ANTOCIANINAS COMO BIOSENSORES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
Publicación Cuatrimestral. Vol. 7, No 2, Mayo/Agosto, Ecuador (p. 15-32) 15
Publicación Cuatrimestral. Vol. 7, No 2, Mayo/Agosto, 2022, Ecuador (p. 15-32). Edición continua
https://revistas.utm.edu.ec/index.php/Basedelaciencia/index
revista.bdlaciencia@utm.edu.ec
Universidad Técnica de Manabí
DOI: https://doi.org/10.33936/revbasdelaciencia.v7i2.4449
ANTOCIANINAS COMO BIOSENSORES EN LA CONSERVACIÓN DE
ALIMENTOS
Nadya Isabel Molina-Arteaga
1*
, Alisson Nicolle Toala-Zambrano
1
, Francisco Sanchéz
1
,
Michael Aníbal Macías-Pro
2,3
, Ernesto Alonso Rosero-Delgado
1,4
1
Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo, Ecuador. E-mail:
nmolina2417@utm.edu.ec, atoala8787@utm.edu.ec, fsanchez@utm.edu.ec
2
Cnrs Station Eco Theorique et Expérimentale Ariège, Francia. E-mail: michael_macias_pro@hotmail.com
3
Université Fédérale de Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse III- Paul Sabatier, Toulouse Francia.
1
Facultad de Ciencias Matemáticas Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí, Carrera de Biotecnología,
Portoviejo, Ecuador. E-mail: ernesto.rosero@utm.edu.ec
*Autor para la correspondencia: nmolina2417@utm.edu.ec
Recibido: 21-02-2022 / Aceptado: 29-03-2022 / Publicación: 01-05-2022
Editor Académico: Julio Torres
RESUMEN
Este estudio presenta un primer acercamiento hacia la aplicabilidad de antocianinas como biosensores en la conservación
de alimentos. La materia prima utilizada fue la col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra); mediante una
extracción sólido-líquido se lograron obtener soluciones con una concentración de antocianinas entre 45,69 y 46,71 mg
Cianidina-3-glucósido/g col morada. Se evaluó el comportamiento de las antocianinas a diferentes cambios de pH (4, 6,
8,10), presencia de etanol (5%,9%,13% y 16%), hidróxido de amonio (5%,10%,15% y 20%), y exposición a la luz (1, 24,
48 72h), así como a cambios de temperatura (4 y 30 °C); factores que pueden presentarse durante el deterioro de los
alimentos. Los resultados mostraron que las antocianinas presentan sensibilidad a variaciones de pH entre 4 y 10 con
absorbancias entre 0,471 y 0,126 (cambios de color entre morado y verde), a la presencia de hidróxido de amonio en
concentraciones entre el 5 % y 20% con absorbancias entre 0,424 y 0,175 (cambios de color entre rosa y amarillo). El
estudio demuestra la viabilidad de las antocianinas de la col morada para ser utilizadas en el desarrollo de etiquetas
inteligentes las cuales permitan la detección in-situ del deterioro de un alimento envasado.
Palabras clave: Etiqueta inteligente, antocianinas, deterioro, envasados.
ANTHOCYANINS AS BIOSENSORS IN FOOD PRESERVATION
ABSTRACT
This study presents a first approach towards the applicability of anthocyanins as biosensors in food preservation. The raw
material used was purple cabbage (Brassica oleracea var. capitata f. rubra); through solid-liquid extraction, solutions
with anthocyanin concentration between 45.69 and 46.71 mg Cyanidin-3-glucoside/g purple cabbage were obtained. The
Artículo de
Investigación
Ciencias Químicas
Artículo de Investigación
Nadya Isabel Molina - Arteaga, Alisson Nicolle Toala - Zambrano, Michael Aníbal Macías-Pro, Francisco Sanchez-Plaza, Ernesto Alonso
RoseroDelgado
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behavior of anthocyanins was evaluated at different pH changes (4, 6, 8.10), presence of ethanol (5%, 9%, 13% and 16%),
ammonium hydroxide (5%, 10%, 15 % and 20%), and exposure to light (1, 24, 48, 72h), as well as changes in temperature
(4 and 30 °C); factors that may appear during food spoilage. The results showed that anthocyanins are sensitive to pH
variations between 4 and 10 with absorbances between 0.471 and 0.126 (color changes between purple and green), to the
presence of ammonium hydroxide in concentrations between 5% and 20% with absorbances between 0.424 and 0.175
(color changes between pink and yellow). The study demonstrates the feasibility of purple cabbage anthocyanins to be
used in the development of smart labels which allow in-situ detection of the deterioration of a packaged food.
Keywords: Smart label, anthocyanins, spoilage, packaged.
ANTOCIANINAS COMO BIOSSENSORES NA CONSERVAÇÃO DE
ALIMENTOS
RESUMO
Este estudo apresenta uma primeira abordagem para a aplicabilidade das antocianinas como biossensores na conservação
de alimentos. A matéria-prima utilizada foi o repolho roxo (Brassica oleracea var. capitata f. rubra). Por meio de extração
sólido-líquida foram obtidas soluções com concentração de antocianinas entre 45,69 e 46,71 mg de Cianidina-3-
glicosídeo/g de repolho roxo. O comportamento das antocianinas foi avaliado em diferentes variações de pH (4, 6, 8,10),
presença de etanol (5%, 9%, 13% e 16%), hidróxido de amônio (5%, 10%, 15% e 20%) e exposição à luz (1, 24, 48, 72h),
bem como mudanças de temperatura (4 e 30 °C), fatores que podem ocorrer durante a deterioração dos alimentos. Os
resultados mostraram que as antocianinas são sensíveis a variações de pH entre 4 e 10 com absorbâncias entre 0,471 e
0,126 (mudança de cor entre roxo e verde), à presença de hidróxido de amônio em concentrações entre 5% e 20% com
absorbâncias entre 0,424 e 0,175 (mudança de cor entre rosa e amarelo). O estudo demonstra a viabilidade das
antocianinas do repolho roxo para serem utilizadas no desenvolvimento de rótulos inteligentes que permitam a detecção
in loco da deterioração de um alimento embalado.
Palavras chave: Smart label, antocianinas, deterioração, embalados.
Citación sugerida: Molina, N., Toala, A., Rosero, E., Sánchez, F., Macias, M. (2022). ANTOCIANINAS COMO
BIOSENSORES EN LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS. Revista Bases de la Ciencia, 7(2), 15-32. DOI:
https://doi.org/10.33936/revbasdelaciencia.v7i2.4449
ANTOCIANINAS COMO BIOSENSORES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
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1. INTRODUCCIÓN
La contaminación de alimentos empacados es causada por muchos factores físicos, químicos y
biológicos; debido a esto varios cambios perjudiciales pueden darse en los alimentos, durante el
transporte o la exposición en percha de los mismos; sin embargo, pequeñas alteraciones en la calidad
del alimento no pueden ser detectadas a simple vista por los consumidores, por tal razón se hace
necesario la aplicación de un sistema que permita la valoración in situ de la calidad de un alimento
envasado (Musso, 2017).
En la actualidad en vista de la necesidad de conocer la inocuidad de los alimentos directamente en las
estanterías o perchas, se han desarrollado estrategias como la aplicación de etiquetas activas o
inteligentes para controlar la calidad de los alimentos envasados (Fresnillo, 2017). De la misma
manera, la tendencia de los consumidores a utilizar ingredientes naturales como los pigmentos, ha
proporcionado la base para su aplicación en la industria alimentaria, incluido el envasado de alimentos
y el desarrollo de etiquetas inteligentes (Alizadeh-Sani et al., 2020).
Los pigmentos naturales como antocianinas, son compuestos bioactivos polifenólicos glicosilados
con una gama de colores que van desde el naranja, rojo, violeta hasta el azul; su color se ve afectado
por factores como pH, temperatura, presencia de enzimas, radiación UV, pigmentación y presencia
de oxígeno (Roy & Rhim, 2021). La característica de cambio de color de este pigmento puede resultar
de utilidad como indicador de la presencia de sustancias contaminantes producidas durante el
deterioro de los alimentos, ejemplo de esto es la variación de color de azul a púrpura en presencia de
dióxido de carbono (Salui & Della, 2018); cambio de púrpura a blanco en presencia de amoníaco
acuoso y gaseoso (UI haq et al., 2021), de la misma manera pueden detectar las variaciones de pH
como lo informan (Tang et al., 2019).
Las propiedades que presentan las antocianinas, las convierte en un compuesto de interés para su
estudio en la aplicación de biosensores o etiquetas inteligentes, debido a que la estabilidad y
sensibilidad de estos compuestos a presencia de determinadas sustancias o factores pueden influir
directamente sobre la intensidad del color de las mismas. En esta investigación se evalúa el
comportamiento de estos pigmentos, sometiéndose a diversas variaciones de pH, cambios de
temperatura, exposición a luz, presencia de etanol y presencia de hidróxido de amonio, condiciones
que pueden presentarse durante el almacenamiento y transporte de alimentos envasados.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Preparación de la muestra
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Se utilizó col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) como materia prima. Para la
extracción de antocianinas; se tomaron hojas en buen estado, las cuales fueron lavadas, cortadas y
finalmente secadas por 210 minutos a 45°C (Rodríguez-Basantes et al., 2019).
2.2. Extracción
La obtención de antocianinas de col morada se realizó mediante extracción sólido-líquido utilizando
metanol como solvente según lo establecido por (Páez-Cartaya et al., 2018). Se utilizaron 23,0 g de
col seca y 200 mL de metanol concentrado, a una temperatura de 50°C durante un período de 6 horas.
Una vez obtenido el extracto antociánico, este se filtró (tamaño del poro 125 mm) para posteriormente
llevarlo a rotavaporación y obtener concentrado antociánico libre de solvente, el cual fue almacenado
a temperatura ambiente en tubos de ensayo cubiertos con papel aluminio.
2.3. Cuantificación de antocianinas
La cuantificación de antocianinas se desarrolló siguiendo la metodología descrita por (Maltabar,2020)
empleando el método de pH diferencial utilizando soluciones buffer de cloruro de potasio y acetato
de sodio a pH 1 y 4,5 respectivamente. La intensidad del color se evaluó en un espectrofotómetro
(Génesis 180), a longitudes de onda entre 540 y 700 nm (Bustos & Betancourt, 2020). El contenido
total de antocianinas (At) presentes en la col morada se calculó mediante la ecuación 1.
At(mg/l) = (Aneta ×M×FD×1000)/(ε×1) (1)
(Meza, 2019; Zhang et al, 2020; Ludeña Anyosa et al., 2019)
2.4. Diagrama de flujo
En la figura 1, se observa el procedimiento a seguir para evaluar la estabilidad de antocianinas de la
col morada.
Figura 1. Diagrama de flujo para la obtención y posterior evaluación de color de las antocianinas de la col morada.
Fuente: Elaboración propia.
2.5. Estabilidad de color de antocianinas:
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Se evaluó la estabilidad del pigmento realizando ensayos por triplicado para cada una de los
parámetros detallados en la tabla 1, considerando las reacciones que ocurren durante el deterioro de
los alimentos empacados cuando son sometidos a diferentes condiciones de conservación y
transporte.
Tabla 1. Parámetros seleccionados para evaluar la estabilidad de antocianinas.
Parámetro
Niveles
evaluados
Factor
Referencia
pH
4
10
Reacciones bioquímicas
generadas por la
proliferación de
microorganismos, produciendo
ácido láctico.
(González,2020)
Temperatura
4 °C
30°C
El aumento de temperatura
promueve el desarrollo de
bacterias las cuáles a su vez
inducen a reacciones
bioquímicas.
(Velásquez,2017;
Serrano, 2020)
Luz
+ 60
min
Los alimentos sensibles a la
luz sufren reacciones de
oxidación.
(Otálora et
al,2018;Sevilla-
Asencio et al., 2013)
Etanol
5%
16%
Reacciones químicas
o enzimáticas de
reducción y oxidación
produciendo
alcoholes
Hidróxido de
amonio
5%
20%
Reacciones de oxidación en
alimentos ricos en proteínas,
produciendo amoníaco.
(Al-Qahtani et
al,2021; Haq et al.,
2021)
Fuente: elaboración propia.
2.6. Determinación del cambio de color
La evaluación cuantitativa del cambio de color se realizó a partir de los extractos obtenidos con un
factor de dilución 1/10, utilizando un espectrofotómetro UV-VIS. Se determinó la absorbancia de las
antocianinas de la col morada a una longitud de onda de 540 nm, puesto que según (Aguilera et al.,
2011), en la medición espectrofotométrica de antocianinas la absorción máxima se da entre 520-540
nm en la región visible.
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pH: La solución antociáninica fue evaluada desde pH 1 hasta pH 14 utilizando HCl y NaOH,
ajustando las normalidades hasta llegar al pH requerido, y observar las variaciones de absorbancia y
cambio de color para cada pH. Para estudiar el cambio de color de las soluciones antocianinicas
durante mayor tiempo, se escogieron los pH 4, 6, 8 y 10 midiendo la absorbancia y observando el
color cada cinco minutos, hasta llegar a 40 min.
Temperatura: Para evaluar el efecto de la temperatura sobre el color de las antocianinas de la col
morada, se sometieron las soluciones a dos temperaturas: 30°C y 4°C. Para la temperatura de 30°C
se colocaron los tubos de ensayos (con solución antociánica) en una estufa y para 4°C se ubicaron los
tubos dentro de una nevera. El cambio de color se estudió durante 300 min, cuantificando la
absorbancia cada 30 min y observando si existe un cambio visible de color para cada una de las
temperaturas.
Luz: Los tubos de ensayo que contenían las soluciones antociáninicas fueron expuestos a luz UV en
una cámara de flujo laminar durante 90 min comparando las variaciones de los valores de absorbancia
y cambios de color con aquellas soluciones que se encontraban sin exposición a la luz cubiertas en
papel aluminio.
Etanol: Concentraciones de etanol de 5%,9%,13% y 16% se añadieron a las soluciones antociánicas
para estudiar el efecto de la presencia de etanol sobre el color de las antocianinas. El tiempo en el que
el etanol y las soluciones antociánicas estuvieron en contacto fue de 40 min mientras se cuantificó la
absorbancia cada cinco minutos y a la vez se observaba si existía variaciones en la coloración de las
soluciones.
Hidróxido de amonio: Para estudiar el efecto que tiene este compuesto en la coloración de las
antocianinas de la col morada, se añadió hidróxido de amonio a concentraciones de 5%,10%,15% y
20% en las soluciones antociánicas, observando si existe algún efecto sobre la coloración y
absorbancia de las soluciones, para esto se analizaron las soluciones cada cinco minutos durante un
período de 40 min.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. Resultados
Como se observa en la figura 2, el extracto antociánico inicialmente se encontraba a un pH 3 (rojo
oscuro), al reducir el pH a 2 y 1, este presentó tonalidades rojas más intensas, mientras que al
aumentar el pH desde 3 a 14, las tonalidades varían desde rojo oscuro seguido de tonalidades violetas
y verdes hasta llegar a tonalidades amarillas. Según (Martínez, 2018) el cambio de color se debe a
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la conversión del catión flavilo en estructuras secundarias; A pH entre 1,0 y 3,0 la especie
predominante es el catión flavilo (rojo) (Roy & Rhim, 2021), a pH 4 y 6 se presenta la estructura
azul-anhidra (violeta) y a valores de pH >7 se observan especies chalconas amarillas (verde-amarillo)
(Pacheco Llamocca, 2019).
Figura 2. Cambio de color de las soluciones antociáninicas desde pH 1 hasta pH 14.
Fuente: Elaboración propia
Los pH seleccionados (4, 6, 8 y 10) se encuentran en función del intervalo óptimo al cual se
encuentran algunos alimentos empacados como queso, embutidos, carnes y productos lácteos; según
(Purata & Margarita, 2019), en lo que respecta a seguridad alimentaria el pH 4 es un valor muy
importante ya que se utiliza para clasificar los alimentos en diferentes categorías en función de sus
riesgos de salud alimentaria. Además (Clayton, 2017) menciona que las regulaciones federales y
estatales sobre alimentos establecen que un producto estable a temperatura ambiente, no necesita
refrigeración o no es sometido a un tratamiento de calor, debe tener un nivel de un pH natural de 4,6
o menos.
En la figura 3 se puede observar el efecto que tiene el pH sobre el color de las antocianinas evaluado
en función de la absorbancia. Se observa que mientras mayor sea el pH al cual se encuentra el extracto
antociánico, mayor será la reducción de la absorbancia durante el primer minuto. Mediante esto, se
puede evidenciar que a pH 4 la absorbancia de la antocianina se reduce de 0,8 a 0,47 es decir un 33
%. Además, a este pH existe un cambio en la coloración que va de rojo a púrpura, en cuanto a los
niveles de pH 6, 8 y 10, la absorbancia de la antocianina disminuye de 0,8 a 0,27; de 0,8 a 0,19 y de
0,8 a 0,14 con un cambio en la coloración visible de verde a amarillo. A partir de los diez minutos
de reacción, la concentración de la antocianina presenta una relativa estabilidad.
Por otro lado, el pH tiene efecto sobre la coloración de los extractos antociánicos de la col morada,
mostrando cambio de color de rojo a violeta en medio ácido, mientras que en medio básico muestra
coloraciones que van desde verde oscuro hasta amarillo, coincidiendo con lo presentado por (Roy &
Rhim, 2021). Según (Tang et al., 2019), las variaciones en el color se deben a la formación de un
catión flavilo en medio ácido y a la conversión del catión flavilo en base quinoidal en medio básico.
(Cormier et al, 2020) menciona que esto es debido a la pérdida de protones que existe al modificarse
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el pH, donde se forman especies quinonoides púrpuras o verdes en las soluciones de antocianina, sin
embargo, (Wahyuningsih et al., 2017) atribuye este comportamiento a la existencia de grupos
aromáticos en pH alcalinos. Esta característica podría resultar útil para detectar variaciones de pH y
controlar activamente el pH de alimentos como yogurt, queso, pollo, carnes y embutidos.
Figura 3. Efecto del cambio de pH sobre la coloración de los extractos antociánicos.
Fuente: Elaboración propia.
3.2. Influencia de la temperatura en el color de las antocianinas
La degradación de color por la influencia de la temperatura en los extractos antociánicos fue estudiada
a 4°C y 30°C, en un intervalo de tiempo de 30 a 300 min, observándose en la figura 4 que a estas
temperaturas no se genera un cambio visible en la coloración del extracto antociánico; sin embargo,
sí existen variaciones en los valores de absorbancia. A partir de los resultados obtenidos, se observa
que la degradación de antocianinas en función de la absorbancia aumentó con el incremento de la
temperatura, como se observa en la experiencia de calentamiento (30°C) mientras que en
temperaturas de almacenamiento (4°C) la variación de la absorbancia es menor.
Figura 4. Efecto del cambio de temperatura sobre la coloración de las soluciones antociánicas.
Fuente: Elaboración propia
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De esta manera a 30 °C, durante los primeros 30 min el valor de la absorbancia fue de 0,618. A los
120 min fue de 0,655, a los 210 min fue 0,665, finalmente a 300 min la absorbancia tuvo un valor de
0,645. Los resultados a esta temperatura se acercan a lo obtenido por (Kechinski et al., 2010), quien
obtuvo variaciones en los valores de la absorbancia, tanto durante el tratamiento térmico, como el de
almacenamiento.
Por otro lado, a temperatura de 4°C durante los primeros 30 minutos la absorbancia fue de 0,824, a
los 120 min el valor de la absorbancia fue de 0,836. A los 210 min fue de 0,828 y para los 300 min
fue de 0,855; lo cual se puede deber, a que existen también efectos positivos de la temperatura en las
antocianinas que oscilan en un rango de 0°C a 15°C; donde a mayor tiempo de almacenamiento existe
un aumento en la concentración de antocianinas como lo menciona (Blanco, 2014).
La razón por la que las antocianinas no mostraron variaciones en su coloración a las temperaturas
indicadas es justificada por (Giusti & Wrolstad, 2001), quien reporta que, durante el almacenamiento
en refrigeración, no existe una degradación rápida en la coloración. Por otro lado, se puede observar
que la mayor estabilidad de las antocianinas es a 4 °C, concordando con lo obtenido por (Aguilera
Ortíz, 2009), quien evaluó la estabilidad de las antocianinas de higo morado y muestra que la mayor
estabilidad de antocianinas se presenta a 4 °C.
Sin embargo (Liu et al., 2018), menciona que a temperaturas superiores a 60 °C existe mayor
degradación, por la cual se presenta un cambio de color que va de rosado a transparente, por la
formación de chalconas incoloras. Por otra parte, las bajas temperaturas contribuyen a la conservación
de extractos antociánicos, coincidiendo con lo reportado por (Burga & Dueñas, 2020), quienes
señalaron en su estudio que la temperatura de degradación más baja de antocianinas fue a 2°C.
3.3. Influencia del etanol en el color de las antocianinas
La figura 5 muestra que no existe cambio de color en las soluciones antociánicas, sin embargo, existe
variaciones en la absorbancia, por consiguiente, al utilizar una concentración de etanol al 16% la
absorbancia promedio cambió desde 0,800 a 0,123 durante el primer minuto; mientras que al utilizar
etanol al 13% la variación es de 0,800 a 0,361. Al transcurrir cinco minutos la variación no fue
significativa en ambos casos; a los 10 min el valor de la absorbancia es de 0,800 a 0,191 para etanol
al 16 % y de 0,800 a 0,4863 para etanol al 13%. A partir de este tiempo los valores medios aumentaron
y al llegar a los 40 min se obtuvo una variación de 0,800 a 0,415 con 16% de etanol y de 0,800 a
0,656 con 13 % de etanol.
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Figura 5. Efecto de la presencia de etanol sobre la coloración de los extractos antociánicos.
Fuente: Elaboración propia.
A menor concentración de etanol se observa menor reducción de absorbancia en el primer minuto, de
este modo para etanol al 9% hay una variación de 0,800 a 0,409 y para etanol al 5% de 0,800 a 0,645.
Durante los siguientes cinco minutos se observa que los valores de absorbancia pasan de 0,800 a
0,491 y de 0,800 a 0,657 respectivamente. Finalmente, a 40 min existe una variación de 0,800 hasta
0,674; en cada una de las concentraciones de etanol utilizadas se muestra un decaimiento en la
absorbancia durante los primeros minutos, para posteriormente incrementar a medida que transcurre
el tiempo, esto según (Zapata, 2014 & Nour et al,2013) se debe que el etanol produce un rápido
deterioro de antocianinas durante los primeros minutos, después existe una reacción de equilibrio
entre la antocianina y el solvente, por ende, los valores de absorbancia de antocianina empiezan a
aumentar hasta tomar valores casi constantes.
Las concentraciones de etanol evaluadas en las soluciones antociánicas de la col morada no mostraron
influencia en su coloración, por tal razón no es útil para detectar activamente la presencia de etanol
en los alimentos; sin embargo, (Kereamy et al, 2002) manifiesta que la presencia de mayores
concentraciones de etanol disminuye los fenómenos de copigmentación, que pueden disminuir la
intensidad del color de las antocianinas. Por otro lado, (Badui-Dergal, 2016) menciona que esta
mezcla produce un incremento en la absorbancia a una longitud de onda visible y un desplazamiento
a longitudes de onda mayores del máximo de absorbancia en el espectro de absorción de la luz.
3.4. Influencia del hidróxido de amonio en antocianinas
La influencia del hidróxido de amonio en las antocianinas resulta en un cambio visible de color, de
rosa al amarillo y posteriormente a verde, con relación al aumento de concentración (5%, 10%, 15%
y 20%). Además, como se muestra en la Figura 6, con 5% de hidróxido de amonio el cambio de la
absorbancia entre 1 a 40 min es de 0,386 a 0,166 equivalente a un 22% y con un contenido de 10 %
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de este compuesto, en el mismo periodo de tiempo varía de 0,242 a 0,143 (9,9%). Así mismo, con
un contenido de hidróxido de amonio de 15 %, el valor de la absorbancia oscila desde 0,196 a 0,137
y, a una concentración de 20% de este compuesto, el valor de la absorbancia es de 0,160 a 0,129.
Figura 6. Efecto de la presencia de hidróxido de amonio sobre la coloración de las soluciones antociánicas.
Fuente: Elaboración propia
Este cambio visible de color, coindice con lo manifestado por (Alizadeh et al, 2020) y (Niu, et al,
2021), quienes en su estudio reportan que en presencia de compuestos nitrogenados la antocianina
cambia de rosa a verde pálido y amarillo. Según lo informado por (Hidalgo Carlosama, 2021), esto
se debe a que las moléculas de amonio desprotonan la molécula de antocianina como se observa en
la figura 7, lo que permite que las antocianinas de la col morada puedan detectar activamente la
presencia de compuestos nitrogenados generados en el deterioro de alimentos como embutidos,
camarones, rodajas de cerdo y mariscos en conserva.
Figura 7. Desprotonación de la molécula de antocianina.
Fuente: (Espino, 2014)
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3.5. Influencia de la luz
La luz es uno de los factores que tienen un claro efecto en la degradación de las antocianinas. El
cambio en la coloración va desde un rosa intenso a un rosa pálido, este cambio se refleja además en
los valores de absorbancia tal como puede observarse en la Figura 8, donde en los primeros 5 min el
valor de la absorbancia es de 0,72, y a los 15 min 0,703. Posteriormente a los 25 min en presencia de
luz este valor es de 0,62 y a los 45 min la absorbancia es de 0,52; al transcurrir los 90 min este valor
disminuye a 0,32. Por el contrario, sin presencia de luz, los valores se mantuvieron entre un rango de
0,879 y 0,883, mostrando valores constantes a lo largo de este periodo de tiempo. Por lo que, mientras
mayor sea el tiempo en que se encuentren las antocianinas en presencia de la luz, mayor será su
degradación.
Figura 8. Efecto de la luz sobre la coloración de las soluciones antociánicas.
Fuente: Elaboración propia
Esta degradación que tienen las antocianinas por la presencia de la luz, según manifiesta (Hurtado &
Pérez, 2014) puede estar relacionada con la presencia de azúcares y proteínas que participan en
reacciones de Maillard (pardeamiento enzimático) que pueden acelerar la degradación de las
antocianinas. Por otro lado (Choque Mendoza & Corilla Huaman, 2015) indican que el efecto
degradativo de la luz parece ser independiente de los efectos del pH y la temperatura. Además (Flores
Nizama, 2020) menciona que la luz puede acelerar algunos cambios fotoquímicos, ocasionando
eventualmente la degradación de la antocianina hasta la forma chalcona. Aunque el cambio de color
no muestra ser significativo se logra ver una diferencia en la intensidad de color cuando la solución
está expuesta a la luz, esto puede ser útil para controlar el estado de los alimentos que son altamente
sensibles a la luz como es el caso de aceites, vegetales, donde el efecto de la luz puede llegar a acelerar
las reacciones de oxidación y deterioro.
3.6. Escala de detección de variaciones de pH para alimentos empacados.
La tabla 2 muestra la variación de color de las soluciones antociánicas en función de los cambios de
pH que pueden darse en alimentos que se encuentran empacados, esto implica que la antocianina
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detecta una variación de pH y la traduce en un cambio de color, indicando activamente la inocuidad
del alimento en las estanterías.
Tabla 2. Variación de color de la antocianina por la influencia de pH
Fuente: Elaboración propia
4. CONCLUSIONES
Mediante este estudio se determinó que la influencia del pH en las antocianinas es útil para detectar
activamente el deterioro de productos como: lácteos, carnes, aves de corral y mariscos. Además, la
presencia de compuestos amoniacales puede ser percibidos por las antocianinas durante la
descomposición de embutidos, camarones empacados, rodajas de cerdos y mariscos en conserva. El
estudio del efecto de la luz resultó conveniente para poder determinar que las antocianinas son útiles
para controlar el estado de los alimentos que son sensibles a la luz como es el caso de aceites,
vegetales, donde el efecto de la luz puede llegar a acelerar las reacciones de oxidación. Por otro lado,
se logró determinar que, a temperaturas de 4 °C y 30°C, la antocianina no es útil para el desarrollo de
una etiqueta inteligente, pues no existe cambios visibles en la coloración que nos indique que el
alimento ha sufrido una alteración en su cadena de frío. De la misma manera no se observa influencia
del etanol en el color de las antocianinas.
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La antocianina extraída de la col morada (Brassica oleracea var. capitata) muestra sensibilidad a
cambios de pH, hidróxido de amonio y luz, ocasionando cambios visibles de color acompañado de
variaciones en sus valores de absorbancia. En vista de esta característica, las antocianinas pueden
resultar eficaces para el desarrollo de un biosensor, útil en la conservación de alimentos, permitiendo
así la detección in-situ del deterioro de un alimento envasado.
5. DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERÉS DE LOS AUTORES
Los autores declaran no tener conflicto de intereses.
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Contribución de autores
Autor
Contribución
Nadya Isabel
Molina-Arteaga
Concepción y diseño, redacción del artículo, metodología, revisión, desarrollo experimento,
búsqueda bibliográfica, búsqueda de información.
Alisson Nicolle
Toala-Zambrano
Concepción y diseño, redacción del artículo, metodología, revisión, desarrollo experimento,
búsqueda bibliográfica, búsqueda de información.
Ernesto Alonso
Rosero-Delgado
Diseño, Revisión, validación, redacción del artículo.
Francisco Alfredo
Sánchez-Plaza
Diseño, Revisión, validación, redacción del artículo.
Michael Aníbal
Macías- Pro
Diseño, Revisión, validación, redacción del artículo.