El ácido carmínico (C 22 H 20 O 13 ) es una hidroxiantrapurina glucosidal roja que se encuentra naturalmente en algunos insectos de escamas , como la cochinilla , la cochinilla armenia y la cochinilla polaca . Los insectos producen el ácido para disuadir a los depredadores. [3] Una sal de aluminio del ácido carmínico es el agente colorante del carmín , un pigmento . [4] Los nativos de Perú habían estado produciendo tintes de cochinilla para textiles desde al menos 700 EC. [4] Los sinónimos son CI75470 y CI Natural Red 4. [5]
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido 3,5,6,8-tetrahidroxi-1-metil-9,10-dioxo-3 - [(2 S , 3 R , 4 R , 5 S , 6 R ) -3,4,5-trihidroxi-6- ácido (hidroximetil) oxan-2-il] -9,10-dihidroantraceno-2-carboxílico | |
Otros nombres Ácido carmínico CI Natural Red 4 CI 75470 CI 75470 | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.013.658 |
Número CE |
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Número e | E120 (colores) |
KEGG | |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
InChI
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Sonrisas
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Propiedades | |
Fórmula química | C 22 H 20 O 13 |
Masa molar | 492,38 g / mol |
Punto de fusion | 120 ° C (248 ° F; 393 K) (se descompone ) |
Acidez (p K a ) | 3.39, 5.78, 8.35, 10.27, 11.51 [2] |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
La estructura química del ácido carmínico consiste en una estructura central de antraquinona unida a una unidad de azúcar de glucosa . El ácido carmínico fue sintetizado por primera vez en el laboratorio por químicos orgánicos en 1991. [6] [7]
Anteriormente se pensaba que contenía un residuo de α- D -glucopiranosilo, que más tarde se volvió a determinar como el anómero de β- D -glucopiranosilo. [8]
Cosecha de cochinillas
El ácido carmínico se cosecha comúnmente de una especie estadounidense de insectos escamosos llamados Dactylopius coccus (o cochinillas) . [9] [10] Las cochinillas son insectos escamosos parásitos que se encuentran abundantemente en sus plantas hospedadoras, el nopal nativo de México y América del Sur. [11] Los insectos se cultivan o se recolectan de poblaciones silvestres, principalmente para las hembras sin alas de la especie que se adhieren al cactus y superan en número a los machos alados de la especie en doscientos a uno. [12] Clásicamente, las especies cultivadas se cultivaron a partir de huevos colocados por los trabajadores en las hojas de cactus y se dejaron crecer. Allí, las cochinillas hembras permanecerían inmóviles durante aproximadamente 3 meses hasta que se cepillaran, recolectaran y secas para su envío. [12] Las hembras poseen concentraciones de aproximadamente el 1,5% del peso corporal de ácido carmínico y los recién nacidos alrededor del 3,0%. [9] Luego, el ácido carmínico se extrae sumergiendo las cochinillas secas en agua, y luego se agregan aditivos para alterar el color del tinte y permitir que el tinte se adhiera a los objetos. [11]
Úselo como disuasivo
Para muchos insectos escamosos del género Dactylopius , se ha demostrado que el ácido carmínico, documentado minuciosamente por Thomas Eisner , es un potente disuasivo alimenticio contra las hormigas. [13] [14] En el artículo de 1980 de Eisner, él señala que el color rojo del ácido carmínico liberado cuando se trituran las cochinillas también podría ser un disuasivo aposemático visual para los depredadores. [14] Sin embargo, señala que no se han realizado pruebas en vertebrados para proporcionar apoyo a esa teoría. [14] Sin embargo, en el mismo artículo, Eisner menciona que las cochinillas eran amargas cuando las probaban los humanos. [14]
Al igual que otros compuestos alojados en varias plantas, los depredadores que son capaces de vencer el elemento de disuasión pueden secuestrar el ácido carmínico en su carne y utilizar el elemento de disuasión para su propia defensa. [15] La polilla piralida ( Laetilia coccidivora ) es uno de esos depredadores que se alimenta de cochinillas, secuestrando el ácido carmínico de sus presas en su propio cuerpo para defenderse de los depredadores. [13] [14] [15] La capacidad de secuestrar ácido carmínico también se ha observado en varias otras especies que llevan larvas ( Hyperaspis , Leucopis , etc.). Eisner comenta que la capacidad de secuestrar el compuesto probablemente surgió debido a que las hormigas son un depredador común entre las larvas [13] [15]
Biosíntesis del ácido carmínico
El ácido carmínico es un metabolito secundario policétido producido por el insecto escama Dacylopius coccus . En términos de su origen biosintético, se especuló que la estructura del ácido carmínico era de las vías del policétido o del shikimato de tipo II . Esta afirmación no fue cuestionada hasta que se aisló un intermedio clave exclusivo de la vía del policétido. Hasta entonces, no se había propuesto formalmente un mecanismo biosintético detallado . [dieciséis]
La biosíntesis del ácido carmínico se puede dividir en tres etapas. La etapa de iniciación involucra transferasas que cargan acetil (AT) y malonil-CoA (MCAT) a la proteína transportadora de acilo (ACP) formando acetilo y malonil-ACP, respectivamente. El acetil-ACP actúa como una unidad de cebado para la condensación descarboxilativa con malonil-CoA catalizada por una proteína cetoacil sintasa (KS). El acetoacetil ACP resultante es el policétido más simple producido por esta vía, y posteriormente se condensa con seis unidades más de malonil-ACP antes de ciclar. [dieciséis]
La etapa de alargamiento consiste en la condensación descarboxilativa repetida por un heterodímero cetoacil sintasa / factor de longitud de cadena que monitorea la longitud del policétido en crecimiento. El octaketido resultante se aromatiza luego mediante un dominio de ciclasa que cataliza una reacción de ciclación similar a un aldol que da como resultado la formación de una antrona de ácido flavokermésico (FKA). En cualquier vía basada en policétidos, la antrona del ácido flavokermésico es el primer intermedio cíclico. Fue el exitoso aislamiento y caracterización de FKA en coccids de tipo salvaje lo que fortaleció la evidencia de una ruta biosintética mediada por policétidos. [dieciséis]
Las reacciones que siguen a la formación de FKA consisten en las etapas de aromatización y funcionalización. La FKA se somete a dos rondas de hidroxilación catalizada por dos monooxigenasas P450 distintas que forman ácido flavokermésico y ácido kermésico, respectivamente. Debe determinarse si estas monooxigenasas dependen del oxígeno o de la flavina. La primera monooxigenación ocurre en el carbono del anillo aromático central, C10, mientras que la segunda ocurre en la posición C4. La unión final de un carbohidrato a la reacción de glicosilación C en posición C2 es catalizada por una glucosiltransferasa unida a membrana dependiente de glucosa UDP . El orden de los dos últimos pasos no se ha determinado debido a la falta de datos cinéticos experimentales. [dieciséis]
Referencias
- ^ "Ácido carmínico" . El índice Merck . Real Sociedad de Química . 2013.
- ^ Atabey, Hasan; Sari, Hayati; Al-Obaidi, Faisal N. (28 de abril de 2012). "Equilibrios de protonación del ácido carmínico y constantes de estabilidad de sus complejos con algunos iones metálicos divalentes en solución acuosa". Revista de química de soluciones . 41 (5): 793–803. doi : 10.1007 / s10953-012-9830-7 . S2CID 95406643 .
- ^ Eisner, T .; Nowicki, S .; Goetz, M .; Meinwald, J. (1980). "Tinte rojo de cochinilla (ácido carmínico): su papel en la naturaleza" . Ciencia . 208 (4447): 1039–1042. Código Bibliográfico : 1980Sci ... 208.1039E . doi : 10.1126 / science.208.4447.1039 . ISSN 0036-8075 . PMID 17779027 . S2CID 40209712 .
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- ^ "Aditivos aprobados y números E" . Agencia de Normas Alimentarias . Consultado el 12 de marzo de 2021 .
- ^ Allevi, P .; et al. (1991). "La primera síntesis total de ácido carmínico". Revista de la Sociedad Química, Comunicaciones químicas . 18 (18): 1319-1320. doi : 10.1039 / C39910001319 .
- ^ Ishida, T .; Inoue, M .; Baba, K .; Kozawa, M .; Inoue, K .; Inouye, H. (1987). "Configuración y estructura absoluta del ácido carmínico existente como la sal de potasio en Dactylopius cactus L". Acta Crystallographica Sección C Comunicaciones de la estructura cristalina . 43 (8): 1541-1544. doi : 10.1107 / S0108270187091169 .
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