Betalaínas: pigmentos y colores

Patricia Hernández Ledesma y Samuel Cruz Esteban 

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 16 de julio 2021

Las betalaínas son pigmentos presentes solo en un grupo muy reducido de familias botánicas, son responsables de los colores de flores y frutos de plantas como las cactáceas. Tienen un papel fundamental en la polinización y dispersión de las semillas, representan una novedad evolutiva que ha incentivado un gran número de estudios sobre sus propiedades y aplicaciones.

Palabras clave: pigmentos, betabel, betalaínas, antocianinas

Uno de los componentes más importantes de las plantas son los pigmentos, se trata de moléculas que absorben luz y reflejan una parte de ella de color especifico (el que percibimos o vemos), dando lugar a una gran variedad de colores. Los pigmentos más conocidos son las clorofilas, son las responsables de que se lleve a cabo la fotosíntesis, del color verde de las hojas y en algunos grupos de plantas del color de los tallos. Otro grupo de pigmentos son aquellos responsables de los colores de flores y frutos, que juegan un papel importante en las plantas, ya que actúan como señales visibles para atraer a diversos animales e insectos y se pueda llevar a cabo la polinización y dispersión de las semillas, además protegen a las plantas del daño de la luz solar, fitopatógenos y metales pesados (Brockington et al. 2011). Los carotenoides y los flavonoides, incluyendo las antocianinas son los tipos de pigmentos predominantes en este grupo. Sin embargo, existe un grupo de plantas con flor, dentro del orden Caryophylalles, que se caracteriza por presentar un tipo de pigmentos llamados betalaínas, este grupo incluye a 17 familias botánicas entre las que se encuentran las Cactaceae (catus), Aizoaceae (plantas piedra y afines), Nyctaginaceae (la familia de las bugambilias), Portulacaceae (la familia de las verdolagas) entre otras. 

Estos pigmentos tienen una gran relevancia evolutiva ya que, son exclusivas de los grupos de plantas en los que se presentan, (Figura 1), siendo mutuamente excluyentes con las antocianinas; así también, representan una convergencia evolutiva con algunos grupos de hongos, como Amanita muscaria y de especies de los géneros Hygrocybe y Hygrophorus (Sadowska-Bartosz y Bartosz, 2021) si bien, las funciones de las betalaínas en la coloración de flores y frutos son obvias, en los hongos no son del todo conocidas (Strack et al., 2003).

Las betalaínas fueron aisladas por primera vez en las raíces tuberosas del betabel (Beta vulgaris) y del cual deriva su nombre (Figura 2). Estos pigmentos se acumulan en las flores, frutos y en ocasiones en tallos y raíces, localizándose en las vacuolas de las células; se caracterizan por contener nitrógeno, un ácido conocido como betalámico, ser solubles al agua, por tener propiedades antioxidantes muy elevadas y por su función como barrera contra los rayos UV. Dependiendo de su estructura química se caracterizan en dos grandes grupos: las betacianinas que reflejan tonos rojo-púrpuras (Figura 3) y las betaxantinas que reflejan tonos amarillo-anaranjados (Figura 4), dentro de estos grupos se han caracterizado diversas variantes que, de acuerdo a las plantas en las que se han aislado reciben su nombre, por ejemplo, la bougainvilleina e isobougainvilleina en las bugambilias, la amarantina en el amaranto, la hylocerenina en Hylocereus sp. (pitahaya) entre otros (Sadowska-Bartosz y Bartosz, 2021). Además de la relevancia de las betalaínas en la polinización, dispersión y protección en las plantas que las presentan, en casos específicos como las cactáceas con espinas de colores llamativos como el anaranjado, rojo o amarillo (Figura 4), se ha reportado la importancia de estos pigmentos en relación a la coloración aposemática (Lev-Yadun, 2016), un mecanismo de defensa que consiste en mostrar por medio de colores brillantes y llamativos, señales de advertencia o peligrosidad a los herbívoros y que es poco estudiado en las plantas.

La presencia exclusiva de las betalaínas en un grupo tan reducido de familias botánicas no sólo ha llamado la atención de los científicos para inferir las relaciones de parentesco entre estas y su evolución en el contexto de las plantas con flor, sino que además ha estimulado, en las últimas décadas, diversas investigaciones de sus propiedades antioxidantes, sus posibles beneficios a la salud humana y su uso como pigmentos naturales. Por ejemplo, los estudios de Tesoriere y colaboradores (2004) en Opuntia ficus-indica, una especie de nopal conocida en México como nopal de castilla, enfocados a la actividad antioxidante de las tunas de esta especie, sugieren que el consumo de este fruto en la dieta de los humanos representa beneficios importantes, que puede reducir el riesgo de enfermedades degenerativas y las relacionadas con la edad a nivel del estrés oxidativo corporal. Si bien en este estudio mencionan que las actividades antioxidantes u otras actividades biológicas de las betalaínas in vivo merecen una investigación más profunda. Por otro lado, en una de las revisiones más actuales de investigaciones de las propiedades biológicas y aplicaciones de las betalaínas, se menciona que éstas se han estado enfocando en su capacidad antimicrobial (contra bacterias, hongos, virus y protozoarios), anticancerígenas, en la reducción de la concentración de la glucosa, en estudiar sus efectos contra la diabetes, en sus efectos de sus propiedades de protección del hígado, en sus efecto contra enfermedades neurodegenerativas, enfermedades cardiovasculares e inflamatorias, en sus efectos diuréticos, entre otros (Sadowska-Bartosz y Bartosz 2021). 

Por otro lado, en la industria alimenticia las betalaínas han llamado la atención como colorantes naturales, de hecho, una de sus variantes, la betanina, aislada del betabel, es un colorante rojo-purpureo ampliamente utilizado como colorante alimenticio y aprobado por la Unión Europea y la FDA (Food and Drug Administration) en Estados Unidos de América (Sadowska-Bartosz y Bartosz, 2021), mientras que los colorantes de las pitayas/pitahayas y de diversos tipos de tunas en tonos amarillo-anaranjados, siguen siendo explorados en este aspecto. Otras aplicaciones de las betalaínas como colorantes naturales también incluyen a la industria textil para tintorear telas, fibras y materiales como el cuero.

En conclusión, podemos mencionar que las betalaínas no sólo representan una novedad evolutiva dentro de las plantas con flor, sino que los estudios, muchos de ellos en marcha, de sus propiedades biológicas y aplicaciones, remarcan su importancia y potencial más allá de sus funciones biológicas en las plantas. Al parecer presentan muchos efectos alentadores en problemas de salud humana, por lo que es de gran importancia motivar a los investigadores de estas áreas en profundizar en estos temas de gran relevancia.

 

Flores y espinas color amarillo en la biznaga dorada Kroenleinia grusonni (Cactaceae) dado por las betaxantinas.

Autor: Patricia Hernández Ledesma

 

 

Referencias

  • Brockington SF., R.H. Walker, B.J. Glover, P.S. Soltis & D.E. Soltis. 2011. Complex pigment evolution in the Caryophyllales. New Phytologist 190: 854-864.
  • Lev -Yadun S. 2016. Defensive (anti-herbivory) coloration in land plants. Springer, Switzerland.
  • Sadowska-Bartosz I. & G. Bartosz. 2021. Biological properties and applications of betalains. Molecules 26: 2520. https://doi.org/10.3390/molecules26092520
  • Strack D., T. Vogt & W. Schliemann. 2013. Recent advances in betalain research. Phytochemistry 62: 247-269.
  • Tesoriere L., D. Butera, A.M. Pintaudi, M. Allegra & M.A. Livrea. 2004. Supplementation with cactus pear (Opuntia ficus-indica) fruit decreases oxidative stress in healthy humans: a comparative study with vitamin C1-3. American Journal of Clinical Nutrition 80: 391-395. https://doi.org/10.1093/ajcn/80.2.391

 

 

30 Jun 2022 07:59
Luciérnagas jarochas

Luciérnagas jarochas Viridiana Vega-Badillo y Andrés Ramírez-Ponce

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 30 de junio 2022

Las luciérnagas son escarabajos [ ... ]

Leer más...
29 Jun 2022 08:36
Caminando, volando y nadando con parásitos

Caminando, volando y nadando con parásitos Carlos Daniel Pinacho Pinacho, Ismael Guzmán Valdivieso, Denisse Maldonado Sánchez

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
28 Jun 2022 08:24
Manglares:dioses del agua

Manglares: dioses del agua Gabriela Cerón Aguilera1, Susana Alvarado Barrientos2* y Julio A. Salas Rabaza1

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 28 de junio 2022

Los [ ... ]

Leer más...
27 Jun 2022 08:35
¿Qué nos dicen los ácidos grasos del tejido adiposo de las ballenas jorobadas?

¿Qué nos dicen los ácidos grasos del tejido adiposo de las ballenas jorobadas? Janet Nolasco Soto1 y Luis Medrano González2

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
23 Jun 2022 08:12
La transformación del paisaje cafetalero del centro de Veracruz

La transformación del paisaje cafetalero del centro de Veracruz Carlos Alberto López Arcadia y Martha Bonilla Moheno

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 23 [ ... ]

Leer más...
22 Jun 2022 07:13
¿Se pueden diferenciar los hongos comestibles de los venenosos?

¿Se pueden diferenciar los hongos comestibles de los venenosos? Gerardo Mata y Dulce Salmones

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 22 de junio 2022

Distinguir [ ... ]

Leer más...
21 Jun 2022 08:04
Abejas en las ciudades: Importancia y conservación

Abejas en las ciudades: Importancia y conservación Gerardo Quintos Andrade; Jorge E. Valenzuela González; Fernando Nicolalde Morejón

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
20 Jun 2022 07:55
El uso (y abuso) de la categoría de subespecie

El uso (y abuso) de la categoría de subespecie  Octavio Rojas Soto, Alejandra Galindo Cruz y Claudio Mota Vargas

 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 20 de [ ... ]

Leer más...
16 Jun 2022 07:18
MAPIMI, un Observatorio Participativo Sociecológico (OPSE) con interés multidimensional

MAPIMI, un Observatorio Participativo Sociecológico (OPSE) con interés multidimensional Víctor Manuel Reyes Gómez y Elisabeth Huber-Sannwald

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
15 Jun 2022 08:54
Chayote: alimento mesoamericano benéfico para la salud humana

Chayote: alimento mesoamericano benéfico para la salud humana Erika Valencia-Mejía, Juan L. Monribot-Villanueva, José A. Guerrero-Analco 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
14 Jun 2022 07:58
Polinizadores incógnitos: Las moscas

Polinizadores incógnitos: Las moscas Sergio Ibáñez-Bernal y María Teresa Suárez-Landa

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 14 de junio 2022

Los insectos [ ... ]

Leer más...
13 Jun 2022 08:01
Cómo rehabilitar a tu dragón

Cómo rehabilitar a tu dragón Sergio Albino1 y Edna Diaz2

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 03 de junio 2022

La película que todos conocemos “Cómo entrenar [ ... ]

Leer más...
09 Jun 2022 09:58
Macro…¿qué? Una visión panorámica para entender la diversidad biológica

Macro…¿qué? Una visión panorámica para entender la diversidad biológica Fabricio Villalobos

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 09 de junio 2022

La vida [ ... ]

Leer más...
08 Jun 2022 07:18
La hierbabuena y sus parientes en el jardín

  La hierbabuena y sus parientes en el jardín Brenda Yudith Bedolla García y Luis Rey Flores Pérez

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 08 de junio 2022

Las [ ... ]

Leer más...
07 Jun 2022 07:52
La rata nopalera un roedor sui generis

  La rata nopalera un roedor sui generis   Alberto González-Romero y Perla D. Ventura-Rojas

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 07 de junio 2022

En este [ ... ]

Leer más...
06 Jun 2022 07:15
Qué SÍ es y que NO es “ciencia”

Qué SÍ es y que NO es “ciencia” Rogelio Macías Ordoñez 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 06 de junio 2022

La “ciencia” no asegura nada, descubre [ ... ]

Leer más...
02 Jun 2022 05:51
Nueve datos curiosos que no sabías de química

Nueve datos curiosos que no sabías de química José Luis Olivares Romero, Israel Bonilla Landa, Liliette Barcelona Cazanave

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
01 Jun 2022 07:43
El suelo: historias bajo las raíces de los manglares

El suelo: historias bajo las raíces de los manglares Ana Laura Lara-Domínguez, Ma. Del Carmen Martínez García, Eduardo Sáinz Hernández, Víctor Manuel Vásquez Reyes

Artículo publicado en la [ ... ]

Leer más...
31 May 2022 06:21
Las 8 inesperadas formas en las que los anfibios son importantes

Las 8 inesperadas formas en las que los anfibios son importantes Adriana Sandoval Comte y Juan M. Díaz García 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 31 de mayo [ ... ]

Leer más...
30 May 2022 07:10
Agua contaminada y fitotecnologías

Agua contaminada y fitotecnologías Eugenia J. Olguín

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 30 de mayo 2022

Las fitotecnologías son “Soluciones Basadas en [ ... ]

Leer más...
26 May 2022 07:36
La erosión del suelo y sus repercusiones

La erosión del suelo y sus repercusiones César Augusto Gallo Gómez, Alexandro Medina Chena, Óscar Muñoz Jiménez y Rafael Villegas Patraca

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
25 May 2022 07:42
Percepciones sobre la gestión de los árboles urbanos, aliados contra las altas temperaturas en Xalapa

Percepciones sobre la gestión de los árboles urbanos, aliados contra las altas temperaturas en Xalapa Nadia Olinka Gómez Luna y Orlik Gómez García

Artículo publicado en la Crónica y el Portal [ ... ]

Leer más...
24 May 2022 08:21
Desmitificando el tema: Curiosidades evolutivas del pene en primates y similitudes con el hombre

Desmitificando el tema: Curiosidades evolutivas del pene en primates y similitudes con el hombre Juan Carlos Serio Silva 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el [ ... ]

Leer más...
23 May 2022 08:14
Brotes de bambú, un nuevo alimento para México

Brotes de bambú, un nuevo alimento para México Ma. Teresa Mejia-Saulés y Mauricio Mora Tello 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 23 de mayo 2022

Los brotes [ ... ]

Leer más...
20 May 2022 05:46
Día Mundial de las Abejas

Mayo 20 - Día Mundial de las Abejas Paola A. Gonzales Vanegas y Carlos A. Cultid-Medina

Esta semana es momento de conmemorar a unos pequeños seres que son de gran importancia para nuestra seguridad [ ... ]

Leer más...
19 May 2022 08:01
Lombrices de tierra…¿de colores?

Lombrices de tierra…¿de colores? Carlos Fragoso

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 19 de mayo 2022

Las lombrices de tierra presentan colores que la mayoría [ ... ]

Leer más...
18 May 2022 08:11
Hongos: materia prima para la medicina

Hongos: materia prima para la medicina David Ramos, Leticia Montoya, Victor M. Bandala y Antero Ramos

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 18 de mayo 2022

Los [ ... ]

Leer más...
17 May 2022 06:37
La marchitez de los cultivos causada por los hongos Fusarium

La marchitez de los cultivos causada por los hongos Fusarium Gloria Carrión y Damaris Desgarennes 

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 17 de mayo 2022

Las [ ... ]

Leer más...
16 May 2022 09:44
Conservando la biodiversidad amenazada mediante áreas protegidas comunitarias y privadas

 

Conservando la biodiversidad amenazada mediante áreas protegidas comunitarias y privadas Paulina García Bañuelos y Eduardo O. Pineda Arredondo

Artículo publicado en la Crónica y el Portal [ ... ]

Leer más...
13 May 2022 07:47
El maíz nativo de Coacoatzintla, Veracruz

El maíz nativo de Coacoatzintla, Veracruz Rosa María González Amaro, Héctor Armando Contreras Hernández y Carlos Isaías Flores Romero

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación [ ... ]

Leer más...
12 May 2022 07:09
Escarabajos, diversidad funcional e importancia

Escarabajos, diversidad funcional e importancia Cuauhtémoc Deloya y José F. Dzul Cauich

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 12 de mayo 2022

Conocer la historia [ ... ]

Leer más...
11 May 2022 07:23
Los colores del mar: mareas rojas, bioluminiscencia y dinoflagelados

Los colores del mar: mareas rojas, bioluminiscencia y dinoflagelados Bertha Pérez Hernández y Tobías Portillo Bobadilla

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el [ ... ]

Leer más...
09 May 2022 12:50
Las aves y los glucocorticoides

Las aves y los glucocorticoides Carolina Valdespino y Luis Morales Cid

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 09 de mayo 2022

Sin duda, las aves forman uno de [ ... ]

Leer más...
06 May 2022 03:54
El chinine, un aguacate silvestre nativo de México

El chinine, un aguacate silvestre nativo de México José de Jesús Pale Pale y Francisco G. Lorea-Hernández  

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 02 de mayo [ ... ]

Leer más...
06 May 2022 03:48
¿Qué entendemos por hábitat y qué importancia tiene para la fauna?

¿Qué entendemos por hábitat y qué importancia tiene para la fauna? Sonia Gallina

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 06 de mayo 2022

El hábitat puede ser [ ... ]

Leer más...
04 May 2022 08:28
Cuando los lazos más débiles en reñida son los más fuertes

Cuando los lazos más débiles en reñida son los más fuertes Israel Bonilla-Landa, Alfonso Reyes-Luna y José Luis Olivares-Romero

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
03 May 2022 07:23
Nuestro fósforo de cada día

Nuestro fósforo de cada día Karla Tapia Fierro, Beatriz E. Marín Castro, Sandra Rocha

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 03 de mayo 2022

El fósforo es [ ... ]

Leer más...
28 Abr 2022 08:03
Jardín etnobiológico en el Jardín Botánico Fco. J. Clavijero

 

Jardín etnobiológico en el Jardín Botánico Fco. J. Clavijero Andrew P. Vovides, Milton H. Díaz-Toribio, Victoria Sosa

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana [ ... ]

Leer más...
27 Abr 2022 11:19
Ciencia del diseño

Ciencia del diseño Guillermo López Escalera Argueta

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 27 de abril 2022

El ser humano desde el inicio ha tenido la necesidad [ ... ]

Leer más...
26 Abr 2022 10:34
De carnívoro a carnívoro: interacciones de mamíferos del orden Carnívora

De carnívoro a carnívoro: interacciones de mamíferos del orden Carnívora Gabriel Andrade-Ponce y Salvador Mandujano

Artículo publicado en la Crónica y el Portal Comunicación Veracruzana el 26 [ ... ]

Leer más...
Artículos anteriores