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ENERO 2015 DIVULGACIÓN CIENTÍFICA
“ANTOCIANINAS” HAN SIDO BIEN CARACTERIZADOS PARA PARTICIPAR EN DIVER-
SAS PROPIEDADES BIOACTIVAS Y SE UTILIZA VIOLENTAMENTE
POR SUS PROPIEDADES ANTIOXIDANTES.
EXPLICACION BIOLóGICA
FUNCIONES
HISTORIA
ROSA AZUL
Propiedades químicas
Síntesis ,
Estructura Química
Nomenclatura
APLICACIONES
Extracción,, medicina
2
ENERO 2015 Índice
3
INTRODUCCION
Las antocianinas son pigmentos
naturales no tóxicos, solubles en
agua, que encontramos común-
mente en frutas, jugos, flores y
varias plantas. Desarrollan una
gran variedad de colores que
van desde el naranja al azul.
Constituyen una de las familias
polifenólicas mas grandes en el
reino vegetal; estas pertenecen
al grupo de los flavonoides y son
glucósidos 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. Sus fun-
ciones en las plantas son múlti-
ples, desde la de protección de
la radiación ultravioleta hasta la
de atracción de insectos polini-
zadores.
El color de las antocianinas de-
pende de varios factores intrín-
secos, como son los sustituyen-
tes químicos que contenga y la
posición de los mismos en el
grupo flavilio; por ejemplo, si se
aumentan los hidroxilos del ani-
llo fenólico se intensifica el color
azul, mientras que la introduc-
ción de metoxilos provoca la for-
mación del color rojo.
En la actualidad, las antociani-
nas son de interés en la indus-
tria de los alimentos, ya que tie-
nen aplicaciones como coloran-
tes naturales, de hecho, pueden
ser considerados como reempla-
zo de los colorantes. Debido a
sus propiedades antioxidantes,
también tienen influencias be-
néficas para la salud humana.
De todas las antocianidinas que
actualmente se conocen (aprox.
20), las más importantes son la
pelargonidina, delfinidina, ciani-
dina, petunidina, peonidina y
malvidina, nombres que derivan
de la fuente vegetal de donde se
aislaron por primera vez; la com-
binación de éstas con los dife-
rentes azúcares genera aproxi-
madamente 150 antocianinas.
Las antocianinas otorgan el color
rojizo en el otoño a las hojas de Arce
Palmeado, especie de arce nativa de
Japón y de Corea del Sur.
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FUNCIONES DE LAS ANTOCIANINAS
Las antocianinas son interesantes por dos razones. La
primera por su impacto sobre las características senso-
riales de los alimentos, las cuales pueden influenciar su
comportamiento tecnológico durante el procesamiento
de alimentos, y la segunda, por su implicación en la sa-
lud humana a través de diferentes vías. Las antociani-
nas son de interés particular para la industria de colo-
rantes alimenticios debido a su capacidad para impartir
colores atractivos. Actualmente, las antocianinas de
maíz morado y azul están siendo usadas para la produc-
ción de tortillas azules coloreadas naturalmente. La in-
corporación de antocianinas como colorantes alimenti-
cios, además de mejorar la apariencia total, son muy
benéficas para nuestra salud. Diversos estudios presen-
tan evidencia científica que los extractos ricos en anto-
cianinas pueden mejorar la agudeza visual. Las propie-
dades funcionales de las antocianinas abren una nueva
perspectiva para la obtención de productos coloreados
con valor agregado para el consumo humano.
TOMATE MORADO PARA COMBATIR
EL CÁNCER
Investigadores bri-
tánicos han desa-
rrollado una horta-
liza modificada ge-
néticamente con
un alto contenido en antioxidantes.
Los investigadores tomaron dos genes
implicados en la coloración roja en los pé-
talos de la dragoniana, y los introdujeron
en los de la tomatera. Tras dicho experi-
mento, crecieron unos tomates que ad-
quirían un color morado al madurar debi-
do al alto contenido de antocianina.
Para probar el efecto de esa explosión de
antioxidantes, los ratones tras ser alimen-
tados con los tomates modificados resul-
taron más longevos.
LO INTERESANTE
El maíz mo-
rado, uno
de los fru-
tos emble-
máticos del
Perú, sor-
prendió a la
comunidad
internacio-
nal como arma natural para la lu-
cha contra el cáncer de colon. En
agosto de 2001 el Dr. Tomoyuki
Shirai de la Facultad de Medicina
de la Universidad de Nagoya, Ja-
pón, descubrió que la antocianina,
el pigmento que hace que el maíz
sea morado, evita la aparición del
cáncer al intestino grueso y prote-
El zumo de uva Concord (Vitis
labrusca) es el jugo de frutas
que más antocianinas contiene,
un componente que ayuda a
mantener el corazón sano y me-
jora la circulación. Además, be-
ber un vaso de este brebaje púr-
pura al día podría proteger al
cerebro del envejecimiento.
ge contra las enfermedades
cardiacas al inhibir la síntesis
del colesterol y mejorar la cir-
culación sanguínea, logrando
beneficios antienvejecimiento.
Hoy en día se ha acumulado gran
cantidad de información concer-
niente a la actividad biológica de
las antocianinas, sin embargo,
debemos profundizar sobre esta
funcionalidad. De Pascual-Teresa
y Sánchez Ballesta concluyen que
la literatura existente sobre acti-
vidades biológicas provee sufi-
ciente evidencia para pensar que
los productos ricos en antociani-
nas, tales como bayas o vino tin-
to, pueden tener un efecto pro-
tector sobre la salud humana,
especialmente para la preven-
ción de enfermedades cardiovas-
culares y algunos tipos de cáncer.
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ANTOCIANINAS EN LA HISTORIA
La palabra antocianinas proviene del griego anthos
que significa flor y kyáneos que significa azul.
Ludwing Clamor Marquart (1804-1881), farmacéuti-
co y botanista alemán, en 1835 acuño el termino an-
tocianina (anthocyanin, en alemán), para referirse al
pigmento azul de las flores del aciano, una planta
herbácea nativa de Europa.
El científico alemán Richar Willstätter (1872-1942)
descubrió el cambio de color de la antocianinas, pro-
ducidos en moléculas que realizan el efecto batocró-
nico, que consistes en que al cambiar de acidez (pH)
se pasa del rojo a anaranjado en condiciones ácidas
(como el de la pelargonidina), al rojo intenso-violeta
(como el de la cianidina) en condiciones neutras, y al
rojo purpura-azul (como el de la delfinidina), en con-
diciones alcalinas.
Willstätter ganó el premio Nobel de Química en
1915 por sus investigaciones en el campo de los pig-
mentos vegetales.
Obtuvo el premio Nobel en 1915 por
sus investigaciones sobre pigmentos
vegetales, especialmente la clorofila.
Además demostró un conexión química
entre la hemoglobina y la clorofila, las
denomino Porfirinas
CIANIDINA
O+HO
OH
OH
OH
OH
H
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EN BUSCA DE LA ROSA AZUL
Durante siglos se ha venido intentando crear una
rosa azul. La rosa azul por su belleza exótica ha sido
protagonista de numerosas leyendas como: “Los días
del Albaicín" (AJ. Afáan de Ribera), y otras leyendas
mas conocidas en la cultura china. Lo cierto, además
de las leyendas, es que la rosa azul ha sido un pro-
ducto de la imaginación del hombre.
Las rosas azules son naturalmente imposi-
bles de crear, ya sea por cruzamiento de
diferentes tipos de rosas porque no cuen-
tan con el gen necesario para crear el pige-
mento azul indispensable “La Delfinidina”.
¿SABÍAS QUE?
La obtención de la rosa azul se obtuvo recientemente alrede-
dor del año 2000, después de los intentos fallidos del Ingenie-
ro “Frank Cowlishaw” de Derbyshire Inglaterra, que dedico su
vida al cruzamiento de distintas variedades de rosas, obte-
niendo en 1999, la llamada “Rhapsody in Blue” una flor mora-
da, que fue lo mas cercano al color azul que puede brindar
una rosa. Sin embargo ya ha habido avances relacionados con
el área ornamental, lo que no pudo lograr el mejoramiento
genético, lo esta logrando la ingeniería genética de flavonoi-
des. Ya se ha tenido éxito en crear el gen que permite la sínte-
sis de la delfinidina (produce pigmento azul) obtenida de la
Petunia y del gen silenciador que evita la fabricación del pig-
mento rojo, la cianidina.
En el 2002 se obtuvo la primera rosa que solo tenia pigmento
azul en sus pétalos. No era todavía una rosa visiblemente azul,
sino más bien una rosa entre malva y lila. Aparentemente, res-
ta modificar la acidez (el pH) de las células de estas rosas para
que sus pétalos sean definidamente azules.
O+HO
OH
OH
OH
OH
OH
DELFINIDINA
7
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LAS ANTOCIANINAS
En la naturaleza las
antocianinas se pueden
encontrar en forma de
glucositas, los cuales son
solubles, están formados
por una molécula de an-
tocianidina que atravez
de un enlace β-
glusosídico se unen a un
carbohidrato.
Las antocianinas son to-
das derivadas del catión
flavilio y las diferencias
entre una y otra radica
principalmente en en el
grado de metoxilación de
los grupos hidroxilos que
poseen estos.
Tambien es posible que
una sola antocianidina
este unida a diferentes
carbohidratos, razón por
la cual se generan dife-
rentes antocianinas.
ACIDES Y BASISIDAD
La coloración de la anto-
cianina abarca una am-
plia gamma de colores
en las cuales los cuales
varian desde el rojo, pa-
sando por el violeta has-
ta llevar al azul. Se po-
dría decir que estos colo-
res están relacionados
casi directamente con
el Ph en la cual se en-
cuentre esta molécula
(antocianina) pues si el
medio es básico el co-
lor será azul y si el me-
dio es acido el color
será rojo, el color viole-
ta se forma por un
efecto óptico y en
condiciones de Ph mas
neutras.
Efecto Batocrómico
El viraje en la cloración
de denomina efecto
batocrómico lo cual
provoca un aumente
en de la longitud de
onda. El científico ale-
mán Richard Wi-
llstätter fue el primero
en descubrir este cam-
bio de coloración en
las antocianinas. Efecto batocromico EFECTO BATOCRÓMICO
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Biosíntesis
Las moléculas precursoras son el malonil Co A y
el p-cumaril-Co A, la condensación de los acilos
de este último y 3 moléculas del primero, son la
principal causa de la de la producción de los
flavonoides,. Para dicha reacción es necesaria la
adición de un catalizador como lo es la ensima
chalcona isomeraza. En la parte final de esta bio-
síntesis se encuentran las acilaciones y las glico-
silaciones .
Efecto de la Temperatura Las antocianinas se
destruyen ante un au-
mente de temperatura,
lo cual puede relacio-
narse según Markakis
en un incremento loga-
rítmico de destrucción
vs un incremento
Reactividad química
El núcleo flavico es muy reactivo debido a su
deficiencia de electrones , debido a esto es
que pueden ingresar diferentes tipos de susti-
tuyentes y en distintas posiciones , esto es
responsable de su coloración, los grupos hi-
droxilo generan coloración azu, mientras que
kos metoxilo generan coloración roja.
aritmético de la tem-
peratura.
Cuando la temperatura
es mayor a 100 °C ocu-
rre una degradación del
color muy visible, mien-
tras que a temperatu-
ras menores a 90 °C
esta degradación es
minima
OHO
OH
OH
OH
O
O-HO
OH
OH
OH
O
OHO
OH
OH
OH
OH
O
3 moléculas de malonil Co-A
Acido 4-cumárico
4- coumarocyl
Flavonoides
OHO
OH
OH
OH
OH
O
Dihidroflavonoides
porantocianidas
quinometano
porantocianidas-flavo-3-ol
Azúcar
Antocianina
Chalcona
Flavones
Flavonols
isoflavonoides
aurones
9
O+HO
OH
OH
OCH3
OH
OCH3
MALVIDINA
PETUNIDINA
Antocianinas comunes en la naturaleza ordena-
das por incremento en color rojo e incremento
en azul (Fennema,1996)
ESTRUCTURA BÁSICA DE LAS ANTOCIANINAS
Las antocianinas contienen en su estruc-
tura base al 2-fenilbenzopirilo. Estas exis-
ten como glucósidos, es decir que man-
tienen unidos covalentemente carbohi-
dratos.
El grupo hidroxilo de la posición 3 siem-
pre se encuentra glisilado en las antocia-
ninas, y esto les da cierta estabilidad y
solubilidad (Durst y Wrolstad, 2001).La
conformación de las antocianidinas pre-
sentadas se denomina correctamente 1
catión flavilo, pero puede presentar otras
formas en función al pH. Las antocianinas
presentan siempre un resto de azúcar en
posición 3 y, a menudo, se encuentran
adicionalmente glucosa en la posición 5
y, menos frecuente, en las posiciones
7,3’,4’ (Coultate,1984)
Las antocianinas son glucósidos de antocianidinas, per-
tenecientes a la familia de los flavonoides, compuestos
por dos anillos aromáticos A y B unidos por una cadena
de 3C. Variaciones estructurales del anillo B resultan en
seis antocianidinas conocidas.
Aglicona Substitución λMáx (nm)
R1 R2 Espectro visible
Pelargonidina H H 494 (naranja)
Cianidina OH H 506 (naranja-rojo)
Delfinidina OH OH 508 (azul-rojo)
Peonidina OCH3 H 506 (naranja-rojo)
Petunidina OCH3 OH 508 (azul-rojo)
Malvidina OCH3 OCH3 510 (azul-rojo)
O+HO
OH
OH
OCH3
OH
OH
Cerezas antocianinas
O+HO
OH
OH
R1
OH
R27
5
3
3'
4'
5'
A
B
6
4
8 1
2
1'
2'
6'
10
Fruta Antocianidina Glucosilación
Zarzamora
(Rubus fructicosus) Cy. 3-gluc.,3-rutin.
Grosella negra
(Ribes nigrum) Cy.,Dp. 3-gluc.,3-rutin.
Frambuesa
(Rubus ideaus) Cy.,Pg. 3-gluc.,3-rutin.,3-sof.
Cereza
(Prunus spp.) Cy.,Pn. 3-gluc.,3-rutin.
Fresa
(Fragaria spp.) Pg.,Cy. 3-gluc.
Uva
(Vitisvinifera) Mv.,Dp.,Pt.,Pn.,Cy.
3-gluc.,cierta acetilación con
ácidos cumárico y cafeico.
Ruibarbo
(Rheum sp.) Cy.
ANTOCIANINAS DE LAS FRUTAS
Fuente: Coultate (1984)
Las Antocianinas son uno de los numerosos pig-mentos que se hallan en solución en la savia alveo-lar. Las innumerables tonalidades de azul, púrpura, violeta, malva y magenta y casi todas las tonalida-des rojas de las flores, hojas, frutas y tallos de las plantas son debido a diferentes tipos de antociani-nas. Las antocianinas, aunque son muy numero-sas , poseen una estructura similar. La am-plia variedad de sus colores se debe a lige-ras alteraciones en la molécula básica, sin afectar la estructura molecular fundamen-tal. Araujo (1995).
Fruta Antocianina
Manzana Cianidina-3-galactósido
Cianidina-3-arabinósido
Cianidina-7– arabinósido
Naranja Cianidina-3-glucósido
Delfinidina-3-glucósido
Maíz morado Cianidina-3-glucósido
Pelargonidina-3-glucósido
Peonidina-3-glucósido
Cebolla Cianidina-3-laminariobiósido
Cianidina-3-monósido
O+HO
OH
O
OH
OH
H
OHO
OH
CH2OHOH
Cianidina-3-glucósido
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Extracción de la antocianina
La extracción de antocianina es comúnmente realizada por una repetida maceración o molido con peque-
ñas cantidades de ácido clorhídrico al 0.1-1% en metanol o etanol a temperatura ambiente. En casos
complejos en frío se usan ácidos débiles para evitar que el pigmento se degrade. En algunos casos, se adi-
Extracción del maíz morado para aplicación en yo-
gurt:
La extracción de las antocianinas a partir de la FPCA
obtenida de cada muestra de maíz se efectúa usando
dos disolventes distintos.
Uno es etanol, ácido acético,
agua, en proporciones de 10:1:9.
El otro es metanol: ácido acético: agua, usando exac-
tamente las mismas proporciones. El metanol es más
efectivo que el etanol para la extracción de antociani-
nas, aunque su toxicidad impide que se pueda em-
plear cuando las sustancias extraídas se usarán para
consumo humano. Sin embargo, la extracción
se realiza con los dos disolventes para comparar los
perfiles de antocianinas obtenidos cuando se emplea
uno u otro.
El extracto de antocianinas que se emplea en el yogurt
se extrae a partir de
4g de FPCA con 80 mL de solvente (mezcla de etanol:
ácido acético: agua,10:1:9 v/v).
Se realizan cuatro extracciones sucesivas. El extracto o
btenido de cada muestra, se concen-
tra hasta sequedad en un Rotavapor a 40 °C, y es redi-
suelto en ácido láctico al3 % en agua, hasta tener un
volumen aproximado de 10 mL. Se coloca en tubos
ámbar y se guardó a temperatura de congelación has-
ta su análisis y/o aplicación al yogur. Se verifica la con-
centración del extracto antes de aplicarlo al yogurt.
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MÉTODOS DE EXTRACCIÓN.
Extracción por maceración:
Se somete únicamente a la disolución del soluto en un solvente, dejando reposar hasta que el solvente
penetre en la estructura celular, lo ablande y disuelva las porciones solubles,
controlando convenientemente la temperatura y la duración del proceso recomienda que la maceración
se realice a una temperatura de 15 a
20°C. La ventaja de esta extracción es producir un extracto con una concentración uniforme, sin embargo
resulta laboriosa.
Extracción por el método de agitación mecánica o difusión:
La extracción consiste en colocar la muestra con el solvente elegido en un vaso de precipitado y mediante
un agitador mecánico se pone en contacto el solvente con la materia prima para obtener el colorante
deseado.
Extracción por cocciones:
Los cocimientos son preparados líquidos que se confeccionan hirviendo con agua las sustancias vegetales.
La muestra se coloca en un recipiente de vidrio, se agrega el solvente y se somete a ebullición por dife-
rentes tiempos. La temperatura de extracción debe ser tal que no afecte a la estructura del colorante. En
este método de extracción de la antocianina del maíz morado se evalúa:
Lixiviación:
La lixiviación es la extracción en la que una mezcla o una fase sólida se descompone en sus componentes
o en la que un componente valioso se quita y recupera de una masa sólida mediante el tratamiento por
un líquido. El sólido suele consistir en una mezcla heterogénea de varios constituyentes, uno o más de
los cuales pueden ser líquidos o sólidos en disolución, pero puede ser una mezcla homogénea tal como
una solución sólida o una sal doble.
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Aplicaciones de las antocianinas
Dependiendo de la aplicación, las consideraciones Kosher, color desea-do y la antocianina específica, estos colores son una opción apropiada para muchos países de bajo pH, color rojo los productos alimenticios de color. Niveles de uso típicos están en el 0,02 a 3,0% del rango. Las antocianinas son útiles en:
Bebidas terminadas y secas de mezcla (Extracto de piel de uva co-
mo un aditivo de color se limita al uso de las bebidas en los EE.UU.)
Rellenos de fruta y los preparativos para bares y productos lácteos como el yogurt.
Antocianinas en la medicina
Además de ser potentes antioxidantes, y
en consecuencia tener propiedades an-
tienvejecimiento y protectoras frente al
estrés oxidativo celular, como con la ma-
yoría de los flavonoides se ha podido esta-
blecer una relación entre el consumo ha-
bitual de alimentos ricos en esta sustancia
y una menor incidencia de una gran varie-
dad de tumores malignos.
Al margen de las características generales
a la mayoría de los antioxidantes,
los beneficios de las antocianinas más
apreciados se deben a su poder en la pre-
vención de enfermedades visuales dege-
nerativas, y en especial en el caso de
la degeneración macular asociada a la
edad, la cual acaba ocasionando ceguera.
Por otro lado, las antocianinas ejercen
una acción protectora sobre los microca-
pilares y ayudan a mejorar la agudeza vi-
sual aunque no existan enfermedades, el
riego cerebral e incluso, combinado con
otras plantas medicinales, se emplean en
el tratamiento natural de vértigos.
Otros beneficios de la
Antocianina
Las antocianinas present
an una acción antiinfla-
matoria suave pero
exenta de efectos secun-
darios, por lo que los ali-
mentos que contienen
antocianinas suelen re-
comendarse a personas
con problemas articula-
res. Además ejercen
una acción protectora
del sistema cardiovascu-
lar.
Para finalizar, se está
estudiando en la actuali-
dad la aplicación de
los suplementos de anto-
cianinas en algunas en-
fermedades neurológi-
cas, pues parece haber
indicios de que los bene-
ficios de las antocianinas
en estas patologías van
más allá de la mejora del
riego sanguíneo.