Callus culture development of two varieties of Tagetes erecta and carotenoid production

Background The properties of natural pigments, such as antioxidants, functional, medical, and nutraceutical, have demonstrated the advantages of these natural compounds over synthetic ones. Some products are accepted only when they are pigmented with natural, food-quality colorants: for example poultry products (manly marigold flower extracts). Carotenoids such as β-carotene, β-criptoxanthin and lutein are very attractive as natural food colorants due to their antioxidant and pro-vitamin activities which provide additional value to the target products. Marigold (Tagetes erecta) is an Asteraceous ornamental plant native to Mexico, and it is also important as a carotenoid source for industrial and medicinal purposes but nowadays its production is destined mainly for ornamental purposes. Results Friable callus of T. erecta yellow flower (YF) and white flower (WF) varieties was induced from leaf explants on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 9.0 µM 4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 8.8 µM benzyladenine (BA). Calluses developed from both varieties were different in pigmentation. Extract characterization from callus cultures was carried out by high-performance liquid chromatography (HPLC). This analytical process detected several carotenoids; the main pigments in extracts from YF callus were lutein and zeaxanthin, whereas in the extracts of the WF callus the main pigments were lutein, zeaxanthin, β-cryptoxanthin and β-carotene. Callus cultures of T. erecta accumulated pigments even after several rounds of subculture. Conclusions WF callus appeared to be a suitable candidate as a source of different carotenoids, and tested varieties could represent an alternative for further studies about in vitro pigment production.

Pigmentos carotenoides: consideraciones estructurales y fisicoquímicas / Carotenoid pigments: structural and physicochemical considerations

Los pigmentos carotenoides constituyen un grupo de compuestos ubicuos en la naturaleza que realizan una serie de funciones que los hacen especiales. Así, son considerados compuestos indispensables para la vida, fundamentalmente debido a las diferentes funciones que llevan a cabo en relación con la fotosíntesis tal y como se conoce hoy en día. Durante muchos años, la importancia nutricional de los carotenoides se debió a que algunos de ellos poseen actividad provitamínica A, si bien el que el interés por estos isoprenoides se haya multiplicado en los últimos años se ha debido a una gran variedad de estudios que parecen indicar que actúan como antioxidantes y que podrían ser beneficiosos para la prevención de diversas enfermedades crónicas humanas no transmisibles, si bien existe todavía cierta controversia al respecto. En cualquier caso, las funciones y efectos debidos a estos pigmentos se deben a sus propiedades fisico-químicas y que éstas a su vez son consecuencia de su estructura química. Debido a las variadas acciones beneficiosas de las que son responsables, y sobre todo a su importancia nutricional, el objetivo fundamental de esta revisión es la descripción de dichas caracteríticas, cuyo conocimiento es indispensable para tener una visión global de los diferentes roles que desempeñan y para el diseño de nuevos estudios.

Carotenoid are ubiquitous compounds serving a series of functions that make them special. Thus, they are regarded as essential compounds for life mainly due to the different roles they perform in photosynthesis as we currently know it. For many years, the nutritional relevance ot carotenoids was due to some of them exhibiting vitamin A activity, although theinterest in these pigments has expanded dramatically in the last years owing to a large variety of surveys that seem to indicate that they are antioxidant and may be beneficial for the prevention of several chronic non-transmissible human diseases, albeit there is some controversy in this regard. In any case, it is clear that the different functions and effects attributed to these isoprenoids stem from their physical and chemical properties, the latter being due to their chemical structure. Due to the diverse benefitial actions carotenoids are responsible for and, above all, to their nutritional importance, the main objective of this review is to describe such features, whose knowledge is indispensable to have a holistic view of the different roles they play and for the design of new studies.

Importancia nutricional de los pigmentos carotenoides / Nutritional importance of carotenoid pigments

Los pigmentos carotenoides son compuestos responsables de la coloración de gran número de alimentos vegetales y animales, como zanahorias, zumo de naranja, tomates, salmón y yema del huevo. Desde hace muchos años, se sabe que algunos de estos compuestos, como Alfa y Beta-caroteno, así como la Beta-criptoxantina, son provitaminas A. No obstante, estudios recientes han puesto de manifiesto las propiedades antioxidantes de estos pigmentos, así como su eficacia en la prevención de ciertas enfermedades del ser humano, como la aterosclerosis o incluso el cáncer. Todo ello ha hecho que desde un punto de vista nutricional, el interés por estos pigmentos se haya incrementado notoriamente

Estabilidad de los pigmentos carotenoides en los alimentos / Stability of carotenoid pigments in foods

Los pigmentos carotenoides son compuestos responsables de la coloración de gran número de alimentos vegetales y animales. Numerosos estudios publicados recientemente han demostrado el efecto beneficioso de estos compuestos en la salud humana, por lo que, desde un punto de vista nutricional, resulta de gran importancia conocer qué factores intervienen en la degradación de los carotenoides, ya que su pérdida, además de producir cambios de color en el alimento, conlleva una disminución de su valor nutritivo. La inestabilidad de los carotenoides se debe al hecho de que son compuestos altamente insaturados, degradándose fundamentalmente debido a procesos oxidativos. Otros factores como la temperatura, la luz o el pH también pueden producir importantes cambios cualitativos en estos compuestos debido a reacciones de isomerización