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Pigmentos De Origen Vegetal

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on 5 November 2013

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Transcript of Pigmentos De Origen Vegetal

Pigmentos Hemo
Pigmentos De Origen Vegetal
Antocianinas y Otros Compuestos Fenolicos
Carotenoides
Betalaínas
Clorofilas
Pigmentos de Origen Vegetal
Clorofilas
Carotenoides
Betalaínas
Flavonoides
Compuestos Hemo
Definición de Colorante
Un colorante es cualquier sustancia química natural o sintética que confiere color, mientras que los pigmentos son sustancias naturales presentes en células y tejidos animales y vegetales que aportan color.

Clasificación y Certificación
Color FD&C
Color D&C:
Seguros cuando están en contacto con membranas mucosas o cuando se ingieren.
Colores Externos D&C
Por su toxicidad oral no fueron aprobados como FD&C, pero son considerados seguros en productos de aplicación cutánea.

Colores Naturales
Conocidos como colores naturales por la industria de los alimentos. Obtenidos de vegetales, animales (insectos), raíces, semillas y fuentes minerales.

Ocurren de manera natural en tejidos animales y vegetales, son sintetizados, acumulados o excretados por células vivas.

Los Colorantes Naturales Estan Exentos de Certificación
Beta caroteno

Carmín

Paprika

Annato extract

Otros carotenoides como Cantaxantina o B- Apo-8´Carotenal

Caramel

Licopeno

Clorofila

Clasificación Por Su Estructura
Carotenoides
Son los más abundantes en la naturaleza con una producción anual mundial de cerca de 100 millones de toneladas

Enmascarados por los pigmentos clorofílicos (más dominantes)

Pigmentos secundarios en la captación de luz solar

Papel fotoprotector por su capacidad de secuestrar e inactivar las especies reactivas del oxígeno

El papel de los carotenoides en la dieta humana es ser precursor de la vitamina A. El carotenoide B caroteno tiene la mayor actividad provitamina A debido a sus dos anillos B ionona .

Estructuras:  
2 grupos estructurales: Los carotenos hidrocarbonados y los oxigenados

Beta Caroteno
Ampliamente distribuido en la naturaleza: zanahorias, alfalfa

Existe la forma idéntica al natural; 70-75% del beta caroteno en el mercado.

Solo se debe etiquetar como B caroteno (sea natural o idéntico al natural)

Tonos: Amarillo/ Naranja/ Durazno (rojo/naranja)

Propiedades:
De buena a excelente estabilidad al calor, luz y estable bajo un amplio rango de pH.

Estable a la presencia de ácido ascórbico.

Presentaciones:
Emulsiones
Dispersiones
Polvo
Suspensiones solubles en aceite.

B Apo-8`Carotenal
Síntesis de un carotenoide rojo-naranja liposoluble.

En la naturaleza se encuentra en espinacas y frutas cítricas.

Disponible como una suspensión en aceite o una emulsión naranja claro

Comparado con el B caroteno, contiene 50% menos vitamina A.

IDA FDA: 15 mg/pound

Gran sustituto de amarillo 5 en alimentos

Annato
Color natural proviene semilla annato o achiote Bixa orellana

Principio activo: Bixina y Norbixina (carotenoides)

Color: Tono de amarillo a naranja

Presentación: Líquido de 1.5 - 2.0 % Norbixina y de 2.0 a 15 % Bixina

Generalmente usado en productos lácteos (no tan alto Aw)
Soluble en agua (hidrosoluble)

Estabilidad al pH: 2.5 a 8.0

Presencia y Distribución
Tomate - Licopeno (Aumenta significativamente durante la maduración)
Zanahoria alfa y beta caroteno
Pimientos rojos  Cpsantina
Calabaza  Beta caroteno
Calabacín Beta caroteno
Maíz Luteína y Zeaxantina
Verduras de hoja verde (enmascarados por las clorofilas)

Propiedades Físicas
Lipofílicos, solubles en aceite y compuestos orgánicos

Termo estables

Pierden color cuando se oxidan

Se isomerizan por presencia de calor, ácidos o luz.

Aporta colores del amarillo al rojo (longitudes de onda de 430 a 480 nm)

Propiedades Químicas
Oxidación:
Extracción aumento su sensibilidad.

Fácil oxidación debido al alto numero de dobles enlaces conjugados.

La oxidación provocan la pérdida de color y contribuyen a la degradación del alimento

La formación de epóxidos en el anillo provocan la pérdida de actividad provitamina A.

Actividad enzimática (en especial la de la lipooxigenasa) acelera la degradación oxidativa de carotenoides. (ac grasos peróxidos– carotenos. (-) color= actividad lipoox)

Actividad antioxidante

Por su alta susceptibilidad a la oxidación, poseen propiedades antioxidantes.
Protección celular contra oxígeno singulete secuestrándolo

Estabilidad Durante El Proceso
Isomerización cis/ trans

Mayoría de los carotenoides en configuración trans.

La isomerización se induce fácilmente mediante tratamiento térmico, exposición a solventes orgánicos, tratamiento con ácidos o exposición a la luz.

Antocianinas
Unión de azúcares en la molécula , ac grasos unidos a azúcares
Ántocianidinas
Grado De Sustitución
Propiedades
Responsable de una amplia variedad de colores en los alimentos que pasan por el azul, púrpura, violeta, magenta y rojo.

Estructura
Grupo de los flavonoides esqueleto carbonado C6C3C6.

La estructura básica de las antocianinas es el 2-fenilbenzopirilo (sal de flavilio).

El color que imparten depende de la presencia y número de radicales unidos a la estructura principal.

Polihidroxi, polimetoxi

Azúcares más frecuentes
Glucosa, Ramnosa, Galactosa, Arabinosa, Xilosa y disacáridos o trisacáridos de éstos.
 
Ácidos que acilan estos azúcares
Aromáticos: p-cumárico, cafeico, felúrico, sinápico, gálico, p-hidroxibenzoico.

Alifáticos: malónico, acético, málico, succínico, oxálico

*Generalmente se unen al carbono 3 del azúcar o esterifican el 6 OH, en ocasiones el 4 OH.

Producto de hidrolizar el azúcar de una antocianina.

A mayor grado de sustitución de la porción de antocianidina aumenta la profundidad del color por desviación bactocrómica

(λLamda corta a Lamdaλ más larga)

cambiando el color desde naranja-rojo hacia púrpura-azul.

Son menos hidrosolubles que sus correspondientes antocianinas

No se encuentran en la naturaleza de forma libre.

Son relativamente inestables, en condiciones ácidas tienen su mayor estabilidad

Degradación de Antocianianas
Durante:
Extracción del tejido vegetal
Procesado de alimentos
Conservación de alimentos

Cuidar pH, temperatura y concentración de oxígeno nos permite una mínima degradación durante el procesado.

El aumento en grado de hidroxilación disminuye la estabilidad mientras que la metilación la aumenta.

Efecto De pH
4 posibles formas estructurales dependiendo del pH:

La base quinoidal azul (A)

El catión flavilio rojo (AH+)

La pseudobase carbinol
incolora (B)

La chalcona incolora (C)

Mayor capacidad tintorial a pH 1 (moléculas ionixadas)

Efecto temperatura:
El calentamiento modifica el equilibrio primero hacia la base carbinol incolora, después hacia la chalcona y finalmente en productos de degradación de color pardo.

Efecto del oxígeno y ácido ascórbico: 
Por su naturaleza insaturada las antocianinas son sensibles al oxígeno molecular.
Ácido ascórbico induce la degradación de las antocianinas a través del peróxido de hidrógeno que se forma durante la oxidación del ácido.

Efecto de concentración de azúcares: Altas concentraciones estabilizan las antocianinas por la reducción del aw (agua ataca el catión flavilio en posición 2 dando lugar a la base carbinol incolora)

Reacciones Enzimaticas
Glicosidasas y las polifenoloxidasas (antocianasas)
 
Las glicosidasas hidrolizan enlaces glicosídicos dejando azúcares y aglicona lo que las hace menos solubles y pierden color.

El escaldado (45-60 segundos a 90-100ºc) inactiva estas enzimas

Antocianinas aciladas como colorantes alimentarios naturales
Antocianina comercial (Sensient colors

Estable a pH 3.8 y más bajos

Productos de ácido ascórbico provocan decoloración.
Buena estabilidad ante luz y calor a bajos pH`s.
Tienen a desviarse a tonos marrones (jugos de frutas más que
de vegetales

Tonos van desde rojo-morado hasta azul a medida que el pH incrementa pero la estabilidad disminuye.
En presentación líquida o en polvo

Otros Compuestos Fenolicos
Taninos, son compuestos polifenólicos hidrosolubles que precipitan alcaloides, gelatina y otras proteínas por su capacidad de combinarse con éstas.

Se encuentran en la corteza del roble y otras frutas (2 grupos)
Proantocianidinas o taninos condensados:
Son incoloros pero pueden colorear el alimento durante su procesado.
 
Taninos hidrolizables:
Están compuestos por una molécula de glucosa unida a radicales fenólicos.

Estructuras de Taninos
Quinoides
Qunoides, compuestos fenólicos de diverso grado de polimerización (desde el dímero 1, 4 naftaquinona hasta el polímero representado por la hipericina)

Son responsables de una porción de color oscuro, de los amarillos y de los naranjas pardos de ciertos hongos y líquenes, de los rojos, azules y púrpuras de los lirios de mar.

Hemoglobina.

La hemoglobina, un pigmento de color rojo presente en los glóbulos rojos de la sangre, es una proteína de transporte de oxígeno y que está compuesta por la globina y cuatro grupos Hemo.

Cuando la hemoglobina se une al oxígeno se denomina oxihemoglobina o hemoglobina oxigenada, dando el aspecto rojo o escarlata intenso característico de la sangre arterial. Cuando pierde el oxígeno, se denomina hemoglobina reducida, y presenta el color rojo oscuro de la sangre venosa (se manifiesta clínicamente por cianosis).

Clorofilas
Las Clorofilas son compuestos del tipo tetrapirrol.
Constan de cuatro anillos de pirrol unidos por medio de puentes de metilo (--CH=) lo que constituye una porfirina.
La característica cromófora de la clorofila se debe justamente al sistema de dobles enlaces conjugados generados por la unión de los anillos de pirrol mediante los grupos metilo.
La clorofila puede convertir energía lumínica en energía química solamente cuando está asociada con ciertas proteínas e incluida en una membrana especializada, y sin embargo, sólo una fracción muy pequeña de la luz dentro del espectro visible que incide en las hojas de las plantas es finalmente transformada en energía química.

Degradación de Clorofila
Betalaínas
Químicamente las betalaínas son alcaloides derivados de la tirosina que pueden ser de dos tipos: las betacianinas que son de color rojo-violáceo (b) y las betaxantinas (c) anaranjadas amarillentas, ambas con el núcleo fundamental del ácido betalámico (a).

El uso de betalaínas está autorizado por el Codex Alimentarius Commission (2004) y es comercializado en EEUU y la UE con el nombre de “rojo betabel”. Se consigue como concentrados) o polvos producidos por liofilización o spray-dry con un 0.3 a 1% de pigmento.

Estabilidad de las Betalaínas
Ph
Luz
Oxigeno
Metales
Temperatura
Antioxidantes

La mayor fuente comercial es el betabel, de donde se saca un pigmento rojo violáceo que contiene mayoritariamente dos pigmentos hidrosolubles: la betanina (roja), vulgaxantina (amarilla).

xantonas
Xantonas, compuestos fenólicos de color amarillo, a menudo se confunden con quinonas y flavonas

La La xantona manguiferina es un glucósido en el mango
 
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