¿Quieres colorante alimentario natural? Amaranto entrega, según estudio

9 de enero de 2023

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por Lauren Quinn, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign

Los colorantes alimentarios artificiales se han relacionado con múltiples problemas de salud, incluida la hiperactividad en los niños, las alergias y ciertos tipos de cáncer. La ciencia no está resuelta y la Administración de Drogas y Alimentos dice que los aditivos de color son seguros, pero los consumidores, sin embargo, claman por alternativas naturales.

Investigaciones recientes de la Universidad de Illinois muestran que las plantas de amaranto son una buena fuente de pigmentos rojos llamados betalaínas, que podrían usarse en una variedad más amplia de aplicaciones alimentarias que otros pigmentos derivados de plantas. El estudio, publicado en Frontiers in Plant Science, cuantificó el contenido de betalaína en 48 variedades de amaranto, proporcionando a la industria alimentaria múltiples candidatos prometedores para el desarrollo futuro de productos.

"Nuestro artículo sirve como una encuesta global de amaranto vegetal para determinar la diversidad en el tono, la concentración y la estructura química de los compuestos de color rojo magenta. También proporciona una metodología para la cuantificación precisa y de alto rendimiento del color. Esta información crea una base sólida para trabajo adicional para investigar la ampliación comercial y el rendimiento del color en aplicaciones alimentarias", dice el autor principal Jay Howard, quien completó el estudio como estudiante de maestría en la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales (ACES) en la U of I. Howard es ahora gerente de aplicaciones en Kalsec Inc.

Los investigadores seleccionaron cuatro docenas de variedades de amaranto del Sistema Nacional de Germoplasma de Plantas del USDA, que representan un espectro completo de coloración del follaje desde el burdeos intenso hasta el verde lima. Cultivaron las plantas en un invernadero y extrajeron los pigmentos del tejido del tallo y la hoja utilizando un método de agua simple, de acuerdo con las pautas de la FDA. Luego alimentaron los extractos a través de equipos de laboratorio para descubrir qué pigmentos de betalaína eran más frecuentes.

"Desarrollamos un perfil químico para cada extracto, observando la proporción de pigmentos dominantes. Algunos de los componentes menores, que se extraen conjuntamente en el método del agua, pueden contribuir al color y la estabilidad de los pigmentos principales. Estas propiedades son muy interesante para las empresas de alimentos, porque puede obtener un color rosa o rojo muy brillante, pero luego, si se vuelve marrón después de un día, es inútil. Descubrimos que, para algunas de nuestras plantas, los extractos se mantuvieron estables durante días o incluso semanas. Estamos planeando hacer un seguimiento con más investigaciones sobre eso”, dice el coautor del estudio Chance Riggins, profesor asistente de investigación en el Departamento de Ciencias de Cultivos de ACES.

La mayoría de las empresas de alimentos actualmente obtienen betalaínas como un coproducto de la producción de remolacha roja, pero Riggins dice que los pigmentos derivados de la remolacha tienen algunos inconvenientes.

"Las remolachas son desagradables para algunas personas. Esos compuestos de sabor terroso a menudo se transfieren en un extracto básico de betalaína. Por lo tanto, las empresas de alimentos están realmente abiertas a los colorantes alimentarios naturales de fuentes alternativas y lo hacen de una manera que podría extender las aplicaciones para diferentes alimentos. productos", dice.

Los investigadores hicieron una prueba básica de sabor y color mezclando un brebaje tipo Kool-Aid con sus extractos de amaranto. "Algunos recordaban ligeramente a la remolacha, pero la mayoría no podíamos oler ni saborear nada", dice Riggins.

Para algunas variedades de amaranto en el estudio, los extractos de betalaína parecían más azules que los rojos brillantes de la remolacha. Con más investigación, el color único podría llenar un vacío en la cartera disponible de colorantes naturales.

¿Otra ventaja? Los amarantos son famosos por su dureza y pueden crecer en condiciones menos que prístinas. Las betalaínas, junto con las antocianinas y otros pigmentos, permiten que los amarantos soporten el estrés ambiental, actuando como antioxidantes y reparando el daño celular causado por la sequía, el calor o la exposición solar intensa. Pero los investigadores no esperan que las plantaciones de amaranto comiencen a aparecer en los bordes de las carreteras llenas de maleza en los EE. UU., al menos no únicamente para la producción de betalaína.

"No creo que el amaranto vaya a ser nunca un cultivo que se cultive estrictamente para la pigmentación; no hay muchos cultivos como ese. Pero el amaranto ya está aprobado por la FDA para uso alimentario y, según esas pautas, podría aprobarse como un producto natural". colorante alimentario", dice Riggins. "El amaranto se cultiva principalmente comercialmente para las semillas, a menudo para aplicaciones sin gluten, pero se desperdicia mucha biomasa de la cosecha de semillas. Nuestros datos sugieren que el pigmento podría ser un producto de valor agregado en el futuro".

Howard agrega: "El cambio de los ingredientes sintéticos requiere un conjunto de herramientas diverso de opciones naturales para que la industria alimentaria pueda igualar el tono del color y la estabilidad de los colores sintéticos a un costo de uso efectivo. El amaranto es un cultivo emocionante que aborda cada uno de estos puntos: es un cultivo escalable, resistente y rico en antioxidantes con impresionantes rendimientos de biomasa. A diferencia de la remolacha roja, la única fuente comercial actual de betalaínas, el amaranto vegetal también proporciona clorofilas verdes y carotenoides amarillos que brindan matices adicionales. Estos subproductos agregados permiten reducir los costos y una mayor sostenibilidad".

El estudio amplía un tema de investigación de larga data en el Colegio de ACES que investiga compuestos alimentarios naturales como colorantes y promotores de la salud. Por ejemplo, como estudiante universitario, Howard se involucró en el proyecto de maíz morado para identificar fuentes ricas en pigmentos de antocianina en variedades de maíz morado y azul. Los profesores universitarios, especialmente los del Departamento de Ciencias de la Alimentación y Nutrición Humana y la División de Ciencias de la Nutrición, también buscan activamente compuestos bioactivos para la salud humana.

Más información: Jay E. Howard et al, El amaranto como fuente natural de colorante alimentario: Encuesta de germoplasma y optimización de métodos de extracción para pigmentos de betalaína, Frontiers in Plant Science (2022). DOI: 10.3389/fpls.2022.932440

Información del diario:Fronteras en la ciencia de las plantas

Proporcionado por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign