SEPARACIÓN Y ANÁLISIS DE ACTIVIDAD QUÍMICA Y BIOLÓGICA DE LOS
Enviado por • 8 de Abril de 2015 • Ensayos • 2.301 Palabras (10 Páginas) • 359 Visitas
SEPARACIÓN Y ANÁLISIS DE ACTIVIDAD QUÍMICA Y BIOLÓGICA DE LOS
METABOLITOS SECUNDARIOS EN PRODUCTOS NATURALES.
Andrea Catalina Rubio VargasI, Diana Katherine Garzón PerdomoII& Laura Alejandra
Lozano TrujilloIII.
RESUMEN
Gran diversidad de metabolitos secundarios han sido y son utilizados por el hombre para
aplicarlos en la industria farmacéutica, terapéutica de cultivos, perfumística, alimenticia, en
el curtido de cueros, etc. Se calcula que en el mundo existen de 350.000 a 500.000 especies
vegetales, de las cuales en Colombia se encuentran entre 35.000 y 50.000; de ellas
aproximadamente 5.000 han sido utilizadas por nuestros indígenas y campesinos para
combatir el amplio espectro de enfermedades a las que se ven sometidos. El objetivo de
este ensayo es evidenciar las propiedades químicas y actividad biológica que presentan los
productos naturales usando como modelo Eucalipto, además de comprobar las
características de algunos productos naturales comerciales. Para esto se realizaron pruebas
organolépticas de plantas condimentarías, ensayos rápidos, separación de metabolitos
secundarios, pruebas de actividad antioxidante de extracto de Eucalipto, también se
llevaron a cabo pruebas biológicas de actividad antimicrobiana y antifúngica del extracto
de Passiflora vitifolia. Se encontró que existen características especificas de cada planta
que son proporcionadas por los metabolitos secundarios, además que estos compuestos
confieren capacidad antioxidante y antifúngica, adicionalmente que las diferentes
propiedades de los productos naturales pueden ser comprobadas por diferentes pruebas
cualitativas fáciles de realizar.
Palabras clave: Passiflora vitifolia, actividad antioxidante, antimicrobiana y antifúngica,
metabolitos secundarios, Eucalipto, productos naturales.
1. INTRODUCCIÓN
Un tejido vegetal, como toda materia viva, se encuentra en un estado dinámico-estacionario
desde el punto de vista químico (Ringuelet& Viña 2013).
I. Estudiantes de Química de Productos Naturales; Programa de Biología; Facultad de Ciencias;
Universidad del Tolima. Ibagué, Tolima, Colombia. Catalinarubio_@hotmail.com
II. Estudiantes de Química de Productos Naturales; Programa de Biología; Facultad de Ciencias;
Universidad del Tolima. Ibagué, Tolima, Colombia. kathe_garzon@hotmail.com
III. Estudiantes de Química de Productos Naturales; Programa de Biología; Facultad de Ciencias;
Universidad del Tolima. Ibagué, Tolima, Colombia. lalozanot@outlook.com
Hay una constante síntesis y degradación de biomoléculas o metabolitos que determinan el
dinamismo de los sistemas biológicos (Ringuelet& Viña 2013).Estos metabolitos pueden
ser clasificados en primarios y secundarios (Ringuelet& Viña 2013). Los primarios son
esenciales para el funcionamiento de la planta y los secundarios cumplen funciones que no
son vitales; muchos de ellos son aprovechados por la planta que los sintetiza para
interactuar con el medio, ya sea para atraer insectos y otros polinizadores, repeler
predadores, etc (Ringuelet& Viña 2013).
Las plantas medicinales son aquellos vegetales que elaboran productos activos, que son
sustancias que ejercen una acción farmacológica, beneficiosa o perjudicial, sobre el
organismo vivo (Muñoz 1987). Existe un cierto número de plantas aromáticas, por tanto
medicinales, que el hombre utiliza por sus características organolépticas, que confieren a
los alimentos y bebidas ciertos aromas, colores y sabores, que los hacen más apetitosos,
gratos y sabrosos al olfato, vista y paladar; estas son las llamadas plantas condimentadas,
utilizadas en guisos, adobos, aliños y licorería; tales como ajedrea, ajo, anís, azafrán,
cilantro, comino, hinojo, orégano, pimiento, tomillo, etc. (Muñoz 1987). Las plantas
también elaboran en su metabolismo los taninos, vitaminas, sustancias antibióticas y
concentran los elementos minerales (Muñoz 1987).
Gran diversidad de metabolitos secundarios han sido y son utilizados por el hombre para
aplicarlos en la industria farmacéutica, terapia de cultivos, alimenticia (como suplementos,
aditivos o colorantes), en el curtido de cueros, etc (Ringuelet&Viña 2013). Éstos son los
comúnmente llamados productos naturales vegetales y representan moléculas con
estructuras variadas, diferentes propiedades de solubilidad y distintos orígenes biosintéticos
(Ringuelet& Viña 2013).
Se calcula que en el mundo existen de 350.000 a 500.000 especies vegetales, de las cuales
en Colombia se encuentran entre 35.000 y 50.000; de ellas aproximadamente 5.000 han
sido utilizadas por nuestros indígenas y campesinos para combatir las enfermedades a las
que se ven sometidos; esto hace que el país tenga un amplio potencial como fuente de
nuevos principios activos que pueden ser usados como alternativa terapéutica(Fonnegraet
al. 2007).
El actual ministerio de Protección Social de Colombia, con el ánimo de evitar el mal uso de
la producción inadecuada de los fitoterapéuticos ha expedido, en el tiempo, las siguientes
normativas: decreto 1524 del 12 de julio de 1990, resolución 10593 del 3 de agosto de
1990, decreto 677 del 26 de abril de 1995, decretos 2266 del 15 de julio de 2004 y 3553 del
10 de octubre de 2001; en ellos se han establecido los requisitos para la fabricación, envase,
empaque, almacenamiento y expendio de los productos naturales de uso
terapéutico(Fonnegraet al. 2007).
Por tanto, la extracción, identificación estructural y prueba de la actividad biológica de
dichos compuestos es de gran relevancia en la búsqueda y desarrollo de nuevos fármacos
como por ejemplo antioxidantes y agentes antimicrobianos (Rathee, Rathee, Rathee,
&Rathee, 2012; Muhammad, Sumbul, Shah, Memon, &Chundrigar, 2013). A su vez es
también importante la regulación de dichos productos naturales, ya que como presentan
grandes actividades benéficas;las dosis inadecuadas, las alteraciones y las
automedicaciones pueden causar graves problemas de salud (Fonnegraet al. 2007).
El objetivo de este ensayo es evidenciar las propiedades químicas y actividad biológica que
presentan los productos naturales usando como modelo el Eucalipto, además de comprobar
las características de algunos productos naturales comerciales.
2. METODOLOGÍA
2.1. Pruebas organolépticas.
Se evaluaron las características organolépticas (olor-color-sabor) de 8 muestras de
productos naturales comerciales: clavo, jengibre, laurel, comino, entre otras.
2.2 Pruebas químicas rápidas.
2.2.1 Presencia de carbonato de calcio
Se depositó en un tubo de ensayo una pequeña cantidad de la muestra de glucosamina, se le
adicionó unas gotas de ácido sulfúrico diluido y se observó la reacción.
2.2.2 Presencia de aceites fijos y/o aceites esenciales
Se comprimió las muestras de maní, aceite de Eucalipto y omega en el papel filtro, dejando
una mancha oleosa. Posteriormente el papel se calentó a 50° C y después de varios
segundos se observó la permanencia de la muestra.
2.3Extracción de principio activo
Se realizó la extracción macerando 100 g de la muestra con alcohol, a la vez que se
calentaba. Cuando llego a su punto de ebullición se filtro y se dejo a baño maría para que se
concentrara el extracto. Este procedimiento se llevo a cabo para hojas de Eucalipto y raíz de
Mosquera (Croton leptostachyus).
2.4 Prueba de Molish
Se utilizó 0,5 ml del extracto de hojas de eucalipto, se agregó 0,5 ml de sln naftol,
posteriormente se adicionó 1 ml de ácido sulfúrico y después de algunos segundos se
observó si hay formación o no de un anillo en la interfase o cambio de coloración.
2.5 Prueba de saponinas
Se agregó a un tubo de ensayo 1ml del extracto, luego se adicionó 9ml de H2O caliente. De
esta solución se extrajo 1ml y se depositó en otro tubo de ensayo, se agitó rigurosamente y
finalmente se dejó en reposo durante 15 minutos. Después de ese tiempo se observó si
había presencia de espuma.
2.6 Presencia de fenoles
En un tubo de ensayo se adicionó 0,5 ml del extracto junto con 5 gotas de folin-ciocalteu y
2 gotas de Na2CO3 al 7.5%. Luego se observó la coloración de la solución para determinar
la presencia de fenoles.
2.7 Ensayo para taninos
Se adicionó 0,5 ml de extracto de Eucalipto en un tubo de ensayo, luego se agregó 2 gotas
de agua y 5 gotas de cloruro férrico y se observó la coloración de esta solución.
2.8. Observación microscópica.
2.8.1 Almidón:
Para confirmar la presencia de almidón se hizo el montaje de un corte de maní y se tiño con
lugol.
2.8.2 Lignina
La observación de lignina se realizó sobre un corte transversal de un tallo de Verbena azul
que se tiñó con safranina.
2.8.3 Tricoma
Se realizó un corte transversal para la observación de tricoma en Urera caracasana
2.9 Cromatografía de capa fina
Para evaluar la presencia o ausencia de flavonoides se realizó cromatografía al extracto de
Eucalipto, raíz de Mosquero, jarabe de Ginkgo biloba y como patrón Quercetina
(flavonoide). Se utilizó como fase estacionaria de Silica Gel GF-254 y como fase móvil
BuOH-AcOH-H2O ( BAW 25:15:05). La cromatografía fue revelada en luz UV a 265 nm.
2.10 Actividad antioxidante
Para medir la actividad antioxidante del extracto de Eucalipto se prepararon 4 muestras, tres
diluciones seriadas (1:1) y una muestra concentrada, a las cuales se les agregó ABTS
(Acido 2,2-azino-bis-3-etilbenzotiazolin-6-sulfonico). A cada muestra se le realizó 3
replicas, se procedió a medir las absorbancias en un espectrómetro de alta resolución
empleando una longitud de onda de 734 nm; los resultados se analizaron teniendo en
cuenta la estabilización del ABTS, para esto se empleo la formula:
%
ó
=
−
100
2.11 Pruebas biológicas
2.11.1 Actividad antimicrobiana
La capacidad antimicrobiana se evaluó mediante sensidiscos de oxitetraciclina, en
diferentes concentraciones ( 250 –500-1000-2000 Y 4000 ppm) como modelos biológicos
se utilizaron Staphylococcus aureus y Escherichia coli, en cada uno de estos se midió el
halo de inhibición como variable dependiente de la concentración para cada cepa y su
respectiva replica.
2.11.2 Actividad antifúngica
Se determinó la actividad antifúngicade Passiflora vitifolia, un antifúngico de origen
natural en concentraciones de (900,1800,3200 ppm), este se comparó con la actividad
antifúngica de Ketoconazol a (400,800,1600 Y 3200 ppm).Estos fueron evaluados
mediante el método de difusión en agar utilizando el hongo Rhyzopus oryzae, para cada una
delas muestras (con su respectiva replica) se midió el halo de crecimiento micótico y se
comparó con las concentraciones utilizadas para cada uno, adicionalmente se determinó el
porcentaje de inhibición mediante la fórmula:
%Inhibicióndelcrecimiento =
Hc − Hex100
He
Hc=Crecimiento micelial del hongo en caja decontrol
He=Crecimiento micelial del hongo en la caja con el extracto.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 Pruebas organolépticas
La gran diversidad de mecanismos bioquímicos que intervienen en el metabolismo
secundario de las plantas superiores ha permitido la producción de una amplia variedad de
principios activos que tienen una aplicación potencial como agentes terapéuticos de origen
natural (Lujan et al 2010).
Es necesaria una evaluación sensorial para definir, medir, analizar e interpretar las
características de un producto (Vollarroel 2011).Con el fin de conocer la aceptación por
parte del consumidor, su calidad y sus características (Rosado et al 1999).
Se reconocieron las características sensoriales de 8 muestras evaluadas, mostrando
distintas características para cada una de ellas (Figura 1).
El clavo presento un olor dulce, y un sabor picoso, (Figura 1, Figura 2) característica por
las cual ha sido utilizado como un condimento común en muchas regiones, además de esto
se le atribuyen propiedades antifúngicas, bactericidas y antiinflamatorias (Martínez 1996).
El olor característico de los clavos se produce gracias a que presentan un porcentaje de 15
a 20 % de aceite volátil; por ello, este aceite característico contiene flavonoides como la
astragalina, isoquercitina y taninos. Este aceite esencial perteneciente a los
fenilpropanoides presenta también componentes como eugenol, cariofileno, a-cariofileno
y acetil-isoeguenol, triterpenos como ácido oleanolico y esteroles (Lujanet al 2010;
Ramírez et al 2002).
Otra de las especias analizadas fue el tomillo el cual presenta un olor aromático
característico, además de un sabor amargo, (tabla1) los compuestos de esta planta que le
dan características organolépticas distintivas son p-cimeno, Ciclohexene-1-metil-4 (1-
metiletildeno), borneo, Timol, n-heptilbenceno y ácido hexadecanoico (Lujan et al 2010)
La actividad antimicrobiana está reportada para los fenoles – timol, carvacrol y eugenol, lo
cual se explica por la naturaleza ácida del grupo hidroxilo, que forma un puente de
hidrógeno con un centro enzimático activo. Así, los aceites esenciales con fenol como
componente principal expresan el más alto espectro de actividad en contra de los
microorganismos (Lujan et al 2010; Ramirezet al 2002).
El comino, característico condimento de diferentes regiones utilizado por su sabor y
aroma, presenta metabolitos secundarios en forma de aceites esenciales que contienen -
pineno, ß-pineno, mirceno, -felandreno, -terpineno, limoneno, ß-felandreno, 1,8-cineol,
p-cimeno, -terpineno, cuminaldehído, felandral, , alcohol cuminílico, ß-cariofileno, ßfarneseno
y ß-bisaboleno (Martínez 1996).
El orégano (Figura 1, Figura2) se destaca por su olor y sabor aromático, esta característica
se da por la presencia de metabolitos secundarios en forma de aceite esencial que contiene
principalmente terpineno, timol y carvacrol (sustancias volátiles); adicionalmente, al timol
se le han atribuido características antienvejecimiento y calmantes (Ramírez et al 2002).
Otros compuestos descritos por Lujan et al (2010) pertenecientes al orégano son bcariofileno,
a-cariofileno, dihidroactinidiolida, isospatulenol; además se le atribuyen
efectos altamente antioxidantes debido a su contenido de ácidos fenólicos y flavonoides.
El jengibre presenta en sabor amargo (Figura 1) debido a que contiene oleoresina, y
principios amargos cetónicos tales como zingerona, gingerol, shogaol; los principales
componentes son sesquiterpenos, como -zingibere-no, ar-curcumeno, ß-bisaboleno, ßbisabolona,
geranial, neral y linalol. Al analizar el jengibre se detectó un sabor picante,
otorgado por losgingeroles y sogaoles (Canigueralet al 2003).
Al jengibre se le atribuyen propiedades antiulcerosas, aumento del tiempo de sueño
inducido por barbitúricos y antiagregante plaquetaria. Estas actividades se ven relacionadas
con la inhibición de la síntesis de tromboxanos por fenilalcanonas y sogaoles (Canigueralet
al 2003).
Figura 1. Análisis organoléptico.
La pimienta presenta un sabor y un olor picante (Figura 1), este se debe al compuesto
principal que es la piperina, la cual presenta actividad insecticida y antimicrobiana;
adicionalmente, la pimienta es rica en taninos, almidón, terpenos otorgando su
característico aroma (Marcano et al 1991).Mientras que el laurel (Figura 2) presenta
características aromáticas debido a que su aceite esencial está compuesto por linalol y
terpenil acetato, por lo cual se le atribuyen propiedades antimicrobianas y antiinflamatorias
(Kollmannsbergeret al 2006).
La presencia de compuestos fenólicos como el timol, el carvacrol y el eugenol sugieren
actividad bactericida de los extractos de orégano, tomillo y clavo; adicionalmente el
contenido de carvacrol, timol, gama terpenos y paracimeno otorgan características
antisépticas y antimicrobianas (Wogiatzi 2009).
Muestra Color Olor Sabor
Clavos Café Dulce Picoso
Jengibre Amarillo (Arenoso) Aromático Amargo Aromático picoso
Comino Naranja Aromático - amargo Amargo
Laurel Verde Característico- laurel Aromático
Tomillo molido Café Aromático – característico. Amargo
Casia angustifolia Marrón claro Característico Aromático, Genciana Amargo
Pimienta Café – Verdoso Dulce - picoso Picoso
Oregano Verde Característico- Orégano Aromatico
Muestra Color Olor Sabor
Clavos Café Dulce Picoso
Jengibre Amarillo (Arenoso) Aromático Amargo Aromático picoso
Comino Naranja Aromático - amargo Amargo
Laurel Verde Característico- laurel Aromático
Tomillo molido Café Aromático – característico. Amargo
Casia angustifolia Marrón claro Característico Aromático, Genciana Amargo
Pimienta Café – Verdoso Dulce - picoso Picoso
Oregano Verde Característico- Orégano Aromatico
Figura 2. A
3.2 Pruebas químicas rápidas.
3.2.1 Presencia de carbonato de calcio
La prueba de carbonatos es empleada para detectar
al. 1991), por adición de éstos compuestos. Estos carbonatos no son nocivos y tienen una
apariencia semejante a cualquier t
volumen de producción. Detectar estos c
como adulteración. En el ensayo realizado, la glucosamina no produjo efervescencia lo que
demuestra que no existe adulteración con carbonatos.
3.2.2Presencia de aceites fijos y/o aceites esenciales
Luego de calentar el papel filtro se observó la permanencia de la mancha de
omega (ver Figura 2A); mientra
no permaneció, por el contrario, fue desapareciendo paulatinament
Figura 2B).
A: Orégano, B.Comino, C. Clavos, D. Laurel
.2 la adulteración de fármacos (Jimenez et
tableta, razón por la cual son usados para aumentar el
etectar carbonatos en una muestra se puede considerar
lentar A); mientras que la mancha de aceite de Eucalipto sobre el papel filtro
paulatinamente del papel filtro (ver
Figura 2. Resultado de la presencia de aceites fijos
y esenciales. A. Permanencia de la mancha de
omega sobre papel filtro (mancha superior) y de la
mancha de maní (mancha inferior). B. Papel filtro
con aceite de Eucalipto después del proce
arbonatos maní y de
ucalipto e ucalipto procedimiento.
...