Antocianinas

Las antocianinas son pigmentos hidrosolubles presentes en las vacuolas
de las células vegetales, que otorgan el color rojo, púrpura o azul a las
hojas, flores y frutos, dependiendo del pH.
El término antocianina fue propuesto en 1835 para describir el pigmento
azul de la col lombarda(Brassica oleracea).

Las antocianinas pueden confundirse con los carotenoides, aunque a
diferencia de las antocianinas, éstos no son solubles en agua, sino que
están adosados a las proteínas de los cloroplastos.
Los carotenoides dan colores rojo-anaranjados o amarillos, mientras que
las antocianinas dan un abanico inmenso de colores: púrpura, azul,
violeta, rojo y salmón.

Son glicósidos de las antocianidinas (familia de los flavonoides):
Constituidos por una molécula de antocianidina (la aglicona) a la
que se une un azúcar por medio de un enlace glucosídico.
Enlace β glucosídico

Normalmente los monosacáridos se unen con los grupos hidroxilos de la posición 3 de la
antocianidina, mientras que los disacáridos lo hacen con hidroxilos 3 y 5 o bien con las
posiciones 3 y 7 (Badui, 1987). El azúcar presente en la molecula otorga mayor estabilidad y
solubilidad (Gross, 1987)

Las antocianinas se sintetizan a partir de los precursores fenilalanina y acetato, por
medio de la ruta del fenil propanoide (Winkel 2004; Zhang et al., 2004; Dixon, 2005).
Esta es regulada a nivel genético (Davies y Schwinn, 2003) y es altamente
influenciable por factores ambientales (Winkler et al., 1974)
La síntesis de las antocianinas se realiza a través de etapas catalizadas
secuencialmente por enzimas localizadas en el citosol y el RE (Springob et al., 2003),
pero sólo se almacenan en las vacuolas (Zhang et al., 2002a). Para ser transportadas
una de las posibilidades es que se unan a una proteína de tipo glutatión S transferasa
(GST), para posteriormente acumularse en las inclusiones vacuolares de antocianinas
(AVI) (Conn et al., 2003) (Figura 3). Este mecanismo, que aún no está totalmente
elucidado, varía entre especies (Mueller et al., 2000; Xu et al., 2001; Zhang et al.,
2004), como por ejemplo en perejil (Petroselinum crispum) se sugiere que puede
existir un transporte dependiente del pH (Springob et al., 2003)

Esquema de los eventos post biosintéticos en antocianinas de
Vitis vinifera L. (Adaptado de Zhang et al., 2004)

En los frutos, las antocianinas se localizan preferentemente en la
cáscara y ocasionalmente en la pulpa y pueden contener un solo tipo
de pigmento, como en la manzana (Pyrus malus) y la grosella roja
(Ribes rubrum), las cuales contienen únicamente cianidina. En
cambio, frutos como la uva (V. vinifera) y los arándanos (Vaccinium
myrtillus) contienen la combinación de cinco de las seis
antocianidinas comunes. La variación de antocianinas en frutos es
más limitada que en flores, donde se han registrado 50 diferentes, de
las cuales la cianidina es la más común, y siguen en orden de
importancia, peonidina, delfinidina, pelargonidina, malvidina y
petunidina (Gross, 1987; Macheix et al., 1990;Van Buren, 1970).

El color depende del número y
orientación de los grupos -OH
y -CH3

Delfinidina
La delfinidina brinda colores azules a las flores, como el caso de las violetas (Viola) y el
delfinium (Delphinium). Además provee el color azul-rojo de las uvas de la variedad
Cabernet Sauvignon. La delfinidina, como casi todas las demás antocianidinas, es
sensible a la acidez (pH) del medio, y cambia de color desde el azul en medios básicos
a rojo en soluciones ácidas.

Peonidina
Como la mayoría de las antocianidinas, peonidina es sensible al pH y cambia de rojo a
azul cuando el pH aumenta. Esto es porque el cromóforo está formado por un
conjunto de enlaces dobles conjugados. Cuando se altera el pH, el grado de
conjugación (dobles enlaces) se cambia, lo que cambia la longitud de onda de la
energía de la luz absorbida por la molécula. A un pH de 2.0 es de color rojo cereza; 3,0
en un fuerte color rosa; 5.0 en tinta uva roja, y 8.0 se convierte en azul profundo, a
diferencia de muchos antocianidinas, sin embargo, es estable a pH más alto, y fue
hecho aislado como un colorante azul gloria de manhã ( Ipomoea tricolor Cav CV).

Petunidina
Es un pigmento de color rojo oscuro a púrpura que se halla en muchas frutas rojas, tales
como Aronia sp., Amelanchier alnifolia y la uva ( Vitis vinifera). La petunidina se forma a partir
de otro pigmento, la delfinidina, a través de la acción de una enzima metiltransferasa.

Malvidina
Malvidina es responsable del color azul que se
encuentra en los pétalos de las Primula, plantas
del grupo polyanthus. Flores de color azul de la
pimpinela azul (Anagallis monelli) tienen
también una gran concentración de malvidina.
Se encarga principalmente de propocionar el
color del vino tinto, la especie Vitis vinifera es
una de sus fuentes.También está presente en
otras bayas, tales como las bayas de Aronia
(Aronia sp.) o las bayas de Amelanchier
(Amelanchier alnifolia).
Amelanchier alnifolia
Las soluciones de malvidina a pH un poco ácido y neutro son
característicamente de un color rojo, mientras que las
soluciones de malvidina básicas proporcionan un color azul.
La descomposición de la malvidina da lugar a ácido siríngico.

Estructura y pH.
Las Antocianinas se comportan como pH
indicadores, siendo rojizas a bajos pHs, azuladas a
elevados pHs y siendo casi incoloras a
concentraciones intermedias de H+ o cuando se
combinan con flavonoides amarillos, estas pueden
aparecer verdosas.
Bajo condiciones ácidas el color de antocianinas
no- y monoaciladas está determinado en gran
parte por la sustitución en el anillo B de la
aglicona. Un incremento en la sustitución de
hidroxilos origina un color azul, mientras que la
metoxilación causa que los cromóforos lleguen a
ser más rojos.

Efecto de la temperatura
La velocidad de destrucción de las antocianinas depende de la
temperatura.
Los incrementos de la temperatura dan como resultado la pérdida del
azúcar glicosilante en la posición 3 de la molécula, la apertura del anillo
con la consecuente producción de calconas incoloras

OXIGENO
La naturaleza insaturada de las estructuras de las antocianidinas las convierte en
susceptibles al oxigeno molecular. El oxigeno y la temperatura han sido referidos como los agentes
que aceleran la destrucción de las antocianinas. El oxigeno puede causar la degradación por
mecanismos directos de oxidación y/o indirectos con lo cual oxida los constituyentes del medio
reaccionando con las antocianinas para producir productos incoloros y pardos, como resultado de la
oxidación directa de la base carbinol.
LUZ
Las antocianinas son generalmente inestables cuando se les expone a la luz UV y a la luz visible así
como a otras formas de energía radiante, como la radiación ionizante. La copigmentación (la
condensación de antocianinas consigo mismas u otros compuestos orgánicos) puede acelerar o
retardar la degradación, dependiendo de la circunstancias.

EFECTO ENZIMÁTICO
Varias enzimas que se encuentran en el interior de las plantas
específicamente en los tejidos han sido implicadas en la
decoloración oxidativa de las antocianinas. Se han identificado
dos grupos: glicosidasas y polifenoloxidasas. En conjunto, se las
conoce como antocianasas. Las glicosidasas, como su nombre lo
indica, hidrolizan los enlaces glicosílicos, dando el azúcar o
azucares libres y la aglicona. La perdida de intensidad de color se
debe al descenso de la solubilidad de las antocianidinas y su
transformación en productos incoloros.

En la naturaleza, éstos juegan un papel definitivo en la atracción de
animales como factores de polinización y dispersión de semillas; su
presencia en partes diferentes a las flores, sirve posiblemente en la
percepción o filtración de luz y respuesta a los factores de estrés, como el
ataque microbiano. Se relacionan además con la resistencia contra plagas
(Gross, 1987; Harborne, 1991; Markham, 1982; Strack y Wray, 1994).
Para la industria, las antocianinas tienen un potencial
considerable en la rama alimentaria como aditivo, por su
carácter inocuo (Strack y Wray, 1994).

Un antioxidante es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de otras
moléculas.
El estrés oxidativo ha sido asociado a patogénesis de muchas enfermedades
humanas, es por ello que el uso de antioxidantes en farmacología es estudiado de
forma intensiva, particularmente como tratamiento para accidentes cerebrovasculares
y enfermedades neurodegenerativas. (Kuskoski y col., 2004)
PIGMENTO NATURAL: en sustitución de los colorantes rojos artificiales.
ANTIOXIDANTES:
Mientras mayor sea el cambio de absorbancia de las antocianinas, mayor será
su actividad.

Método Clásico
Este método, perfeccionado por Robinson et al. (1931, 1932) citado por
Fuleki (1978), consiste en una serie de pruebas de color y distribución en
el extracto del pigmento parcialmente purificado. Debido a que las
antocianinas individuales no están separadas, sólo se pueden identificar
las más abundantes. La precisión de este método es algo limitada.

 Método Cromatográfico Simple
El avance de las técnicas cromatográficas permitió la preparación de antocianinas
individuales puras y la molesta prueba de distribución se reemplazo por
determinaciones del valor Rf. La identificación se basa en los valores Rf, absorción
máxima y reacciones de color obtenidas con la antocianina y/o antocianidina. En
este grupo se incluyen métodos con variados grados de precisión todos ellos
caracterizados por el hecho de que las técnicas cromatográficas son usadas pero la
evidencia que proveen es insuficiente para una completa identificación. El método
sólo es confiable para la identificación de la clase a la cual pertenece el particular
pigmento de antocianina.

 Método cromatográfico y Espectrofotométrico
Este método se basa principalmente en el trabajo original de Bate-Smith y
Harborne, descrito en el libro de Harborne (1976b) citado por Francis (1978). La
identificación se basa en el Rf y en los valores espectrales obtenidos con las
antocianinas individuales altamente purificadas y sus productos de la degradación
producidos por hidrólisis ácida o enzimática. El método incluye una prueba de
saponificación y la identificación del componente ácido cuando se sospecha una
acilación. Este método es satisfactorio para la identificación confiable de la
antocianina

 Cromatografía Líquida de Alta Performance (HPLC)
Los pigmentos semipurificados son aislados usando un equipo de HPLC,
que posee una columna C18 (Octadecyl-siloxane) que es un material
hidrofóbico inerte usado para la cromatografía analítica. Es un método
sugerido para mediciones analíticas para el aislamiento de especies
hidrofobias de soluciones acuosas

Espectro de las
antocianidinas que ocurren
naturalmente
El espectro visible de
todas las antocianidinas
conocidas que ocurren en la
naturaleza como glicósidos
son colectadas en el cuadro.

El objetivo del presente trabajo fue evaluar el contenido de ácido
ascórbico, antocianinas y polifenoles totales, en la cáscara fresca y
seca de camu-camu (Myrciaria dubia (H.B.K) McVaugh) en diferentes
tiempos de maduración; evaluar la actividad antioxidante usando
diferentes tipos de radicales (DPPH, ABTS+ y Peroxilo) en la cáscara
seca y correlacionar el contenido de ácido ascórbico y polifenoles
totales con la actividad antioxidante.
Zanatta et al. (2005) estudió las antocianinas de camu-camu por HPLC
y H RMN, pues constató que tiene cianidina-3-glucosídeo como el
principal pigmento en esta fruta seguido por la delfinidina-3-
glucosídeo, y el total de antocianinas fue de (54 ± 25,9 mg.100 g–1).

Inoue et al. (2008), investigó el camu-camu referente a sus antioxidantes
y antiinflamatorias en seres humanos y observó a 20 personas del sexo
masculino fumantes voluntarios que tomaron 70 ml de 100% de jugo de
camu-camu, que correspondía a 1050 mg de vitamina C, durante 7 días;
y otro grupo que tomó 1050 mg de comprimidos de vitamina C. Después
de este tiempo se observaron los marcadores de estrés oxidativo, tales
como los niveles de 8-hidroxi-urinário desoxiguanosina (marcador del
daño oxidativo del DNA y también del EO) y total de especie reactiva de
oxígeno y de marcadores inflamatorios, como los niveles séricos de alta
sensibilidad proteína C reactiva (p < 005), interleucina (IL)-6 (p < 0,05), y
IL-8 (p < 0,01) disminuyó significativamente en el grupo que usó jugo de
camu-camu, al mismo tiempo que quienes usaron los comprimidos,
tuvieron el mismo comportamiento.

Los frutos de camu-camu (maduro, pintón y verde) fueron obtenidos del
sector la Chancadora, fundo “Nueva Esperanza”, Provincia de Padre Abad
(Aguaytía), Región Ucayali, Perú. Luego fueron separados de su pulpa,
cáscara y semilla, en forma manual con la ayuda de un tamiz. En la pulpa
se realizaron medidas de pH, °Brix, y acidez por titulación
potenciométrica (AOAC, 1995), lográndose establecer el índice de
madurez (°Brix/%Acidez). El tratamiento de la cáscara fue inicialmente
secado al vació, (60 Kp.cm–2 y 48 °C ± 2; 72 horas), luego molido en
molino de cuchillas, pasando por una malla de 1 mm, seguidamente fue
empacado al vacío (presión: 250 mbar) y almacenado a temperatura de
congelación, para posteriormente realizar los análisis respectivos.
MATERIALESY MÉTODOS

Cuantificación de antocianinas
Se realizó por el método del pH diferencial reportado por Rapisarda, Fanella y
Maccarone (2000). Se pesó 0,5 g de muestra y se sometió a agitación por 15 minutos
usando como solvente agua (SANDOVAL et al., 2002a; BURATTI et al., 2001), del
filtrado, se tomaron dos alícuotas (cada alícuota de 2 mL). Una alícuota se diluyó con
buffer de pH 1,0 y la otra alícuota con buffer de pH 4,5, la absorbancia fue registrada a
510 nm, la concentración de antocianinas fue calculada mediante la siguiente Ecuación:

Evaluación de la actividad antioxidante en la cáscara
seca de camu-camu en tres estados de madurez
Se evaluó mediante el método descrito por Brand-Williams,
Cuvelier y Berset (1995), de inhibición del radical DPPH (Radical
2,2-diphenyl-1-picrilhydrayl), modificado por Sandoval et al.
(2002a). Se hizo reaccionar 50 μL de muestra con 950 μL de DPPH
(100 µM) en etanol al 96%, la absorbancia fue monitoreada a 515
nm, a intervalos de 30 segundos durante 10 minutos. Para la
determinación de la actividad antioxidante, los resultados fueron
expresados en términos de IC50, K2 y Poder Antirradical (BRAND-
WILLIAMS; CUVELIER; BERSET, 1995).

Extracción del pigmento con
acetona y cloroformo para la
cuantificación e identificación de
antocianinas por HPLC y Espectro
de masas
MÉTODOS
Cromatogramas de comparación obtenidos a 520 nm de las especies
Berberis boliviana Lechler;Vitis vinífera y Raphanus sativus L.
Perfiles obtenidos luego de haber realizado la hidrólisis ácida
correspondiente. En la especie , se encuentran 5 antocianidinas y en
Raphanus sativus L. existe una sola antocianidina. Solo las
antocianidinas deVitis vinífera están presentes en Berberis boliviana
Lechler.
El pigmento de los frutos de Berberis
boliviana Lechler presenta un
contenido en antocianinas
monoméricas de 7g/100g de frutos
secos separados de las semillas,
estando casi puras pues las
cantidades de otros componentes
fenólicos son mínimas

PIGMENTOS DE LAS PLANTAS “ANTOCIANINAS”
OBJETIVO: Demostrar la presencia de antocianinas en
los tejidos vegetales de ciertas plantas
MATERIALES REACTIVOS
Col Morada Ácido Clorhídrico al 5%
Remolacha Hidróxido de sodio al 5%
3Tubos de ensayo Agua destilada
Gradillas
Vasos de precipitación de
100 ml

PROCEDIMIENTO:
• Poner trozos pequeños de remolacha o de col morada en un vaso de precipitación
junto con el agua y hacer hervir
• Obtener el extracto de remolacha o de col morada
• Numerar los tubos de ensayo para cada experiencia (col morada y remolacha)
• Colocar 5ml de extracto coloreado en los tubos de ensayo
• Añadir en el tubo N1 unas gotas de ácido clorhídrico al 5% y observar el cambio
de color a rojo
• Añadir en el tubo N2 una gota de hidróxido de sodio al 5% y observar el cambio
de color a morado
• En el tubo N3 poner hidróxido de sodio unas 4 o 5 gotas observar el cambio de
color a verde.

RESULTADOS:
Cambio de coloración y comprobación de acidez-basicidad

CONCLUSIONES:
Los factores son relativamente inestables y a menudo
sufren reacciones de degradación durante el procesamiento
y almacenamiento.
Las antocianinas actúan como indicadores de ácido – base
Los cambios de las antocianinas se basa en la influencia de
energía cinética que adquieren las moléculas por su cambio
de coloración.

CONCLUSIONES
Durante los últimos años se han hecho considerables avances en la
caracterización molecular y expresión de genes estructurales y
reguladores de la ruta biosintética de antocianinas. Sin embargo, muchas
preguntas acerca de las reacciones terminales y el transporte y almacenaje
en vacuolas permanecen sin respuesta. Estos estudios se realizaron en
sistemas modelo como el de Arabidopsis thaliana y aún no se han
dilucidado perfectamente en sistemas complejos como en el caso de Vitis
vinifera, especialmente en cultivares destinados al consumo en fresco. El
desarrollo del color, principal parámetro de calidad externo, suele ser
problemático en zonas vitivinícolas cálidas. Por esta razón, entender la
relación entre temperatura y luz será útil para atenuar sus efectos sobre el
color, y constituye un tópico interesante para investigar.

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