Optimizatioin and development of new natural colorants based on anthocyanins from edible wild fruits and their application in different food matrices

• Autores: Erika Niño Vega
• Directores de la Tesis: Virginia Fernández (dir. tes.), Lillian Bouçada de Barros (dir. tes.), Patricia Morales Gómez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 142
• Títulos paralelos:
  • Optimización y desarrollo de nuevos colorantes naturales basados en antocianinas a partir de frutos silvestres comestibles y su aplicación en diferentes matrices alimentarias
• Tribunal Calificador de la Tesis: María Montaña Cámara Hurtado (presid.), María Cortes Sánchez Mata (secret.), Isabel Cristina Ferreira Fernandes (voc.), Manuel Pardo de Santayana Gómez de Olea (voc.), Alfonso M. Montaño García (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Farmacia por la Universidad Complutense de Madrid y la Universidad de Alcalá
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de los alimentos
      • Antioxidantes en los alimentos
      • Colorantes
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Azoic food colorants have been widely used by food industry in order to improve or restore the color of food products. However, in recent years, consumers have become more aware of the health influence of their dietary choices. Therefore, there has been a growing demand for food products made with natural ingredients that do not promote adverse side effects. Wild edible fruits are characterized by a high presence of bioactive compounds, among which anthocyanins stand out due to their contribution to the fruits' characteristic colors. Therefore, the main objective of this PhD thesis is the development and characterization of natural anthocyanins-rich extracts from different wild edible sources, as well as the improvement of their stability and incorporation into different food matrices, in order to demonstrate their technological validation...

  • español

    Los colorantes alimentarios azoicos han sido ampliamente utilizados por la industria alimentaria para mejorar o restaurar el color de los productos alimenticios. Sin embargo, en los últimos años, los consumidores se han vuelto más conscientes de la influencia de sus elecciones dietéticas en su salud. Por lo tanto, ha habido una creciente demanda de productos alimenticios hechos con ingredientes naturales que no promuevan efectos adversos. Los frutos silvestres comestibles se caracterizan por una alta presencia de compuestos bioactivos, destacando las antocianinas debido a su contribución a los colores característicos de los frutos. Por lo tanto, el objetivo principal de esta tesis doctoral es el desarrollo y caracterización de extractos naturales ricos en antocianinas a partir de diferentes frutos silvestres comestibles, así como la mejora de su estabilidad e incorporación en diferentes matrices alimentarias, con el fin de demostrar su validación tecnológica.

    Se analizaron cinco frutos silvestres en términos de características fisicoquímicas, compuestos bioactivos y actividades biológicas, con especial atención al contenido total y perfil individual de antocianinas.

    Se validó y optimizó un método UHPLC-DAD para la caracterización del perfil individual de antocianinas en muestras de frutos silvestres. Se evidenciaron diferentes perfiles de antocianinas en todas las frutas estudiadas. Algunas presentaron cuatro antocianinas, la mayoría derivadas de cianidina, siendo la cianidina-3-O-glucósido la más abundante.

    Dado el notable contenido de antocianinas totales e individuales en dos muestras de frutas silvestres, estas fueron seleccionadas para el desarrollo de extractos ricos en antocianinas. El proceso de extracción fue optimizado mediante la metodología de superficie de respuesta (RSM) adaptada a cada fruto. Los extractos obtenidos están bajo evaluación de patente industrial, por lo tanto, sus resultados son confidenciales.

    Debido a la baja estabilidad que presentan en general las antocianinas, los extractos optimizados obtenidos fueron microencapsulados mediante secado por pulverización (spray drying). Se evaluó la influencia de la temperatura y el porcentaje de agente encapsulante en el proceso de encapsulación. La encapsulación mejoró sustancialmente la humedad y la estabilidad térmica, presentando una alta eficiencia de encapsulación y una distribución de tamaño de partícula pequeña, al mismo tiempo que generó una conservación significativa del contenido de antocianinas, así como de los otros compuestos fenólicos.

    Para evaluar la idoneidad de los extractos desarrollados como colorantes alimentarios, estos se incorporaron en diferentes matrices alimentarias con el fin de demostrar su validación tecnológica. Se evaluaron el color, el contenido total de antocianinas y la aceptabilidad por parte de los consumidores. No se encontraron diferencias significativas en el color o en el contenido total de antocianinas entre los diferentes lotes, lo que indica formulaciones consistentes y fiables. Además, los productos alimenticios desarrollados evidenciaron una aceptabilidad similar por parte de los consumidores.

    En conclusión, este estudio resaltó la abundante presencia de compuestos bioactivos en varias frutas silvestres, con énfasis particular en las antocianinas y sus notables actividades biológicas. El considerable contenido de antocianinas encontrado en las muestras de las frutas seleccionadas hace que estas sean excepcionalmente adecuadas para producir extractos que sirvan como colorantes alimentarios naturales. Esta investigación no solo valida la viabilidad de utilizar estos extractos de frutas silvestres como alternativas efectivas a los colorantes sintéticos, sino que también destaca su potencial para expandir la gama existente de colorantes naturales disponibles comercialmente, satisfaciendo así la creciente demanda de los consumidores por opciones alimenticias más saludables y naturales.