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Laboratorio de Productos Naturales Semestre 2010 II

INDICE

Pag.

Introducción……………………………………………………………………….. 3

Principios Teórico………………………………………………………………… 4

Procedimiento Experimental……………………………………………………. 6

Reacciones químicas………………………………………………………………8

Discusión de resultados…………………………………………………………13

Conclusiones…………………………………….………………………………..14

Recomendaciones…………………………………………………………………15

Antocianinas y Betalainas -0-


Cuestionario………………………………………………………………………16

Bibliografía……………………………………………………………………..…23

INTRODUCCION

Químicamente las antocianinas son glicósidos de las antocianidinas, es decir, están constituidas por una molécula de antocianidina, que es la aglicona, a la que se le une un azúcar por medio de un enlace glucosídico. Las betalaínas son metabolitos secundarios de las plantas nitrogenados que actúan como pigmentos rojos y amarillos. Muchos de los pigmentos que dan su color a las frutas y vegetales, contienen los compuestos que parecen combatir enfermedades degenerativas del cuerpo humano y que a su vez, brindan efectos benéficos para la salud y el bienestar. Tal es el caso de las antocianinas que el Maíz Morado posee en una alta proporción. 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.Las betalaínas y las antocianinas son mutuamente excluyentes, por lo que cuando se encuentran betalaínas en una planta, estarán ausentes las antocianinas, y viceversa.


http://es.wikipedia.org/wiki/Pigmento

http://es.wikipedia.org/wiki/Metabolitos_secundarios_de_las_plantas

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http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_glucos%C3%ADdico

http://es.wikipedia.org/wiki/Gluc%C3%B3sido#Definici.C3.B3n_exacta

http://es.wikipedia.org/wiki/Glic%C3%B3sido


PRINCIPIOS TEORICOS

Antocianinas:

La antocianina es un pigmento antioxidante presente en algunos frutos de color morado y/o negro, es útil para la industria porque este colorante muchas veces se utiliza en la industria textil. Se ha visto que el poder de antioxidación es 10 veces mayor a los taninos presentes en el vino.Los efectos de la antocianina están no solo limitados a un beneficio antioxidante, sino protector contra diferentes tipos de enfermedades principalmente cardiovasculares. Se ha visto que la antocianina reduce el nivel de presión arterial, mejora también de triglicéridos y colesterol, por lo que es útil en personas con este padecimiento.

La antocianina posee propiedades anti-inflamatorias y tiene un papel protector contra los daños formados por los radicales libres que son sustancias que se derivan del

proceso de oxidación o envejecimiento. Esto como parte de una alimentación saludable me ayuda a bloquear los efectos dañinos de los estímulos negativos del estrés y

sustancias contaminantes o ingeridas que son dañinas, como las grasas trans.En nuestro país, la antocianina se encuentra con más facilidad en el maíz morado y



también en algunas frutas y verduras de color negro u oscuro. La chicha morada en nuestro medio es ampliamente consumida, si desea puede tomarla con o sin azúcar, la

diferencia serán las calorías que le quiera agregar con el azúcar.Aprovechemos esta oportunidad para incorporar a nuestra dieta, alimentos que nos

benefician y nos ayudan a preservar un estilo de vida saludable.

Estructura de los antacianos en Vitis vinífera, combinación de un aglicona(Molécula de antocianidina) y un azúcar (glucosa).

Efectos de Antocianina

Mantiene suaves los tejidos conectivos Son anti-inflamatorios Anti-artríticos Anti-histamínicos Anti-alérgicos Anti-ulceroso Previenen el cáncer Previenen enfermedades degenerativas Anticavidad y sifiloma Detienen la progresión de las cataratas Previenen el envejecimiento de la piel Protegen a los pulmones

Reducen o detienen el progreso de la esclerosis múltiple o en placas.

BetalaínasLas betalaínas son un grupo de pigmentos presentes en algunas familias del orden Centrospermas, que no tienen antocianinas. Se conocen dos tipos, las betacianinas, de color rojo púrpura y las betaxantinas, amarillas. Son derivados del ácido betalámico, por condensación con aminas primarias o secundarias. Son solubles en agua, y en las células vegetales se encuentran en disolución dentro de vacuolas.



Al contrario de lo que sucede en el caso de las antocianinas, el color de las betalaínas no depende del pH. Las betacianinas mantienen su color púrpura sin ningún cambio entre pH 4 y 7, y los cambios que se producen a pH tan extremos como 2 ó 9 son pequeños.

La betanina, una betalaína, es el componente principal del colorante de la remolacha roja, Beta vulgaris. Betanina

El pigmento “rojo de remolacha”, “betaína” o “betalaína” tiene la categoría legal de aditivo alimentario, como colorante natural, con el número de código E-162. Generalmente se utiliza un extracto de la planta, en el que además del colorante se encuentran otras muchas substancias, entre ellas nitratos, lo que debe tenerse en cuenta, especialmente en la elaboración de alimentos infantiles. Se utiliza especialmente en derivados lácteos, bebidas refrescantes y derivados de vegetales.

En el tubo digestivo se degrada en gran parte, absorbiéndose muy poco. El que se absorbe, se elimina rápidamente en la orina. Prácticamente carece de toxicidad, y no se ha fijado una ADI para él. La betanina es también uno de los pigmentos de los higos chumbos de color rojo, junto con la indicaxantina, otra betalaína. En los higos chumbos de color amarillo-anaranjado, la indicaxantina es prácticamente el único pigmento existente

Betalaínas: Las Betalaínas se derivan del acido betalámico. Son pigmentos no fenólicos que se encuentran en cactus y en las remolachas. Se dividen en dos grupos:

Betacianinas: Son rojas y otorgan el 90% del color de la remolacha. El pigmento mayoritario de estas es la betanidina.Betaxantinas: Son amarillas.

La betanidina, compuesto mayoritario de las betacianinas, es inestable a tratamientos térmicos pero mantiene una elevada estabilidad a cambios de pH. Este hecho posibilita que se pueda utilizar como colorante en alimentos como repostería donde se usan extractos de remolacha. La importancia biológica de estos compuestos incluye los antivirus y las actividades antibacterianas y son también marcadores taxonómicos y filogenéticos. Desempeñan un papel importante en la atracción de dispersores de la semilla y de polinizadores. Varios métodos para el aislamiento y la purificación de betalaínas se han divulgado incluyendo la cromatografía de intercambio iónico, electroforesis, HPLC y TLC.



PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

I) Antocianinas:

Muestra: Maíz morado Preparación del extracto:-Secar la muestra en la estufa y triturarla en un mortero (polvo fino)-pesar 10 g. y añadir 25 ml de HCl metanolico al 1%-triturar hasta obtener una solución fuertemente coloreada-guarde en la oscuridad hasta su uso.HIDRÓLISIS DE LA MUESTRALa solución obtenida se lleva a reflujo con una solución de HCl al 20% durante 20 minutos, se concentra y se realiza los siguientes ensayos:

a) Reacción con Fehling (A y B):Se lleva a cabo en caliente y después de la hidrólisis. Se observa la aparición de un precipitado de color rojo, debido a que las antocianinas están unidas a restos aglucónicos.

b) Reacción con HCl 10%:



Si se observa una coloración rojo-violácea es debido a que muchas antocianinas se encuentran como fenolatos alcalinos.

c) Reacción con NaOH 10%:Si se observa una coloración verde-amarillenta es debido a que las antocianinas se encuentran como fenolatos alcalinos.

d) Reacción con FeCl3: Si se observa un color verde-amarillento. Las antocianinas se encuentran como fenolatos. Los taninos están frecuentemente asociados con antocianinas y alteran el color.

II) Análisis cromatográfico:

Sistemas Composición Proporciones (V/V) Zona usadaBAW n – Butanol : acido acético 4 : 1 : 5 Superior

Bu : HCl n – Butanol : HCl 12N 1 : 1 SuperiorHCl 1% Agua : HCl 12N 97 : 3 Miscible

HAc : HCl Agua : acido acético : HCl 12 N 82 : 15 : 3 MiscibleForestal Acido acético : HCl 12N : Agua 30 : 3 :10 MiscibleFórmico Acido fórmico : HCl 12N : Agua 5 : 2 : 3

Se usa 5 mL aproximadamente en todos los sistemas.Nuestro grupo de laboratorio realizo el análisis cromatografico en un sistema forestal.

Betalaínas:

Muestra: Extracto de betarraga.

Realizar los sgtes. ensayos:

Ensayo Antocianina Betalaína

Adición de álcaliDecoloración lentade violeta, vía azuly verde a amarillo.

Decoloración rápida a amarillo.

Reacidificacion desolución alcalina después de

unos minutos

El color rojo puedeser regenerado con

la acidificación.

El color rojo no esregenerado con la

acidificación.

Adición de amoniaco Igual que con álcalis.El color permanece

violeta por un tiempoen frío.

Adición deácidos minerales

Da un color mas claroLa solución da un

violeta mas oscuro.

Adición de acetatode Plomo

Precipitado azul – verdoso

o azul grisáceo.Precipitado rojo – marrón.

A pH 7.00 Decolora lentamente Solución permanece violeta.



Distribución entre alcohol amílico y

agua.

Fase alcohólicaadquiere color rojo

a pH acido.

Fase alcohólica noadquiere color rojo.

Extracción de material seco:a) Con alcohol absoluto.

b) Con agua destilada.

Se extrae algo de color rojo.

Se extrae algo de color,siendo el extracto

verdoso que se vuelverojo por acidificación.

No se extrae color rojo.

El color rojo es extraído rápidamente.

REACCIONES QUÍMICAS

Antocianinas:

- Hidrólisis de la antocianina:



Reacción con el reactivo de Fehling (A y B):

Reacción con el HCl 1N:

Reacción con el NaOH 10%:



Color verde Naranja

Reacción con el FeCl3:



Análisis cromatografico (CCD) en sistema forestal:

Betalaínas:

ENSAYO DE BETACIANINA

1. Acidificacion de alcali: Decoloracion rapida a amarillo.

2. Reacidificacion: El color rojo se regenera con la acidificacion, cosa que

no debio suceder, posiblemente hubo contaminacion con antocianina.

3. Adicion de amoniaco: Se decolora lentamente hacia amarillo.

4. Adicion de acidos minerales: Se una solucion rojo mas oscuro.

5. Adicion de acetato de plomo : Se forma una naranja con un

precipitado marron.

6. A pH 7.00 : la solucion se forma de un color rojo ligeramente oscuro.

7. Distribucion entre alcohol amilico y agua : La fase alcoholica no

adquiere color rojo.



Extraccion del extracto reaccion de

identificacion



Análisis Cromatografía

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En la primera parte determinamos la presencia de antocianinas, para

ello realizamos una previa hidrólisis con HCl al 20%, para separarlo del

azúcar al cual va unido.

La presencia del azúcar separado se lo identifica con reactivo de fehling

A y B, aprovechando que el azúcar es un agente reductor y que

reacciona con el Cu de reactivo, la confirmación es el precipitado rojo.



La identificación de antocianinas con HCl, NaOH y FeCl3, dio positivo

en todas ellas, formación de un color rojo porque se encuentra como Sal

de Oxonio, Fenolatos alcalinos y como fenolatos.

En los ensayos de antocianinas y betalainas todas dieron positivo siendo

las mas recomendables para diferenciarlos la adición de álcali y luego su

reacidificacion en la que un componente de las betalainas la Betacianina

la cual no regenera el color cuando se reacidifica. Otra interesante fue

con adición de acetato de plomo por los diferentes colores de las

soluciones y de los precipitados, también con alcohol amílico y agua

donde la antocianina forma una fase orgánica roja y la betacianina no

forma nada en la fase orgánica, las otras son lentas o similares.

CONCLUSIONES

Para identificar las antocianinas hay que realizarle previamente una

hidrólisis con el fin de separarle el azúcar con el cual va unido.

Las Rxs de identificación son las adecuadas ya que permitieron

distinguirlas en el caso de las antocianinas.

En la segunda parte para diferenciar una antocianina de una betalaina

se observo que las mas efectivas eran en la reacidificacion, la



precipitación con acetato de plomo también permite diferenciarlos, otras

para distinguirla es el alcohol amílico.

Las antocianas y betalainas no pueden estar juntas pues no se

distinguirían.

RECOMENDACIONES

En la extracción de antocianinas es recomendable usar el maíz morado

por su fácil extracción, permite la hidrólisis con 2 gotas de HCl al 20%.

En la extracción de betalainas del extracto de betarraga se recomienda

filtrarlo por la presencia de restos de residuos del extracto.



Para complementar la identificación existen técnicas físicas como la

espectrofotometría UV/VIS, espectrofotometrías de masas, RMN, HPLC

y otras como la polarografía.

CUESTIONARIO

1. Escriba todas las reacciones realizadas en el laboratorio y fundamente sus resultados.

Ver en reacciones quimicas

2.- Diferencias entre antocianinas y antocianidas. De ejemplos de cada una

Las antocianinas



La antocianina es un pigmento antioxidante presente en algunos frutos de color morado y/o negro, es útil para la industria porque este colorante muchas veces se utiliza en la industria textil. Se ha visto que el poder de antioxidación es 10 veces mayor a los taninos presentes en el vino

Son el grupo más importante de pigmentos solubles al agua visibles para el ojo humano forman parte de la familia de los polifenoles y se definen como flavonoides fenólicos. Los colores rosa, rojo, azul, malva y violeta de las flores, frutas y verduras se deben a la presencia de estos pigmentos.

La diferencia de color entre las frutas, flores y verduras depende de la naturaleza y concentración de antocianinas.

Antocianidas.

Los antocianidinas son un subgrupo de la familia de los flavonoides (compuestos vegetales con grandes propiedades anti inflamatorias) que ayudan a reducir la retención de líquidos, ya que fortalecen los vasos sanguíneos secundarios, disminuyendo de este modo la filtración de líquidos.

3.- Coloque las cromatografías realizadas y mida el Rf de los componentes obtenidos.

4.- Explique el comportamiento inestable de las antocianinas ¿Cómo se comportan ante diferentes pH ? ¿Cómo se puede evitar esta inestabilidad?

Factores que alteran la estabilidad de la antocianina: Efecto del pH, temperatura, dióxido de sulfuro, oxigeno y ácido

ascórbico

Efecto del pH

Este es uno de los factores más importantes. Las antocianinas son más estables en un medio ácido que en un medio neutro o alcalino.



En medio ácido la forma predominante es la del ión flavilio, el cual da el color rojo, cuando esta es sometida a pH básico o alcalino, el ión flavilio es susceptible al ataque nucleofílico por parte del agua, produciéndose la pseudobase carbinol, esto es a pH 4.5 y seguido se forma la chalcona, las dos formas son incoloras ( Hutchings, 1999).Conociendo esto, las antocianinas tienen su máxima expresión de color a pH ácidos (pH1), y su forma incolora se produce a pH neutros o alcalinos, debido a estas características se utilizan a las antocianinas a pH ácido o ligeramente neutro en la industria alimenticia. Estabilidad:Investigaciones recientes demostraron que existen antocianinas con ciertas características, presentando una mayor estabilidad debido al desarrollo de ciertos mecanismos:1. asociación intramolecular: acilación2. asociación intermolecular: copigmentación3. interacciones con otros compuestos4. polimerización Complejos de metal aparecen cuando las antocianinas reaccionan con aluminio,cobre y hierro. La adición de Fe3+ y Al3+ mejora la estabilidad de antocianinas en la‘crowberry’ (Kallio et. al., 1986)

5.- ¿Qué azúcares están presentes en este metabolito secundario?Escriba estructura de cinco compuestos diferentes.

Las antocianinas, al igual que otras sustancias polifenólicas, se encuentran en la naturaleza en forma de glicósidos, siendo conocidas sus agliconas como antocianidinas, a las cuales se les une un azúcar por medio de un enlace ß-glicosídico.



Las clases comunes de glucósidos son: 3-monósido, 3-biósido y 3-triósido, así como también 3,5-diglicósido y más raramente el 3,7-diglicósido con glucosa, galactosa, arabinosa (es uno de los más frecuentes) y xilosa.

Las antocianinas poseen uniones de azúcar en el anillo-B 3´ y 5´-hidroxilos. Los dos tipos más importantes de glucósidos son: el 3-monósidos y el 3-4-diglicósido. Como regla el 3-hidroxil siempre tiene un azúcar, exceptuando 3-desoxipelargonidina, 3-desoxicianidina y 3-desoxidelfina.

6.- ¿Qué papel juegan en la industria del vino?

La antocianina es un pigmento antioxidante presente en algunos frutos de color morado y/o negro, es útil para la industria porque este colorante muchas veces se utiliza en la industria textil. Se ha visto que el poder de antioxidación es 10 veces mayor a los



taninos presentes en el vino. En los vinos jóvenes se encuentran de forma libre, pero de esta forma son muy inestables.

La generación de estos pigmentos sigue los siguientes mecanismos:

reacciones de condensación directa entre antocianos (A) y taninos (T), dando estructuras más complejas que los antocianos monómeros, de color similar a los antocianos pero resistentes a la decoloración por SO2.

reacciones de condensación mediante puentes de etilo, donde está involucrado el acetaldehído, producto que aparece en el vino producido en pequeñas cantidades por las levaduras durante el metabolismo de azúcares (Atanasova et al., 2002) y por la oxidación de etanol; su formación es más rápida que los pigmentos por condensación directa y presentan un color malva.

nuevos pigmentos de bajo peso molecular, formados mediante la cicloadición de metabolitos producidos por las levaduras, como el acetaldehído, ácido pirúvico o vinilfenoles, con el antociano, generando pigmentos como la Vitisina A y B y los antocianovinilfenoles; estos pigmentos son ligeramente anaranjados..

Algunas Estructura de las principales antocianinas en el vino.

Antocianinas R1 R2

Cianidina OH H

Peonidina OCH3 H

Delfinidina OH OH

Petunidina OCH3 OH

Malvidina OCH3 OCH3

7.- Mencione 5 aplicaciones industriales de las antocianinas

Mantiene suaves los tejidos conectivos Son anti-inflamatorios



Anti-artríticos Anti-histamínicos Anti-alérgicos Anti-ulceroso Previenen el cáncer Previenen enfermedades degenerativas Detienen la progresión de las cataratas Previenen el envejecimiento de la piel Protegen a los pulmones Industria alimentaria ( embutidos , caramelos , refrescos )

Industria vitivinícola (tinte para vinos)

9.- ¿Qué tipo de antocianinas se encuentran en el maíz morado?Tiene un ingrediente natural que está dentro de las denominadas Antocianinas,

cianidina-3- b-glucosa, el cual es un importante antioxidante.

Además se han encontrado en variedades de maíz morado: pelargonidina - 3-

glucósido, peonidina-3-glucósido, cianidina–3-maloilglucósido, pelargonidina-3-

malonilglucósido, y peonidina-3 - malonilglucósido) en extractos comerciales de

maíz morado y granos del mismo. Además, cianidina-3-dimalonilglucósido

como compuesto minoritario en algunas variedades.

10.- Se puede usar cromatografía de papel para la identificación de antocianinas, cual sería la ventaja de usar esta técnica.

El color y comportamiento en las cromatografías (polaridad) proporcionan datos relevantes para su separación e identificación (valores de Rf).Utiliza eluyentes como:

BAW (n-butanol-ácido acético glacial-agua, 4:1:5), BuHCL (n-butanol- ácido clorhídrico 2N, 1:1, fase superior), Forestal (ácido clorhídrico con-centrado-ácido acético glacial-agua,

3:30:10), HCL 1 %(ácido clorhídrico concentrado-agua, 3:97) y Fórmico (ácido clorhídrico concentrado-ácido fórmico-agua, 2:5:3); la

utilización de varios disolventes ofrece mejores resultados comparativos



VentajasDe las técnicas fitoquímicas, la más común es la cromatografías en papel (CP), por ser un método de bajo costo y práctico que los valores de Rf pueden ser comparados con datos de literatura y con los estándares aislados e identificados en el Laboratorio de Fitoquímica de fuentes conocidas (Harborne

et al., 1973;1984; Proctor y Creasy, 1969).

11.- Que son glucosinatos . De ejemplos

Los glucosinatos. Estos compuestos pertenecen a un numeroso y diverso grupo de compuestos que contienen azufre y que se encuentran en vegetales del género Brassica (tales como coles de Bruselas, repollo, brécol, mostaza y rábano). Estos vegetales se consumen cocinados o crudos (ensalada de col, chucrut) y formando parte de ensaladas. Los productos procedentes del desdoblamiento de los glucosinatos (isotiocianatos) son los responsables del característico sabor picante/amargo de estos alimentos.

12.-A qué clase de betalainas pertenece las encontradas en la muestra trabaja en laboratorio.

Las betalaínas son una clase de pigmentos que proveen los colores a una amplia variedad de flores y frutos, incluyen dos clases; betacianinas (rojo-violeta) y betaxantinas (amarillas) (Kanner et al, 2001). En este trabajo se trabajo con beterraga la cual pertenece a las betacianinas.

13.- Existe alguna contraindicación al uso de antocianinas y betalainas para el consumo humano?Las antocianinas son el grupo más importante de compuestos hidrosolubles, responsables de los colores rojos, púrpura y azul que se aprecian en flores, frutos y otras partes de las plantas. Por años estos compuestos han sido consumidos por el hombre sin ningún efecto perjudicial evidente. Su incorporación en alimentos tiene la ventaja no sólo de impartir color, sino que por las propiedades antioxidantes que las antocianinas poseen, se pueden considerar como alimentos funcionales.

La presencia de betalaínas en productos alimenticios, donde son usados como colorantes naturales solubles en agua para impartir color en productos procesados tales como las bebidas carbonatadas, lácteos, cárnicos y confites, en la industria farmacéutica lo utiliza en la manufactura de tabletas, grageas y bases para jarabes. Se ha informado que algunos de estos compuestos presentan actividad antioxidante y son benéficos para la prevención de ciertas enfermedades crónicas degenerativas.

14.- ¿Con que reacción podría diferenciar rápidamente una betalaina de una antocianina?

1. Reacción de álcali



2. Con las antocianinas y betalaínas se complementan colores como el amarillo, naranja, rojo y púrpura; la estabilidad de estos compuestos dependen del pH al que se encuentran en solución, por ejemplo, las antocianinas pierden su propiedad de coloración entre los pHs 2-3, mientras que las betalaínas son estables del pH 3-7

BIBLIOGRAFIA



http://portal.concytec.gob.pe/portal/upload/Evaluacion%20ambiental2.PDF

http://nakuy.rcp.net.pe/downloads/inei/otros/amb0305.pdf

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http://www.produce.gob.pe/

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http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/pigmentos/otroscolores.html

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antocianinas que

las betalanas y

que sucede en

antocianidina y

y los cambios que se

que se absorbe

salud y

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