Nanoparticulas de plata recubiertas con extracto de muicle

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Tecnológico de Estudios Superiores de Villa Guerrero

Ingeniería en Industrias Alimentarias

“Evaluación de actividad antimicrobiana de nanopartículas de plata recubiertas con Kaempferol, compuesto activo del muicle (Justicia spicigera)”.

Integrantes:

• Praxedis Lagunas Lizbeth Alelí
• Sánchez Pacheco Lizeth

Asesor:

Dr. Erick Marrón Montiel

1. Resumen

Las nanopartículas de plata actualmente se están utilizando en muchas áreas, una de las principales aplicaciones es la inhibición de microorganismos, esto lleva a la investigación de nuevos métodos de formación de nanoparticulas más estables y más potentes. Para mejorar el poder antimicrobiano de las nanopartículas, se propone el empleo de una síntesis verde, con el uso del kaempferol, compuesto activo que se encuentra en la planta del muicle (Justicia spicigera). Esta planta mexicana, es muy bien conocida por su poder antifúngico, con ella se generará el sustrato, que ayudará a la formación de las nanopartículas de plata, sintetizando la sal de plata y recubriendo las nanopartículas con este componente activo, el kaempferol. Será pues la síntesis verde realizada con el extracto del muicle, la alternativa, con la que se espera potenciar la actividad antimicrobiana de las AgNPs. Ya que se sabe que la plata es un metal con propiedades biosidas y de conservación, así que al unirse con el Kaempferol del muicle su poder aumentará, pues este flavonoide también presenta actividades antimicrobianas.

1. Introducción.

Pacheco: Todos los seres vivos estamos en contacto con microorganismos, entre ellos se pueden encontrar bacterias dañinas para la salud, es por eso que en la actualidad se está haciendo uso de la nanotecnología en el tratamiento de enfermedades, conservación de alimentos y cosméticos para el uso humano.

Lili: La nanotecnología a pesar de ser una ciencia muy reciente, se ha hecho uso de ella desde siglos atrás, en las vidrieras de catedrales medievales, se usaron nanopartículas metálicas para darle variedad de colores a los vidrios (Poole & Owens, 2007). 

Pach: La plata, es un metal valioso usado en joyería, monedas, explosivos y diversos utensilios, se afirma que era utilizado por Hipócrates, en forma de polvo de plata para la desinfección de heridas y curación de ulceras (Monge, 2009). Actualmente se están estudiado las nanopartículas de plata y sus propiedades biocidas; para la desinfección de heridas, recubrimiento de empaques, antifúngicos, desinfectantes, elaboración de cremas aclaradoras o cicatrizantes, etc.

Lili: Estas características y propiedades que presentan las nanopartículas de plata (AgNPs) han llevado a muchos científicos a estudiarlas a mayor profundidad, buscando mejores métodos para producirlas, aumentando su poder desinfectante.

Pach: Por otra parte, un estudio reciente sobre el muicle, dictó que este contiene funciones anticancerígenas, pero también antidiabéticas, antibacterianas, antinflamatorias, presentando muy buenos resultados en la inhibición de proliferación de células. Las propiedades encontradas son diterpenos, lactonas, flavonoides y polifenoles, extracto etanólico, entre otros (Navarrete Mora, et al., 2016), pero aún faltan algunas variables por estudiarse. Uno de los flavonoides más importantes encontrados en la planta del muicle, es el kaempferol. Este compuesto, también llamado kampcetina con formula molecular C15H10O6, ha sido utilizado como antiinflamatorio, anticancerígeno,  antimicrobiano y antialérgico (UNAM, Instituto de Química, 2019).

Lili: Las nanopartículas de plata, pueden formarse por diferentes métodos, los más utilizados consisten en la reducción de una sal de plata, con la ayuda de un agente reductor, vale la pena destacar que se ha desarrollado un método denominado “verde” por su respeto al medio ambiente, el método consiste en  la reducción química de la sal AgNO3 mediante el empleo de β-D-glucosa como agente reductor en presencia de almidón como agente estabilizante (Monge, 2009). En el siguiente trabajo, se decide hacer uso de la síntesis verde para la formación de nanopartículas microbicidas, usando como agente reductor extracto de muicle, que gracias a los flavonoides presentes en él se formaran las nanopartículas de plata a partir de la reducción de la sal de plata.

1. Definición del problema.

Pach: Una de las aplicaciones importantes de la nanotecnología, es la formación de nanopartículas de plata; para la desinfección de heridas, recubrimiento de empaques, elaboración de cremas aclaradoras o cicatrizantes, etc. Pero, algunos estudios realizados por el comité científico de los riesgos sanitarios emergentes y recientemente identificados en Europa (2014), indican que las nanopartículas que son formadas por síntesis química, no tienen un eficiente rendimiento en su acción antibacteriana, con estudios in vitro se afirma que las bacterias pueden volverse resistentes a este tipo de nanopartículas de plata.

Lili: Además, se tiene reportado que, las nanopartículas de plata no son 100% viables, en su tarea de la eliminación de microbios, así que los antifúngicos usados en la industria alimentaria, corren el riesgo de no ser tan eficaces como se piensa. Lo que ocasiona, contaminación en los alimentos al momento de ser procesados o en su almacenamiento.  Por otro lado, la síntesis química de las nanopartículas de plata genera demasiados residuos tóxicos para el medio ambiente.

1. Justificación.

Pacheco: Se ha descubierto que la síntesis química de las AgNPs, genera nanopartículas de un rendimiento no tan eficiente para los problemas de inocuidad actuales, estudios afirman que las bacterias pueden volverse resistentes a este tipo de nanopartículas, ocasionando la descomposición del alimento o la contaminación de estos al momento de ser procesados y almacenos.

Lili: La inocuidad en los alimentos es muy importante para las industrias alimentarias, se han creado recubrimientos de empaques con AgNPs, al igual que desinfectantes líquidos, pero los microorganismos no son eliminados en su totalidad, después de un tiempo los desinfectantes y empaques pierden su poder antimicrobiano, dejando crecer en los alimentos levaduras, hongos y bacterias que dañan el alimento.

Pacheco: La industria necesita procesos de producción más inocuos, empaques más resistentes al daño de bacterias, materia prima desinfectada desde su cultivo hasta su empaque, para poder ofrecer mejor calidad al cliente. La síntesis verde con la que se formularan las AgNPs, recubiertas con el Kaempferol del muicle, son la respuesta para solucionar los problemas en la industria mencionados anteriormente.

Lili: La AgNPs formuladas en este trabajo de investigación, serán una manera eficiente para poder elaborar desinfectantes más eficaces para la industria de los alimentos, pero también para el uso común, evitando la contaminación de los alimentos provocado por bacterias patógenas, así como también suscitar a la creación de productos más inocuos, ayudando tanto a la industria como al cliente.

1. Antecedentes.

Nanotecnología antecedentes

Stechina (2016) buscó el desarrollo de nano ingrediente para obtener un alimento de tipo funcional a partir de la clara de huevo, en el que para su elaboración hizo uso de estrategias de nanotecnología. En este trabajo, tenían como objetivo mostrar el uso de la nanotecnología en los alimentos, para la formación de las nanopartículas de proteína, usaron como materia prima la clara de huevo, pectina de alto metoxilo (polisacárido), y ácido linoleico (bioactivo) tomado como ácido graso, el uso de estos materiales fue en relación a qué la proteína de la clara de huevo presenta la capacidad de unir ácido linoleico por medio de interacciones hidrofóbicas, y a su vez la pectina se une a la proteína por interacciones electrostáticas. Como resultados finales, obtuvieron exitosamente las nanoparticulas de albumina de huevo, formulando un yogurt con este ingrediente.

Nanoparticulas de plata

Ibarra Hurtado (2014), realizó un estudio para optimizar el método de síntesis de nanopartículas por reducción química, logró sintetizar AgNPs de un tamaño de 16 nm, de forma esférica y muy buena estabilidad en medios acuosos a temperatura ambiente. Concluyó que el tamaño y la forma de las nanopartículas dependen fuertemente de la cantidad de agente estabilizante y la concentración del agente reductor, además la temperatura de reacción es importante, pues a una temperatura de 6 °C se obtuvieron tamaños más pequeños que a temperatura ambiente.

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