, los más importantes entre ellos son

el α caroteno y la β criptoxantina. La condición fundamental para que tengan actividad vitamínica

es que tengan cerrado y sin oxidar al menos uno de los anillos de los extremos de la estructura.

Consecuentemente, varios de los carotenoides más comunes, como el licopeno, zeaxantina y

luteína no tienen valor como vitamina A, aunque son muy importantes como pigmentos, y pueden

tener también actividad como antioxidantes. En general, las xantofilas producen color amarillo,

mientras que los carotenoides son anaranjados o rojizos. Los carotenoides pueden desempeñar un

papel como antioxidantes en la protección del organismo frente a los radicales libres, aunque esta

cuestión está todavía en discusión. La presencia de gran número de dobles enlaces hace a los

carotenoides muy sensibles a la oxidación, especialmente en reacciones de foto-oxidación con el

oxígeno singlete. También se oxidan en presencia de lipoxigenasas, pero no de forma directa, sino

por reacción con los hidroperóxidos. Las reacciones de oxidación dan lugar en todos los casos a la

pérdida de color. Generalmente, existe una gran dependencia entre la velocidad de oxidación y el

ambiente en el que se encuentran. Dentro de los alimentos, los carotenoides son mucho más

resistentes a la oxidación que en materiales pulverizados, secos o en extractos. También pueden

alterarse por isomerización. Salvo excepciones, como en algunas algas, los carotenoides naturales

se encuentran siempre con todos los dobles enlaces en forma trans. Aunque en principio la

configuración trans de los dobles sería la más estable, las repulsiones que inducen los grupos

metilos laterales hacen que algunos de los dobles enlaces puedan pasar a la configuración cis. Esta

isomerización puede producirse por calentamiento, exposición a la luz o de forma espontánea en

ciertos disolventes o en presencia de superficies activas.

2.4 OBTENCIÓN

En la actualidad, una alta proporción de carotenoides se obtienen sintéticamente, ya que resulta

económico; sin embargo, cada vez se emplean más los de origen natural. Debido a que los

carotenoides son solubles en lípidos o en solventes; éter de petróleo se obtienen por métodos de

extracción; casi todos son estables a los álcalis, por lo que pueden purificarse por saponificación,

para liberar la fracción pigmentante de otras fracciones de proteínas o carbohidratos.

Se han aislado y purificado cerca de 600 carotenoides; entre los principales están fucoxa (algas),

luteína (cempasúchil), violaxantina y neoxantina (hojas verdes) 3-caroteno (zeaxantina) (maíz),

licopeno (tomate), capsantina (pimiento), criptoxantina (naranja y maíz), (achiote), astaxantina

(crustáceos). En la actualidad, entre los carotenoides de uso comercial están principalmente los α y

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β caroteno, licopeno, luteína, zeaxantina, astaxantina, cantaxantina y bixina. La astaxantina se

obtiene de residuos de crustáceos; mientras que varios carotenos se extraen por medio de

solventes, a partir del Terminalia catappa.

La producción de pigmentos por vía microbiana es una tecnología promisoria. Se ha ensayado la

producción a través de una gran diversidad de cepas de hongos, levaduras y bacterias. Algunas

levaduras y hongos se reportan como productores de carotenoides, entre ellos Rhodotorula flava,

R. gracilis y R. sannieli producen β-caroteno, pero con bajos rendimientos, bacterias son más

prometedoras como fuentes de carotenoides, como es el caso de algunas cepas C. flavobacterium.

Los carotenoides metoxilados son particulares de ciertas bacterias fotosintéticas como

Athiorhodaceae y Thiorhodaceae spp. Por medio de flavobacterias marinas se ha producido un

pigmento similar a zeaxantina en altas concentraciones.

El campo de la biotecnología también ofrece la posibilidad de aumentar el rendimiento en la

producción de pigmentos por vía microbiana, a través de técnicas de ADN recombinante. Sin

embargo, existen problemas técnicos por resolver para aplicar esta tecnología, tales como la

separación de los pigmentos de las membranas celulares y su cosecha de forma eficiente en el

medio de cultivo.

Los procesos de producción industrial de carotenoides por síntesis química se basan en la

obtención de β-ionona por síntesis total de acetona y acetileno vía dehidrolinalol o por síntesis

parcial de β-pineno vía citrato.

Los carotenoides se utilizan ampliamente en acuacultura para pigmentar salmones, truchas,

langostas y camarones, entre otros organismos.

Figura N° 33 Salmón en donde mediante pantoneras se elige su tono. Fuente: http://www.publico.es/ciencias/58801/para-el-gusto-los-colores

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ESTABILIDAD

La estabilidad de las antocianinas está determinada por el grado de oxidación, la temperatura,

la fuerza iónica, la acidez y la interacción con otros radicales y moléculas complejas.

El científico alemán Richard Willstätter fue el primero en describir el cambio de color de las antocianinas, moléculas en las que se produce el efecto batocrómico, que consiste en que al cambiar la acidez, es decir el pH, se pasa del rojo anaranjado en condiciones ácidas, como el de la pelargonidina, al rojo intenso-violeta de la cianidina en condiciones neutras, y al rojo púrpura-azul de la delfinidina, en condiciones alcalinas. El pH tiene efecto en la estructura y la estabilidad de las antocianinas. La acidez tiene un efecto protector sobre la molécula. Los efectos degradativos del oxígeno y de la presencia de ácido ascórbico sobre la estabilidad de las antocianinas están relacionados entre sí. Las condiciones que favorecen la oxidación aeróbica del ácido ascórbico en el jugo de fresa y en sistemas modelo que contenían pelargonidina 3-glucósido proveniente de la fresa causaban grandes pérdidas de antocianinas, pero cuando el oxígeno era excluido del sistema no se observaba deterioro del color. De igual manera, se ha informado que existe un efecto sinérgico entre el ácido ascórbico y el oxígeno sobre la degradación de la pelargonidina 3-glucósido en solución.

2.5 ESTABILIDAD DE LOS CAROTENOIDES

Los carotenoides son pigmentos estables en su ambiente natural, pero cuando los alimentos se calientan, o cuando son extraídos en disolución en aceites o en disolventes orgánicos, se vuelven mucho más lábiles. Así, se ha comprobado que los procesos de oxidación son más acusados cuando se pierde la integridad celular, de forma que en alimentos vegetales triturados, la pérdida de compartimentación celular pone en contacto sustancias que pueden modificar estructuralmente, e incluso destruir los pigmentos. No todos los tipos de cocinado afectan en la misma medida a los carotenoides, de forma que la pérdida de estos pigmentos aumenta en el siguiente orden: cocinado con microondas, cocinado al vapor, hervido, salteado, etc.

Los carotenoides, excepto algunos, son insolubles en agua y por lo tanto las pérdidas por lixiviación durante el lavado y procesamiento de frutos son mínimas. Otros tratamientos

Figura N° 34 Proceso de coloración del tomate Fuente: https://es.123rf.com/photo_8835593_tomates-cherry-maduras-y-inmaduras-aislados-en-blanco.html

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empleados en las industrias alimentarias, como por ejemplo el tratamiento a alta presión, no afectan significativamente a los niveles de carotenoides en diversos productos vegetales. El escaldado industrial de los alimentos puede producir pérdidas de carotenoides, si bien la inactivación enzimática que produce previene pérdidas posteriores durante el procesado y almacenamiento. En cambio, la congelación, la adición de antioxidantes y la exclusión del oxígeno (vacío, envases impermeables al oxígeno, atmósfera inerte) disminuyen las pérdidas durante el procesado y almacenamiento de los alimentos.

La destrucción de estos pigmentos reduce el valor nutritivo de los alimentos e induce una decoloración y una pérdida de sus características organolépticas. El grado de decoloración va a depender fundamentalmente de la presencia de agentes oxidantes en el medio (sobre todo oxígeno molecular) y de que se comunique energía suficiente para que la reacción de degradación tenga lugar. La energía se aporta en forma de luz o calor. La reacción de decoloración supone la pérdida de conjugación de la molécula y, en principio, no tiene por qué implicar la rotura del esqueleto hidrocarbonado, por lo que cualquier factor capaz de interrumpir la deslocalización electrónica existente, podría producir pérdida de color. Si las condiciones oxidantes son débiles y la energía suministrada no es suficiente, se vuelve a restaurar el orbital molecular con la posibilidad de que la estructura adopte la configuración cis o trans, en función de que haya habido rotación en el enlace. Si las condiciones son muy severas, el grado de degradación progresa, fragmentándose entonces el pigmento.

Estos estudios de estabilidad, sin embargo, son más complejos en los alimentos, debido a sus diferencias estructurales y de composición, diferentes tipos de procesados industriales, etc.

2.6 EFECTO DE OXIDACIÓN

La degradación de los carotenoides se debe fundamentalmente a reacciones de oxidación, ya sean no enzimáticas o debidas a enzimas como las lipoxigenasas, y se presenta generalmente durante el secado de frutas y vegetales.

Figura N° 35 Diferentes colores del pimiento Fuente: http://es.123rf.com/photo_816756_tres-colores-diferentes-pimiento-aisladas-sobre-fondo-blanco.html

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Los primeros datos que existen sobre oxidación de carotenoides son los de Cole y Kapur, quienes conjugan los variables oxígeno y temperatura en la degradación del licopeno. La interacción de los carotenoides con algunos constituyentes de los alimentos ejerce un efecto protector contra dichas reacciones, de tal forma que se oxidan más rápidamente cuando se extraen del fruto o se purifican. Es decir, la intensidad de la oxidación de los carotenoides depende de si el pigmento se encuentra in vivo o in vitro y de las condiciones ambientales. Por ejemplo el licopeno, pigmento responsable de la coloración de los tomates, es muy estable en ese fruto, pero extraído y purificado es muy lábil. Al igual que con los lípidos, la oxidación de los carotenoides se acelera por la temperatura, la presencia de metales, luz y enzimas y se reduce por la adición de antioxidantes.

Los alimentos que contienen antioxidantes, como tocoferoles o vitamina C, conservan mejor los carotenoides y por tanto, su color.

En los alimentos procesados, el mecanismo de oxidación es complejo y depende de muchos factores. Los pigmentos pueden autooxidarse por reacción con oxígeno atmosférico a velocidades que dependen de la luz, el calor y la presencia de pro- y antioxidantes. El mecanismo de oxidación de los carotenoides, a diferencia del de los lípidos, no está totalmente claro. Al parecer estos procesos oxidativos implican reacciones de epoxidación, formación de apocarotenoides (carotenoides de menos de 40 átomos de carbono) e hidroxilación, obteniéndose finalmente compuestos de bajo peso molecular similares a los que aparecen como consecuencia de la oxidación de ácidos grasos. Debido a estos procesos, los carotenoides, tras perder su color y sus propiedades beneficiosas para la salud, dan lugar a compuestos aromáticos que en algunos casos son agradables (té, vino) y en otros no (zanahoria deshidratada).

Figura N° 36 Proceso de oxidación Fuente: http://productosnaturalese.blogspot.com/2010/01/informacion.html

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En los últimos años se han realizado una serie de estudios que confirman que la encapsulación de carotenoides los hacen más manejables y estables frente a la oxidación. Los carotenoides pueden actuar como pro- o antioxidantes dependiendo del potencial redox de la molécula y del entorno, entre otros factores. La propia inestabilidad de los carotenoides en procesos oxidativos se corresponde con una alta protección para otros compuestos frente a agentes oxidantes. Los carotenoides que contienen 9 o más dobles enlaces conjugados pueden inactivar ciertas formas reactivas de oxígeno, como el oxígeno singlete. En este sentido, el β-caroteno posee como característica importante, que lo diferencia del resto de antioxidantes solubles en grasas (como la vitamina E), la de ser más efectivo a bajas presiones de oxígeno.

2.7 EFECTO DE LA COMPOSICIÓN LIPÍDICA

Los carotenoides pueden sufrir oxidación acoplada en presencia de lípidos a velocidades que dependen del sistema. El efecto de la composición lipídica ha sido objeto de varios estudios, sobre todo en productos derivados del pimiento rojo, donde se ha demostrado que el cambio del perfil lipídico de un medio poliinsaturado a otro monoinsaturado mejora la estabilidad de los carotenoides.

Figura N° 37 Oxidación de la manzana Fuente: http://www.sabercurioso.es/2007/12/07/por-que-oscurece-manzana-cortada/

Figura N° 38 Oxidación lipídica de la carne Fuente: http://lizcarnicos.blogspot.com/

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2.8 EFECTO DE LA ESTRUCTURA

Las diferencias de estabilidad entre los distintos carotenoides están influenciadas por su estructura individual. La reactividad de estos pigmentos en reacciones de captación de radicales, en general, disminuye al reducir el número de dobles enlaces coplanares y debido a la presencia de grupos hidroxilos y carbonilos.

La reactividad, por tanto, disminuye de los carotenos a los hidroxicarotenoides y de estos a los cetocarotenoides. El licopeno es el mejor captador de radicales libres, debido a sus 11 dobles enlaces conjugados. En el caso del β -caroteno, dos de sus dobles enlaces conjugados no son coplanares con la cadena poliénica, de ahí que presente una menor reactividad que el licopeno.

La configuración geométrica de los carotenoides implica también diferencias en cuanto a estabilidad de los mismos. En un sistema modelo acuoso el todo-trans-β -caroteno es ligeramente más sensible al ozono que el 9-cis-β -caroteno, sin embargo, en presencia de oxígeno, éste último isómero es bastante menos sensible a la oxidación. Por otro lado, la estabilidad de los dos isómeros anteriormente citados no difiere significativamente en un medio lipídico en caliente.

Figura N° 39 Estructura del licopeno y B-caroteno Fuente: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301462208002718

Figura N° 40: Contenido de licopeno en varios alimentos Fuente: http://www.scielosp.org/scielo.php?pid=S0036-36342010000300010&script=sci_arttext

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2.9 EFECTO DE LA TEMPERATURA

La influencia de la temperatura en la estabilidad de los pigmentos es clara; tanto para reacciones anhidras como hidratadas, siempre actúa como acelerador de la reacción de degradación. Por lo general, los carotenos con mayor actividad biológica son aquellos que tienen todos sus dobles enlaces en forma del isómero trans, que se transforman parcialmente en la forma cis durante tratamientos térmicos en ausencia de oxígeno; esta reacción de isomerización se puede efectuar durante el proceso de esterilización de productos enlatados, con lo que se pierde parte del poder vitamínico de los carotenos.

Debido a su importancia nutricional como fuente de carotenos, muchos de los estudios de estabilidad de estos compuestos se han realizado en zanahorias y productos derivados. En algunos de estos estudios se han evaluado el impacto del escaldado, empleado para inactivar la lipoxigenasa, en el contenido de los carotenoides. El escaldado (previo a la obtención de pulpa o zumo) en agua hirviendo y en una solución de ácido acético hirviendo durante 5 minutos, produce una retención de estos compuestos del 35,4% y el 31,7% en la pulpa, respectivamente, con respecto al contenido de estos pigmentos en las zanahorias frescas, mientras que en la pulpa no escaldada, la retención es sólo del 18%.

En cuanto a los zumos, tanto escaldados como frescos, una vez obtenidos se calentaron a 82°C antes de ser transferidos a latas de metal, siendo sometidos a continuación a distintos tratamientos: esterilización a 115,6°C durante 25 minutos, esterilización a 121,1°C durante 10 minutos, concentración en rotavapor a 40-50°C y liofilización. Se comprobó que dentro de cada grupo de zumos, el escaldado reducía la retención de carotenos. Exceptuando el zumo fresco, los zumos no escaldados tratados a 115,6°C y los zumos no escaldados concentrados, fueron los que retuvieron un mayor porcentaje de los carotenos (51,3 y 51,2%, respectivamente).

Howard et al. estudiaron el efecto de diferentes temperaturas y tiempos de esterilización (118,3°C

durante 34,2 min, 121,1°C durante 29,2 min y 123,9°C durante 27°C) en el contenido total de

carotenoides de zanahorias, comprobando que no difería mucho en función de los distintos

métodos de esterilización.

El efecto de diferentes formas de cocinar zanahorias en los niveles de α - y β -caroteno ha sido

evaluado recientemente, comprobándose que a menor tiempo y temperatura de cocinado y

contacto con agua, mayor es la retención de carotenoides. De entre las distintas formas de

Figura N° 41 Decoloración del camarón. Fuente: http://diario-de-alas97.blogspot.com/2012/04/camarones-ciegos-efecto-de-deepwater.html

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cocinado evaluadas (al vapor, cocidas a presión, trituradas, etc), la cocción de las zanahorias en

agua y sin presión resultó ser la que producía una mayor retención de los carotenoides.

Por su parte, Sulaeman et al. estudiaron los cambios en el contenido de carotenoides en

zanahorias escaldadas y posteriormente fritas en diferentes aceites (canola, palma y soja

parcialmente hidrogenada) y a diferentes temperaturas (165, 175 y 185°C), comprobando que, los

niveles de carotenoides diferían significativamente en función de la temperatura pero no en

función del aceite empleado para una misma temperatura.

En cuanto al efecto de la pasteurización (90°C, 30 s) en zumos de naranja de la diversidad Valencia, se ha comprobado que la variación en el contenido total de carotenoides es significativa. Los cambios cualitativos en el perfil de carotenoides fueron notorios, de forma que los niveles de los carotenoides 5,6-epóxido cis-violaxantina y anteraxantina, pigmentos mayoritarios en el zumo fresco, descendieron como consecuencia del tratamiento térmico, siendo los carotenoides más importantes en términos cuantitativos en el zumo procesado luteína y zeaxantina. En los carotenoides provitamínicos, β -criptoxantina y α -y β -caroteno, no se observaron pérdidas significativas.

Figura N° 42 Decoloración de las frutas debido al calor Fuente: http://nuryabissa.blogspot.com/2011/01/esto-sera-fue-es-un-experimento.html

Figura N° 43 Jugo de naranja sometido a pasteurización Fuente: http://industrias-alimentarias.blogspot.com/2009/11/tratamientos-alternativos-al-calor-para.html

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2. 10 EFECTO DE LA LUZ

La acción intensa de la luz sobre los carotenos induce su ruptura con la consiguiente formación de

compuestos incoloros de bajo peso molecular. Estas reacciones tienen mucha importancia en la

industria alimentaria ya que los carotenos pierden, además de su función biológica de provitamina

A, su color característico. Existen investigaciones en las que se estudia la relación existente entre

la pérdida de pigmentos, la exposición a la luz y la presencia de ácidos grasos, encontrándose que

la insaturación de los ácidos grasos protege en estas condiciones a los pigmentos.

2.11 EFECTO DEL pH

Aunque los carotenoides extraídos o no son relativamente resistentes a valores de pH extremos,

los ácidos y álcalis pueden provocar isomerizaciones cis/trans de ciertos dobles enlaces,

reagrupamientos y desesterificaciones, lo cual debe ser tenido en cuenta a la hora de manipularlos

en laboratorio con fines analíticos. Así, por ejemplo, algunas xantofilas como fucoxantina y

astaxantina, son excepcionalmente lábiles al medio alcalino, de ahí que a la hora de analizar

fuentes naturales de estos carotenoides se recomiende no saponificar el extracto de pigmentos.

No obstante, volviendo a la estabilidad de los carotenoides en los alimentos, hay que tener en

cuenta que los epoxicarotenoides son muy inestables en medio ácido, lo cual tiene una gran

importancia debido a la acidez inherente de algunos alimentos en particular. Este hecho es

conocido tanto en la elaboración de zumos como en vegetales fermentados, donde las

condiciones ácidas del proceso promueven algunas conversiones espontáneas de los grupos 5,6 y

5",6"-epóxidos a 5,8 y 5",8"-furanoides (Figura 44).

En un reciente estudio se ha sugerido que el importante cambio en el perfil de carotenoides del

mango como consecuencia del procesado, puede ser debido a estas reacciones. En este estudio se

observó que mientras que en la fruta fresca el principal carotenoide era violaxantina, en el

producto procesado como zumo dicho carotenoide no se detectaba, aunque sí era apreciable la

cantidad de auroxantina, no presente en la fruta fresca. Este hecho podría explicarse como

consecuencia de la conversión de los grupos 5,6-epóxido de la violaxantina en 5,8-furanoides de la

auroxantina, posiblemente debido a la liberación de ácidos orgánicos del mango durante el

procesado industrial.

Figura N° 44 Conversión de carotenoides 5,6-epóxidos en 5,8-furanoides Fuente: http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S0004-06222004000200011&script=sci_arttext

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Estas isomerizaciones también se han descrito en los procesos fermentativos que tienen lugar en el procesado de las aceitunas.

2.12 EFECTO DEL ALMACENAMIENTO

Por otro lado, el efecto del almacenamiento sobre los carotenoides va a depender, indudablemente, de las condiciones en las que se lleve a cabo.

Entre las diversas formas de alimentos procesados, los productos secos o deshidratados se consideran con más posibilidades de sufrir degradación de carotenoides durante el almacenamiento debido al aumento en el área superficial y porosidad, esta última se asocia con los alimentos liofilizados. La presencia de dobles enlaces conjugados en los carotenoides no solamente determinan las propiedades de absorción de la luz en la fotosíntesis de las plantas sino que también su papel como fotoprotectores. La mayoría de las extracciones, se realizan en ausencia de la luz y el almacenamiento de los extractos se da en presencia de nitrógeno, o se hace la adición de un agente antioxidante con el fin de impedir todo tipo de alteraciones haciendo complicada tanto su extracción como su almacenamiento. Las antocianinas también presentan ciertos inconvenientes por lo que son relativamente inestables y fácilmente oxidables. Estas son sensibles a muchos factores, además del pH, que pueden afectar su color y estabilidad como la temperatura y la radiación UV.

Figura N° 45 Almacenamiento de los alimentos Fuente: http://interletras.com/manualCCI/Conservac_empaque_transp/transpack01.htm

Adriana Morales López Página 44

2. 13 LOS CAROTENOIDES EN LA SALUD HUMANA

Los carotenoides, como clase de pigmentos liposolubles presentes en distintos organismos, fueron

conocidos como entidad química 100 años antes de que Karrer preparara, en 1931, el primer

concentrado de vitamina A, a partir de fuentes naturales.

Los carotenoides están presentes en el organismo humano, tanto en sangre como en tejidos. El hombre no los puede sintetizar aunque sí puede transformar algunos de ellos, al menos parcialmente. Los carotenoides presentes en el organismo se obtienen mediante la dieta, fundamentalmente a partir de frutas y hortalizas, en pequeña proporción a partir de fuentes animales y a través de los aditivos alimentarios. Desde el punto de vista nutricional y fisiológico, el interés de los carotenoides se ha debido a su actividad provitamínica-A (aproximadamente el 10% de los más de 600 identificados en la naturaleza). En las últimas décadas, el hallazgo de otras actividades biológicas, y la relación con la incidencia de ciertas enfermedades (cáncer, cardiovasculares, cataratas, maculopatía senil, etc.) ha aumentado el interés por estos compuestos. La caracterización y cuantificación del mayor número de carotenoides, en el organismo humano y en alimentos es esencial para una mejor interpretación de los estudios epidemiológicos que relacionan dieta y salud. Sin embargo, no hay que olvidar que esta asociación es muy compleja dado el origen multifactorial de estas enfermedades. La dieta es sólo uno de los potenciales factores implicados y los individuos no presentan un mismo riesgo frente al desarrollo de las enfermedades crónicas o degenerativas. No obstante, el potencial efecto beneficioso sobre la salud de un aporte elevado de carotenoides específicos junto con las posibilidades de las prácticas agrícolas (ej. Eligiendo variedades), biotecnológicas (ej. alimentos transgénicos) y de tecnología alimentaria (ej. desarrollo de alimentos funcionales) hacen que el estudio de los carotenoides y su posible impacto sobre la salud constituya un reto para el futuro.

Figura N° 46 Actividad provitamínica relativa de algunos carotenoides en el hombre. Fuente: http://www.fen.org.es/imgPublicaciones/1522007542.pdf

Adriana Morales López Página 45

Figura N° 47 Funciones o Acciones que promueven la Salud Atribuidas a Carotenoides Fuente: http://www.inta.cl/latinfoods/TEXTO%20FINAL%20COMPLETO%20CON%20TAPAS%20.pdf

Adriana Morales López Página 46

CAPÍTULO III

PIGMENTOS FENÓLICOS

3.1 GENERALIDADES

Responsables del color, aroma, sabor y estructura de los vinos. Sustancias esenciales que se

subdividen en cuatro equipos: ácidos fenólicos, flavonoides, antocianas y taninos. Los compuestos

fenólicos son sustancias que tienen un rol primordial en la vinificación. Son los que marcan la

diferencia entre un vino blanco y un vino tinto, especialmente el color y la estructura a los tintos.

Sus propiedades higiénicas, los franceses dicen algo como "Los franceses, fieles amantes y

bebedores de vino desde tiempos remotos, pese a consumir el doble de grasa saturada que

muchas otras culturas, sufren muchas menos enfermedades coronarias e infartos de miocardio,

gracias a la generosa protección del vino", con este dicho hermanan al vino con la salud. Los

compuestos fenólicos de vino poseen propiedades bactericidas, antioxidantes, vitamínicas,

además de proteger al organismo de enfermedades cardiovasculares. Estas moléculas provienen

de distintas partes del racimo especialmente del hollejo y son extraídas durante la elaboración. Su

estructura varía mucho en el transcurso de la crianza y del añejamiento.

FLAVONOIDES

Se trata de pigmentos de color amarillo más o menos intensos. Los más corrientes son los

flavonoles, se encuentran en el hollejo de las uvas blancas y tintas. En los vinos tintos, la

concentración de estas es de una centena de miligramo por litro, bajo la forma de aglicona,

produciéndose la hidrólisis de los heterósidos durante la vinificación. En los vinos blancos como la

fermentación se produce en ausencia de las partes sólidas es de uno a tres miligramos por litro.

Figura N° 48 Vino Fuente: http://christianespinoza.wordpress.com/2009/11/02/los-beneficios-del-vino/

Adriana Morales López Página 47

Para concluir diremos que los flavonoides son los encargados de dar color y sabor a los vinos

blancos.

ANTOCIANOS

Son pigmentos de color rojo, localizados principalmente en el hollejo, y una parte muy pequeña en

la pulpa de la uva. También están presentes en las hojas al final del ciclo vegetativo. Se distinguen

en la uva y en el vino en cinco moléculas definidas, cianidina, petunidina, peonidina, delfinidina y

malvidina. El color de los pigmentos depende de la estructura molecular como del medio

ambiente.

Podemos decir que de estos la malvidina es la molécula dominante en todos los cepajes, siendo así

la responsable del color de la uva tinta y del vino tinto. Estas moléculas no son muy estables ya

que se van apagando sobre todo en su crianza aunque el vino siga rojo, solo se ve mutar el rojo

con destellos violetas al rojizo teja, esto se debe a reacciones y combinaciones de diversos

compuestos del vino, en particular, de los taninos y otras degradaciones.

DEGRADACIÓN OXIDATIVA. Las antocianas en solución acidificada, expuestos a la luz se decoloran

en algunos días. La reacción sufre sobre toda la influencia de la naturaleza (etanol, metanol, etc.) y

la concentración de alcohol: el oxigeno y la luz parecen ser los catalizadores. La malvidina resiste

mejor que la clanidina la oxidación cuidada que acompaña la crianza de los vinos tintos.

DEGRADACIÓN EN PRESENCIA DE ACETONA. En medio ácido y acuoso conteniendo acetona, las

antocianas dan compuestos anaranjados.

DEGRADACIÓN TERMICA. El calentamiento a 100°C de una solución de antocianas produce una

decoloración. La temperatura es un factor determinante en la crianza de vinos tintos.

Figura N° 49 Vino blanco Fuente: http://www.absolutgranada.com/vino-blanco-de-pago-de-almares-de-granada-al-mundo/

Adriana Morales López Página 48

3.2 FENOLES SENCILLOS

En este grupo se incluyen compuestos poco abundantes en la naturaleza y de escaso valor

terapéutico a excepción de la hidroquinona, que en forma de glucósido se localiza en algunas

plantas medicinales pertenecientes a las familias Ericaceae y Rosaceae. De todas ellas, las más

empleadas por su poder antiséptico de vías urinarias son la gayuba.

3.3 ÁCIDOS FENÓLICOS

Este grupo de compuestos se caracterizan por poseer en su estructura química el anillo aromático y el grupo hidroxílico comunes a los compuestos fenólicos y una función carboxílica. Los ácidos fenólicos que tienen interés terapéutico son derivados del ácido benzoico o del ácido cinámico (cafeíco, ferúlico, p-cumárico). Los primeros son muy abundantes en la naturaleza tanto libres, como ácidos o aldehídos (vainillal, anisaldehído), como combinados en formas heterosídicas, correspondiendo a este grupo la unidad básica estructural (ác. gálico) de los taninos gálicos o hidrolizables. Los segundos también son abundantes en la naturaleza pero en este caso se encuentran casi siempre esterificados con azúcares, alcoholes alifáticos, ácido quínico (ac. clorogénico), otros metabolitos secundarios (flavonoides) o bien amidificados.

Entre las plantas medicinales que poseen ácidos fenólicos vamos a destacar la alcachofa con

actividad colerética, el ortosifón con actividad diurética y la Echinácea angustifolia empleada por

sus propiedades inmunoestimulantes.

3.4 CUMARINAS

Con el nombre de cumarinas se conoce a un grupo muy amplio de principios activos fenólicos que

se encuentran en plantas medicinales y tienen en común una estructura química de 2H-1-

benzopiran-2-ona, denominada cumarina. Existen distintos tipos de cumarinas: sencillas y

complejas.

CLASIFICACIÓN DE LAS CUMARINAS

TIPOS SUB TIPOS

Hidroxicumarinas a) 7-hidroxicumarina; (umbeliferona) aislada por primera vez a partir de resinas de umbelíferas.

b) 6,7-dihidroxicumarina (esculetina) encontrada en el Castaño de Indias en forma de 6-glucosido. llamado esculina.

c) 6-metoxi-7,8-dihidroxicumarina (fraxetina) encontrado en forma de heterosido, llamado fraxina.

d) 6-metoxi-7hidroxicumarina (escopoletina) que también se puede encontrar en forma de 7-glucosido, llamado

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PROPIEDADES

Las cumarinas son sólidos cristalizables, blancos o amarillentos, algunos son sublimables.

a) Las hidroxicumarinas sencillas son solubles en etanol, acetato de etilo y agua.

b) Las pirano y furanocumarinas son solubles en agua en etanol, pero también en disolventes orgánicos apolares: éter de petróleo.

c) Las hidroxicumarinas sencillas presentan en la luz ultravioleta fluorescencia azul o verde d) Lo más típico es el anillo de lactona, que se puede aprovechar para la identificación pero también para la extracción.

DETECCION DE CUMARINAS POR SU ANILLO DE LACTONA

1. Las cumarinas sublimables se pueden detectar poniendo la droga en agua en un tubo de ensayo, se tapa con papel de filtro impregnado con NaOH.

2. Sometemos a calor el tubo y después se observa el papel de filtro al ultravioleta, tiene que verse una fluorescencia, donde la sosa juega el papel de aumentarla.

EXTRACCIÓN A partir de las plantas desecadas, como hay variación de estructura y solubilidad, es mejor hacer extracción con distintos disolventes, empezando por los menos polares y aumentando progresivamente. Éter de petróleo, cloroformo, éter, acetato de etilo, metanol, agua.

PURIFICACION

1. Se usan distintas columnas cromatográficas con distintos adsorbentes y una vez aislados se hace la caracterización por espectroscopía.

2. Para las hidroxicumarinas, se extrae con álcali diluido y caliente, se abre el anillo de lactona y se forman las sales correspondientes del ácido hidroxicinámico.

escopolina.

Cumarinas preniladas: cadenas isoprénicas

Furanocumarinas: anillo de furano condensado

a) lineales, el anillo se condensa en 6-7 ( 6,7-furanocumarinas) b) angulares, el anillo se condensa en 7,8 (7,8-furanocumarinas)

Piranocumarinas: anillo pirano condensado

a) lineales, 6,7 piranocumarinas. b) angulares: 7,8 piranocumarinas

Dicumarinas

Condensación por un metileno (dicumarol)

Cumarinas sustituidas

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3. Para lavar las impurezas el álcali diluido se extrae con éter, acidificamos y la cumarina vuelve a formarse. Se extrae con éter la cumarina pero es frecuente que existan otros ácidos fenólicos junto a la cumarina. Para eliminarlos, extraemos con bicarbonato de sodio, ahí pasarán los ácidos y en el éter quedarán las cumarinas puras.

3.5 LIGNANOS

Los lignanos son metabolitos secundarios de las plantas encontrados en una gran variedad de plantas que incluyen las semillas de lino, semillas de calabaza, semillas de ajonjolí, centeno, soya, brócoli, frijoles, y en algunas bayas. Aunque están ampliamente distribuidos en las citadas semillas, sus cantidades son muy reducidas, del orden de μg por cada gramo de producto seco.

Los lignanos son uno de los dos grupos principales de fitoestrógenos, que son antioxidantes. La otra clase de fitoestrógenos son las isoflavonas.

Se atribuyen a los lignanos efectos antioxidantes que ayudan a combatir los efectos de los dañinos radicales libres. Sin embargo, algunos estudios clínicos no han mostrado efectos sobre los lípidos plasmáticos o sobre la capacidad antioxidante cuando se administran a mujeres postmenopáusicas sanas.

Los lignanos secoisolariciresinol diglucósido (SDG) y sus metabolitos de lignanos mamálicos, enterodiol (ED) y enterolactona (EL) son compuestos fitoquímicos antioxidantes con potencial actividad anticancerígena que pueden imitar las funciones de las hormonas humanas, sin los efectos dañinos de estas. Los estudios realizados en modelos animales muestran que impiden el crecimiento de tumores de mama y de próstata. En humanos parece que reducen la incidencia del cáncer de mama.

Estos compuestos de naturaleza fenólica se originan por la condensación de unidades

fenilpropánicas. El número de estas unidades y la forma de unión entre ellas determinan la

existencia de diferentes tipos de lignanos (lignanos propiamente dichos, neolignanos, etc.).

Figura N° 50 Estructura química de algunos lignanos Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Lignanos.jpg

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3.7 TANINOS

Los taninos son compuestos polifenólicos, más o menos complejos, de origen vegetal, sabor astringente, conocidos y empleados desde hace muchos siglos por su propiedad de ser capaces de convertir la piel en cuero, es decir de curtir las pieles. Esto se debe a su capacidad para unirse a macromoléculas como hidratos de carbono y proteínas. Precipitan con sales de metales pesados, proteínas y alcaloides.

Se tratan de compuestos hidrosolubles, dando a veces disoluciones coloidales en agua, solubles también en alcohol y en acetona e insolubles en disolventes orgánicos apolares.

Dentro de los vegetales, los taninos suelen encontrarse en las vacuolas celulares, combinados con alcaloides, proteínas u osas.

Clásicamente se han distinguido dos tipos de taninos:

a) Taninos hidrolizables, llamados también gálicos o pirogálicos. Estos taninos como su denominación indican se hidrolizan con facilidad tanto por ácidos y álcalis como por vía enzimática y son generalmente de formación patológica. Se localizan en algunas Dicotiledóneas especialmente en: Fagaceae, Anacardiaceae y Leguminosae. Se encuentran en este grupo los taninos gálicos propiamente dichos que son polímeros del ácido gálico, ésteres de un poliol, generalmente de la glucosa con varias moléculas de ácido gálico y los taninos elágicos o elagitaninos también ésteres pero en este caso del ácido hexahidroxidifénico y sus derivados. El ácido hexahidroxidifénico se forma por acoplamiento oxidativo de dos moléculas de ácido gálico.

El ácido shikímico es el precursor biogenético del ácido gálico.

Se habla también de los llamados taninos complejos que son elagitaninos más o menos modificados. Resultan de la unión de un derivado fenilcrománico sobre un éster de glucosa con el ácido hexahidroxidifénico.

b) Taninos condensados o proantocianidinas. Se conocen también como no hidrolizables, ya que se hidrolizan con dificultad y por el contrario, el tratamiento con calor y ácidos minerales origina polímeros de alto peso molecular (flobáfenos). Este tipo de taninos se producen en el metabolismo normal de los vegetales por lo que se consideran fisiológicos y se encuentran ampliamente repartidos en el reino vegetal.

Químicamente se forman por condensación de catequinas o catecoles (flavanoles) con uniones directas C-C entre las moléculas, generalmente en 4- 8 o en 4- 6 y no contienen azúcares en su estructura. Biogenéticamente proceden del metabolismo de los flavonoides, se forman a partir de una flavanona por hidroxilación en el C-3.

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Las propiedades más interesantes de los taninos se deben a su capacidad de combinarse con diversas sustancias formando complejos. El empleo más antiguo conocido de estas sustancias, es en la industria de los curtidos. Aunque en la actualidad se utilizan otros compuestos para curtir, todavía en algunos sitios y para curtidos especiales se sigue recurriendo a su uso.

De las actividades farmacológicas de los taninos se puede destacar sus propiedades astringentes, tanto por vía interna como tópica. Por vía interna se emplean como antidiarreicos, favoreciéndose esta actividad por cierto efecto antiséptico, ya que precipitan los enzimas extracelulares secretados por los microorganismos causantes de las infecciones, lo que hace que sean de utilidad en diarreas infecciosas. Poseen también propiedades vasoconstrictoras por lo que se utilizan tanto interna como tópicamente en el tratamiento de afecciones vasculares como varices o hemorroides y en pequeñas heridas. En uso tópico están indicados en diversos problemas de la piel, empleándose en ciertas dermatosis así como en cosmética como tónicos astringentes.

Figura N° 51 Tipos de taninos Fuente: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0864-03002003000100006&script=sci_arttext

Figura N° 52 Algas de donde se obtiene los florotaninos Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Phaeophyta

Adriana Morales López Página 53

Presentan también los taninos propiedades antioxidantes comportándose como captadores de radicales libres.

Actúan como inhibidores enzimáticos al precipitar la fracción proteica de los enzimas; esto permite en ocasiones la buena conservación de otros principios activos en las drogas, como por ejemplo algunos heterósidos, ya que impiden su hidrólisis enzimática.

También se han utilizado como antídotos en diversos envenenamientos, por ejemplo con alcaloides tóxicos debido a su propiedad de formar complejos con los mismos.

Entre las especies vegetales utilizadas por su contenido en taninos podemos citar los robles, sus agallas son formaciones patológicas con un elevado contenido de taninos gálicos. También se emplean las hojas de hamamelis.

Existen además una serie de plantas, muchas de ellas pertenecientes a la familia Rosaceae, que se emplean en forma de infusiones o gargarismos, por su poder astringente, debido a que poseen un alto contenido (6-14 %) en taninos, principalmente galotaninos. La mayoría de ellas se utilizan en el tratamiento de procesos diarreicos y de inflamaciones de la piel y de las mucosas bucofaríngeas.

Dentro de las plantas más utilizadas de la familia Rosaceae se encuentran: las hojas de zarzamora (Rubus fruticosus L.) empleadas como antidiarreico ligero, también están las hojas de frambuesa (Rubus idaeus L.) usadas tradicionalmente en el tratamiento de una amplia variedad de trastornos femeninos (regulador de las contracciones uterinas), alteraciones gastrointestinales e inflamaciones bucofaríngeas.

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CAPÍTULO IV

CLOROFILAS

4.1 GENERALIDADES

Las clorofilas se encuentran en todas las plantas que realizan la fotosíntesis; la clorofila es el principal agente capaz de absorber la energía lumínica y transformarla en energía química para la síntesis de los compuestos orgánicos que necesita la planta.

Las hojas de la mayoría de las plantas deben su color verde a la clorofila, aunque ésta va desapareciendo al acercarse a la senescencia para dejar paso a otros pigmentos como los carotenoides. Este mismo proceso se presenta en los frutos inmaduros, que de color verde se tornan amarillos, rojos, etc., por la pérdida de la clorofila y la síntesis de otras sustancias coloridas en la etapa de maduración. En el caso del aceite de oliva, que se obtiene por un prensado de los frutos y se consume en forma directa ya que no se somete a ningún proceso de refinación, su color se debe a la presencia de β-caroteno y de clorofila; el primero actúa como filtro de luz, y protege al aceite contra la autoxidación, mientras que la clorofila propicia la generación de oxígenos en estado de singlete, lo que favorece esta transformación. Por esta razón, se ha comprobado que la fotoxidación del aceite de oliva está canalizada por la acción de la clorofila.

Desde el punto de vista de la tecnología de los alimentos, el interés por las clorofilas se da en las reacciones postcosecha que degradan a estos pigmentos, incluso los que ocurren durante el cesamiento y almacenamiento. Originalmente, a los pigmentos involucrados en la fotosíntesis de plantas superiores se les llama genéricamente clorofilas, actualmente el nombre se extiende a todos los pigmentos fotosintéticos. Existen varias clorofilas reportadas: clorofilas a, b, c, d, e y bacterioclorofilas. Las clorofila a y b están presentes en el tejido fotosintético en una relación 1:1 otras de menor importancia en alimentos son las clorofilas c que están presentes en algas café, dinoflagela y diatomáceas, la clorofila d se encuentra en algunas algas rojas, la e se ubica en algas como la Xanthophyta y las bacterioclorofilas están presentes en bacterias Chromatiaceae y Rhodospirillaceae).

El contenido de clorofila de las hojas verdes de las plantas superiores varía con su estado de madurez, pero se puede considerar que es de aproximadamente 0.1%, en base húmeda.

4.2 ESTRUCTURA DE LA CLOROFILA

Las distintas formas de la clorofila se distribuyen desigualmente en la diversidad de los fotosintetizadores oxigénicos. La tabla siguiente presenta las diferentes formas de la clorofila y resumen su distribución sistemática.

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1. La clorofila a se encuentra en todos los casos, vinculada al centro activo de los complejos moleculares, llamados fotosistemas, que absorben la luz durante la fotosíntesis, difiere de la clorofila b en que el radical de la posición 3 del grupo tetrapirrólico es -CH3 (metilo) está en lugar de -CHO (grupo funcional de los aldehídos).

2. La clorofila b caracteriza a los plastos de las algas verdes y de sus descendientes las plantas terrestres (reino Plantae). Esos plastos, y los organismos que los portan, son de color verde. También se encuentran plastos verdes en algunos grupos de protistas que han asimilado algas verdes unicelulares (endosimbiontes) adquiriendo así plastos secundarios. Podemos citar a las euglenas, a los cloraracniófitos y a algunos dinoflagelados, como Gymnodinium viride. También se encuentran en algunas cianobacterias (las cloroxibacterias), que por ello son de color verde planta en vez de azuladas.

3. Las clorofilas c1 y c2 son características de un extenso y diverso grupo de protistas

4. La clorofila d sólo se ha conocido durante decenios por una observación aislada y no repetida en un alga roja. Luego se ha encontrado en una cianobacteria (Acaryochloris marina), que parece especialmente apta para explotar luz roja cuando crece bajo ciertas ascidias.

También se encuentran clorofilas en animales que albergan dentro de sus células o entre ellas algas unicelulares (zooclorelas y zooxantelas). No todos los organismos fotosintetizadores tienen clorofilas. Las bacterias que no son cianobacterias tienen pigmentos muy distintos llamados bacterioclorofilas.

Utilizando técnicas cromatográficas se han identificado un grupo de sustancias en las plantas verdes llamadas clorofilas, siendo las representantes la "a" y "b".

Figura N° 53 Tipos de Clorofilas Fuente: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-84782005000300043&script=sci_arttext

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Las fórmulas de la clorofila son:

Clorofila a: C55H72O5N4Mg

Clorofila b: C55H70O6N4Mg

La clorofila tiene la capacidad de transformar la energía luminosa absorbida en energía química, canalizándola hacia reacciones celulares de biosíntesis.

El pigmento no entra en si en las reacciones químicas que se llevan a cabo, si no que ejerce solamente una acción catalítica que activa las reacciones sin intervenir en ellas. Esta acción catalítica es extraordinariamente rápida y trabaja en fracciones de segundo.

La clorofila, el pigmento verde común a todas las células fotosintéticas, absorbe todas las longitudes de onda del espectro visible, excepto las de la percepción global del verde, detectado por nuestros ojos.

Tal como se observa en la fórmula, la clorofila es una molécula compleja que posee un átomo de magnesio en el centro, mantenido por un anillo de porfirinas. Numerosas modificaciones de la clorofila se encuentran entre las plantas y otros organismos fotosintéticos (plantas, algunos protistas, proclorobacteria y cianobacterias).

Los pigmentos accesorios que incluyen a la clorofila b (también c, d, y e en algas y protistas) y los carotenoides, como el β caroteno y las xantofilas (carotenoide de color amarillo), absorben la energía no absorbida por la clorofila.

La clorofila a, absorbe sus energías de longitudes de onda correspondientes a los colores que van del violeta azulado al anaranjado-rojizo y rojo. El organismo vegetal ha desarrollado un sistema para capturar un fotón de luz y utilizar la energía para elevar el nivel energético de un electrón

Figura N° 54 Tipos de Clorofilas a y b Fuente: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-84782005000300043&script=sci_arttext

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determinado que posteriormente regresa su nivel basal; cuando esto sucede, el exceso de energía es liberado en diferentes formas. La evolución de la vida vegetal ha logrado, a través de mecanismos bioquímicos, desviar el retorno del electrón a su nivel primitivo y utilizar el exceso de energía para sintetizar carbohidratos. Además de las clorofilas a y b, en el cloroplasto de plantas superiores, hay otro grupo de pigmentos que son los carotenoides y las xantofilas. Existen otros pigmentos, como son las antocianinas, que se encuentran en células de vegetales superiores y que determinan, en especial, el color de las flores y algunos matices en hojas y otras estructuras de la planta.

4.3 ALTERACIONES DE LA CLOROFILA

La clorofila puede sufrir distintos tipos de alteraciones. La más frecuente, y la más perjudicial para el color de los alimentos vegetales que la contienen, es la pérdida del átomo de magnesio, formando la llamada feofitina, de un color verde oliva con tonos marrones, en lugar del verde brilante de la clorofila. Esta pérdida del magnesio se produce por sustitución por dos iones H+, y consecuentemente se ve favorecida por el medio ácido. La pérdida es irreversible en medio acuoso, por lo que el cambio de color de los vegetales verdes es un fenómeno habitual en procesos de cocinado, enlatado, etc. La clorofila b es algo más estable que la clorofila a. Hay que tener en cuenta que los vegetales son siempre ácidos, y que en el tratamiento térmico se liberan generalmente ácidos presentes en vacuolas en las células, y que hacen descender el pH del medio.

Figura N° 55 Células con clorofila Fuente: http://nuevacaravana.blogspot.com/2012/06/clorofilas.html

Figura N° 56 Efecto del calentamiento sobre la clorofila de las habas Fuente: http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/pigmentos/clorofila.html

Adriana Morales López Página 58

La adición de bicarbonato, que eleva el pH, ayuda a mantener el color, pero a costa de aumentar la

destrucción de la tiamina. También estabiliza algo el color la presencia de sal común o de

compuestos solubles de magnesio o calcio.

La feofitina es capaz de unir eficientemente iones de Zn o de Cu en el lugar que ocupaba el

magnesio, formando pigmentos estables y de color verde atractivo. La toxicidad del cobre limita su

uso, pero los complejos cúpricos de clorofilas o clorofilidas están autorizados en la Unión Europea

como colorantes alimentarios en algunos productos.

Posiblemente la formación de pequeñas cantidades de complejos cúpricos, que mantienen el

color, explica la reiteración con la que se especifica en los libros de cocina antiguos el uso de

recipientes de cobre para cocinar los chícharos.

La clorofila se puede extraer fácilmente mediante solventes orgánicos polares, como etanol,

metanol o acetona, y utilizarse como colorante alimentario. En Europa tiene el código E-140. Los

complejos cúpricos tienen el código E-141.

4.4 PROPIEDADES NATURALES DE LA CLOROFILA

Figura N° 57 Coloraciones de la clorofila Fuente: http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/pigmentos/clorofila.html

Figura N° 57 Clorofila líquida Fuente: http://nutricionsaludyprosperidadnsp.blogspot.com/2009/02/clorofila_28.html

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Antioxidante.- Se ha comprobado que la clorofila es uno de los mejores antioxidantes, capaz de

neutralizar los efectos negativos de los radicales libres en el organismo. Comer alimentos ricos

ayudará a evitar enfermedades degenerativas y a mantener el organismo más fuerte y más joven

durante años.

Anticancerígeno.- Numerosos estudios demuestran el poder de la clorofila para inhibir el

crecimiento de células cancerosas. La clorofila también puede ser capaz de neutralizar algunos

compuestos carcinogénicos, nitrosaminas aflatoxinas o hidrocarburos presentes respectivamente

en conservantes para carnes, frutos secos.

Energizante y depurativo.- Se cree que la clorofila, por su capacidad regenerativa de células, es

uno de los compuestos vegetales que provee al organismo de energía y vigor, siendo capaz de

depurar el organismo de toxinas. Por ello, se recomienda en casos de debilidad, astenia,

enfermedades infecciosas, intoxicaciones alimentarias, intoxicaciones químicas.

Colesterol.- Según estudios realizados en animales, la clorofila ayuda a rebajar los niveles de

colesterol y triglicéridos. Estas propiedades ayudan a favorecer la circulación sanguínea y evitar la

aparición de trombos que son los principales causantes de accidentes vasculares como angina de

pecho o ataque cardiaco. Su uso en humanos podría presentar propiedades similares, aunque no

se han realizado estudios para corroborar este supuesto.

Anemia.- El hecho que la clorofila y la hemoglobina presenten una estructura química muy similar

ha hecho pensar que la clorofila podría ser muy útil en la síntesis de la hemoglobina, y que por lo

tanto, resultaría adecuada para tratar la anemia.

OBTENCIÓN DE LA CLOROFILA

Figura N° 58 Clorofila en polvo Fuente: http://www.nutricion.pro/28-07-2010/medicina-natural-2/alga-chlorella-fuente-de-clorofila

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Cualquier alimento vegetal de color verde es rico en clorofila. Algunos frutos son muy ricos en

clorofila, como las manzanas o los tomates. Dentro de las verduras los mejores alimentos son

aquellos que presentan un color verde oscuro, como las acelgas o las espinacas. Por lo tanto

comer alimentos ricos en clorofila es una manera de incorporar este componente a nuestra dieta.

Otra posible manera es tomar suplementos de clorofila que se obtienen a partir de ciertas algas, o

la espirulina, y de cereales como el trigo o la cebada.

Frente a los alimentos naturales vegetales ricos en clorofila, los suplementos de clorofila

presentan una proporción mucho mayor de este componente.

Entre los distintos métodos que existen para separar y obtener esos pigmentos se encuentran el de la cromatografía, que es una técnica que permite la separación de las sustancias de una mezcla y que tienen una afinidad diferente por el disolvente en que se encuentran. De tal manera que al introducir una tira de papel en esa mezcla el disolvente arrastra con distinta velocidad a los pigmentos según la solubilidad que tengan y los separa, permitiendo identificarlos perfectamente según su color.

OBTENCIÓN DE LA

CLOROFILA

Cortar hojas en pedazos,

en partes de 2 a 3 cm

cuadrados

aproximadamente.

Se pone a hervir un

cuarto de litro de agua.

Colocar en el agua

hirviendo la mitad de las

hojas durante dos

minutos.

En un vaso de

precipitados se

introduce el resto de los

pedazos de las hojas.

Deja enfriar el agua y

verterla junto con las

hojas en un vaso de

precipitados y

observamos el color del

agua y de las hojas.

Se hierve el alcohol y las

hojas al baño de maría.

En otro vaso de

precipitados se

introduce el resto de los

pedazos de las hojas.

Se retira el vaso del

baño de maría y

dejamos enfriar.

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Observar el color del

líquido y el de las hojas.

Figura N° 59 Flujograma del Proceso de obtención de la clorofila Fuente: http://es.scribd.com/doc/16675209/6-EXTRACCION-Y-SEPARACION-DE-PIGMENTOS-VEGETALES

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CAPÍTULO V

HEMOPIGMENTOS

5.1 GENERALIDADES

El color rojo de la carne se debe principalmente a los hemopigmentos: la hemoglobina y la mioglobina. Sin embargo también existen, aunque en pequeñas concentraciones, diferentes sistemas enzimáticos cuyas coenzimas o grupos prostéticos tienen propiedades cromóforas; entre éstos se cuentan las peroxidasas y las enzimas responsables del mecanismo del transporte de electrones, como los citocromos y las flavinas, que contienen riboflavina de color amarillo.

La hemoglobina se encarga de transportar oxígeno, mientras que la mioglobina es responsable de almacenarlo hasta que se consume por el metabolismo aeróbico. En cada 100 g de sangre de mamíferos hay aproximadamente 78 g de agua y 18.5 de proteínas; éstas están constituidas por 1.2 g de globulinas, 2.3 g de albúminas y 15 g de hemoglobina.

5.2 ESTRUCTURA

Ambas hemoproteínas, hemoglobina y mioglobina, son proteínas sarcoplásmicas con una estructura globular, solubles en agua y en soluciones salinas diluidas. La hemoglobina es un tetrámero con un peso molecular de 67,000 Da, integrada por dos polipéptidos o cadenas a con 141 aminoácidos cada uno, y dos cadenas con 146 aminoácidos; el interior de cada monómero, al igual que la mioglobina, es hidrófobo, mientras que el exterior es hidrófilo. La hemoglobina de las diferentes especies estudiadas presenta una estructura terciaria globular y una cuaternaria de tetrámero. Cada una de las cuatro proteínas contiene su correspondiente grupo hemo planar, con un átomo de hierro en el centro, se unen entre ellas por puentes de hidrógeno y enlaces hidrofóbicos.

La mioglobina forma alrededor del 20% de los pigmentos totales del músculo; está constituida por una parte proteínica, la apomioglobina o globina, y un grupo prostético hemo constituido por un

Figura N° 60 Carne de caballo Fuente: http://plantamedicinales.net/category/tipo-de-carne

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centro de hierro, rodeado por cuatro pirroles que forman un anillo de porfirina. La fracción proteica, la globina, es incolora, con un peso molecular de aproximadamente 17,800 Da, con 153 aminoácidos, 70% de los cuales establecen ocho zonas que tienen una estructura secundaria de hélice a alrededor del grupo hemo. La secuencia de aminoácidos de la globina varía entre especies, por lo que su reacción inmunológica puede emplearse como método de identificación entre especies en productos no procesados.

Tipos de Mioglobina en la carne

Mioglobina reducida o DEOXIMIOGLOBINA. Es el color poco después del sacrificio, color rojo púrpura (en el interior del músculo con poco oxígeno).

Mioglobina rica en O2 o OXIMIOGLOBINA, color rojo vivo como normalmente está en los músculos vivos.

Mioglobina oxidada o METAMIOGLOBINA por un contacto prolongado con oxígeno tomando color pardo.

Desde el punto de vista de procesamiento de carnes, el pigmento más importante es la mioglobina, dado que la hemoglobina se elimina durante el desangrado de los animales en el proceso de matanza. En un músculo promedio de bovino, el 10% del hierro está en forma de mioglobina, mientras que después del sacrificio del animal, es decir, una vez que ha sido desangrado y por lo tanto eliminado la mayor parte del hierro en la hemoglobina, el 95% del hierro está presente como mioglobina. Por otra parte, cuando el animal no se desangra adecuadamente después del sacrificio, una fracción de la hemoglobina de la sangre se difunde hacia el músculo; en estas condiciones contribuye al color y en ocasiones, puede representar hasta el 40% del total de los pigmentos de la carne. Sin embargo, el desangrado ineficiente hace que la presión de los vasos sanguíneos aumente, lo que provoca coágulos en el músculo, llamados petequias, lo que demerita en forma importante la carne.

COLOR EN CARNE FRESCA

Figura N° 61 Color de la Carne Fuente: http://www.fagro.edu.uy/~alimentos/cursos/carne/Unidad%205/COLOR%20DE%20LA%20CARNE.pdf

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Al cortar un trozo de carne su superficie se presenta de color rojo-púrpura lo cual se debe a la DEOXIMIOGLOBINA.

A la media hora es OXIMIOGLOBINA. Entre las dos se forma METAMIOGLOBINA de color pardo. Finalmente la carne queda de color pardo.

La pigmentación del músculo estriado varía en intensidad, de acuerdo con la cantidad del pigmento y de tonalidad, según el grado de oxidación del grupo hemo dado por el ambiente gaseoso.

La cantidad de mioglobina en el músculo depende del tipo de metabolismo que se lleva a cabo en un músculo particular: glucolítico (movimientos lentos) en el cual son más abundantes las fibras blancas con menos cantidad de mioglobina, u oxidativo (movimientos rápidos) con mayor abundancia de fibras rojas con más cantidad de mioglobina, entre otras características que los diferencian.

La especie animal también son determinantes de la cantidad de mioglobina presente. En general, la carne de cerdo y de ternera presentan una baja concentración de mioglobina (0.06 a 0.1%) y su color es claro o mientras que la de cordero contiene 0.25 a 0.40% y la de res de 0.5 a 1.0%. Los animales más viejos presentan una concentración más alta de mioglobina que los animales jóvenes, lo que produce musculatura más oscura.

La mioglobina es una molécula altamente reactiva, con capacidad de producir compuestos covalentes con otras moléculas.

El estado de oxidación de la mioglobina varía con las condiciones de almacenamiento, y presenta pigmentos diferentes derivados del grado de oxidación: la mioglobina con el hierro en estado reducido, que produce un color rojo púrpura, la oximioglobina con el hierro en estado reducido, que da rojo brillante, y la metamioglobina con el hierro en estado oxidado, que da un color café-gris. El color de la carne fresca depende de la relación de concentraciones de estos tres pigmentos.

El hierro también puede reaccionar con otras moléculas como el monóxido de carbono y forma la carboximioglobina; de igual manera, cuando se oxida en presencia de sulfitos o ascorbatos, la sulfomioglobina y la colemioglobina, respectivamente; ambos pigmentos verdes que pueden ser producidos por reacciones de origen químico o bacteriano.

Cuando se maneja carne fresca es importante evitar cualquier agente proxidante: luz, grasas oxidadas, ya que el pigmento se oxida convirtiéndose en metamioglobina. Si bien los tipos de pigmentos en la carne están permanentemente interconvirtiéndose, cuando la metamioglobina representa el 60% del total de pigmentos, el color café es irreversible.

5.3 FACTORES QUE AFECTAN EL COLOR

Temperatura. El color se degrada rápidamente, produciendo Metamioglobina al

consumirse el oxígeno, por lo que una buena refrigeración estabiliza el color.

Edad del animal. Disminuye la estabilidad al aumentar la edad y varía con el tipo de

músculo.

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Presión de oxígeno. Habrá producción de oximioglobina si hay presión, pero si disminuye

se forma metamioglobina estando esto influenciado además por la temperatura y el

tiempo de conservación.

Sistema de envasado. Si son permeables al oxígeno se usan para vender en fresco y queda

con el color debido a la oximioglobina. Donde reposa el corte es diferente al no penetrar el

oxígeno.

Envases con Atmósfera modificada. Con más de 20% de O2 el color se mantiene mejor, a

veces combinado con CO2 para inhibir microorganismos.

Envases al vacío. Para carnes que se guarden por más tiempo activando la producción de

desoximioglobina y retardando la metamioglobina.

Poder reductor de la carne. Los músculos aún en vivo tienen la posibilidad de transformar

la metamioglobina en desoximioglobina, y permanece por algún tiempo en la carne.

Estabilizadores de color. Se aumenta el poder reductor de la carne agregando sustancias

para que la metamioglobina se transforme en desoximioglobina. Ej: Vitamina C (carne

picada). El uso de Vitamina E en la alimentación luego estabiliza el color.

pH. Cuando éste es elevado se traduce en colores oscuros, translucidez y penetración de la

luz y si éste cae rápido da colores claros.

Alimentación. Bovinos a pasto dan color más intenso que a ración, causado por mayor

actividad física.(ej:Liebre vs Conejo)

5.4 CAMBIOS DE COLOR EN LA CARNE

En la molécula de Mioglobina hay una porción Hemo que contiene Hierro que puede estar reducido u oxidado. En forma ferrosa se puede unir con Oxígeno u óxido nítrico. Cuando se desnaturaliza la Globina no puede captar oxígeno y el hierro pasa a estado férrico y pasa a Metamioglobina de color Marrón. El aumento de METAMb (Metamioglobina) es acelerado por la desnaturalización de la Globina, ausencia de mecanismos reductores, baja tensión de oxígeno. Durante la cocción la Globina se desnaturaliza. El color marrón en carne cocida es un atributo deseable; por debajo de 65°C la desnaturalización de la Mb puede ser por acción enzimática, sin embargo a 80-85°C se destruye totalmente.

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CONCLUSIONES

Se determinó que los pigmentos alimentarios son: carotenoides, pigmentos fenólicos,

clorofila y hemopigmentos.

Se investigó que los pigmentos son sustancias que aportan color cuando se los agrega a un

alimento.

Se indagó que los carotenoides son los responsables de los colores amarillos, anaranjados

o rojos presentes los vegetales y de los colores anaranjados de varios alimentos animales.

Se averiguó que los pigmentos fenólicos que son los responsables del color, aroma, sabor

y estructura de los vinos.

Se enunció las propiedades de la clorofila, función, clasificación, causas de alteración.

Se estableció que los hemopigmentos son los responsables del color de la carne y están

conformados por la hemoglobina y la mioglobina.

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