Leccin 33: PigmentosLos colores de los alimentos se deben a distintos compuestos, principalmente orgnicos, algunos que se producen durante su manejo y procesamiento y otros que son pigmentos naturales o colorantes sintticos o aadidos.La mayora de los alimentos vegetales y animales le deben su color a sus correspondientes pigmentos, que son sustancias que tienen funcin biolgica muy importante en el tejido. ste es el caso de la clorofila y la fotosntesis y el de mioglobina y al almacenamiento muscular del oxigeno, entre otros.Los siguientes son los principales grupos de pigmentos encontrados en los alimentos:33.1 Carotenoides

Existen en forma libre disueltos en la fraccin lpidica del tejido vegetal formando complejos con protenas, unidos a hidratos de carbono por medio de un enlace glicosdico como esteres de cidos grasos ; la asociacin con protenas los hace mas estables e incluso les cambia el color que tienen de manera individual. Los carotenoides son pigmentos de color amarillo, rojo o naranja ampliamente distribuidos en la naturaleza. En los vegetales se encuentran en los cloroplastos junto con las clorofilas. Existen dos grandes grupos de carotenoides.* Los carotenos son compuestos hidrocarbonados* Las xantofilas son derivados oxigenados de los carotenos.La mayora de los carotenoides estn compuestos de ocho unidades de isopreno, siendo el ms simple el licopeno que es el pigmento predominante de los tomates.La mayora de carotenoides poseen un esqueleto carbonado de 40 tomos de carbono, que incluye una porcin central de 18 carbonos con cuatro grupos metilo.Las estructuras de los extremos unidos a esta parte central, identifican cada carotenoide las cuales, pueden ser de cadena abierta o cerradaEstos son compuestos poliinsaturados. Algunos de los poseen 11 enlaces dobles conjugados como es el caso del - caroteno y del licopeno. El nmero de dobles enlaces en la molcula influye sobre el color. As el licopeno que tiene dos dobles enlaces las que el - caroteno, posee un color mas intenso, mientras que el fitoflueno con solo dobles enlaces conjugados es incoloro.Estos compuestos son insolubles en agua y solubles en ter de petrleo, hexano y solventes de lpidos. Son estables al calor la gran mayora y a pHs extremos; sin embargo estos pueden causar transformacin parcial de la configuracin trans a cis de ciertos dobles enlaces, lo que puede modificar el color o el valor nutritivo.Los carotenoides presentes en los tejidos intactos son estables, pero cuando se extraen en forma aislada se oxidan rpidamente debido a la adicin del oxigeno sobre los dobles enlaces; En el procesado de alimentos se debe tener precaucin ya que estos compuestos se pueden oxidar con el oxigeno de la atmsfera o por la accin de enzimas que se liberan del mismo tejido cuando son sometidos a tratamiento mecnicos. Entonces la degradacin depender de las condiciones en que se realice el proceso, como la presencia de la luz, que es un catalizador de la reaccin de oxidacin. Se recomienda para disminuir la degradaciones de pigmentos realizar procesos como el escaldado para inactivar las oxidasas y el uso de antioxidantes.Los carotenoides cumplen dos funciones en la industria de alimentos:- Colorantes (extractos de azafrn, pimientos, tomates, zanaghoria, aceite de palma, etc.). Los carotenoides sintticos autorizados son el - caroteno (amarillo - naranja), - 8 apocarotenal (naranja y rojo) y cantaxantina (rojo).- Provitamina A: La funcin nutricional radica en la parte de ser fuente de vitamina A.33.2 Clorofilas

ste es tal vez el pigmento vegetal que ms abunda en la naturaleza. La siguiente grafica muestra la estructura general de la clorofila.El trmino clorofilas indica una serie de pigmentos fotosintticos porfirinicos. Esto significa que en su estructura presentan el esqueleto tetra pirrlico conjugado.Se conocen diferentes clorofilas, pero las mas importantes desde el punto de vista de los alimentos son la clorofilaaybque se encuentran en los cloroplastos de las plantas superiores. Dentro de los cloroplastos las clorofilas se hallan entre una capa de lpidos y protenas, adems de otros compuestos.Las clorofilas a y b, dan color caracterstico a los vegetales verdes.

La diferencia entre las clorofilas a y b esta en su estructura qumica, en que el grupo -CH3 es reemplazado por un -CHO en la clorofila b.Las clorofilas a y b poseen en el centro del anillo porfirinico, un tomo de magnesio y una cadena hidrocarbonada: elfitol,que esta unida a uno de los compuestos del anillo.Las caractersticas similares a las clorofilas pero que carecen de magnesio se denominanfeofitinasy cuando les falta adems el fitol,reciben el nombre deFeoforbidas.Las estructuras derivadas de las clorofilas que carecen nicamente del fitol, se les conoce con el nombre declorofilidas,tal como se presenta en la figura 38.

Efectos del procesamientoLas verduras pierden su color caracterstico durante el procesamiento, debido a la degradacin de las clorofilas. La estabilidad de la clorofila se ve afectada especialmente por:33.2.1 tratamiento trmicosLa degradacin de las clorofilas por efecto del calor crea grandes problemas a la industria de alimentos, en procesos tan sencillos como el escaldado o blanqueado, en el cual el vegetal es sometido a calentamiento por in tiempo entre 1 -15 minutos, a temperaturas entre 90 - 100C con agua o con vapor, la clorofila pasa de un color verde brillante a un color verde parduzco, lo cual se atribuye a la conversin de la clorofila en feofitina.La utilizacin de procesos a elevada temperatura, por tiempos cortos (HTST), tampoco es muy ventajosa, a pesar que el color verde se mantiene, ste se deteriora durante el almacenamiento. Dependiendo de la intensidad del tratamiento no solo la clorofila pierde el tomo de magnesio sino que puede, adems, romper el anillo porfirinico.33.2.2. pHLa conversin de las clorofilas en feofitinas en las verduras tratadas trmicamente, se relaciona esencialmente con la liberacin de cidos presentes en los tejidos durante el proceso que conlleva a la disminucin del pH durante el tiempo de almacenamiento producindose la degradacin de la clorofila que es inestable a pH cidos. Para evitar esta disminucin de pH se recurre a la adicin de alcalinizantes tales como carbonatos manteniendo un pH ptimo durante el almacenamiento.33.2.3 Sistemas de empaqueLas verduras congeladas empacadas en recipientes transparentes, pierden su color verde como producto de la oxidacin de la clorofila causadas por la luz.De lo anterior, se puede concluir que uno de los problemas, ms serios, que enfrenta, el tecnlogo de alimentos en el procesamiento y almacenamiento de las verduras, es el que conserve su color natural. Una solucin a este problema es la aplicacin de atmsferas controladas, con lo cual se ha incrementado la retencin de las clorofilas a medida que se incrementa la concentracin de CO2.En una prctica de laboratorio, se sometieron porciones de vegetal fresco a las siguientes condiciones con los siguientes resultados:

33.3 AntocianinasSon pigmentos hidrosolubles con caractersticas de glucsidos muy reactivas. Las reacciones de deterioro usualmente implican la decoloracin de los pigmentos. El porcentaje de pigmentos destruidos depende del pH y de la temperatura. Los colores rojos, prpuras o azules son representativos de las antocianinas, un ejemplo entre los vegetales esta el repollo morado y entre las frutas las cerezas, uvas rojas, fresas y la piel de las manzanas rojas.Los efectos del procesamiento cuando se usa el sulfito o azufre en el proceso de la frutas, produce una rpida decoloracin de las antocianinas, lo cual implica la desaparicin del color caracterstico de las frutas y el consecuente color amarillento debido a los otros pigmentos que contienen el producto.El deterioro de los productos envasados depende de la temperatura de almacenamiento, del pH del medio, de la presencia de otros componentes como azucares y cido ascrbico. La presencia de oxigeno en el espacio de cabeza produce la oxidacin del cido ascrbico, lo cual induce a la oxidacin de las antocianinas, producindose un desagradable color parduzco en frutas como la fresa. La estabilidad de los pigmentos se establece a pH bajo y a temperatura de refrigeracin.De todas las antiocianinas actualmente se conocen, aproximadamente 20 entre las que sobresalen: pelargonidina, delfinidina, la cianidina , la petunidina, la peonidina y la malvidina, nombres que derivan de la fuente vegetal de donde se aislaron por primera vez.El color de las antocianinas depende de varios factores intrnsicos, como son los sustituyentes qumicos que contengan y la posicin en el grupo flavilio:

Si dentro de la estructura general se aumentan tanto en R1 y R2 los grupos -OH, se intensifica el color azul, mientras que la introduccin de metoxilos (-OCH3) provoca la formacin de colores rojos (Ver tabla 28). Las antocianinas funcionan como verdaderos indicadores de pH su color depende de las condiciones de acidez o alcalinidad del sistema en que se encuentran: a pHs bien cidos adquieren un color rojo, cuando se incrementa el pH, la distribucin electrnica dentro del ncleo se modifica hasta llegar a la formacin de quinodeas decolor azul ((Ver tabla 28). Los cambios fisiolgicos en la maduracin de los frutos lleva consigo alteraciones en el pH, por lo tanto modificaciones en el color del tejido vegetal:

Tabla 28:Modificacin quimica delas antocianinas del repollo morado en funcin del pH: fuente: Resultados de laboratorioCurso qumica de Alimentos. Cead Duitama. I-0933.4 Flavonoides

Son compuestos fenlicos que abundan en la naturaleza; dado que tienen una estructura qumica muy parecida a la de las antocianinas normalmente se encuentran en diversos frutos junto con ellas ya que ambos grupos de pigmentos siguen un proceso biosinttico. Son pigmentos amarillos que se encuentran en la savia celular, con una estructura similar a la de las antocianinas o sea que poseen dos anillos bencenicos unido por una cadena de tres carbonos que forman un anillo central al ligarse a un oxigeno.Estos pigmentos son genralmente amarillo, y a pesar de que existe un nmero muy grande de ellos, no contribuyen de manera importante al color de los alimentos; se localizan en diversas frutas, sim embargo s son responsables en gran medida de la astrigencia de diversos productos, como el t.Dentro de los flavonoides existen varios grupos, que estn ligados al anillo de tres carbonos. Los mas importantes son los flavonoles, como el ferol, la quercetina y las flavonas como la lutiolina y tricetina, de los cuales la estructura del anillo es de tres carbonosLas sustituciones en los anillos bencenicos diferencian los pigmentos de cada grupo. Existen otros cinco grupos de flavonoides menos importantes las charconas, las auronas, las flavononas, las isoflavononas y los biflavonoles. Estos compuestos son estables al calor y a la oxidacin y solubles en agua.A diferencia de los carotenoides y las clorofilas, los flavonoides no contribuyen a dar colores caractersticos a los alimentos, sino que algunos grupos de ellos presentan propiedades importantes para la industria de alimentos:- Los flavonoles: Se encuentran en una proporcin hasta del 30% en peso seco en las hojas de te verde y contribuyen a su astringencia.- Las flavonas y los flavonoles tienen la propiedad de ligar metales, formado quelatos, por lo que se sugiere que se usen como antioxidantes en grasas y aceites, aunque su uso este limitado por su baja solubilidad en lpidos.- Las flavononas, se encuentran principalmente en las cscaras de los ctricos.Existen otros grupos de pigmentos como son: taninos y betalanas.