Quimica de los alimentos (página 2)

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 . El estudio de la velocidad de
degradación de carotenoides esterificados y no
esterificados del pimiento rojo indicó que el que se
degrada a menor velocidad es capsorrubina, seguido de zeaxantina,
capsantina y b -caroteno. Asimismo, se comprobó
que capsantina y capsorrubina y sus ésteres se degradaban
a la misma velocidad, mientras que los ésteres de
zeaxantina se degradaban más rápido que el pigmento
libre, presumiblemente debido a que dicho pigmento está
esterificado principalmente por el ácido graso
poliinsaturado linolénico .

En otro interesante estudio , se
evaluó el comportamiento de
clorofila a y b -caroteno durante
tratamientos térmicos en sistemas modelo de
lípidos. La tasa de degradación de ambos pigmentos
fue mayor en metil estearato, seguida por metil oleato y metil
linoleato. Es decir, la reacción entre el carotenoide y
los radicales libres se minimiza en presencia de metil linoleato,
posiblemente debido a la mayor reactividad de éste con el
oxígeno. No obstante, en otra investigación se
llegó a la conclusión contraria, es decir, que
el b -caroteno es más inestable que el
ácido linolénico y, por tanto, puede proteger a
éste durante tratamientos térmicos.

Teniendo en cuenta los estudios a los que
se ha hecho referencia en este apartado, queda claro que existen
resultados contradictorios en relación a la influencia del
contenido lipídico en la estabilidad de los carotenoides
frente a los procesos oxidativos, y que la presencia de otros
compuestos en los alimentos podría influir en los
resultados.

Efecto de la estructura

Las diferencias de estabilidad entre los
distintos carotenoides está influenciada por su estructura
individual . La reactividad de estos pigmentos en reacciones de
captación ("scavenging") de radicales, en
general, disminuye al disminuir 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 b -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 diferencia
existente entre la b -criptoxantina y
el b -caroteno es la presencia de un grupo hidroxilo en
el C3 de aquella, cambio que no implica una importante
variación de reactividad con respecto
al b -caroteno. Se ha comprobado, en cambio, que cuando
cada anillo de b -ionona contiene un grupo hidroxilo
(como ocurre en la zeaxantina), dicha variación sí
es patente . En otro estudio también se comprobó,
teniendo en cuenta tres sistemas oxidantes distintos, que el
licopeno era más reactivo que el b -caroteno,
siéndolo los dicetocarotenoides astaxantina y cantaxantina
mucho menos, atribuyendo la escasa reactividad de los
cetocarotenoides, a pesar de la presencia de dobles enlaces
conjugados adicionales debidos a los grupos ceto, a la existencia
de sustituyentes en las posiciones C-4 y C-4" .

La configuración geométrica
de los carotenoides implica también diferencias en cuanto
a estabilidad de los mismos. En un sistema modelo acuoso el
todo-trans-b -caroteno es ligeramente más
sensible al ozono que el 9-cis-b -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 difería
significativamente en un medio lipídico en caliente . En
contraste, en otro trabajo llevado a cabo en una microalga se
observó que el 9-cis-b -caroteno se
degradaba con mayor rapidez que el
todo-trans-b -caroteno en presencia de agentes
oxidantes . Parece ser que sistemas con
9-cis-b -caroteno presentan una menor
acumulación de hidroperóxidos y que el
isómero 9-cis posee una mayor potencia
antioxidante que el todo-trans-b -caroteno . Se ha
sugerido que la mayor reactividad de la
molécula cis en relación con los
radicales libres es debida a una mayor interferencia
estérica entre las dos partes al otro lado del doble
enlace cis, aunque en la actualidad, no existe una
explicación aparente de estas discrepancias.

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. Estudios recientes revelan que la degradación
del b -caroteno y licopeno debida a diferentes
condiciones de calentamiento sigue una cinética de primer
orden. En uno de estos estudios se evaluó el efecto del
calentamiento de una disolución
de b -caroteno-todo-trans en horno (50,
100, 125 y 150°C) y a reflujo (70°C),
comprobándose que, en el caso del tratamiento
térmico en horno, los isómeros formados
mayoritarios fueron 13-cis-b -caroteno y
13,15-di-cis-b -caroteno, mientras que como
consecuencia del calentamiento a reflujo, se favorecía la
formación de 13-cis-b -caroteno. Asimismo,
se ha comprobado que el calentamiento del b -caroteno a
diferentes temperaturas (60 y 120°C) en sistemas modelo de
lípidos con distinto grado de insaturación, conduce
a la aparición de cuatro
isómeros cis (9-cis-,
13-cis-, 15-cis- y
13,15-di-cis-b -caroteno) . En cuanto
al a -caroteno, parece ser que su degradación
como consecuencia de la acción de la luz o el calor, sigue
también una cinética de primer orden . El
calentamiento del todo-trans-b -caroteno a 50°C
o 100°C durante media hora no produce grandes
pérdidas, si bien cuando la temperatura es de 150°C
las pérdidas si son notorias, habiéndose comprobado
que los fenómenos de termoisomerización y
fotoisomerización son más acusados en
el a -caroteno que en el b -caroteno . Con
respecto al licopeno, un estudio reciente ha puesto de manifiesto
que como consecuencia del calentamiento de disoluciones modelo de
este pigmento a 50, 100 y 150°C se forman hasta seis
isómeros distintos: dos di-cis-isómeros,
5-cis, 9- cis, 13–
cis y 15- cis-licopeno .

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 ha evaluado el impacto
del escaldado, empleado para inactivar la lipoxigenasa, en el
contenido de los carotenoides. La influencia de este tratamiento
en los niveles de a - y b -caroteno en la
pulpa y en el zumo de zanahorias ha sido objeto de estudio por
parte de Bao y Chang . 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 fue 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
estudiados (51,3 y 51,2%, respectivamente) .

También se ha estudiado el efecto
del escaldado de zanahorias de la variedad Kintoki en los niveles
de licopeno, que es el carotenoide mayoritario en esta variedad,
y b -caroteno . El escaldado en agua a diferentes
temperaturas (50, 70 y 90°C) durante 15 minutos mantiene los
niveles de licopeno bastante estables independientemente de las
temperaturas ensayadas, si bien el contenido
de b -caroteno disminuye ligeramente como consecuencia
del escaldado a 90°C.

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 ensayados.

El efecto de diferentes formas de cocinar
zanahorias en los niveles de a -
y b -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 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 estudiados. 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.

El efecto de la temperatura en los niveles
de carotenoides en otros alimentos también está
siendo objeto de estudio en la actualidad. Abushita et
al. estudiaron el efecto de las altas temperaturas a
las que es sometido el tomate durante su procesado industrial en
el contenido de estos pigmentos, llegando a la conclusión
de que la distribución cualitativa de carotenoides en el
tomate no procesado y en el producto final, pasta de tomate, era
idéntica. El contenido total de
todo-trans-licopeno en la pasta aumentó
considerablemente con respecto a fruto fresco debido,
probablemente, a la eliminación de la piel y las semillas
y a la evaporación de agua, si bien el contenido de
todo-trans-b -caroteno en la pasta descendió
considerablemente y aumentó el nivel del
isómero cis, porque el tratamiento
térmico favorece los procesos de isomerización. En
el caso del licopeno, los niveles del
isómero cis- apenas variaron como
consecuencia del procesado.

En cuanto al efecto de la
pasteurización (90°C, 30 s) en zumos de naranja de la
variedad 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, b -criptoxantina y a -
y b -caroteno, no se observaron pérdidas
significativas .

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. Existen estudios que demuestran que
la degradación del b -caroteno debida a la
iluminación con luz fluorescente sigue un modelo de primer
orden, favoreciendo dicha iluminación la formación
de 13,15-di-cis-b -caroteno . En cuanto
al a -caroteno, como ya se ha comentado con
anterioridad, la reacción también sigue una
cinética de primer orden, siendo la
fotoisomerización mayor que en el caso
del b -caroteno. El principal isómero que
aparece como consecuencia de la iluminación con luz
fluorescente es el 13-cis-a -caroteno . En cuanto
al licopeno, se ha puesto de manifiesto que la iluminación
de disoluciones modelo con luz fluorescente provoca la
formación de 5 isómeros diferentes:
di-cis, 5-cis,
9- cis, 13– cis y
15- cis-licopeno .

Efecto del pH

Aunque los carotenoides extraídos o
no son relativamente resistente 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 3) . 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 3

Conversión de carotenoides
5,6-epóxidos en 5,8-furanoidesv

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

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. En un interesante estudio
se han evaluado los cambios que tienen lugar
en a -caroteno, b -caroteno y luteína
cuando se mantienen en la oscuridad a diferentes temperaturas
(4°C, 25°C y 45°C) y cuando se almacenan a 25°C
expuestos a la luz . Para ello utilizaron carotenoides en polvo
liofilizados, obtenidos a partir de zanahorias. Los resultados
revelaron que los niveles de las formas
todo-trans de estos tres carotenoides
disminuían al aumentar la temperatura de almacenamiento o
el tiempo de iluminación. Los isómeros mayoritarios
formados durante el almacenamiento al abrigo de la luz fueron
13-cis-a -caroteno,
13-cis-b -caroteno y
13-cis-luteína. La iluminación, en cambio,
favorece la formación de 9-cis-a -caroteno,
9-cis-b -caroteno y
9-cis-luteína.

Wagner y Warthesen evaluaron la estabilidad
de a - y b -caroteno en polvo de zanahoria
encapsulado en diferentes tipos de almidón hidrolizado,
comprobando que la degradación de los carotenos estudiados
como consecuencia del almacenamiento a temperaturas comprendidas
entre 37°C y 65°C, seguía una cinética de
primer orden. No todos los tipos de almidón hidrolizado
empleados para encapsular el producto fueron igual de eficientes,
comprobándose que el de 36.5 equivalentes de dextrosa
mejoraba la retención de carotenos en comparación
con el resto (4, 15 y 25 equivalentes de dextrosa). Los
resultados del estudio muestran que la encapsulación
aumentaba la vida media del producto a 21°C entre 70 y 220
veces, en función del tipo de almidón empleado. En
cuanto al efecto de la luz, se observó que la
retención de los carotenos estudiados en las muestras
expuestas a la luz y en la muestra mantenida en la oscuridad tras
ocho semanas era prácticamente la misma, sugiriendose que
la degradación de carotenos en polvo de zanahoria
encapsulado se debía fundamentalmente a procesos de
autooxidación.

Oruña-Concha et
al. evaluaron la evolución de
clorofilas a y b, b -caroteno
y luteína en judías verdes frescas y escaldadas y
en pimientos de Padrón almacenadas durante un año a
–22°C. En las judías verdes no escaldadas se
comprobó que los niveles de los pigmentos
disminuían sensiblemente durante el primer mes de
almacenamiento, estabilizándose después, aunque en
el caso delb -caroteno también hubo pérdidas
durante el segundo mes antes de la estabilización. En el
caso de las judías escaldadas los resultados fueron
similares, si bien la retención de carotenoides fue mayor
debido a la inactivación de la lipoxigenasa como
consecuencia del escaldado. En cuanto a los pimientos de
Padrón, los niveles de los pigmentos estudiados
permanecieron más o menos constantes a lo largo de todo el
estudio.

Selim et al. estudiaron
la cinética de degradación de los carotenoides del
azafrán, principalmente crocinas, encapsulados en tres
matrices diferentes, pululan y dos polivinilpirrolodonas (PVP),
PVP40 y PVP360, comprobando que la encapsulación los
protegía de la oxidación. Las crocinas son
carotenoides hidrosolubles, por lo que los ensayos se realizaron
a diferentes actividades de agua y en la oscuridad a 35°C.
Los resultados del estudio indicaron que la encapsulación
con PVP40 era la que reducía en mayor medida la velocidad
de oxidación en todas las condiciones de almacenamiento
ensayadas.

Choi et al. estudiaron
la relación existente entre la retención de
vitamina C y la estabilidad de los pigmentos presentes en el zumo
de naranja durante su almacenamiento durante 7 semanas a
4,5°C. Para ello emplearon muestras de zumo de naranja de la
variedad Moro, de color rojizo debido a la presencia de pigmentos
antocianos y carotenoides. Comprobaron que la degradación
de la vitamina C estaba correlacionada linealmente (r > 0.93)
con la pérdida de antocianos. En el caso de los
carotenoides, se observó que las pérdidas eran
menos sensibles que en el caso de los antocianos, debido al
efecto estabilizante de la vitamina C, que protege a los
carotenoides de procesos oxidativos.

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. Aunque a lo largo del S. XIX existe un
cúmulo de información sobre la presencia y
detección de carotenoides, se produce el aislamiento de
"carotenos" (Wackenroder, 1831) y se acuña el
término "xantofila" para el "pigmento amarillo" de las
hojas en otoño (Berzelius, 1837), no es hasta 1906 cuando
Tswett describe la primera separación por cromatografia en
columna de pigmentos vegetales (clorofilas, carotenos y
xantofilas), y a quien se debe el concepto de "carotenoides"
(Isler, 1971). En 1909, Stepp observó que los ratones
blancos, sometidos a un régimen completo pero carente de
sustancias solubles en alcohol y éter, no podían
sobrevivir. Poco después, McCollum y

Davis (1913) describen un factor
liposoluble en la grasa de mantequilla, posteriormente
caracterizado como vitamina A, necesario para estimular el
crecimiento de las ratas alimentadas con una dieta incompleta.
Dado que algunos extractos de plantas coloreadas tenían
efectos similares, se pensó que estos pigmentos
podían ser transformados biológicamente

en vitamina A (retinol), hecho que fue
demostrado por Moore en 1930, coincidiendo con la
elucidación de las estructuras del retinol y los
carotenoides por Karrer (Stepp y cols., 1939; Machlin, 1984;
Olson, 1992). Setenta años después, los
carotenoides siguen constituyendo la principal , si no la
única, fuente de vitamina A para casi tres millones al
año de niños menores de cinco años afectos
de xeroftalmía y más de 250 millones con
deficiencia moderada o severa de vitamina A (WHO, 1998). Los
carotenoides son un grupo de pigmentos liposolubles de origen
vegetal presentes en el organismo humano, tanto en sangre como en
tejidos. El hombre no los puede sintetizar "de novo" 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
(Bauerfeind, 1981). Desde el punto de vista nutricional y
fisiológico, el interés de los

carotenoides se ha debido a su actividad
provitamínica-A (aproxima-damente 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.

Clorofilas

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, etcétera, 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 /3-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 singulete, 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.35

Desde el punto de vista de la
tecnología de los alimentos, el interés por las
clorofilas se en las reacciones poscosecha que degradan a estos
pigmentos, incluso los que ocurren durante el | cesamiento y
almacenamiento. Paralelamente se reconoce que la clorofila tiene
efectos sobre lai lud, tales como la reducción de
algún tipo de tumores en animales de laboratorio.
Originalmente, a los pigmentos involucrados en la
fotosíntesis de plantas superiores se les!
genéricamente clorofilas, actualmente el nombre se
extiende a todos los pigmentos fotosintéticos<
estructura de porfirinas. Existen varias clorofilas reportadas:
clorofilas a, b, c, d, e y bacterioclc las a, b, c, d y e. Las
clorofilas a y b están presentes en el tejido
fotosintético en una relación a:b otras de menor
importancia en alimentos son las clorofilas c (presentes en algas
café, dinoflagela y diatomáceas, entre otras
fuentes), las d (en algunas algas rojas), las e (en algas
Xanthophyta) y bactoclorofilas a, b, c, d y e (en
bacterias Chromatiaceae y Rhodospirillaceae).55
Se localizan en los cloroplastos de las hojas, éstos a la
vez están formados por granas de 0.2 estructuradas por
laminillas cuyo tamaño oscila entre 0.01 y 0.02ju; la
clorofila se encuentra enj chas laminillas formando conglomerados
esféricos en un arreglo cristalino unida a lípidos,
protí lipoproteínas y, en ocasiones, a
carotenoides.62 La clorofila se une a estos compuestos
químicos j atracción mutua y por la afinidad del
fitol a los lípidos, y la de grupo de porfirina por las
proteínas 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.56

Estructura clorofilas

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.

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) 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 encuentra en algunas
cianobacterias (las cloroxibacterias), que por ello
son de color verde planta en vez de azuladas; hace algún
tiempo se les atribuyó por este rasgo el carácter
de antepasados de los plastos verdes, pero luego se ha comprobado
que es un carácter adquirido independientemente en varias
líneas separadas.

3. Las
clorofilas c1 y c2 son
características de un extenso y diverso clado de
protistas que coincide más o menos con el
superfilo Chromista y que incluye grupos tan
importantes como las algas pardas, las diatomeas o
los haptófitos.

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.
No debe en todo caso interpretarse de la tabla que su presencia
es una característica común de las algas
rojas.

También se encuentran clorofilas en
animales que albergan dentro de sus células o entre ellas
algas unicelulares (zooclorelas y zooxantelas). Gracias a esta
simbiosis la fotosíntesis contribuye de manera
significativa a la nutrición de corales, tridacnas,
nudibranquios y otros animales marinos.

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". La clorofila a esta integrada por un
núcleo de Mg, 4N, C y H. Para que se pueda formar la
clorofila es indispensable la presencia del Fe. Las formulas de
la clorofila son:

Clorofila a: C55H72O5N4Mg

Clorofila b: C55H70O6N4Mg

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

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

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

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

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

La clorofila a (R = –CHO) 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 determinado que
posteriormente regresa su nivel basal; cuando esto sucede, el
exceso de energía es liberad 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.

Pigmentos
fenólicos

Responsables del color, aroma, sabor y
estructura de los vinos. Sustancias esenciales que se subdividen
en cuatro equipos: ácidos fenòlicos, flavonoides,
antocianas y taninos.Los compuestos fenòlicos son
sustancias que tienen un rol primordial en la
vinificaciòn. Son los encargados de darle color, sabor,
aroma y estructura a los vinos, 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 fenòlicos 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
añejamientoFLAVONOIDES.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 tintos, la concentración de
estas es de una centena de miligramo por litro, bajo la forma de
aglicona, produciéndose la hidrólisis de los
heteròsidos durante la vinificaciòn.En los blancos
como la fermentación se produce en ausencia de las partes
sólidas es de uno a tres miligramos por litro.Para
concluir diremos que estos los flavonoides son los encargados de
dar color y sabor a los vinos blancos.ANTOCIANOS.Son
pigmentos de color rojo, localizados principalmente en el
hollejo, y una parte muy pequeña en la pulpa de la uva.
También están presentes en las hojas al final del
ciclo vegetativo. Se distinguen en la uva y en el vino en cinco
moléculas definidas, cianidina, petunidina, peonidina,
delfinidina y malvidina. El color de los pigmentos depende de la
estructura molecular como del medio ambiente. Podemos decir que
de estos la malvidina es la molécula dominante en todos
los cepajes, siendo así la responsable del color de la uva
tinta y del vino tinto. Estas moléculas no son muy
estables ya que se van apagando sobre todo en su crianza aunque
el vino siga rojo, solo se ve mutar el rojo con destellos
violetas al rojizo teja, esto se debe a reacciones y
combinaciones de diversos compuestos del vino, en particular, de
los taninos y otras degradaciones. A saber.DEGRADACION
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.DEGRADACION EN
PRESENCIA DE ACETONA.En medio ácido y acuoso
conteniendo acetona, las antocianas dan compuestos
anaranjados.DEGRADACION TERMICA.El calentamiento a
100ºC de una solución de antocianas produce una
decoloración. La temperatura es un factor determinante en
la crianza de vinos tintos. Hasta aquí, entonces, la
descripción de los flavonoides y las antocianas, dos de
los compuestos fundamentales para la crianza de vinos
tintos.

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 y algunos tipos de
brezo.

 Ácidos
Fenólicos

Este grupo de compuestos se caracteriza 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 equinácea empleada por sus
propiedades inmunoestimulantes. Igualmente incluimos en este
capítulo, plantas medicinales, reina de los prados y
sauce, que poseen derivados del ácido salicílico
con actividad antiinflamatoria, analgésica y
antipirética.

 Cumarinas

Con el nombre de cumarinas se conoce a un
grupo muy amplio de principios activos fenólicos que se
encuentran en  plantas medicinales y tienen en
común una estructura química de
2H-1-benzopiran-2-ona, denominada cumarina. Sobre esta
estructura, que se origina biosintéticamente por
lactonización del ácido cumarínico
(2-hidroxi-Z-cinámico), se disponen sustituyentes
de distinta naturaleza química lo que da lugar a distintos
tipos de cumarinas: sencillas y complejas. 

Es frecuente, que sobre el anillo
cumarínico básico, generalmente hidroxilado en C-7,
se sitúen sobre los carbonos 6 u 8 radicales
isoprenílicos de 5, 10 o mas raramente de 15 átomos
de carbono, que por su alta reactividad pueden originar anillos
adicionales de tipo furánico o piránico. A este
grupo de cumarinas isopreniladas se les conoce en conjunto como
cumarinas complejas debido a la gran variabilidad química
de sus estructuras. Ejemplo de este tipo de principios activos es
la visnadina, piranocumarina con efectos vasodilatadores presente
en el Amni visnaga.

Como grupo, su interés
farmacológico no es muy grande, sin embargo debemos
mencionar sus efectos sobre el sistema vascular tanto en
territorio arterial como venoso y su utilidad en el tratamiento
de algunas alteraciones de la piel como por ejemplo la psoriasis
debido a sus propiedades fotosensibilizantes.

 Lignanos

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 propiamiente
dichos, neolignanos, etc.). Su interés
farmacológico radica en una gran variedad de efectos,
algunos de los cuales son o pueden ser en un futuro no muy lejano
de aplicación en terapéutica. Por ejemplo, son de
naturaleza lignánica los principios activos de la resina
de podofilo o algunos de los componentes hepatoprotectores
(flavanolignanos) del cardo María, cuya monografía
incluiremos en el siguiente capítulo dedicado a los
flavonoides.

 Derivados Del
Fenilpropano

En este grupo incluimos una serie de
compuestos que se originan por elongación de la cadena
lateral de los ácidos cinámicos, mediante la
incorporación de unidades dicarbonadas a partir del
malonil-CoA o mediante la incorporación de una nueva
estructura fenilpropanoica (por ejemplo, mediante la
condensación de dos moléculas de ácido
ferúlico). Corresponden a este último caso los
principios activos de dos drogas: los rizomas de cúrcuma y
jengibre.

 Taninos

Los taninos son compuestos
polifenólicos, mas o menos complejos, de origen vegetal,
masa molecular relativamente elevada, 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 trata 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:

El ácido sikímico es el
precursor biogenético del ácido
gálico.

Se habla también de los llamados
taninos complejos que son elagitaninos mas 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.

Para algunos autores existe un tercer tipo
de taninos, los florotaninos, que se han aislado de diversas
especies de algas pardas y están constituidos por
acoplamiento oxidativo únicamente de unidades de
floroglucinol C-C y/o C-O.

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, como ya se ha comentado, 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.

¿A que se debe el curtido? Se
establecen enlaces entre las fibras de colágeno de la
piel;  los taninos y las macromoléculas se
combinan gracias a los grupos fenólicos de los primeros
formando puentes de hidrógeno, a la vez se establecen
enlaces covalentes que son los que aseguran que la unión
perdure a lo largo del tiempo. Esto requiere que el tanino posea
una masa molecular entre límites bien definidos, no
demasiado elevada para que pueda intercalarse entre los espacios
interfibrilares, ni demasiado pequeña, pues en ese caso no
formaría suficiente número de enlaces como para
asegurar la estabilidad de la unión en el
tiempo.

De las actividades farmacológicas de
los taninos podemos 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.

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.

Además de su aplicación en
terapéutica los taninos presentan interés
industrial: industria de curtidos como ya ha sido comentado,
pinturas, adhesivos, etc.

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, fueron famosas las llamadas "agallas de
Alepo". También se emplean las hojas de hamamelis y las
raíces de ratania.

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. Ejemplo de ellas son las hojas de zarzamora
(Rubus fruticosus L.) empleadas como antidiarreico
ligero o las  hojas de frambueso (Rubus
idaeus L.) utilizadas tradicionalmente en el
tratamiento de una amplia variedad de trastornos femeninos
(regulador de las contracciones uterinas), alteraciones
gastrointestinales e inflamaciones bucofaríngeas aunque su
eficacia clínica no haya sido demostrada
científicamente.

De nuevo en este capítulo debemos
hablar del arándano, ya mencionado por su contenido en
antocianósidos que se emplea en el tratamiento de
distintas alteraciones vasculares: Vaccinium
myrtillus L. de la familia  Ericaceae. Por su
contenido en taninos se utilizan los frutos desecados al sol ya
que los frutos frescos podrían inducir el efecto contrario
(laxante). Estos frutos contienen además de los taninos
sustancias pécticas que podrían contribuir al
efecto antidiarreico, con su poder absorbente como
detoxificantes.

También por su poder astringente
debido a su contenido en taninos (elagitaninos) pueden emplearse
las hojas de nogal (Juglans regia L., Juglandaceae)
en inflamaciones de la piel. 

Compuestos
fenólicos derivados de la ruta de los
poliacetatos

 QUINONAS

A partir del acetil-S-Co A y a
través de una serie de condensaciones entre unidades
dicarbonadas se originan los poliacetatos.  Por
reducción se forman los acidos grasos, por
ciclación una gran variedad de compuestos
aromáticos como las quinonas y otros metabolitos que
surgen a través de rutas mixtas como son los flavonoides,
xantonas o terpenofenoles del cáñamo indiano y a
través de la generación del ácido
mevalónico, a la biosíntesis de los compuestos
terpénicos..

El grupo de las benzoquinonas tiene escaso
interés desde el punto de vista de la fitoterapia aunque
si es necesario conocer su importante poder alergizante. Muchas
benzoquinonas y algunas naftoquinonas se comportan como haptenos
que al combinarse con los grupos amino o tiol de las
macromoléculas pueden inducir dermatitis por
sensibilización.

Las naftoquinonas, localizadas
preferentemente en vegetales superiores, se encuentran en las
plantas frescas en forma heterosídica, liberándose
la genina durante el proceso de desecación. Pueden
presentar actividades farmacológicas de aplicación
a la  terapéutica como es el caso de la
plumbagina de  la drosera que parece ser eficaz en el
tratamiento de la tos, o la juglona (5-hidroxi-1,4-naftoquinona)
de las hojas y fruto del nogal (Juglans regia L.,
Juglandaceae) que presenta actividad antibacteriana y fungicida.
También algunas naftoquinonas pueden ser empleadas en
cosmética como colorantes naturales, como ocurre con la
lawsona (2-hidroxi-1,4-naftoquinona) también con actividad
fungicida, presente en las hojas de alheña o henna
(Lawsonia inermis L. Lythraceae) que además
de ser un importante fungicida , se fija a los grupos
tiólicos de la queratina capilar proporcionándoles
un color rojo-anaranjado.

Las antraquinonas son pues quinonas
tricíclicas derivadas del antraceno y constituyen el grupo
más interesante de quinonas. Pueden llevar funciones
hidroxílicas en su estructura en diversas posiciones: si
poseen dos grupos OH en las posiciones 1 y 2, tienen propiedades
colorantes; si éstos se encuentran en las posiciones 1 y
8, el efecto es laxante. Las antraquinonas con propiedades
laxantes estimulantes deben llevar en su estructura además
de los dos OH, un radical en el carbono de posición 3 y
pueden tener o no, sobre el carbono de posición 6, un
radical OH u OCH3. Generalmente en los vegetales se encuentran en
forma heterosídica, es decir unidas a azúcares
mayoritariamente a la glucosa, en ocasiones ramnosa y solo
ocasionalmente algún azúcar diferente, en
unión O-heterosídica (por los OH de
las posiciones 1 u 8, a veces 6). Aparecen
también C-heterósidos, es decir
uniones directas carbono-carbono (C-10), o más de un
azúcar sobre la misma molécula en diversas
posiciones (a la vez O–
y C-heterósido). Pueden encontrarse los
derivados antraquinónicos en forma oxidada (antraquinona)
o en forma reducida (generalmente se habla de antronas), y ser
monómeros o dímeros (diantronas).

Las plantas que contienen estos compuestos
son especies vegetales que pueden comportarse como laxantes o
como purgantes según las dosis administradas. Las
antraquinonas libres en forma reducida son muy irritantes y
además, las geninas se eliminan al alcanzar el intestino
delgado por lo que se prefiere administrar formas
antraquinónicas heterosídicas
(O-heterósidos de
antraquinonas, C-heterósidos de antronas) o
formas dímeras (O-heterósidos de
diantronas), que carezcan del carbono metilénico.
Posteriormente estas formas se hidrolizan en el intestino grueso
y las formas oxidadas se reducen in situ,
debiéndose la acción por tanto a
las  formas libres y reducidas. La acción tiene
lugar en el colon, aumentando la motilidad intestinal por
acción directa sobre las terminaciones nerviosas y
actuando también sobre el movimiento de agua y
electrolitos. Diversos ensayos experimentales han permitido
dilucidar el mecanismo de acción de estos compuestos.
Laxantes estimulantes son aquellos que estimulan el peristaltismo
vía irritación de la mucosa o actividad intraneural
sobre el plexo nervioso y como resultado incrementan la
motilidad. Pero es sumamente importante igualmente su
acción sobre las células de la mucosa del colon:
incremento de la estimulación de la secreción de
Cl- disminuyendo la absorción de líquido y
electrolitos. Se origina por consiguiente un incremento de agua y
electrolitos en el lumen colónico lo que da lugar a un
aumento de la presión en el intestino y por ello a una
acción laxante.

Los derivados hidroxiantracénicos
inhiben la actividad Na+/K+-ATPásica y provocan una
disminución de la reabsorción de agua, sodio y
cloro, así como un aumento de la secreción de
potasio a nivel de la mucosa intestinal. También pueden
estar implicados otros mecanismos como son la estimulación
de la síntesis de PGE2, un mecanismo Ca2+-dependiente o
estimulación de histamina y
5-hidroxitriptamina.

Los compuestos antraquinónicos se
utilizan en casos de estreñimiento y cuando es necesaria
una evacuación intestinal con heces blandas, debiendo
limitarse su uso a periodos cortos de tiempo. Tardan cierto
tiempo en actuar, entre 6 y 8-12 horas después de su
administración, por lo que se recomienda ésta por
la noche para que el efecto tenga lugar a la mañana
siguiente.

En general los laxantes
antraquinónicos no deben emplearse mas que ocasionalmente,
nunca en periodos prolongados ya que pueden causar dependencia,
atonía intestinal o por el contrario la llamada
"enfermedad de los laxantes" con diarreas, dolores abdominales,
náuseas, etc. También el uso de estos laxantes
puede originar desequilibrios electrolíticos, riesgo de
hipokaliemia (disminución de la concentración de
potasio plasmática). Pueden producirse interacciones con
ciertos medicamentos como con los antiarrítmicos tipo
quinidina o con los digitálicos. No se deben emplear
durante el embarazo o la lactancia, ni tampoco en caso de
íleos. No administrar a menores de 12 años, sin
control médico.

 Floroglucinoles

Finalizando con el estudio de las plantas
medicinales cuyos principios activos son de naturaleza
fenólica, en este capítulo se contemplan aquellas
con principios activos derivados del floroglucinol.

La estructura floroglucínica no se
encuentra como tal en la naturaleza y sus derivados no son
demasiado abundantes, siendo su
biogénesis  relativamente compleja. Algunos de
estos derivados proceden biogenéticamente de la ruta de
los poliacetatos, siendo frecuente la confluencia de distintas
rutas biosintéticas como ocurre con los cannabinoides,
terpenofenoles  presentes en el cáñamo
indiano que se originan por la combinación de la ruta del
acetato y del mevalonato.

En el cáñamo indiano, se
encuentra el tetrahidrocannabinol, principio activo
floroglucínico sometido en la actualidad a multitud de
ensayos, especialmente por sus propiedades antieméticas de
posible utilización en los vómitos originados como
consecuencia del tratamiento con quimioterápicos. Este
compuesto es  utilizado en algunos sitios pero como es
sabido, sus efectos secundarios son importantes. También
se encuentran principios activos floroglucínicos en el
helecho macho, Dryopteris filix-mas (L.)
Schott. Sus rizomas y base de los peciolos foliares han sido muy
empleados por sus propiedades antihelmínticas,
especialmente como tenicida. Estas propiedades se deben a una
serie de compuestos polifenólicos derivados del
floroglucinol conocidos como "filicina bruta" que se encuentran
en pelos secretores internos. 

Compuestos
fenólicos derivados de las rutas de los sikimatos y de los
poliacetatos

Los flavonoides, compuestos ampliamente
repartidos en la naturaleza, se originan a través de la
combinación de la ruta del acetato y del sikimato,
vías mediante las cuales se biosintetiza la estructura
diaril-propánica (condensación de un triacetato que
origina el anillo A y de un ácido cinámico que da
lugar al anillo B). En la naturaleza pueden encontrarse tanto en
forma libre (geninas) como combinados con azúcares
mediante uniones  O- y C-heterosídicas. La
mayoría de ellos están constituidos por un
núcleo bencénico unido a una ?- pirona, incluyendo
además en distintas posiciones, C-1, C-2 o C-3, un segundo
anillo bencénico dando lugar a los neoflavonoides,
flavonoides propiamente dichos o a los isoflavonoides
respectivamente. Con esta estructura existen un número
elevado de compuestos distintos que pueden clasificarse en
función del grado de oxidación del anillo
piránico central.

Para los vegetales, estos compuestos son
importantes pues, ademas de ser responsables de las coloraciones
de muchas  flores, frutos y hojas y por ello intervenir
en la polinización atrayendo a
los  insectos,  participan en la vida del
vegetal ejerciendo importantes funciones como por ejemplo
protegerle de los efectos nocivos de la radiación UV y
ejercer una eficaz actividad
antioxidante.         

También ejercen su acción
sobre el sistema vascular por sus efectos vasodilatadores y por
actuar inhibiendo distintos sistemas enzimáticos
relacionados con la funcionalidad de los vasos (hialuronidasa,
catecol-O-metiltransferasa, fosfodiesterasa-AMPc, PKC, etc).
Además, también presentan actividad antiagregante
plaquetaria, antiinflamatoria y captadora de radicales libres.
Entre las plantas medicinales cuya actividad está
relacionada con su contenido en flavonoides es necesario
mencionar la flor de pasión (Passiflora
incarnata) con aproximadamente un 2% de flavonoides
(C-heterósidos de flavonas) de la cual nos ocuparemos en
los capítulos correspondientes a los alcaloides; la
manzanilla romana (Chamaemelum nobile) y la aquilea
(Achillea millefolium) que incluiremos dentro de las
drogas que contienen compuestos de naturaleza terpénica;
el regaliz (Glycyrrhiza glabra) que posee flavanonas
(liquiritósido) y  como componentes activos
saponósidos y el ginkgo (Ginkgo biloba), el cardo
María (Sylibum marianum) y el espino blanco
(Crataegus ssp.) cuyas características
mencionaremos a continuación.

Dentro de este grupo de flavonoides es
necesario mencionar especialmente el grupo de los
antocianósidos, pigmentos de los vegetales responsables de
sus coloraciones rojas, azules y violetas. Su estructura
química corresponde a compuestos heterosídicos cuya
genina (antocianidol) deriva del "catión flavilio"
(2-fenilbenzopirilio). Desde el punto de vista de farmacia tienen
interés por sus efectos farmacológicos,
principalmente sobre el territorio vascular capilar y venoso, y
por su poder de pigmentación que junto a su baja toxicidad
les hacen ser de utilidad como colorantes naturales en la
industria farmacéutica y alimentaria, aunque se alteren
con facilidad variando su color.

Los antocianósidos, al igual que
otros flavonoides, disminuyen la fragilidad capilar y aumentan su
resistencia, probablemente debido a que actúan evitando la
degradación del colágeno por inhibición
enzimática de la elastasa y de la colagenasa. Por ello,
están indicados en diversos trastornos capilares y
venosos. Algunos antocianósidos poseen actividad
antiinflamatoria, antiagregante plaquetaria y, al igual que otros
compuestos fenólicos, actividad antioxidante.
Además los antocianósidos se emplean en
oftalmología en el tratamiento de trastornos circulatorios
a nivel de la retina.

De las plantas cuyos principios activos son
antocianósidos, incluimos alguna de las mas utilizadas en
la actualidad como el arándano (Vaccinium myrtillus), o el
grosellero negro (Ribes nigrum).

En cuanto a los isoflavonoides en la
actualidad están adquiriendo una gran importancia pues
algunos de ellos han mostrado un interesante efecto
estrógenico débil pero relativamente selectivo
sobre los receptores ß -estrogénicos lo que les hace
ser de utilidad en el tratamiento de la sintomatología
asociada al climaterio además de actuar como inhibidores
de tirosinakinasa y por tanto capaces de reducir la
proliferación celular. Es el caso de la genisteína
(5,7,4'-trihidroxi-isoflavona) y
daidzeina  (7,4'-dihidroxi-isoflavona) localizadas en
la soya.

Betalainas

Las betalaínas son metabolitos
secundarios de las plantas nitrogenados que actúan
como pigmentos rojos y amarillos.

Están presentes solamente en
el taxón Caryophyllales excepto
Caryophyllaceae y Molluginaceae (Clement et
al. 19941 ). En contraste, la mayoría de las
demás plantas poseen pigmentos que
son antocianinas (que pertenecen al grupo de los
flavonoides). Las betalaínas y las antocianinas son
mutuamente excluyentes, por lo que cuando se encuentran
betalaínas en una planta, estarán ausentes las
antocianinas, y viceversa. Al igual que todos los pigmentos,
cumplen funciones de atracción de polinizadores y
dispersores, pero probablemente tienen funciones adicionales,
como absorción de luz ultravioleta y protección
contra el herbivorismo. Este término se refiere a un grupo
de aproximadamente 70 pigmentos hidrosolubles, con estructuras de
glucósidos, derivados de la 1,7-diazoheptametina, y que se
han dividido en dos grandes clases: los rojos o betacianinas, y
los amarillos o betaxantinas.40

Son parecidas a las antocianinas y
flavonoides en apariencia visual. Anteriormente se les llamaba
antocianinas nitrogenadas. Estos pigmentos se encuentran
sólo en 10 familias: Aizoaceae, Amarant-haceae,
Basellanaceae, Cactaceae, Chenopodaceae, Didiereaceae,
Holophytaceae, Nyctaginaceae, Phytolaccaceae y Portulaceae.41
También se han encontrado algunas betalainas de origen
fúngico. Las betalainas, al igual que las antocianinas, se
acumulan en las vacuolas celulares de las flores, frutas y hojas
que las sintetizan, principalmente en la epidermis y
subepidermis.

A la fecha se ha aislado una betacianina
violeta, la muscapurpurina, y siete betaxantinas amarillas, las
muscaurinas, del hongo venenoso Amonita muscaria. De las fuentes
de betalainas, sólo el betabel, el amaranto y las frutas
de cactáceas (tunas rojas, pitaya, garambullo, jiotilla)
41 son productos alimentarios. En el betabel, la betalaina
corresponde a un 75-95% de los pigmentos, los otros son
iso-betanina, prebetanina e isoprebetanina; los dos-dltimos son
monoésteres sulfatados de la betanina e isobetaina,
respectivamente. Los pigmentos amaríHos más
abundantes en el betabel son vulgaxanti-na I y II. La presencia
de betalainas en plantas es muibamente excluyente de la de
antocianinas. La del amaranto (Amaranthus tricolor), amarantina
(figura 7.F6), es una de las betacianinas que últimamente
ha sido motivo de investigación, se ha usado en algunos
países para colorear diversos alimentos.20,61,117 Las
betalainas son uno de los pigmentos autorizados como aditivos por
la FDA que no ne tan certificación; se comercializan como
polvo de betabel, que incluye el pigmento y estabiliz como
azúcares y proteínas y antioxidantes.

Dado que existen restricciones de tipo
legal en el uso de colorantes rojos sintéticos, se ha sug
emplear a las betalainas en diversos alimentos; sin embargo, por
las limitaciones en su estabilk su uso se restringe a alimentos
como gelatinas, bebidas y postres en general, en los que el pign
se conserva más fácilmente. Las betalainas se
obtienen en forma de concentrado o de deshidrau partir de una
extracción acuosa a pH ácido; la
purificación de los pigmentos se logra por mediojj
ultrafiltración y de osmosis inversa. Incluso, debido a su
potencial, se ha ensayado cultivo de I dos para producir
betabeles con un mayor contenido de betaninas.

Efecto de radiaciones

Al igual que las antocianinas, las
betalainas son muy susceptibles a la degradación iniciada
] diación de varios tipos; la degradación por
fotoxidación depende del pH, y ocurre con más inten
a pH de 3.0 que a 5.O.123 La radiación gamma incrementa la
velocidad de degradación de bet y se pierde totalmente a
dosis de 100 krad.129

Efecto del oxígeno

La presencia de oxígeno afecta la
velocidad de fotoxidación y de degradación por
temperatura; 1iones metálicos (fierro, cobre,
estaño, aluminio) aceleran la oxidación en
presencia de oxígeno.11 jpresencia de ácido
ascórbico o a-tocoferol no protegen a las betalainas de la
oxidación; sin engo, el ácido cítrico y EDTA
sí la reducen, posiblemente al neutralizar parcialmente el
efecto elec«b-fílico del núcleo.

Efecto de lo actividad del agua

Son estables en productos deshidratados con
una actividad del agua menor a 5.0. Los tocofei la vitamina C
sólo funcionan como antioxidantes de las betalainas a
1,000 ppm, pero a esa a tración son pro oxidantes que
afectan el pigmento. La betanina se vuelve más inestable a
mediu_ se aumenta la actividad del agua y el contenido de humedad
del alimento; por esta razón, los del betabel deben
almacenarse con la menor cantidad de agua posible y en las
condiciones más cas.124 Igualmente, en función de
la actividad del agua, el oxígeno retenido en el betabel
deshi do puede causar modificaciones en la
betanina.100

Acción enzimótica

Otro mecanismo de decoloración de la
betacianina y de la betaxantina, particularmente en el betab; es
por la acción enzimática que alcanza su
máximo a un pH 3.4;110 en apariencia debido a la acti. dad
de la peroxidasa.

Hemopigmentos

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
enzi-máticos 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 ci-tocromos y las
flavinas, que contienen riboflavina de color
amarillo.8

La hemoglobina se encarga de transportar
oxígeno, mientras que la mioglobia es responsable de
almacenarlo hasta que se consume por el metabolismo
aeróbico. El papel de la mioglobina como elemento que
almacena oxígeno queda claro por el hecho de que los
músculos estriados de la ballena, un mamífero que
requiere aire para realizar sus funciones metabólicas pero
vive bajo el agua, contienen cantidades excepcionalmente altas de
mioglobina. 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.

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
¡3 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 centro de fierro,
rodeado por cuatro pirróles que forman un anillo de
porfirina. El fierro, al ser un metal de transición,
está coordinado con cuatro nitrógenos del anillo de
porfirina y a un residuo de his-tidina de la globina, queda una
sexta posición disponible para unirse con otro ligando de
acuerdo con el grado de oxidación del fierro y, por tanto,
de esto depende el color que se produce.50 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.96

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.63 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 i
ocasiones, puede representar hasta el 40% del total de los
pigmentos de la carne. Sin embargo, el de-j sangrado ineficiente
hace que la presión de los vasos sanguíneos
aumente, lo que provoca coágulosj en el músculo,
llamados petequias, lo que demerita en forma importante la
carne.69

Color en carne fresca

La pigmentación del músculo
estriado varía en intensidad, de acuerdo con la cantidad
del pigme y de tonalidad, según el grado de
oxidación del grupo hemo dado por el ambiente gaseoso. La
cantid 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 ] mioglobina, u
oxidativo (movimientos rápidos) con mayor abundancia de
fibras rojas con más ca

dad de mioglobina, entre otras
características que los diferencian.53-69 La especie
animal y la también son determinantes de la cantidad de
mioglobina presente. En general, la carne de cerdo y i ternera
presentan una baja concentración de mioglobina (0.06 a
0.1%) y su color es claro o pá mientras que la de cordero
contiene 0.25 a 0.40% y la de res de 0.5 a 1.0%. Los animales
más jos presentan una concentración más alta
de mioglobina que los animales jóvenes, lo que produce i
musculatura más oscura.66

La mioglobina es una molécula
altamente reactiva, con capacidad de producir compuestos ic eos y
covalentes con otras moléculas; los de interés para
el tecnólogo de alimentos son los segur ya que en esta
categoría están los responsables de los colores
típicos de la carne y sus derivados. 1 estado de
oxidación de la mioglobina varía con las
condiciones de almacenamiento, y presenta i pigmentos diferentes
derivados del grado de oxidación: la mioglobina con el
fierro en estado red do, que produce un color rojo
púrpura, la oximioglobina con el fierro en estado
reducido, que da rojo brillante, y la metamioglobina
con el fierro en estado oxidado, que da un color
café-gris.71 El< lor de la carne fresca depende de la
relación de concentraciones de estos tres pigmentos
(figura 7. lí

El fierro también puede reaccionar
con otras moléculas como el monóxido de carbono y
fo la carboximioglobina; de igual manera, cuando se oxida en
presencia de sulfitos o ascorbatos pr ce la sulfomioglobina y la
colemioglobina, respectivamente; ambos pigmentos verdes que
puedeui producido por reacciones de origen químico o
bacteriano.24

Cuando se maneja carne fresca es importante
evitar cualquier agente proxidante: luz, mefc grasas oxidadas, ya
que el pigmento se oxida convirtiéndose en
metamioglobina.131 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.50

Colorante alimentario

Colorantes alimentarios
disolviéndose en una fina película de
agua.

Los refrescos son los alimentos
más coloreados por la industria. Los colorantes
alimentarios son un tipo de aditivos
alimentarios que proporcionan color a
los alimentos (en su mayoría bebidas), si
están presentes en los alimentos se
consideran naturales y si por el contrario se
añaden a los alimentos durante su preprocesado mediante la
intervención humana se denominan artificiales. Suelen
causar su efecto colorante en los alimentos ya en pequeñas
cantidades (apenas concentraciones de centenas de ppm). En
la actualidad la industria alimentaria emplea los colorantes
alimentarios con el objeto de modificar las preferencias del
consumidor.1 El color es uno de los principales atributos
para la preferencia de un alimento.

Historia

Es muy probable que se emplearan los
colorantes alimentarios de forma artificial antes de las
referencias documentales que poseemos al respecto. 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.

[editar]Finalidad

El consumidor medio 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.2 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, como por
ejemplo el rojo a las cerezas confitadas (que de
otra forma serían beis), pero a veces por estrategia
comercial, como el kétchup verde
que Heinz lanzó el año 2000.