DSpace de la Universidad Catolica de Cuenca

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
Adriana Morales López
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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.
Adriana Morales López
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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.
Adriana Morales López
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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.
Adriana Morales López
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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
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
Concepto
Fenoles Sencillos
Ácidos Fenólicos
Cumarinas
Lignanos
Taninos
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CAPÍTULO IV
CLOROFILAS
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Generalidades
Estructura
Alteraciones de la clorofila
Propiedades naturales de la clorofila
Obtención.
CAPÍTULO V
HEMOPIGMENTOS
5.1
5.2
5.3
5.4
Concepto
Estructura
Factores que afectan el color
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-loscolorantes-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.
Figura N° 2 Remolacha Azucarera y su zumo
Fuente: http://www.vidaysalud.com/daily/dieta-ynutricion/el-poder-de-la-remolacha-o-betabel/
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.
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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.
Figura N° 3 Hojas con clorofila
Fuente:
http://www.definicionabc.com/ciencia/clorofila.php
Antocianinas: Son pigmentos que se desarrollan en frutos como uvas, ciruelas o peras. Van de
tonalidades azules a amarillentas.
Figura N°4 Cerezas con antocianinas
Fuente: http://saludbio.com/imagen/beneficios-de-lasantocianinas-para-la-salud
Betaínas: El caso que se mencionaba al principio, el del natural rojo de la remolacha.
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Flavonoides: Son los responsables del color amarillo.
Figura N°5 Piña con flavonoides
Fuente:http://www.taringa.net/posts/saludbienestar/14504561/Frutas-para-curar-el-dolor-en-lasarticulaciones.html
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).
Figura N°6 Zanahorias con caroteno
Fuente:
http://biocuidados.wordpress.com/2008/10/20/zanahoria-alimentosaludable/
Taninos: Los del vino tinto, son compuestos fenólicos, de los que se obtienen colores desde el
amarillo al marrón.
Figura N°7 Diferentes tipos de alimentos que contienen taninos
Fuente: http://ladietamediterrnea.blogspot.com/2009/10/el-vino-tinto-taninosy-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.
Figura N°8 Aparato Soxhlet
Fuente: http://controldecalidad.wordpress.com/
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.
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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.
Figura N°9 Figura decorativa que contiene el azul lapislázuli.
Fuente:
http://www.gemselect.com/spanish/gem-info/lapislazuli/lapis-lazuli-info.php
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°10 Pigmento malva perkins
Fuente: http://labitacoradehumboldt.blogspot.com/2010/11/purpura-detiro.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.
Figura N°11 Polvo de pigmento indio
Fuente:
http://www.kremer-pigmente.com/es/pigmentos/pigmentos-modernos/pigmentos-organicos/amarillo.html

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°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
Figura N°13 Diferentes colores de pigmentos sintéticos
Fuente:
http://pigmentosbajio.blogspot.com/2011/05/bienvenidos-al-blogpigmentos.html
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.
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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
Dispersión
Toxicidad
Opacidad o transparencia
Poder teñidor
Resistencia a álcalis y ácidos
Resistencia a la exposición a la luz
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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Figura N° 15 Refrescos con colorantes sintéticos
Fuente:
http://aguasdecauri.blogspot.com/2012/07/que-sucede-cuando-bebesun-refresco.html
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° 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
AZUL N°1
Brillante
USOS
ó
EFECTOS EN LA SALUD
Azul 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
Figura N° 17 Polvo de cúrcuma.
Fuente: http://biovero.wordpress.com/2010/04/09/lacurcuma/
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° 18 Pigmento de Caramelo.
Fuente:
http://saludyvidanatural.com/tag/el-caramelo-e150-el-negrobrillante-e155/
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
Annato (E160d), un tinte rojo anaranjado obtenido de la semilla de achicote.
Figura N° 19 Pigmento Annato en grano.
Fuente: http://ateaysublevada.over-blog.es/article-un-regalo-para-el-mundo-elannato-73726471.html

Un tinte verde obtenido de algas Chlorella (clorofila, E140).
Figura N° 20 Extracto de clorofila obtenido de plantas
Fuente:
http://www.unmundodebrotes.com/tag/clorofila/

Cochinilla (E120), un tinte rojo obtenido del insecto Dactylopius coccus, que parasita las
hojas del nopal o tunera.
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.
Figura N° 22 Extracto Remolacha y su zumo.
Fuente:
http://blog.casapia.com/?p=6028

Cúrcuma (curcuminoides, E100).
Figura N° 23 Polvo de cúrcuma
Fuente: http://www.buenasalud.net/tag/curcuma#

Azafrán (carotenoides, E160a).
Figura N° 24 Hilos de Azafrán
Fuente: http://lujovip.com/tag/azafran/
Adriana Morales López
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
Pimentón (E160c).
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

Zumo de saúco.
Figura N° 26 Extracto de sauco
Fuente:
http://www.cookinamos.com/recetas/bebidas/638/zumo-de-sauconegro.html

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° 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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Figura N° 29 Helados Pali deli contienen el colorante tartrazina.
Fuente:
http://heladospalideli.com/ver_producto.asp?clc=220&id=1079
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 (E210215). 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.
Adriana Morales López
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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 (ßcaroteno), 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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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
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.
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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
Adriana Morales López
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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
Adriana Morales López
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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 púrpuraazul 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 3glucósido 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.
Figura N° 34 Proceso de coloración del tomate
Fuente: https://es.123rf.com/photo_8835593_tomates-cherry-maduras-y-inmadurasaislados-en-blanco.html
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
Adriana Morales López
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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.
Figura N° 35 Diferentes colores del pimiento
Fuente: http://es.123rf.com/photo_816756_tres-colores-diferentes-pimiento-aisladassobre-fondo-blanco.html
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.
Adriana Morales López
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Figura N° 36 Proceso de oxidación
Fuente: http://productosnaturalese.blogspot.com/2010/01/informacion.html
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).
Adriana Morales López
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Figura N° 37 Oxidación de la manzana
Fuente: http://www.sabercurioso.es/2007/12/07/por-que-oscurece-manzana-cortada/
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 βcaroteno 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° 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.
Figura N° 41 Decoloración del camarón.
Fuente: http://diario-de-alas97.blogspot.com/2012/04/camarones-ciegos-efecto-dedeepwater.html
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
Adriana Morales López
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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.
Figura N° 42 Decoloración de las frutas debido al calor
Fuente:
http://nuryabissa.blogspot.com/2011/01/esto-sera-fue-es-un-experimento.html
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° 43 Jugo de naranja sometido a pasteurización
Fuente: http://industrias-alimentarias.blogspot.com/2009/11/tratamientosalternativos-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=S000406222004000200011&script=sci_arttext
Adriana Morales López
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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.
Figura N° 45 Almacenamiento de los alimentos
Fuente: http://interletras.com/manualCCI/Conservac_empaque_transp/transpack01.htm
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.
Adriana Morales López
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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
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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
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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.
Figura N° 48 Vino
Fuente: http://christianespinoza.wordpress.com/2009/11/02/los-beneficios-delvino/
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.
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Para concluir diremos que los flavonoides son los encargados de dar color y sabor a los vinos
blancos.
Figura N° 49 Vino blanco
Fuente: http://www.absolutgranada.com/vino-blanco-de-pago-de-almares-degranada-al-mundo/
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.
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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-1benzopiran-2-ona, denominada cumarina. Existen distintos tipos de cumarinas: sencillas y
complejas.
TIPOS
Hidroxicumarinas
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CLASIFICACIÓN DE LAS CUMARINAS
SUB TIPOS
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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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
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.
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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.
Figura N° 50 Estructura química de algunos lignanos
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Lignanos.jpg
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.).
Adriana Morales López
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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.
Adriana Morales López
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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
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.
Adriana Morales López
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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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Figura N° 53 Tipos de Clorofilas
Fuente: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-84782005000300043&script=sci_arttext
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".
Adriana Morales López
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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.
Figura N° 54 Tipos de Clorofilas a y b
Fuente:
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0103-84782005000300043&script=sci_arttext
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
Adriana Morales López
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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.
Figura N° 55 Células con clorofila
Fuente:
http://nuevacaravana.blogspot.com/2012/06/clorofilas.html
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° 56 Efecto del calentamiento sobre la clorofila de las habas
Fuente:
http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/pigmentos/clorofila.html
Adriana Morales López
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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.
Figura N° 57 Coloraciones de la clorofila
Fuente:
http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/pigmentos/clorofila.html
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 Clorofila líquida
Fuente:
http://nutricionsaludyprosperidadnsp.blogspot.com/2009/02/clorofila_28.html
Adriana Morales López
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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-chlorellafuente-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.
Cortar hojas en pedazos,
en partes de 2 a 3 cm
cuadrados
aproximadamente.
Se pone a hervir un
cuarto de litro de agua.
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.
En
un
vaso
de
precipitados
se
introduce el resto de los
pedazos de las hojas.
Colocar en el agua
hirviendo la mitad de las
hojas
durante
dos
minutos.
En otro vaso de
precipitados
se
introduce el resto de los
pedazos de las hojas.
Se hierve el alcohol y las
hojas al baño de maría.
Se retira el vaso del
baño de maría y
dejamos enfriar.
OBTENCIÓN DE LA
CLOROFILA
Adriana Morales López
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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-DEPIGMENTOS-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.
Figura N° 60 Carne de caballo
Fuente:
http://plantamedicinales.net/category/tipo-de-carne
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
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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
Adriana Morales López
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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 cafégris. 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.
Adriana Morales López
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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.
Adriana Morales López
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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.
Adriana Morales López
Página 66
BIBLIOGRAFÍA
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