¿Explique cómo realiza un extracto crudo de una planta de interés agrícola?
bto-bbResumen12 de Noviembre de 2022
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- ¿Explique cómo realiza un extracto crudo de una planta de interés agrícola?
Para responder a esta pregunta es necesario entender que las plantas son fuentes de un gran número de productos metabólicos de importancia comercial y son usados en las industrias farmacéutica, alimenticia, de cosméticos, inmovilización celular, adición de precursores, elicitores, recuperación del producto in situ, biotransformación, escalado de la producción, transformación genética, Ingeniería metabólica y como fuentes de numerosas sustancias de interés agroquímico. Se estima que más de 100 000 metabolitos secundarios son producidos por las plantas. Aproximadamente 1 600 estructuras químicas nuevas obtenidas a partir de plantas superiores se describen cada año, de las cuales un gran número tiene actividad biológica. Esto hace que el estudio de los metabolitos presentes en las plantas sea un enorme reto, de ahí la necesidad de utilizar tecnologías diversas para su producción, caracterización e identificación (Pérez et al., 2011).
Para extraer estos compuestos se necesitan hacer extractos crudos, los cuales básicamente son la concentración de todos estos constituyentes de interés reunidos en una misma sustancia.
COMO SE REALIZA:
Los métodos más utilizados se basan esencialmente en la homogenización de los metabolitos y la separación por diferentes procedimientos como lo son las extracciones mecánicas (por expresión por incisiones), destilaciones (hidrodestilación y arrastre de vapor), extracción con disolventes (maceración, infusión, decocción, percolación, extracción continua con Soxhlet) y otros métodos de extracción (extracción asistida por ultrasonido, extracción asistida por microondas, extracción por fluidos supercrítico). Obteniéndose lo que se denomina extracto crudo, si es necesario se pueden realizar centrifugaciones diferenciales para obtener fracciones o para aislar algunos compuestos (Hamuel, 2012).
A CONTINUACIÓN MENCIONO LA METODOLOGIA PARA EXTRACCIÓN DESCRITA POR AZWANIDA (2015).
Preparación previa a la extracción de muestras de plantas.
Azwanida (2015) indica que existen factores que pueden afectar la cantidad de compuestos de interés y hay que identificar la etapa (etapa de madurez de la planta) inicial en el estudio de las plantas medicinales es la preparación de muestras de plantas para preservar las biomoléculas en las plantas antes a la extracción. También se debe tomar en cuanta de donde se van a tomar las muestras de plantas (hojas, cortezas, raíces, frutos y flores) ya que la cantidad de compuestos también varía. Otro facrtor es la preparación previa de materiales vegetales como la molienda (la reducción del tamaño de las partículas aumenta el contacto superficial entre las muestras y los solventes de extracción) y el secado (en la mayoría de los casos se prefiere la muestra seca ya que las muestras frescas son más frágiles y tienden a deteriorarse más rápido) que también influye en la conservación de fotoquímicos en los extractos finales.
Azwanida menciona las características de algunos métodos de secado y la información la concentro en la siguiente tabla:
MÉTODO DE SECADO | DESCRIPCION | VENTAJAS | DESVENTAJAS |
Secado al aire | Las muestras se exponen al aire a temperatura ambiente | Este método de secado no fuerza los materiales vegetales secos usando alta temperatura; por lo tanto, se conservan los compuestos termolábiles. | *Suele tardar de 3 a 7días a meses y hasta un año dependiendo de los tipos de muestras (hojas, semillas, tallos, raices). *Puede estar sujeto a contaminación en condición de temperatura inestable. |
Secado por microondas | Utiliza radiación electromagnética que posee tanto campos eléctricos como magnéticos. El campo eléctrico provoca simultáneamente calentamiento por rotación dipolar; alineación en el campo eléctrico de moléculas que poseen un momento dipolar e inducción iónica, que producen oscilación de las moléculas. La oscilación provoca colisiones entre moléculas y resulta en un calentamiento rápido. | Este método provoca un calentamiento rápido de las muestras simultáneamente y esto acorta el tiempo de secado. | Puede causar la degradación de fitoquimicos. |
Secado al horno | utiliza energía calorifia para eliminar la humedad de las muestras. | Es considerado como uno de los procesos térmicos más fáciles y rápidos que pueden conservar los fitoquímicos. | A pesar de usar temperaturas relativamente bajas comparadas con otros métodos pueden existir compuestos sensibles a estas temperaturas que puedan perderse. |
Liofilización | Método basado en el principio de la sublimación. Es un proceso en el que un sólido cambia a fase gaseosa sin entrar en la fase líquida utilizando temperaturas de hasta -93°C. | Conserva la mayoría de fitoquímicos. | *La mayoría de las veces, se pierde parte de la muestra al salpicar en el matraz de congelación. *Proceso complejo y costoso. |
Métodos de extracción:
Después de decidir el tratamiento previo que se le dará a la muesra se procede a elegir el método de extracción, de los cuales resumo algunos citados por Azwanida (2015).
Maceración: implica remojar los materiales vegetales (gruesos o en polvo) en un recipiente tapado con un solvente y dejar reposar a temperatura ambiente durante un período mínimo de 3 días con agitación frecuente. El procesado pretende ablandar y romper la pared celular de la planta para liberar los fitoquímicos solubles. Después de 3 días, la mezcla se prensa o filtra. En este método convencional la elección de los solventes determinará el tipo de compuesto extraído de las muestras.
La infusión y decocción: utilizan el mismo principio que la maceración; ambos se remojan en agua fría o hervida. Sin embargo, el período de maceración para la infusión es más corto y la muestra se hierve en un volumen específico de agua (p. ej., 1:4 o 1:16) durante un tiempo definido. La decocción solo es adecuada para extraer compuestos estables al calor, materiales vegetales duros.
Percolación: utiliza un equipo único llamado percolador, otro método que comparte un principio fundamental similar a la maceración. Las muestras secas en polvo se envasan en el percolador, se añaden con agua hirviendo y se maceran durante 2 horas. El proceso de percolación generalmente se realiza a una velocidad moderada (por ejemplo, 6 gotas/min) hasta que se completa la extracción antes de la evaporación para obtener extractos concentrados.
Extracción Soxhlet o extracción continua en caliente: En este método, la muestra finamente molida se coloca en una bolsa porosa o "dedal" hecha de un papel de filtro fuerte o celulosa, que se coloca en la cámara del dedal del aparato Soxhlet. Los solventes de extracción se calientan en el matraz inferior, se vaporizan en el dedal de muestra, se condensan en el condensador y goteo. Cuando el contenido líquido llega al brazo del sifón, el contenido líquido vuelve a vaciarse en el matraz inferior y continúa el proceso.
Extracción asistida por microondas (MAE): MAE utiliza energía de microondas para facilitar la partición de analitos de la matriz de la muestra en el solvente. La radiación de microondas interactúa con dipolos de materiales polares y polarizables (p. ej., disolventes y muestras) provoca calentamiento cerca de la superficie de los materiales y el calor se transfiere por conducción. Rotación dipolar de las moléculas inducida por microondas electromagnético interrumpe los enlaces de hidrógeno; mejorando la migración de iones disueltos y promueve la penetración del solvente en la matriz. En disolventes no polares, se produce un calentamiento deficiente ya que la energía se transfiere únicamente por absorción dieléctrica. Los MAE pueden ser considerados como métodos selectivos que favorecen moléculas polares y solventes con constante dieléctrica alta.
EXPLICANDO CON MIS PALABRAS, CON LA EXPERIENCIA EN LA RECIENTE PRACTICA EN LABORATORIO Y TOMANDO COMO EJEMPLO EL TRABAJO DE LÓPÉZ ET, AL (2013) UTILIZANDO MÉTODOS DE EXTRACCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE LOS BIOACTIVOS DE LA LAVANDULA OFFICINALIS:
Recolección de la muestra: Se compró la Lavandula officinalis en Xochimilco, México; se identificó etnobotánicamente por medio de la observación directa de la forma y color del tallo, hojas y flor de la planta en el lugar de la adquisición; se comparó con la información disponible en el Herbario de la UAM-X.
Preparación previa a la extracción de muestras de plantas: López utilizo oara su estudio la planta completa y especifica que fue una muestra secada al aire libre (aunque no menciona los tiempos).
Métodos de extracción: Se realizó mediante una infusión de la planta deshidratadaen la cual se obtuvo el extracto acuoso correspondiente (extracto crudo).
Métodos de determinación: contrario a lo que nosotros realizamos en el laboratorio, que primero hicimos la determinación, López primero obtuvo el extracto crudo y prosiguió con la determinación de compuestos. Estos compuestos se identificaron mediante reacciones coloridas correspondientes a la presencia de acetato de linalilo, cumarinas, flavonoides y xantatos resultando positivas a todas.
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