En el ámbito de los antioxidantes alimentarios naturales, los flavonoides han atraído cada vez más atención por su fuerte capacidad antioxidante y origen natural. Están emergiendo como una nueva opción antioxidante en la industria alimentaria que combina funcionalidad con beneficios medioambientales, alineándose con la demanda de los consumidores de aditivos alimentarios que sean naturales, saludables y sostenibles.

La caléndula (Tagetes erecta L.) es una planta herbácea anual del género Tagetes de la familia Asteraceae. Originaria de México, actualmente se cultiva a gran escala en varias regiones de China, incluyendo Xinjiang, Hebei y Yunnan. La caléndula no solo es una materia prima de alta calidad para la extracción de luteína, sino que su residuo floral también es rico en flavonoides. Mediante procesamiento y extracción adicionales, estos flavonoides pueden recuperarse como flavonoides de caléndula, lo que permite una utilización más amplia de la materia prima y aumenta significativamente el valor añadido de la industria de la caléndula.

Fuente de la imagen: Enciclopedia Baidu (Baidu Baike)

I. Flavonoides de caléndulas

Los flavonoides de caléndula son una mezcla natural de compuestos flavonoides extraídos de plantas de caléndula y subproductos de procesamiento (residuos de flores) mediante procesos como la extracción con disolventes, purificación, concentración y secado. Representan un logro importante en la utilización integral de la cadena industrial de la caléndula. El componente activo principal es la quercetagetina, que representa más del 80% del extracto total. En comparación con la quercetina común, la quercetagetina contiene un grupo hidroxilo adicional y presenta una actividad antioxidante relativamente fuerte entre los flavonoides naturales [1].

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Los flavonoides de caléndula se producen principalmente a partir de residuos de flores generados como subproductos del procesamiento de caléndulas, lo que permite la utilización de valor añadido de los residuos agrícolas. El proceso de extracción principal es la extracción asistida por ultrasonidos mediante una solución de etanol acuoso [3,11], combinada con purificación de resina macroporosa. Algunos procesos de producción avanzados emplean extracción con CO₂ supercrítico [4] para maximizar la retención de componentes activos [2]. En función de sus características de solubilidad, los flavonoides de caléndula pueden dividirse en formas solubles en aceite y solubles en agua, cada una adaptada a los requisitos de procesamiento de diferentes sistemas de formulación.

II. Propiedades básicas

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1. Propiedades físicas: El producto purificado es un polvo de color amarillo a marrón amarillento, sin olor desagradable evidente. Las variedades solubles en agua son fácilmente solubles en agua y etanol, mientras que las variedades solubles en aceite son fácilmente solubles en aceites vegetales, acetona y otros disolventes orgánicos. Una vez incorporadas a la formulación, no afectan negativamente al sabor o color básico del producto [5].

2. Mecanismo antioxidante:

3. La principal actividad antioxidante de los flavonoides de caléndula proviene de los múltiples grupos hidroxilo fenólicos en su estructura molecular. Su mecanismo antioxidante implica principalmente tres aspectos:
   (1) Eliminación de radicales libres: Los grupos hidroxilo fenólicos donan átomos activos de hidrógeno y reaccionan con radicales peroxi, alquilos y otros radicales generados durante la oxidación lipídica, convirtiendo radicales libres altamente reactivos en productos estables [6] e interrumpiendo directamente la reacción en cadena de peroxidación lipídica.
   (2) Quelación de iones metálicos: Pueden formar quelatos estables con iones metálicos prooxidantes como el hierro y el cobre en sistemas alimentarios, reduciendo el efecto catalítico de estos iones metálicos sobre la oxidación lipídica [7] y así disminuyendo la formación de radicales libres en la fuente.
   (3) Activación de enzimas antioxidantes: Pueden activar indirectamente enzimas antioxidantes endógenas en los sistemas alimentarios, como la superóxida dismutasa (SOD) y la catalasa (CAT), aumentando así la capacidad antioxidante del sistema y proporcionando un doble efecto antioxidante.

4. Ventajas clave: Los flavonoides de caléndula combinan una fuerte actividad antioxidante con un abastecimiento sostenible de materias primas. Las materias primas se derivan de subproductos del procesamiento de caléndulas, convirtiendo los residuos en un recurso valioso y alineándose con los principios de desarrollo de la industria de alimentos verdes. También muestran buena tolerancia a temperaturas convencionales de procesamiento de alimentos de 100–180°C, lo que las hace adecuadas para procesos convencionales como la cocción y la panadería.

5. Estabilidad: Exhiben una excelente resistencia a los ácidos y permanecen estables en sistemas alimentarios ácidos en pH 3–6. También pueden mantener buena actividad en condiciones ligeramente alcalinas a pH 7–8, mientras que su actividad disminuye ligeramente bajo condiciones fuertemente alcalinas por encima del pH 9 [9]. Tienen buena estabilidad en almacenamiento cuando están protegidos de la luz y se mantienen sellados. La luz y el oxígeno tienen efectos relativamente limitados en su actividad, y pueden almacenarse durante largos periodos en condiciones secas a temperatura ambiente sin almacenamiento especial a baja temperatura.

6. Otras funciones: Además de la actividad antioxidante, los flavonoides de caléndula también tienen efectos fisiológicos antienvejecimiento y pueden ayudar a reducir el daño por estrés oxidativo. Pequeñas cantidades pueden ayudar a mejorar las propiedades funcionales naturales de los productos [12], apoyando el desarrollo de alimentos funcionales. También tienen un amplio potencial de aplicación en productos de salud, aditivos para alimentación y otros campos.

III. Origen natural reconocido y fuerte potencial para aplicaciones industriales

Actualmente, los flavonoides de caléndula han sido aprobados por el Ministerio de Agricultura y Asuntos Rurales de China como un nuevo producto aditivo para alimentos. Como antioxidante natural y alternativa a los ingredientes de alimentos basados en antibióticos, pueden utilizarse en piensos para ganado, aves de corral y acuicultura para ayudar a reducir el estrés oxidativo, mejorar la inmunidad y retrasar la rancidez oxidativa de grasas y aceites en el pienso. Aún no han sido aprobados para su uso en alimentos o alimentos saludables en China u otros mercados y aún están en fase de investigación y desarrollo para estas aplicaciones. Como extractos naturales de plantas, los flavonoides de caléndula se benefician del desarrollo a gran escala de la industria de la caléndula y de tecnologías de extracción cada vez más maduras, mientras que su seguridad y funcionalidad continúan siendo evaluadas y validadas.

IV. Seguridad

Los flavonoides de caléndula son extractos naturales de plantas derivados de la caléndula, un cultivo comercial ampliamente cultivado. Múltiples estudios toxicológicos y validaciones de procesos han indicado un alto nivel de seguridad, sin observación de toxicidad aguda o crónica ni efectos carcinogénicos, teratogénicos o mutagénicos [8].

V. Precauciones

1. Consideraciones de compatibilidad: La actividad antioxidante puede disminuir en sistemas alcalinos por encima del pH 8, por lo que no se recomienda usar solo los flavonoides de caléndula en sistemas fuertemente alcalinos. Pueden combinarse con antioxidantes naturales como extracto de romero, tocoferoles (vitamina E) y polifenoles del té [10]. Estas combinaciones pueden mejorar aún más el rendimiento antioxidante y ampliar su idoneidad para diferentes sistemas de formulación.

2. Condiciones de almacenamiento: Guarda en un recipiente sellado bajo condiciones secas a temperatura ambiente, con una temperatura recomendada de almacenamiento de ≤25°C. Evita la humedad, las altas temperaturas y la exposición prolongada a la luz solar directa. La humedad puede causar aglomeración, pero esto no afecta a la actividad principal. El material empapado puede molerse suavemente antes de su uso normal.

3. Métodos de disolución: Los flavonoides de caléndula solubles en agua pueden disolverse directamente en agua templada antes de añadirlos y mezclarse bien. Los flavonoides de caléndula solubles en aceite pueden añadirse directamente a la fase oleosa y dispersarse uniformemente calentando a 50–60°C con agitación, ayudando a asegurar un rendimiento antioxidante estable en todo el sistema.

4. Compatibilidad de materias primas: Como extractos naturales de plantas, los flavonoides de caléndula tienen buena compatibilidad con diversos ingredientes naturales. Sin embargo, no se recomienda combinarlos con grandes cantidades de colorantes sintéticos, ya que los efectos de color superpuestos pueden provocar cambios indeseables en la apariencia del producto final.

Los flavonoides de caléndula representan una nueva generación de antioxidantes naturales que combinan origen natural, alta eficiencia y sostenibilidad ambiental. Además de su fuerte capacidad antioxidante, su desarrollo permite la utilización de subproductos agrícolas a lo largo de toda la cadena industrial de la caléndula. Este enfoque apoya el desarrollo verde mientras responde a la demanda de los consumidores por ingredientes de origen natural.