Libro de Resúmenes 8 - Facultad de Química

Transcripción

POSGRADO INSTITUCIONAL EN CIENCIAS QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS
8º. Foro en Ciencias Químicas y Bioquímicas
Libro de Resúmenes
10 y 11 de diciembre de 2015
Facultad de Química-UADY, Mérida, Yucatán
8° Foro de Ciencias Químicas y Bioquímicas
Foro en Ciencias Químicas y Bioquímicas
POSGRADO INSTITUCIONAL EN CIENCIAS QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS
10 y 11 de diciembre de 2015
Facultad de Química-UADY, Mérida, Yucatán
Libro de Resúmenes
Comité Organizador
Coordinador
Dr. Víctor Ermilo Arana Argáez
Miembros del Comité Académico del PICQB
Dr. Alejandro Ávila Ortega
Dr. Manuel Hernán Barceló Quintal
Dr. Cristian Carrera Figueiras
Dr. Luis Antonio Chel Guerrero
Dr. Rubén Marrero Carballo
Dr. Rolffy Rubén Ortiz Andrade
Dr. Julio César Sacramento Rivero
Dr. Alejandro Zepeda Pedreguera
Disponible en:
www.picqb.uady.mx
[email protected]
Posgrado Institucional en Ciencias Químicas y Bioquímicas
Universidad Autónoma de Yucatán
2
FORO DE CIENCIAS QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS
Facultad de Química
10 de diciembre de 2015
PROGRAMA
Hora
Auditorio 1 de la Facultad de Química
9:00 – 10:00
Ceremonia de Inauguración
Conferencia Magistral
10:00 – 11:00
Hora
11:00 – 11:30
11:30 – 12:00
12:00 – 12:30
12:30 – 13:30
Dr. Vinicio Serment Moreno
Centro de Biotecnología FEMSA, Escuela de Ingeniería y Ciencias, ITESM
“Novel Gompertz model approach to microbial inactivatión kinetics by high pressure
processing (HPP): incorporating come-up time effects, initial counts and detection
limit”
Auditorio 1
M. en C. Norma A. Ciau Solis
Doctorado
“Actividad inhibitoria del sistema renina-angiotensina de fracciones peptídicas derivadas de la
hidrólisis enzimática de proteínas de frijol lima (Phaseolus lunatus)”
QFB. Henry Arceo Ruiz
Maestría
M. en C. Ine Salazar Vega
Doctorado
“Caracterización fisico-mecanica de películas formuladas a partir de mucilago y concentrado
proteínico de chia (Salvia hispanica L.) y su aplicacion para evitar la oxidación de un aceite virgen”
Presentación de Poster (Maestría)
Las evaluaciones con el comité tutoral de las presentaciones de este salón se realizarán en el cubiculo 24 y 25
3
FORO DE CIENCIAS QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS
Facultad de Química
11 de diciembre de 2015
PROGRAMA
Hora
9:00 – 10:00
Hora
10:00 – 10:30
10:30– 11:00
11:00 – 11:30
11:30 – 12:00
12:00 – 12:30
Auditorio de la Facultad de Química
Conferencia Magistral
Dra. Mónica Arely Lucio García
Laboratorio de Electroquímica, Facultad de Química, UADY
“Uso de las técnicas electroquímicas para caracterización de materiales con
diferentes aplicaciones”
Salón Audiovisual 1
Salón de Cómputo
Edwin Martínez Leo
Maestría
M. en C. Viridiana Olvera Hernández
Doctorado
“Estudio del almidon modificado de banano
enano gigante (Musa cavendish) y sus efectos
fisiológicos en ratas”
M. en C. William Talavera Pech
Doctorado
“Encapsulación de un compuesto anticáncer
en partículas mesoporosas de silicio
recubiertas con un poli(-amino éster) sensible
a pH”
M. en C. Laura Soto Armenta
Doctorado
“Aprovechamiento integral de Jatropha curcas y
Salvia hispanica mediante destilación por
arrastre de vapor y extracción supercrítica”
M. en C. Trinidad Eugenia Cú Cañetas
Doctorado
M. en C. Rolando David Cáceres Castillo
Doctorado
“Síntesis de un heterodímero de pristimerina
asistida por microondas”
Janice Azucena Chuc Koyoc
Maestría
“Actividad inhibitoria de la enzima convertidora
de la angiotensina I y antioxidante de
fracciones peptídicas del pez León
(Pterois volitans L.)”
Las evaluaciones con el comité tutoral de
las presentaciones de este salón se
realizarán en el cubiculo 24 y 25
Alma Karina Tzec Nahuat
Maestría
“Determinación del efecto hipotensor e
hipoglucemiante de Chrysophyllum cainito en
modelos farmacológicos”
M. en C. Freddy Navarro Pineda
Doctorado
“Diseño y evaluación de una biorrefinería de
aprovechamiento integral de Jatropha curcas
usando criterios de sostenibilidad”
Las evaluaciones con el comité tutoral de las
presentaciones de este salón se realizarán
en el cubiculo 24 y 25
4
CONTENIDO
PRESENTACIONES ORALES
Estudiante
Título del Trabajo
Página
DOCTORADO
Arias Trinidad
Alfredo
Microencapsulación de fracciones peptidícas con goma nativa de Guazuma
ulmifolia
8
Síntesis de un heterodímero de pristimerina asistida por microondas
10
Carrera Lanestosa
Areli
Biofuncionalidad de extractos de hojas y tallos de una variedad criolla de
Stevia rebaudiana bertoni adaptada al cultivo en el sureste mexicano frente a
enfermedades del síndrome metabólico
12
Ciau Solís Norma
Angélica
Actividad inhibitoria del sistema renina-angiotensina de fracciones peptídicas
derivadas de la hidrólisis enzimática de proteínas de Frijol Lima (Phaseolus
lunatus)
14
Cimá Mukul César
Antonio
Remoción de metales pesados de soluciones acuosas mediante zeolita
natural tipo clinoptilolita modificada
16
Lezama García Ruth
Formulación de películas a partir de polisacáridos extraídos del Pixoy
(Guazuma ulmifolia) y Flamboyán (Delonix regia) con actividad
antimicrobiana y cicatrizante
18
Navarro Pineda
Freddy Segundo
Diseño y evaluación de una biorrefinería de aprovechamiento integral de
Jatropha curcas usando criterios de sostenibilidad
19
Olvera Hernández
Viridiana
Estudio del almidon modificado de banano enano gigante (Musa cavendish)
y sus efectos fisiológicos en ratas
21
Salazar Mendoza
Jazmín
Estudio químico de Halichondria magniconulosa (porifera: demospongiae) del
litoral del estado de Yucatán
24
Salazar Vega Ine
Mayday
Caracterización fisíco-mecánica de películas formuladas a partir de mucilago
y concentrado proteínico de chia (Salvia hispanica L.) y su aplicación para
evitar la oxidación de un aceite virgen
26
Soto Armenta Laura
Catalina
Aprovechamiento integral de Jatropha curcas y Salvia hispanica mediante
destilación por arrastre de vapor y extracción supercrítica.
28
Talavera Pech
William Alejandro
Encapsulación de un compuesto anticáncer en partículas mesoporosas de
silicio recubiertas con un poli(-amino éster) sensible a pH
30
Cáceres Castillo
Rolando David
5
Estudiante
Título del Trabajo
Página
MAESTRÍA
Ávila Martínez
Miguel Ángel
Desarrollo y evaluación de un recubrimiento polimérico para su aplicación
potencial en la extracción de antibióticos polares por sorción en barra de
agitación SBSE
33
Chuc Koyoc Janice
Azucena
Actividad inhibitoria de la enzima convertidora de la Angiotensina I y
antioxidante de fracciones peptídicas del pez león (Pterois volitans L.)
36
Cuevas Castillo
Gabriela Alejandra
Evaluación Tecno-conómica y análisis de ciclo de vida de un proceso de
biorrefinación para el aprovechamiento integral de microalgas
38
Garrido Balam Mariel Purificación de péptidos de M. pruriens con potencial inhibidor de la enzima
convertidora de angiotensina
Sinai
40
Luna Brito Manuel
Jesús
Transferencia interfacial de dióxido de carbono durante el cultivo
fotoheterotrófico de la microalga Chlamydomonas reinhardtii en un
fotobiorreactor de columna de burbujeo
42
Moguel Pardio
Fernando Iván
Obtencion de analogos de damnacantal a partir de especies del género
Morinda
44
Oney Montalvo Julio
Enrique
Desarrollo y validación de un método analítico por cromatografía de líquidos
de alta eficiencia para la cuantificación de citroflavonoides en plasma de
roedor
46
Tzec Nahuat Alma
Karina
Determinación del efecto hipotensor e hipoglucemiante de Chrysophyllum
cainito en modelos farmacológicos
48
6
DOCTORADO
7
MICROENCAPSULACIÓN DE FRACCIONES PEPTIDÍCAS CON GOMA NATIVA DE
Guazuma ulmifolia
Arias-Trinidad A.a, Chel-Guerrero L. A.a, Betancur-Ancona D. A.a
a
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Dirección. Ciudad, Estado, C.P.,
[email protected]
Introducción. La microencapsulación es un proceso de empaquetamiento de partículas de tamaño
micrométrico, gotas de líquidos o gases inertes [1], dicho empaquetamiento protege el núcleo contra el
deterioro ambiental y controla la liberación de la sustancia de interés bajo condiciones deseadas [2].
Actualmente, existe una demanda industrial de esta técnica, la cual, se ve limitada por los costos de
importación del material de recubrimiento (alguinato de sodio). En el 2008, sólo en México el costo de
importación fue de 6.2 millones de dólares, está situación ha generado la búsqueda de nuevos materiales
de recubrimiento a bajo costo y con características funcionales para la microencapsulación. G. ulmifolia
es una planta nativa del estado de Yucatán y gran parte del territorio mexicano, reconocida por sus variadas
aplicaciones medicinales, hasta la fecha no hay estudios referentes al procesamiento de la semilla para la
elaboración de goma con fines de microencapsulación o registros de la caracterización química de los
polisacáridos de la semilla [3]. Sin embargo, se sugiere a que cerca del 63 % del fruto de G. ulmifolia
corresponde a fibra cruda, la cual está constituida por polisacáridos, olisacáridos, lignina entre otras
sustancias análogas [4]. El objetivo del estudio es evaluar las propiedades fisicoquímicas y la
funcionalidad del polisacárido extraído de Guazuma ulmifolia como agente microencapsulante de
fracciones peptidícas de Vigna unguiculata y Phaseolus lunatus.
Metodología. El proyecto de investigación estará dividido en cinco etapas. Etapa I: extracción y
caracterización de la goma de semillas de G. ulmifolia, se realizarán los análisis de caracterización
proximal, cromatografía liquida de alta resolución, espectroscopia infrarroja y cromatografía de
premiación; Etapa II: extracción de la fracciones peptídicas de Vigna unguiculata (antihipertensivo) y
Phaseolus lunatus (antioxidante); Etapa III: se evaluará la factibilidad de la microencapsulación (gelación
iónica y secado por aspersión) de las fracciones peptídicas con goma de G. ulmifolia, para ello, se
realizarán dos ensayos con un diseño experimental 23, tres factores y dos niveles por cada uno, con cuatro
repeticiones por tratamiento (Cuadro 1). En ambos ensayos se realizará microcápsulas bajo el mismo
diseño experimental pero sin la adición de la fracción peptídica (controles). Así mismo, los tratamientos
centrales se les asignarán valores intermedios de los factores establecidos para cada ensayo; Etapa IV:
caracterización de las microcápsulas y pruebas de viabilidad, se determinara la calorimetría diferencial de
barrido, tamaño, captación de calcio, morfología, capacidad de flujo de microcápsulas, así como un
estudio de liberación In vitro de microcápsulas de los ensayos, y Etapa V: Análisis estadístico, para lo cual
se generarán Anovas en base al programa de Minitab 17.
Cuadro 1. Factores y niveles de los ensayos.
Ensayo 1. Gelación iónica
Tipo de goma: Guazuma ulmifolia y alginato de sodio
Ensayo 2. Secado por aspersión.
Tipo de goma: Guazuma ulmifolia y alginato de sodio
Concentración de calcio: 0.05 y 0.15 M
Temperatura de entrada: 100 y 200º C
Tiempo de endurecimiento: 20 y 30 min
Flujo de dispersión: 2 y 8 mL/min
El tiempo estimado para el desarrollo y conclusión del proyecto es de tres años, los cuales están
desglosados en el cronograma de actividades (Fig. 1).
8
ACTIVIDADES
Redacción del prótocolo de investigación
2015
2016
P2 P1 P2
P1
2017
P2
2018
P1
X
ETAPA I
Recolección de frutos secos de Guazuma ulmifolia.
Obtención de goma a partir de las semillas de G. ulmifolia.
X
Caracterización proximal de las semillas y goma de G. ulmifolia.
X
X
ETAPAII
Obtención de la haria de Phaseolus lunatus y Vigna unguiculata .
X
X
X
X
X
X
X
X
Caracterización proximal de las harinas y su concentrado proteico.
Obtención de las fracciones peptídicas de ambas harinas.
Determinación de la actividad biológica de las fracciones peptídicas.
ETAPA III
Microencapsulación por gelación iónica y secado por asperción de las
fracciones peptídicas con goma de G. ulmifolia .
X
ETAPA IV
Determinación de la calorimetría diferencial por barrido, capacidad de
flujo, tamaño y morfología de las microcápsulas.
X
X
Determinación de la captación de calcio.
X
X
X
X
Estudios de liberación In vitro de las microcápsulas de G. ulmifolia.
ETAPA V
Análisis estadístico.
X
Redacción de artículo científico.
X
Escritura de tesis.
X
Entrega de tesis a comité tutorial para revisión.
X
Fig 1. Cronograma de actividades del proyecto de investigación.
Agradecimiento. Al CONACYT por otorgarme la beca de doctorado y el financiamiento para la
investigación por tres años (CVU: 385974).
Referencias.
1. Jyothi N., N. V.; Prasanna, P. M.; Sakarkar N., S.; Surya P., K.; Ramaiah S., P.; Srawan, G. Y. (2010)
Microencapsulation techniques, factors influencing encapsulation efficiency. Journal of
Microencapsulation, 27(3):187-197.
2. Parra-Huertas, R. A. (2010) Revisión: microencapsulación de alimentos. Revista Facultad Nacional de
Agronomía de Medellín, 63(2): 5669-5684.
3. CONAFOR.
(2011)
Paquetes
tecnológicos
Guazuma
ulmifolia.
http://www.conafor.gob.mx:8080/documentos/docs/13/. (Fecha de consulta septiembre del 2015).
4. Frech, M. H.; Chaparro, L. M. (1963) Composición química de las frutas y semillas de algunos árboles y
arbustos. Agronomía Tropical, 8(1): 3-16.
9
SÍNTESIS DE UN HETERODÍMERO DE PRISTIMERINA ASISTIDA POR MICROONDAS
Cáceres-Castillo, Davida, Mena-Rejón, Gonzalo J.a, Díaz-Ortiz, Ángelb
a
Facultad de Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Calle 41 No. 421 Col. Industrial. Mérida, Yucatán, C.P.
97150. [email protected]
b
Facultad de Ciencias y Tecnologías Químicas, Universidad de Castilla-La Mancha, Avenida de Camilo José Cela,
10. Ciudad Real, España 13071.
Introducción. La familia Celastraceae se encuentra caracterizada por la producción de derivados
terpénicos, tales como las metilénquinonas triterpénicas. Este tipo de metabolitos constituyen un grupo de
nor-D: A-friedooleanos insaturados y oxigenados, y se encuentran restringidos a las raíces de especies de
esta familia. [1] Los dímeros triterpénicos son una clase de compuestos formados por dos unidades
triterpénicas denominadas metilénquinonas, como pristimerina y tingenona, enlazadas por dos uniones
éter con geometría cis entre un triterpeno aromático y un triterpeno quinónico. Estos metabolitos han sido
aislados exclusivamente de especies de la familia Celastraceae y la ruta biosintética postulada para la
formación de estos dímeros, se fundamenta en una actividad enzimática de tipo Diels-Alder (DA), esto
sugiere que una metilénquinona triterpénica en conjunto con una forma ortoquinónica que actúa como
heterodieno, podrían reaccionar para formar el correspondiente aducto.[2]
Con el propósito de aportar información a un proceso hasta ahora especulativo, se propone para este
trabajo la evaluación de la reactividad de la pristimerina en una reacción de cicloadición de tipo heteroDiels-Alder (HDA).
Metodología. El desarrollo del trabajo se realizó en tres etapas, teniendo como primer propósito el
aislamiento de la pristimerina a partir de la corteza de la raíz de Hippocratea exclesa, recolectada en las
cercanías de la comisaría de Dzununcan, Yucatán (N 20°84’, O 89°61’). La purificación de la pristimerina
se realizó mediante cromatografía en columna (CC) en fase normal (SiO2), y la identificación y pureza se
determinó a través de Resonancia Magnética Nuclear (RMN). La segunda etapa del trabajo consistió en
el establecimiento de las condiciones de reacción tanto por métodos clásicos como por irradiación
microondas en un reactor focalizado, utilizando para esto a la 3,5-di-ter-butil1,2-benzoquinona, como
dieno comercial y al flavonoide quercetina como dienófilo natural. Con las condiciones de reacción
estudiadas se procedió a evaluar la reactividad de la pristimerina en reacciones de cicloadición, para esto
se reaccionó la o-quinona con la pristimerina en atmósfera de N2. La purificación de los aductos se realizó
utilizando cromatografía en placa preparativa (SiO2) y la identificación se realizó por espectroscopia de
RMN-1H y 13C, complementado con técnicas homonucleares y heteronucleares; así como Espectrometría
de Masas de Alta Resolución (EMAR).
Resultados y Discusión. A partir del extracto hexánico de la corteza de raíz de H. excelsa, se aisló
mediante CC a la pristimerina. La identificación se realizó a través de RMN-1H y 13C, de tal forma que se
obtuvieron 1.5 g de pristimerina, la cual fue utilizada como material de partida en las etapas posteriores
del proyecto. Con el propósito de establecer las condiciones de reacción pertinentes para una reacción de
cicloadición utilizando reactivos de origen natural y comercial. Se propuso un sistema que consideró la
3,5-di-ter-butil1,2-benzoquinona como heterodieno comercial, y al flavonoide quercetina, como
heterodienófilo. Como condiciones iniciales para la reacción se utilizaron cantidades equimolares [3] de
los reactivos y dada la polaridad de la quercetina, se utilizó dioxano como disolvente. La purificación por
CC y el análisis por RMN-1H y EMAR permitió caracterizar el producto de cicloadición como la 8,10-diter-butil-5a-(3,4-dihidroxifenil)-1,11a-dihidroxi-5aH-benzo[5,6][1,4]-dioxino[2,3-b]cromen-12(11aH)ona (1) (Fig. 1). Los rendimientos de la reacción oscilaron en un 35 a 37%. Posteriormente con el objetivo
10
de evitar la descomposición de los reactivos y de mejorar los tiempos y/o rendimientos de reacción, se
procedió a estudiar las cicloadición en condiciones de microondas. De este análisis fue posible establecer
un tiempo de 30 min para obtener un rendimiento del 37%. Las condiciones de cicloadición descritas
fueron trasladadas a un sistema considerando la 3,5-di-ter-butil1,2-benzoquinona como heterodieno, para
evaluar la reactividad del doble enlace de la posición 3 y 4 de la pristimerina, como heterodienófilo en
una reacción de cicloadición de tipo Diels-Alder. Con el propósito de encontrar el tiempo óptimo para la
adición, el experimento consideró el análisis del crudo de reacción en intervalos de 0.5 h, hasta completar
un tiempo de 2 h. De aquí se observó que con una hora de reacción se tiene una disminución considerable
en la concentración de los materiales de partida, misma que aumenta con tiempos más largos como
resultado de un proceso de retrocicloadición. El tiempo óptimo establecido fue de 45 min para la formación
del heterodímero (2) (Fig. 1) entre la benzoquinona y la pristimerina utilizando una relación molar de 3:1
respectivamente.
Fig. 1. Aductos obtenidos por reacción hetero Diels-Alder
Conclusiones. De los 1854 g de corteza de raíz de H. excelsa se aislaron 1.5 g de pristimerina. Se
establecieron condiciones de calentamiento clásico para la reacción de cicloadición entre la 3,5-di-terbutil-1,2-benzoquinona y la quercetina, utilizando un reflujo en dioxano por 10 h (35-37%). A partir de
las condiciones clásicas se establecieron condiciones de calentamiento por microondas para la reacción
estudiada y se observó una mejora en el tiempo de reacción al pasar de 10 horas a 30 minutos (20 veces
más rápido). Se sintetizó un dímero de pristimerina mediante una reacción hetero Diels-Alder asistida por
microondas. Las condiciones de reacción permiten la obtención del aducto en un tiempo de 45 min a
reflujo en tolueno. El uso del calentamiento por microondas permite realizar la reacción con tiempos más
cortos a los usualmente encontrados para este tipo de conversión y se aporta evidencia que permite
considerar la reactividad de la pristimerina como heterodienófilo en reacciones de cicloadición con
especies doblemente oxidadas.
Agradecimiento. El presente trabajo se desarrolló como parte del proyecto “Estrategia multidisciplinar
en la búsqueda de nuevos agentes antiparasitarios de origen vegetal. Aislamiento, caracterización y
modificación de moléculas obtenidas de celastráceas” CONACYT (101265). A la Facultad de Química
de la UADY por el apoyo otorgado para la realización de este trabajo.
Referencias. [1]. Gunatilaka, A. A. L. (1996) Triterpenoid quinonemethides and related compounds
(Celastroloids) En: Progress in the Chemistry of Organic Natural Products, Springer-Verlag, Nueva York, pp. 1819. [2] Shirota, O.; Sekita, S.; Satake, M.; Morita, H.; Takeya, K.; Itokawa, H. (2004) Nine New Isoxuxuarine-Type
Triterpene Dimers from Maytenus chuchuhuasca. Chem.Biodivers. 1, 1296-1307. [3] Kaizer, J.; Speier, G.; Ősz,
G.; Giorgid, M. and Réglier, M. (2004) The facile formation of trioxanaphthacenes by [4 + 2] addition of flavonols
to 1,2-benzoquinone. Tetrahedron Lett. 45, 8011–8013.
11
BIOFUNCIONALIDAD DE EXTRACTOS DE HOJAS Y TALLOS DE UNA VARIEDAD
CRIOLLA DE Stevia rebaudiana BERTONI ADAPTADA AL CULTIVO EN EL SURESTE
MEXICANO FRENTE A ENFERMEDADES DEL SINDROME METABOLICO.
Carrera-Lanestosa A., Moguel-Ordoñez, Y., Segura-Campos M.R.
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte Km. 33.5, Tablaje
Catastral 13615, Colonia Chuburná de Hidalgo Inn. Mérida, Yucatán, C.P. 97203,
[email protected]
Introducción. En las últimas décadas el síndrome metabólico (SM) se ha convertido en un problema de
salud pública por su incidencia de enfermedades cardiovasculares. En México, las enfermedades
cardiovasculares son la primera causa de morbilidad y mortalidad, la cardiopatía isquémica es la primera
causa de muerte en hombres y las enfermedades crónicas actuales presentes en el síndrome metabólico,
como la diabetes mellitus (DM) e hipertensión arterial (HTA) son factores de riesgo para el evento cerebro
vascular (EVC) [1]. El interés científico dirigido a la búsqueda de fitoterapéuticos ha validado el uso de
plantas medicinales y han encontrado nuevos compuestos con propiedades biofuncionales [2] tal es el caso
de la S. rebaudiana Bertoni, que se ha encontrado que contiene más de un centenar de fitoquímicos y que
se ha utilizado como edulcorante natural acalórico debido a que sus glucósidos no afectan la concentración
de glucosa en sangre. En el presente trabajo se estudiará una variedad criolla seleccionada y denominada
(INIFAP C01), cultivada en la península de Yucatán, se cuantificará el contenido de compuestos fenólicos
y glucósidos mayoritarios de esteviol, se evaluarán sus actividades antioxidante, inhibitoria de la ECA y
antidiabética utilizando ensayos in vitro, así como el efecto hipotensor, antihiperglucemiante y
antioxidante de sus fitoquímicos sobre un modelo experimental en ratas.
Metodología. Se obtuvieron extractos etanólicos y acuosos al 10% (p/v) de hojas y tallos de la variedad
INIFAP C01, los cuales fueron filtrados y liofilizados para su uso. Posteriormente, se llevó a cabo la
validación del método para la cuantificación de los compuestos fenólicos por HPLC. Se utilizó un equipo
Agilent Technologies modelo 1200 series con detector de arreglo de diodos, una columna Eclipse XDBC18 (150 mm de longitud, 4.6 mm de d.i, 5 µm). Los estándares utilizados fueron: Quercetina,
Kaempferol, Luteolina, Apigenina y Ácido Tánico. Se llevará a cabo la cuantificación de los glucósidos
mayoritarios de esteviol, utilizando una columna Luna C18 100A (Phenomenex) de 250 mm de longitud,
d.i de 4.6 mm, 5 μm [3]. Se determinará su actividad antioxidante, inhibitoria de la ECA y antidiabética
in vitro [4-5]. Para las pruebas in vivo se emplearán 40 ratas Wistar machos, de 2 meses de edad con un
peso de 200 a 250 g. Se realizará un proceso de inducción de SM durante 8 semanas, utilizando un modelo
de modificación nutrimental (sacarosa al 20 %). A las 8 semanas se determinará la presión arterial (PA) y
determinación de glucosa en sangre registrándose los valores iniciales antes de los tratamientos. Se les
administrará una dosis de 50 mg/kg de peso corporal de los extractos durante 4 semanas, midiéndose
semanalmente el efecto hipotensor e hiperglucemiante, posteriormente se sacrificará a la rata y
determinará el efecto antioxidante en suero sanguíneo. Todos los resultados serán procesados mediante
estadística descriptiva utilizando medidas de tendencia central (media) y dispersión (desviación estándar).
Para cada una de las pruebas se realizará un análisis de varianza multifactorial y una comparación de
medias por el método de Duncan, para establecer las diferencias entre los tratamientos.
Resultados y Discusión. Para determinar los compuestos fenólicos se llevaron a cabo pruebas
preliminares realizando corridas cromatográficas de un extracto de hojas de S. rebaudiana; sin embargo,
por la falta de un método oficial para la cuantificación de compuestos fenólicos por HPLC en S.
rebaudiana, se desarrolló un método cromatográfico utilizando información obtenida en la literatura. En
12
la Figura 1 se observa un cromatograma del extracto de la variedad criolla y en el Cuadro 1 se presentan
las condiciones encontradas que se utilizarán para la cuantificación de los compuestos fenólicos.
Cuadro 1. Condiciones empleadas para el sistema
de elución de los compuestos fenólicos
3000
2500
Absorbancias
Condiciones finales
MeOH/H2O (pH 2.5) acidificada al 0.05%
con ac. Sulfúrico.
Eclipse XDB-C18 (150 mm de longitud, 4.6
mm de d.i, 5 µm de tamaño de partícula).
1 mL/min
10 µL
Elución en gradiente
220 nm
30 min
25 °C
MeOH: Metanol, H2O: Agua
2000
1500
1000
500
0
0
10
20
30
Tiempo (min)
Figura 1. Cromatograma de un extracto de hojas de
Stevia rebaudiana Bertoni (Variedad Criolla).
Antes de llevarse a cabo los análisis cuantitativos, se procedió a validar el método propuesto, apegándose
a lo establecido por la ICH [6], determinando los parámetros de Linealidad, Precisión (Intra-día e Interdía), Limites de detección y de cuantificación, utilizando 6 concentraciones de los estándares de
compuestos fenólicos (25-200 µg/mL). Se obtuvieron los límites de detección y cuantificación. Se observó
una tendencia lineal entre las 2 variables analizadas (Área Vs Concentración) de 0.99 y el coeficiente de
determinación (R2) fue superior al 99 % con excepción del Kaempferol el cual fue del 98 %. Para el
parámetro de precisión intra-día e inter-día, el criterio de aceptación es una DER menor al 10%
observándose la capacidad de mínima variación para analizar los estándares preparados a diferentes
concentraciones, demostrando estar bajo los criterios de aceptación establecidos.
Conclusiones: La metodología propuesta cumple con los parámetros de calidad propuestos por la ICH.
Agradecimiento. Esta tesis forma parte del proyecto 14304018979 “Desarrollo de productos alimenticios
elaborados con hoja de Stevia rebaudiana Bertoni financiado por Fondos Fiscales-INIFAP”. Número de
becario 233539.
Referencias.
1. Cordero, F.A., Moreno A, J., & Alegría E.E. (2006). Hypert and metabolic syndrome. Hipert 23(1),19-27.
2. Burgos P.R., Joaquim, C., Puiggrós L. C. &, Chicharro S, L.L. (2010).DM 2 crónica. Nutr Hosp, 3(1),35-45.
3. Aranda-González, I., Moguel-Ordoñez Y., & Betancur-Ancona, D. (2014). Rapid HPLC method for
determination of Rebaudioside D in leaves of Stevia rebaudiana Bertoni grown in the southeast of México.
American Journal of Analytical Chemistry, 5, 813-819.
4. Hayakari, M., Kondo, Y. & Izumi, H. (1978). A rapid and simple espectrophotometric assay of AngiotensinConverting Enzyme. Anal Biochem, 84, 361–369.
5. Dineshkumar, B. Analava, M., & Manjunatha, M. (2010). Studies on the anti-diabetic potentials of mangiferin in
streptozotocin-induced Type 1 and Type 2 diabetic model rats. Int J Adv Pharma Sci, 1(2010), 75-85.
6. ICH. Harmonized tripartite guideline validation on analytical procedures: text and methodology. International
Conference on Harmonization Q2 (R1) 2005.
13
ACTIVIDAD INHIBITORIA DEL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA DE FRACCIONES
PEPTÍDICAS DERIVADAS DE LA HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA DE PROTEÍNAS DE FRIJOL
LIMA (Phaseolus lunatus)
Ciau Solís Norma Angélicaa, Betancur Ancona Davida, Segura Campos Maira Rubía
a
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Campus de Ciencias Exactas e Ingenierías,
Periférico Norte Kilómetro 33.5, Tablaje Catastral 13615, Col. Chuburná de Hidalgo Inn, C.P.97203.
[email protected], [email protected].
Introducción. La hipertensión arterial (HTA) es uno de los factores de riesgo más importantes para
padecer enfermedades crónico degenerativas que son las principales causas de mortalidad en México[1].
Uno de sus tratamientos es el farmacológico con antihipertensivos como los inhibidores del Sistema
Renina Angiotensina (SRA), estos fármacos, si bien logran controlar la presión arterial (PA), también
generan en el paciente efectos secundarios indeseables. Debido a esto, la ciencia de los alimentos se ha
enfocado al estudio de las proteínas como componentes beneficiosos, desde el punto de vista nutrimental
y funcional. Diversas investigaciones han identificado la presencia de péptidos bioactivos de diversos
alimentos, principalmente leguminosas de origen Mexicano, los cuales son secuencias de aminoácidos
inactivos en el interior de las proteínas, que pueden ejercen actividades biológicas antihipertensivas al
liberarse por procesos de hidrólisis enzimática pudiendo tener un potencial uso como ingredientes en
alimentos funcionales o bien como nutracéuticos. En este sentido, se ha demostrado que las fracciones
peptídicas no purificadas del frijol Lima (Phaseolus lunatus), tienen un potencial in vitro evaluado por
medio de la determinación de la actividad inhibitoria de la ECA-I, una de las enzimas del SRA,
responsables de la elevación de la PA. Sin embargo, no existe evidencia científica de su potencial in vivo,
ni de la actividad inhibitoria de la ECA-I de las fracciones peptídicas purificadas por métodos
cromatográficos, y su mecanismo de inhibición, esperando que fuera similar a la de los fármacos utilizados
para el control de esta enfermedad. Por todo lo anterior, en este trabajo se pretende evaluar la actividad
inhibitoria del sistema renina-angiotensina y el mecanismo de inhibición de fracciones peptídicas
purificadas obtenidas mediante hidrólisis enzimática del frijol Lima.
Metodología. El desarrollo experimental del presente estudio se efectuó con granos de frijol Lima
(Phaseolus lunatus), cuyo concentrado proteínico se sometió a una hidrolisis utilizando dos sistemas
enzimáticos Alcalase®-Flavourzyme® y Pepsina-Pancreatina de manera secuencial. Las fracciones
solubles de los hidrolizados enzimáticos fueron sometidas a un fraccionamiento por ultrafiltración[2] de la
cual resultaron 5 fracciones peptídicas con diferente peso molecular; 1) F>10 kDa, 2) F 5-10 kDa, 3) F 35 kDa, 4) F 1-3 kDa, 5) F<1kDa. Se determinó la actividad inhibitoria de la ECA-I[3] y la renina[4] a los
hidrolizados y a las fracciones peptídicas derivadas y las que tuvieron mayor actividad inhibitoria del SRA
serán evaluadas in vivo, utilizando ratas Wistar para determinar su actividad antihipertensiva[5]. De la
misma forma, las fracciones peptídicas que tengan mayor potencial in vitro se purificaron mediante
cromatografía de filtración en gel y posteriormente se purificarán por cromatografía de líquidos de alta
resolución determinando de nuevo la actividad biológica de las fracciones obtenidas[6]. Por último, se
determinará el mecanismo de inhibición del sistema renina-angiotensina y el perfil de aminoácidos de las
fracciones peptídicas purificadas por HPLC de P. lunatus con mayor potencial inhibidor in vitro del
sistema renina-angiotensina.
Resultados y discusión. El hidrolizado obtenido con el sistema Alcalase-Flavourzyme (AF) presentó un
grado de hidrólisis (GH) de 77.30% y el de Pepsina-pancreatina (PP) de 32.33%. El sistema enzimático
empleado influyó sobre el grado de hidrólisis del concentrado (p < 0.05). El alto grado de hidrólisis
14
obtenido con el sistema AF puede atribuirse a que al ser enzimas de carácter endo y exopeptidas, pueden
actúar sobre la mayoría de los enlaces peptídicos. Por otra parte, el sistema PP presentó un menor grado
de hidrólisis probablemente debido a que ambas poseen carácter de endopeptidasas por lo que la acción
catalítica de este sistema es potencialmente menor sobre el concentrado proteínico. Con los resultados
obtenidos se puede observar que el uso secuencial de proteasas permite generar hidrolizados con altos
grados de hidrólisis, y a pesar de que los sistemas enzimáticos secuenciales empleados presentaron
diferente actividad catalítica sobre el concentrado proteínico de frijol lima, con ambos se obtuvieron
hidrolizados de tipo extensivo, (GH > 10%). Lo cual significa que los péptidos que se pudieron generar
pudieran tener actividad biológica, es decir la capacidad de regular procesos fisiológicos específicos. Por
lo que los hidrolizados extensivos del concentrado proteínico de frijol lima podrían ser una potencial y
viable alternativa para la obtención de péptidos bioactivos. En cuanto a la actividad inhibitoria de la ECAI el análisis estadístico indicó diferencia estadísticamente significativa (p<0.05) entre algunas fracciones
peptídicas incluso dentro del mismo sistema enzimático. Para el sistema AF se obtuvieron porcentajes de
inhibición en un rango de 16.91 a 35.57% siendo el valor más bajo para la fracción de 3-5 kDa y el más
alto para la de 5-10 kDa. Para el hidrolizado y las fracciones derivadas del sistema PP, el porcentaje de
inhibición osciló en un rango de 10.63 a 60.15% siendo el menor valor para el hidrolizado total y el mayor
para la fracción 5-10 kDa, las fracciones que presentaron mayor actividad de inhibición fueron las de 510 kDa y 3-5 kDa del sistema enzimático con PP, dando como resultado un 60.15 y 50.37% de inhibición
respectivamente, a pesar de haber sido éste sistema el que presentó un grado de hidrólisis menor. Se
determinó la actividad inhibitoria de la renina, obteniendo mayor inhibición con la fracción >3 del sistema
AF y la fracción >1 del sistema PP, con valores de 30. 09 y 26.27% respectivamente.
Conclusiones. Los grados de hidrólisis obtenidos con los sistemas AF y PP fueron de 77.3% y 32.3%
respectivamente, siendo más eficiente para el primer sistema mencionado, obteniendo hidrolizados de tipo
extensivo cuyas fracciones peptídicas demostraron tener actividad biológica inhibiendo la ECA-I. La ECA
es inhibida por péptidos que presenten aminoácidos aromáticos o ramificados en las tres últimas
posiciones de su región C-terminal y los péptidos con residuos de aminoácidos hidrofóbicos en la región
N-terminal tienen una fuerte actividad inhibitoria de la ECA-I, por lo que la actividad hidrolítica de los
sistemas enzimáticos pudo haber generado péptidos que presenten en su secuencia terminal, los
aminoácidos antes mencionados.
Agradecimientos. Al CONACYT: Proyecto Ciencia básica 153012 y beca 171387.
Referencias.
1. Ochoa, L., Yong, C., Calderín, R., González, M., Miguélez, R., Vilches, E. & Díaz, H. (2011). Factores de riesgo del
síndrome metabólico en la muerte súbita cardíaca. Revista Cubana De Medicina, 50(4), 426-244.
2. Cho, M., Unklesbay, N., Hsieh, F. & Clarke, A. (2004). Hydrophobicity of bitter peptides from soy protein hydrolysates.
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(19), 5895-5901.
3. Hayakari, M., Kondo, Y. & Izumi, H. (1978). A rapid and simple spectrophotometric assay of angiotensin-converting
enzyme. Analytical Biochemistry, 84(2), 361-369.
4. Li, H. & Aluko, E. (2010). Identification and inhibitory properties of multifunctional peptides from pea protein hydrolysate.
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(21), 11471-11476.
5. Segura, M., Galicia, S., Chel, L., & Betancur, D. (2013). Antihypertensive potential of protein hydrolysates from velvet bean
(mucuna pruriens). In H. Satou, & R. Nakamura (Eds.), Legumes: Types, nutritional composition and health benefits (1a ed.,
pp. 225-40). NewYork: Nova Science Publisher.
6. Megías, C., Yust, M., Pedroche, J., Lquari, H., Girón, J., Alaiz, M. & Vioque, J. (2004). Purification of an ACE inhibitory
peptide after hydrolysis of sunflower (helianthus annuus L.) protein isolates. Journal of Agricultural and Food Chemistry,
52(7), 1928-1932.
15
REMOCIÓN DE METALES PESADOS DE SOLUCIONES ACUOSAS MEDIANTE
ZEOLITA NATURAL TIPO CLINOPTILOLITA MODIFICADA
Cimá Mukul C.Aa, Barrón Zambrano J.a, Ávila Ortega Aa
a
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte Km. 33.5, Tablaje Catastral
13615, Chuburná de Hidalgo Inn. Mérida, Yucatán, C.P. 97203, [email protected]
Introducción. Muchos de los problemas ambientales y de salud provienen de la presencia de metales en
las aguas superficiales [1]. La presencia de estos contaminantes inorgánicos en las aguas es indeseable y
es por eso que esfuerzos recientes se centran en la búsqueda de alternativas ambientalmente amigables. El
uso de zeolitas naturales para remover metales parece tener potencialidad debido a sus ventajas y a su
peculiaridad sobre otros materiales de intercambio iónico [2]. En este trabajo se pretende caracterizar una
zeolita natural (clinoptilolita) que será modificada con NaCl, H2SO4 y recubierta con taninos que serán
extraídos de Havardia albicans (una especie autóctona de muy bajo costo y abundante en la región), para
evaluar su potencialidad como un nuevo material con mejores propiedades de adsorción hacia metales
pesados en agua.
La justificación del presente proyecto está orientada hacia la propuesta de un sistema de tratamiento de
aguas contaminadas con metales pesados, a base de zeolitas naturales modificadas, que presentan mejores
propiedades adsorbentes y de intercambio iónico con respecto a aquellos materiales zeolíticos sin
modificar.
El objetivo principal de este trabajo es desarrollar un nuevo sistema de remoción de contaminantes
inorgánicos (Cr3+, Pb2+ y Ag+) a partir de soluciones acuosas preparadas en el laboratorio, modificando
las propiedades inherentes de una zeolita natural tipo clinoptilolita.
Metodología. Extracción de taninos: Los taninos serán extraídos de las hojas de Havardia albicans
utilizando mezclas de metanol-agua (1:1) con agitación constante y posterior centrifugación para la
separación de fases. La cuantificación se realizará usando espectroscopía UV-vis [3].
Preparación y modificación de zeolitas: La clinoptilolita será tamizada (40 mesh) y lavada con agua
desionizada para luego ser secada en un horno convencional. Una porción de los materiales obtenidos será
modificada con mezclas de NaCl 1.0 mol/L para promover el intercambio iónico; otra porción del material
será mezclada con solución acuosa de H2SO4 (1:20) para propiciar la protonación de la zeolita y eliminar
alcalinidad del material; finalmente otro lote de muestras será tratado con solución de taninos
(concentración ≤ al 10% del CEC) para fijarlos en la superficie de las zeolitas [4].
Caracterización de los materiales: Los materiales obtenidos serán caracterizados con Difracción de Rayos
X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Infrarrojo (IR), Espectroscopía
de Absorción Atómica (AAS), Adsorción de N2 a 76 K (BET) y Análisis Térmicogravimétrico (TGA)
para determinar la estabilidad térmica de los materiales. Los datos experimentales para las isotermas serán
analizados mediante las ecuaciones de Freundlich, Lagmuir y Redlich y Peterson.
Resultados y Discusión. En el cuadro 1 se muestran algunos modelos para la evaluación de las isotermas
de adsorción, con los cuales se obtendrá parte de los resultados del presente trabajo de investigación.
16
Cuadro 1. Ecuaciones empleadas para la obtención de isotermas en los procesos de adsorción.
Isotermas
Freundlich
Langmuir
R-P
Ecuación
qe = KF Ce1/n
qe = qm KL Ce / l + KL Ce
qe = KR Ce / l + aR Ceβ
Referencia
(Freundlich, 1906)
(Langmuir, 1918)
(Redlich and Peterson,
1959)
Conclusiones. Se presenta el cronograma de actividades a desarrollar en el proyecto de investigación, que
describe las acciones a seguir durante un período de tres años, tiempo que se ha fijado para la conclusión
del presente trabajo de investigación.
METAS
2
4
6
8
10
12
14
16
MESES
18 20 22
24 26
28
30 32
34
36
Revisión bibliográfica
Presentación de Seminario de
Investigación
Colecta de muestras de
Havardia albicans
Preparación y extracción
de taninos
Cuantificación de taninos (UVVis, IR.)
Preparación y caracterización
de zeolita natural
Modificación de zeolita (Na+,
H+, taninos)
Caracterización de zeolita
natural modificada
Adsorción de metales
Análisis de resultados
Artículo investigación y/o
participación en congreso
Redacción de tesis y examen
de grado
Agradecimiento. Al Dr. Mohamed Abatal de la Universidad Autónoma del Carmen, Ciudad del Carmen,
Campeche, por sus oportunos comentarios.
Referencias.
5. Beltrán J, Sánchez J (2008) Removing heavy metals from polluted surface water with a tannin-based flocculant
agent. Journal of Hazardous Materials 165 (2009): 1215–1218
6. Alvarado J, Sotelo M, Meza D, Maubert M, y Paz F (2013) Evaluación de la potencialidad de una chabasita
natural mexicana en la remoción de plomo en agua. Rev. Int. Contam. Ambie. 29 (2): 201-210
7. Velásquez A (2004) Extracción de taninos presentes en el banano verde. Rev. LASALLISTA. 1 (2): 17 – 22
8. Díaz M, Olguín M, Solache M, Alarcón M, Aguilar A (2005) Characterization and improvement of ion-exchange
capacities of Mexican Clinoptilolite-rich tuffs. J. Incl. Phenom. Macro. 51, 231-240.
17
FORMULACIÓN DE PELÍCULAS A PARTIR DE POLISACÁRIDOS EXTRAÍDOS DEL
PIXOY (Guazuma ulmifolia) Y FLAMBOYÁN (Delonix regia) CON ACTIVIDAD
ANTIMICROBIANA Y CICATRIZANTE.
Lezama García R., Chel Guerrero L., Betancur Ancona D.
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte, Km. 33.5 Tablaje Catastral
13615, Chuburná de Hidalgo Inn, Mérida, Yucatán, C.P. 97203, [email protected]
Introducción. En la actualidad una importante función de los polímeros de origen natural es la de
formación de recubrimientos y películas. Algunos de estos tienen aplicaciones en la agroindustria, como
empaques biodegradables, recubrimientos para productos alimenticios y en biomedicina. Existe un interés
creciente en fabricar películas elaboradas con biopolímeros adicionadas con plastificantes comerciales.
Esto mejora sustancialmente la calidad de los materiales con respecto a los polímeros sintéticos, ya que
aumenta las propiedades mecánicas y de barrera; controlando migraciones de gases, lípidos y vapor de
agua [1]. Los biopolímeros naturales renovables abren la posibilidad de producir recubrimientos y
películas a partir de materias primas autóctonas de Latinoamérica.
En este trabajo se pretende obtener películas de las gomas de Delonix regia y Guazuma ulmifolia, a las
cuales se le adicionarán hidrolizados o fracciones peptídicas de Phaseolus lunatus bioactivas para evaluar
su actividad antimicrobiana y cicatrizante.
Metodología. El procedimiento que se utilizará para el cumplimiento del objetivo consiste, en un primer
paso, en la obtención de las semillas de Guazuma ulmifolia, Delonix regia y Phaseolus lunatus. Las
materias primas recolectadas de las dos primeras especies se usarán para la producción de goma. Esta se
empleará como compuesto base, tipo polisacárido, para la elaboración de películas. La última especie se
usará para la obtención de concentrado proteico, del cual se obtendrán, los hidrolizados de proteína y las
fracciones peptídicas de interés (mayores de 10 kDa) [2].
Los hidrolizados y las fracciones peptídicas de Phaseolus lunatus serán el punto de partida para la
realización de las pruebas antibacterianas [3]. De estos, los que resulten positivos se utilizarán para
efectuar las pruebas de cicatrización en ratones.
Los hidrolizados y las fracciones peptídicas de Phaseolus lunatus que resulten bifuncionales se destinarán
para la fabricación de películas. Posteriormente, se corroborará la actividad biológica de las películas
elaboradas con las gomas de Guazuma ulmifolia y Delonix regia e hidrolizados o péptidos bioactivos.
Para finalizar, se efectuarán las pruebas fisicoquímicas y morfológicas a las películas a las cuales se les
haya comprobado su bifuncionalidad [4].
Referencias.
1. Villada H., Acosta H. A. y Velasco R. (2007) Biopolímeros Naturales usados en empaques biodegradables. Temas
Agrarios. 12, 2: 5-13.
2. Betancur-Ancona, D., Gallegos Tintoré, S. & Chel-Guerrero, L. (2004) Wet fractionation of Phaseolus lunatus
seeds: partial characterization of starch and protein. Journal of the Science of Food and Agriculture. 84, 10: 11931201.
3. Vaca-Ruiz, M. L., Silva, P. G., Laciar, A. L. (2009) Comparison of microplate, agar drop and well diffusion plate
methods for evaluating hemolytic activity of Listeria monocytogenes. African Journal of Microbiology Research.
3, 6: 319-324.
4. Alves, V., Ferreira, A., Costa, N., Freitas, F., Reis, M., Coelhoso, I. (2009) Characterization of biodegradable
films from the extracellular polysaccharide produced by Pseudomona oleovorans grown on glycerol byproduct.
Carbohydrate Polymers 83: 1582-1590.
18
DISEÑO Y EVALUACIÓN DE UNA BIORREFINERÍA DE APROVECHAMIENTO
INTEGRAL DE JATROPHA CURCAS USANDO CRITERIOS DE SOSTENIBILIDAD
Freddy Segundo Navarro Pinedaa, Julio Cesar Sacramento Riveroa, Robert Handlerb
a
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Campus de Ciencias Exactas e Ingenierías,
Periférico Norte Kilómetro 33.5, Tablaje Catastral 13615, Col. Chuburna de Hidalgo Inn, Mérida, Yucatán, C.P.
97203, MÉXICO. [email protected].
b
Sustainable Future Institute, Michigan Technological University, 840 Dow Building, Houghton, Michigan, C.P.
49931, UNITED STATES OF AMERICA.
Introducción. La biomasa es la materia prima de una biorrefinería y se provee en forma de lignocelulosa,
azucares y/o lípidos, componentes que deben ser separados y apropiadamente transformados por medio
de procesos termoquímicos, bioquímicos, mecánicos y/o químicos [1].
Aunque existen varios marcos para evaluar la sostenibilidad de la industria química, estos no son
suficientes para el caso de una biorrefinería ya que no consideran los objetivos principales de la misma,
es decir, la contribución a la seguridad energética y la mitigación al impacto en el calentamiento global
generado por los energéticos de origen fósil. El presente trabajo pretende generar una estrategia para la
evaluación de sostenibilidad de una biorrefinería teniendo en cuenta el marco de evaluación de
sostenibilidad propuesto por Sacramento-Rivero [2].
Como caso de estudio se presenta el diseño de una biorrefinería de aprovechamiento integral de la cosecha
de Jatropha curcas, no solo por sus características que la hacen una materia prima atractiva para la
producción de biocombustibles, sino también porque se están realizando estudios en torno a las
posibilidades de su aprovechamiento en México.
Metodología. Se asume una distribución de materia seca producida por la jatropha de 25% p/p en tallos,
25% p/p en hojas y 50% p/p en frutos. Los frutos consisten en 65% p/p en semilla y 35% en pericarpio,
las semillas consisten en 57% p/p de endospermo y 43% p/p de tegumento y, el endospermo consiste en
55.85% p/p en aceite y 44.15% p/p en harina. Para la realización de cálculos se asumió una productividad
de semilla de 2000 kg/ha/a y un área de cultivo de 5000 ha. La estructura del triglicérido se determinó
mediante la metodología de Hayakawa [3] junto con la composición de ácidos grasos del aceite de jatropha
de plantaciones locales en Yucatán.
Tabla 1. Definición de los diferentes escenarios para el aprovechamiento de la biomasa de Jatropha.
Biomasa de jatropha
Escenario
Observaciones
Aceite
Pericarpio Tegumento Torta
BPP
TR
NA
NA
Producción de biodiesel
Generación únicamente del calor
BPP-A
TR
CB
CB
CB
requerido
Generación únicamente del calor y
BPP-B
TR
CHP
CHP
CHP
electricidad requeridos.
BPP-C
TR
CHP
CHP
CHP
Combustión de toda la biomasa
residual para generar calor y
BPP-D
TR
CHPCC
CHPCC
CHPCC
electricidad.
IBP-1
TR & CGR
CHP
PY
AD
Caso de biorrefinería 1.
IBP-2
TR & CGR
CHP
PY
PY
Caso de biorrefinería 2.
TR, Transesterificación. NA, o aprovechada. CB, Combustión. CHP, Generación de calor y electricidad. CHPCC, Generación
de calor y electricidad bajo ciclo combinado. PY, Pirólisis. AD, Digestión Anaeróbica.
NA
19
La Tabla 1 muestra la definición de los diferentes escenarios para el aprovechamiento de la biomasa de
jatropha. Los balances de masa y energía se realizaron por medio de hojas de cálculo en Microsoft Excel
2013 vinculadas a simulaciones ejecutadas en Aspen Plus v8.4. Dichos balances fueron empleados para
realizar el económico del sistema así como el análisis de ciclo de vida (ACV) ambiental del mismo
mediante el programa Simapro v8.4 bajo la metodología CML-IA 2000. El ACV considera la etapa de
cultivo de la jatropha, la transformación de la biomasa y el uso de los productos finales.
Resultados y Discusión. La figura 1 indica que
la producción de biodiesel junto con los
esquemas de cogeneración no resulta
económicamente rentable ya que los ingresos
generados no son suficientes para cubrir los
costos de producción. Por otra parte, los casos
de biorrefinería muestran tendencias positivas,
indicando que los ingresos son superiores a los
costos. Sin embargo, en el escenario IBP-1 no
BPP
BPP-A
BPP-B
BPP-C
se alcanza a cubrir la inversión inicial durante
los 20 años después de iniciar la producción, a
Figura 1. Flujo de caja de los diferentes escenarios estudiados.
diferencia del escenario IBP-2, el cual cuenta
con un periodo de retorno a la inversión de 16-17 años. La figura 2 muestra la reducción en los impactos
ambientales potenciales de cada escenario analizado. El escenario BPP-D muestra el mejor desempeño
ambiental, seguido por el escenario BPP-C y los casos de biorrefinería (IBP-1 y IBP-2).
Conclusiones. El análisis económico
indica sólo los escenarios de biorrefinería
presentan
tendencias
económicas
positivas. El ACV ambiental del sistema
indica que la fase agrícola es aquella que
contribuye más a las categorías de
impacto analizadas. Asimismo, indica
que el escenario menos rentable es aquel
que presenta el mejor desempeño
ambiental.
Agradecimientos. Consejo Nacional de
Ciencia y Tecnología CONACYT. Beca
No. 297646.
Referencias.
Reduction rate
Cash flow (USD$)
Year
BPP
BPP-A
BPP-B
BPP-C
BPP-D
IBP-1
IBP-2
Figura 2. Reducción de los impactos ambientales asociado a los
diferentes escenarios estudiados.
1. Cherubini F (2010). The biorefinery concept: Using biomass instead of oil for producing energy and chemicals.
Ener Convers Manage. 51(7):1412-1421.
2. Sacramento-Rivero JC (2012). A methodology for evaluating the sustainability of biorefineries: framework and
indicators. Biofuels, Bioprod. Biorefin. 6(1):32-44.
3. Hayakawa K (1967). A method for calculating the ratio of each possible type of triglyceride in natural fat. JAOCS.
44(2):354-356.
20
ESTUDIO DEL ALMIDÓN MODIFICADO DE BANANO ENANO GIGANTE (Musa cavendish)
Y SUS EFECTOS FISIOLÓGICOS EN RATAS
Olvera Hernández Viridiana, Luis Chel Guerrero, Castellanos Ruelas Arturo Francisco
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán., Periférico Norte Kilómetro 33.5, Tablaje
Catastral 13615, Col. Chuburna de Hidalgo Inn, C.P. 97203. Mérida, Yucatán, México.
[email protected]
Introducción. El AR no se digiere en el intestino delgado, su consumo previene y disminuye el desarrollo
de condiciones fisiopatológicas como: diabetes, respuestas de glucosa e insulina, enfermedad
cardiovascular, dislipidemias, obesidad, síndrome metabólico y cáncer de colon [1-2]. En forma nativa el
AR se encuentra en varios alimentos pero para la industria alimentaria carece de propiedades funcionales
de acuerdo al fabricante moderno [3]. Esta resistencia se genera o incrementa mediante tratamientos
químicos, físicos o enzimáticos [4]. Una modificación físico-química en el almidón es la piroconversión
(dextrinización) [5]. Los almidones pueden modificarse de manera complementaria, una modificación
complementaria es la hidrólisis enzimática [6]. El objetivo general de este trabajo es evaluar el efecto
metabólico en modelos animales del consumo de almidón de banano Enano Gigante (Musa Cavendish)
modificado por piroconversión e hidrólisis enzimática.
Metodología. Experimento 1. Modificación química del almidón nativo de banano enano gigante,
evaluación de sus propiedades fisicoquímicas y de digestión. La obtención de almidón nativo de banano
EG se realizó mediante el método de insolubilización. La modificación química del almidón nativo se
llevó a cabo mediante el proceso de pirodextrinización utilizando un diseño factorial 23 con cuatro réplicas
del tratamiento central. La modificación complementaria mediante hidrólisis enzimática se realizó con el
almidón modificado obtenido en el mejor tratamiento de piroconversión. Para evaluar la digestibilidad de
los almidones se evaluará el almidón disponible y el almidón resistente. Evaluación de las propiedades
funcionales: Determinación de solubilidad y poder de hinchamiento, capacidad de absorción de agua y
determinación de gelatinización. Los resultados obtenidos de los tratamientos de piroconversión y de
hidrólisis enzimática serán procesados mediante análisis de varianza a un nivel de significancia de P<0.05.
La prueba de Duncan se aplicará para determinar las diferencias entre las medias de los tratamientos.
También se realizará el análisis de regresión a través del programa estadístico Statgraphics plus 5.1. Los
experimentos 2 y 3 se realizarán utilizando el almidón pirodextrinizado y la maltodextrina, que de acuerdo
a las diferentes condiciones reporte mayor concentración de AR. Experimento 2. Evaluación del efecto
fisiológico del almidón de banano enano gigante pirodextrinizado e hidrolizado enzimáticamente en
ratas Wistar obesas. Se utilizarán 25 ratas macho variedad Wistar con peso promedio de 250 a 280 g,
alojadas en cajas de manera individual, bajo condiciones medio-ambientales controladas de temperatura
(21±1 °C), humedad relativa (55 %) y 12 h de luz/oscuridad. Se empleará el modelo en ratas Wistar,
suministrando diariamente durante ocho semanas en el agua de bebida de las ratas, sacarosa al 20 %, y
dieta habitual para roedores. Lo que va a permitir que los animales desarrollen obesidad central, resistencia
a la insulina e hipertensión arterial. A partir de la novena semana, las ratas serán sometidas a los diferentes
tratamientos durante cuatro semanas, el grupo AN recibirá como suplementación almidón nativo de
banano EG, el grupo PI recibirá pirodextrina de banano EG, el grupo MER maltodextrina enzimática
resistente de banano EG, los grupos CP y CN recibirán la dosis líquida. Las dietas serán suministradas
diariamente a los animales, por medio de una sonda gástrica, aplicando una dosis de 8 g/kg de peso de
cada dieta en 0.5 mL de agua purificada. Al término de las 8 semanas de inducción del modelo, los
animales serán puestos en ayuno de 12 h para ser anestesiados vía ip. con ketamina (50 mg/kg) + xilasina
(10 mg/kg), se les realizarán tomas de sangre por la vena coccígea para determinar en suero mediante kit,
21
niveles de glucosa, insulina, colesterol total, colesterol HDL, colesterol LDL, triglicéridos. El índice
HOMA será determinado mediante la fórmula descrita por Matthews et al., (1985). Antes de comenzar la
dosificación oral de las dietas experimentales, serán sometidos a medición de presión arterial mediante el
equipo CODA, se les llevará a cabo medición de circunferencia de cintura utilizando una cinta
antropométrica SECA de fibra de vidrio, así como la talla (punta de la nariz a base de la cola) para
determinar índice de masa corporal (IMC) de acuerdo a Larqué et al., (2011). La presión arterial,
circunferencia de cintura y el IMC serán nuevamente evaluados al término de la cuarta semana de dieta
experimental. Posterior al periodo de dietas experimentales (4 semanas), los animales serán puestos en
ayuno (12 h) para ser anestesiados y serán sacrificados mediante punción cardiaca para determinar en
suero las mismas variables evaluadas al término de las 8 semanas de inducción del modelo. Posterior al
sacrificio les serán extraídos los principales tejidos grasos (visceral, epidídimo, retroperitoneo) para
determinar el índice de adiposidad (IA) calculado de acuerdo a Bruder et al., 2011. El hígado será
diseccionado y almacenado para su posterior cuantificación de lípidos totales de acuerdo Folch et al.,
(1957), posteriormente se cuantificará colesterol y triglicéridos hepáticos mediante métodos enzimáticoscolorimétricos. Al término de cada semana, las animales tendrán monitoreo de peso corporal e ingesta de
alimento. Las variables de respuesta serán: peso corporal, ingesta de alimento, glucosa, insulina, índice
HOMA, colesterol total, colesterol HDL, colesterol LDL, triglicéridos, presión arterial, índice de cintura,
índice de masa corporal e índice de adiposidad. Los resultados se expresarán como la media aritmética ±
desviación estándar de la media. Se realizará un análisis de varianza de una vía con p<0.05; para comparar
los tratamientos se aplicará la prueba de Tukey. Experimento 3. Evaluación del almidón
pirodextrinizado e hidrolizado enzimáticamente en ratas Sprague Dawley con cáncer de colon
inducido por 1,2-dimetilhidrazina. Se utilizarán 25 ratas macho variedad Sprague Dawley con peso
promedio de 80 a 90 g y cuatro semanas de edad, bajo condiciones medio-ambientales controladas de
temperatura (21±1 °C), humedad relativa (55 %) y 12 h de luz/oscuridad. Se empleará el modelo descrito
por Prado et al (2014) en ratas Sprague Dawley, utilizando el carcinógeno 1,2-dimetilhidrazina (1,2DMH). Este experimento consistirá en proporcionar a las ratas agua y alimento convencional a libre
demanda durante una semana de adaptación. Posteriormente los animales serán colocados en cinco grupos
de cinco animales por caja. Los grupos AN, PI, MER y CN, recibirán 4 inyecciones s.c. de DMH (40
mg/kg) dos veces a la semana durante las semanas 3 y 4. El grupo CP recibirá de manera similar inyección
de EDTA pH 6. Los tratamientos dietéticos serán proporcionados dos semanas antes de la iniciación de la
DMH y dos semanas durante esta. Dichos tratamientos serán suministrados diariamente por vía oral,
utilizando una sonda gástrica, los grupos AN, PI y MER, recibirán una suspensión en agua (0.5 mL) con
cada uno de los tratamientos correspondientes en una dosis de 8 g/kg. Al término, los animales serán
puestos en ayuno de 12 h para ser sacrificados en cámara de CO2 y extraer el intestino grueso, el cual será
medido y pesado. Se cortará longitudinalmente por el borde antimesentérico y se recolectará su contenido
fecal en crioviales para extraer las heces y medir de manera inmediata el pH. Posteriormente será lavado
con solución fisiológica y congelado con nitrógeno líquido a -70 °C hasta realizar la identificación de las
lesiones y los tumores en base a la zona del colon para clasificarlas de forma macroscópica. Las heces
serán almacenadas a -70 ºC para analizar posteriormente actividad enzimática de B-Glucoronidasa y
ácidos grasos de cadena corta. Los resultados se expresarán como la media aritmética ± desviación
estándar de la media. Se realizará un análisis ANOVA con P<0.05; para comparar los tratamientos se
aplicará la prueba de Tukey. Se utilizará estadística descriptiva para identificar las lesiones y los tumores
en el colon, el estudio histopatológico y el grado de inflamación.
Resultados preliminares. De acuerdo a la modificación del método de insolubilización se obtuvo un
rendimiento de almidón nativo de M. Cavendish con respecto al contenido de pulpa del 6.6 %. Todas las
pirodextrinas estudiadas mostraron una apariencia visual de un polvo muy similar a la coloración del
22
almidón nativo de M. cavendish. El mejor tratamiento de piroconversión fue el tratamiento 3, con la mayor
resistencia y mejor luminosidad. En donde los niveles más bajos de temperatura, tiempo y concentración
de ácido, fueron los factores responsables de esto. Propiedades funcionales: La temperatura inicial, pico
y final de gelatinización del almidón de M. cavendisih fueron las correspondientes a 66.9, 73.95 y 81.4 °C
respectivamente. La entalpía de gelatinización registrada fue de 12.16 J/g. La solubilidad, el poder de
hinchamiento y la absorción de agua del almidón nativo de M. cavendish, se relacionó directamente con
el incremento de la temperatura a la cual fue sometido. Los patrones de poder de hinchamiento y capacidad
de absorción de agua, muestran que el almidón de banano enano gigante no se hincha a temperaturas
menores de 70 °C. Su poder de hinchamiento a 90 °C fue de 19 g de agua/g de almidón. La solubilidad
del almidón de M. cavendish, se mantiene baja en los rangos de temperatura de 25 a 60 °C. A partir de los
70 °C, su solubilidad comenzó a incrementar (12.78 %). Mostrando la máxima solubilidad (29.20 %) a
los 90 °C. El mejor tratamiento de maltodextrina fue el tratamiento 3, con las menores condiciones
aplicadas. Actualmente se lleva a cabo el experimento 2, para evaluar el efecto fisiológico del banano EG
pirodextrnizado e hirolizado enzimáticamente en un modelo de obesidad en rata.
Referencias.
1. Brown, I.L. (2004). Applications and uses of resistant starch. Journal of AOAC International, 87, No 3, p. 727732.
2. Sharma, A., Yadav, B. S. y Ritika. (2008). Resistant Starch: Physiological Roles and Food Applications. Food
Reviews International. 24:2,193-234.
3. Segura, M.A. y Betancur, D. (2013). Almidones modificados: implicaciones funcionales y nutrimentales.
Yucatán, México: Editorial Académica Española.
4. He, J., Liu, J. y Zhang, G. (2008). Slowly Digestible Waxi Maize Starch Prepareud by Octenly Succinic
Anhydride Esterification and Hat-moisture Treatmente: Glycemic Response and Mechanism.
Biomacromolecules, 9:175-184.
5. Neimo, L. (1999). Papermaking Chemistry. Tappi Press. Finland.
6. Wurzburg, O.B. (1995). “Modified Starches”. In: Food Polysacharides and Their Applications. pp. 67-97,
Edit by Alistair M. Stephen, Marcel Dekker Inc. U.S.A.
6. Segura, M.A. y Betancur, D. (2013). Almidones modificados: implicaciones funcionales y nutrimentales.
Yucatán, México: Editorial Académica Española.
23
ESTUDIO QUÍMICO DE Halichondria magniconulosa (PORIFERA: DEMOSPONGIAE) DEL
LITORAL DEL ESTADO DE YUCATÁN
Salazar-Mendoza, J., Mena-Rejón, G. J., Mirón-López, G.
Facultad de Química, Universidad Autónoma de Yucatán. Calle 43 No. 613 x Calle 90 Col.
Inalámbrica. Mérida, Yucatán, C.P.97069, [email protected]
Introducción. Las esponjas marinas o poríferos (phylum Porifera), representan una fuente potencial de
agentes terapéuticos debido a la presencia de una gran variedad de compuestos novedosos. En México,
se han reportado la presencia de 517 especies de esponjas marinas, sin embargo los trabajos de productos
naturales en poríferos son escasos, los cuales han sido dirigidos a especies como Aplysina gerardogreeni,
Mycale cecilia (Desmospongiae: Verongiida) y Desmapsamma anchorata (Desmospongiae:
Poescilosclerida) [1]. En comparación, el estudio de la diversidad química de Halichondria
magniconulosa (Desmospongiae: Halichondrida) no se ha desarrollado, teniendo únicamente reportado el
perfil de ácidos grasos en un trabajo realizado por Rodriguez et al. [2]. de especímenes colectados del
caribe colombiano. Así mismo, recientemente, se ha reportado la presencia de Halichondria
magniconulosa (León-Deniz, 2015, com. pers.), en las costas del litoral de Yucatán; además de un
screening de los extractos de H. magniconulosa realizado por Caamal et al. 2015 (datos por publicar,
comp. pers.), quienes observaron actividad citotóxica significativa contra líneas celulares cancerígenas de
mama, además de no presentar citotoxicidad frente a líneas celulares normales.
Debido a lo anterior, el presente proyecto representa una oportunidad para contribuir al estudio de la
diversidad química de la esponja marina Halichondria magniconulosa, con la posibilidad de encontrar
metabolitos estructuralmente novedosos.
Metodología. Para el presente estudio, se procederá a trabajar con 5 Kg de la esponja de mar Halichondria
magniconulosa. El material de estudio será colectado en la localidad de Telchac, Yucatán, por medio de
buceo libre. Los organismos colectados serán limpiados de cualquier material extraño y preservados en
refrigeración a -10°C hasta su uso. La identificación de la esponja será realizada por la Dra. Patricia Gómez
del Instituto de Ciencias del Mar y Limonología de la Universidad Autónoma de México, observando el
caracteres morfológicos, así como el tipo y distribución de espículas existentes en la esponja, siguiendo la
guía de clasificación de Hooper & van Soest [3]. Un ejemplar será fijado y preservado en EtOH al 70%,
para ser depositado en la colección de invertebrados de la Facultad de Ciencias Biólogicas y Agropecuarias
de la Universidad Autónoma de Yucatán.
El material colectado será cortado en pequeñas piezas, y liofilizado. Posteriormente, se someterá a
maceración con cloroformo, seguido de acetato de etilo e iso-butanol, cada extracto obtenido será
concentrado a presión reducida hasta sequedad [4]. El fraccionamiento se realizará en columnas
empacadas con gel de sílice o en fase reversa (C18), así mismo los análisis por cromatografía en capa
delgada (CCD) se realizarán en cromatofolios de aluminio impregnados con gel de sílice G60 F254, de 0.25
mm de espesor con indicador de fluorescencia, de la marca Merck.
La purificación de los compuestos, será realizada por medio de Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia
en fase normal o reversa utilizando columnas analíticas o semipreparativas. La identificación y
determinación de las estructuras de los compuestos aislados se efectuará mediante espectrometría de
masas de alta resolución, usando ionización por EI, IC, FAB o ESI, y resonancia magnética nuclear de 1H
y 13C con experimentos en una y dos dimensiones, homo y heteronucleares.
24
Cronograma de actividades
ACTIVIDAD
2016-2
2016-3
2017-4
2017-5
2018-6
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
2015-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1) Búsqueda y lectura de bibliografía, 2) Elaboración del protocólo de tesis, 3) Colecta de organismos, 4) Procesamiento de
muestras (Limpieza, picado, liofilización), 5) Obtención y concentración de extractos, 6) Fraccionamiento y purificación de
los metabolitos, 7) Elucidación de compuestos aislados, 8) Elaboración del documento de tesis, 9) Exámen tutoral, 10)
Estancias académicas, 11) Entrega de documento final de tesis, 12) Correcciones a la tesis, 13) Obtención del grado.
Agradecimiento. El presente trabajo está financiado por el proyecto “Evaluación de organismos marinos
del Estado de Yucatán, como fuente de compuestos con aplicación de química farmaceútica”. Así mismo,
se agradece a CONACyT por la beca otorgada núm. 291025.
Referencias.
1. Carballo, J. L., Gómez, P., Cruz-Barraza, J. A. (2014) Biodiversidad de Porifera en México. Rev Mex Biodivers.
Supl. 85, 143-153.
2. Rodríguez. W., Osorno, O., Ramos, F. A., Duque, C., Zea, S. (2010) New fatty acids from Colombian
Caribbean Sea sponges. Biochem System Ecol. 38, 774-783.
3. Hooper, J.N.A., Van Soest, R.W.M. (2002) Systema Porifera. A Guide to the Classification of Sponges. Kluwer
Academic, Plenum Publishers, New York, 1708 pp.
4. Riguera, R. (1997) Isolating bioactive compounds from marine organisms. J Mar Biotechnol. 5, 187-193.
25
CARACTERIZACIÓN FISICO-MECÁNICA DE PELÍCULAS FORMULADAS A PARTIR DE
MUCILAGO Y CONCENTRADO PROTEÍNICO DE CHIA (Salvia hispanica L.) Y SU
APLICACION PARA EVITAR LA OXIDACIÓN DE UN ACEITE VIRGEN
Salazar-Vega I., Segura-Campos M.
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte Km. 33.5, Tablaje Catastral
13615, Colonia Chuburná de Hidalgo Inn. Mérida, Yucatán, C.P. 97203, [email protected]
Introducción. En los últimos años se ha manifestado una gran inclinación por la investigación y
utilización de recursos naturales autóctonos con potencial uso comercial e industrial, que no causen daño
al medio ambiente, que sean fáciles de cultivar, de explotar y que tengan valor nutrimental. Tal es el caso
de la semilla llamada chía (Salvia hispánica), que actualmente es cultivada en muchos estados de la
República Mexicana. A esta semilla se le ha atribuido muchas propiedades nutrimentales, sobre todo por
su buen contenido de ácidos grasos poliinsaturados y proteínas, así también por la capacidad de formar
una sustancia mucilaginosa en presencia de agua [1]. El potencial uso de esta semilla es muy amplio y por
ello el interés de este trabajo es aprovechar integralmente este recurso natural para el desarrollo de nuevos
materiales (películas biodegradables) que pudieran ser utilizados para mejorar la calidad de los alimentos.
Por otra parte, uno de los factores más comunes en la pérdida de calidad y disminución del valor comercial
de los alimentos envasados, es el oxígeno [2]. Éste es responsable de muchos procesos de degradación en
los alimentos tal como la oxidación, la cual se podría reducir efectivamente empleando películas que
limiten la permeabilidad al oxígeno, por ejemplo aquellas hechas a partir de proteínas y carbohidratos. Por
lo anterior, el objetivo de este trabajo estará encaminado a la evaluación de propiedades físico-mecánicas
de películas biodegradables elaboradas a base de mucilago (MC) y concentrado proteínico de chía (Salvia
hispanica) (CPC) para evitar la oxidación de un aceite virgen.
Metodología. Para la extracción del MC se suspendió la semilla entera en agua, se liofilizó, se separó por
medio de una malla 25, se filtró y se volvió a secar. Luego se les extrajo el aceite con hexano y se tamizó
en una malla Tyler 100 (140 μm) para obtener una fracción rica en proteína (FRPC) [3]. Después se obtuvo
un concentrado (CPC) al precipitar la proteína por medio de su punto isoeléctrico. La composición química
proximal del MC, FRPC y CPC se determinó de acuerdo a los métodos oficiales de la AOAC. Se
prepararon películas biodegradables con suspensiones al 1.6% (p/v) de MC y CPC en 7 proporciones (1:0,
1:1, 1:2, 1:4, 4:1, 2:1, 0:1). El pH se ajustó a 12 y se agregó glicerol como plastificante en relación 2:1
(Mezcla MC y CPC: Glicerol) [3]. En la evaluación de biodegradabilidad se colocarán rectángulos de las
películas en contacto con composta, se incubarán 48 dias a 20 ºC, bajo distintas condiciones de luz y riego.
En la caracterización fisicoquímica de las películas se utilizará SEM, FTIR, DSC, análisis
termogravimétrico y difracción de rayos X. Se evaluarán mecánicamente, al obtener los valores de tensión
máxima, porcentaje de elongación a la ruptura y módulo de elasticidad. Se empleará un colorímetro para
la obtención de las lecturas L* a* b* y se calculará la diferencia de color y el índice de blancura. Se
analizarán las propiedades de barrera contra el vapor de H2O y el transporte de O2 y CO2. Las películas
serán evaluadas durante 50 días en su desempeño como interfases antioxidantes sobre un aceite virgen.
Para este ensayo se pesarán 5 g de aceite y se repartirán en 3 grupos en función de la característica de
almacenamiento. Un grupo denominado control (sin película), otro cubierto con películas de MC y CPC
(muestra) y otro formuladas con ácido ascórbico (control positivo). Posteriormente, se les extraerán los
compuestos fenólicos al aceite y se cuantificarán. También se les evaluará su capacidad antioxidante por
la generación del radical DPPH y ABTS.
Los resultados obtenidos de todas las pruebas serán analizados con medias y desviación estándar. Se les
realizará un análisis de varianza (ANOVA) de una sola vía y una comparación de medias utilizando el
método Duncan con un nivel de confianza del 95%.
26
Resultados y Discusión. El MC obtenido reportó un alto contenido de ELN (80.88%) comparado con el
65.70 y 71.22% obtenido por otros autores [3,4], su rendimiento de extracción fue de 6.61%. Se puede
observar que el componente mayoritario fue el Extracto Libre de Nitrógeno (ELN), el cual es un indicador
de la pureza del mucílago. En la FRPC se pudo observar que el contenido de proteína (52.34%) fue mayor
al reportado por Vazquez [5], cuyo valor fue de 44.62%. Esto se debió principalmente a que en el presente
estudio se retiró el mucílago de la semilla antes de concentrar la proteína. De acuerdo a la curva de
solubilidad de nitrógeno, se alcanzó la máxima solubilidad de la proteína a pH 12 y su mínima solubilidad
a pH 4 (punto isoeléctrico). Este comportamiento fue similar al patrón típico en forma de V reportado para
leguminosas. El CPC preparado a partir de la FRPC, mostró un rendimiento de extracción de 40.47%.
Este resultado fue mayor al obtenido por Ali [6], (33.9%) para la extracción de proteína soluble a pH 11
en una harina desgrasada de linaza. El contenido de proteína en CPC fue superior al de FRPC y similar al
obtenido para un concentrado de linaza (80.19%). En general, las películas formadas con MC y CPC
mostraron cierta transparencia y color café claro. La mayoría se lograron formar y desprender fácilmente
del molde, a excepción de aquella formulada únicamente con CPC. Sus espesores (0.07-0.08 mm) fueron
estadísticamente iguales (p<0.05).
Cuadro 1. Composición proximal (% b.s.) del MC, FRP y CPC.
Componente
MC filtrado
FRPC
CPC
(%)
Humedad
(8.77±0.48)
(7.22±0.00)
(3.41±0.08)
Cenizas
E.L.N.
Fibra cruda
5.42±0.32
80.88±0.11
8.02±0.30
8.26±0.01
19.36±0.01
19.05±0.23
2.33±0.01
12.38±0.02
1.23±0.15
Grasa
0.98±0.38
0.99±0.00
0.45±0.02
Proteína
4.70±0.09
52.34±0.31
83.59±0.58
Conclusiones. El rendimiento de obtención del MC fue de 6.61%, siendo el ELN su mayor componente
(80.88%). El contenido de proteína encontrado en el CPC fue de 83.59%, con un rendimiento de extracción
del 40.47%. Se obtuvieron películas en 7 proporciones diferentes de MC y CPC, de las cuales únicamente
aquella en relación 0:1 MC:CPC, no se pudo formar.
Agradecimiento. Esta tesis forma parte del proyecto 189741 “Aspectos tecnológico-funcionales de
subproductos de chía (Salvia hispanica, L) aplicables al desarrollo de alimentos”. Número de becario
176013.
Referencias.
1. Ayerza R. (2010). Effects of Seed Color and Growing Locations on Fatty Acid Content of Two Chia (Salvia
hispanica L.) Genotypes. J Am Oil Chem Soc. vol (87): 1161–1165.
2. Brown, W. (1992). Food preservation. In: Plastics in Food Packaging: Properties, Design and Fabrication.
Hughes H. (Ed.). Marcel Dekker, Inc., New York. Pp: 66–102.
3. Muñoz L., Cobos A., Díaz O., Aguilera J. (2012). Chia seeds: Microestructure, mucilage extraction and
hydration. J Eng. vol 108 (1): 216-224.
4. Acosta Z. (2012). Caracterización funcional de la goma obtenida de semillas de chía (Salvia hispanica L.) para
su utilización en la elaboración de cápsulas y películas. Tesis. Posgrado institucional en Ciencias Químicas y
bioquímicas. Universidad Autónoma de Yucatán.
5. Vázquez A., Rosado G., Chel L., Betancur D., (2015). Dry processing of chía (Salvia hispanica L.) flour:
chemical characterization of fiber and protein. CyTA-J of Food. vol 8(2): 117-127.
6. Ali A., (2010). Characterization and properties of flaxseed protein fractions. Tesis. Department of food science
and agricultural chemistry McGill University, Montreal.
27
APROVECHAMIENTO INTEGRAL DE Jatropha curcas Y Salvia hispanica MEDIANTE
DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR Y EXTRACCIÓN SUPERCRÍTICA
Soto Armenta L. C., Rocha Uribe J. A., Sacramento Rivero J. C.
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte Kilómetro 33.5, Chuburna
de Hidalgo Inn, 97203 Mérida, Yucatán, 97203., [email protected], [email protected]
Introducción. Las plantas poseen una gran cantidad de compuestos tales como lípidos, fitoquímicos,
fragancias, pigmentos, etc., que son ampliamente utilizados tanto en el sector farmacéutico, agroquímico,
alimenticio y en la industria cosmética. Existen diferentes métodos para extraer esta mezcla de
compuestos, entre ellos, se pueden encontrar: extracción con soxhlet, destilación por arrastre de vapor y
maceración, estos métodos tradicionales requieren una alta cantidad de tiempo empleada y grandes
cantidades de solvente [1]. Se han desarrollado investigaciones en donde comparan los diferentes procesos
de extracción. Ahora bien, la necesidad de transformar el arte de construir equipos en una ciencia, y la de
lograr trasladar con mayor eficacia resultados obtenidos en el laboratorio a una escala industrial, fueron
los principales motivos para llegar a establecer modelos matemáticos [2]. Se pretende en este estudio
establecer modelos predictivos de las operaciones unitarias de destilación por arrastre de vapor y
extracción con CO2 supercrítico, aplicados a plantas de interés regional, ya que, debido a las exigencias
del mercado en obtener extractos más puros, con un mejor rendimiento y con un gasto menor de energía,
se requiere la optimización de dichos procesos, eso se puede lograr mediante el uso de modelos
matemáticos. Las plantas a considerar en este estudio son la Jatropha curcas y Salvia hispánica.
El objetivo general es evaluar modelos matemáticos para predecir el comportamiento de los procesos de
destilación por arrastre de vapor y CO2 supercrítico, aplicados a diferentes tamaños de equipo, para
adecuar un modelo general que prevea el rendimiento, siendo aprovechados para el uso de Jatropha curcas
y Salvia hispanica.
Metodología. Se estudiarán dos casos: Hojas y semillas de J. curcas, y hojas de S. hispánica. Se emplearán
tres equipos de destilación por arrastre de vapor, dos ubicados en el Instituto Tecnológico de Mérida (ITM)
y un equipo de vidrio localizado en la Facultad de Ingeniería Química de la UADY (FIQ-UADY), con
una capacidad de 0.344, 43 y 440 L respectivamente. Para el caso la extracción con fluidos supercríticos
se empleará un sistema de extracción por fluido supercrítico SFT-150. Technologies Inc., Newark de la
FIQ-UADY. Los aceites obtenidos se analizarán por CG-EM. Por último, se realizará una detoxificación
de ésteres de forbol usando la técnica convencional y aplicando extracción supercrítica para comparar la
cuantificación de ésteres de forbol [3]. Los modelos matemáticos que se establecieron para la destilación
por arrastre de vapor, se basan en un modelo que se centra únicamente en el transporte de aceite de la
superficie de las hojas en la fase vapor [4]. El otro método el cual se encuentra basado el presente estudio
hace referencia a un modelo, en donde el aceite esencial estuviera siendo adsorbido en la microestructura
de la planta y durante el proceso fuera desorbido [5]. Con respecto a la extracción con CO2 supercrítico el
modelo aplicado se basa en las siguientes consideraciones: (1) El solvente fluye axialmente a través de
una cama de materia prima en un extractor cilíndrico, (2) el solvente está libre de soluto al entrar en el
extractor, (3) el soluto es parcialmente expuesto al solvente debido a una previa reducción de tamaño [6].
Además se determinarán los costos de la producción de los aceites obtenidos.
Resultados y Discusión. En la Tabla 1 se pueden observar los rendimientos obtenidos en la extracción
por destilación con arrastre de vapor para J. curcas, en donde se evaluaron por triplicado. Los valores
reportados corresponden a la media.
28
Tabla 1. Las pruebas de destilación por arrastre de vapor aplicadas a J. curcas se establecieron de la
siguiente manera, obteniéndose los siguientes rendimientos.
Caudal de vapor (cm3/min)
0.73
1.78
4.33
Porosidad (%)
0.93
0.1848a
0.1018b
0.1143c
0.79
0.0810d
0.0909e
0.3435f
Valores con la misma letra dentro de cada columna son iguales de acuerdo a la prueba de Tukey con P
0.05
En la Tabla 2 se pueden observar los rendimientos obtenidos en la extracción mediante destilación
por arrastre de vapor de S. hispanica, en donde se evaluaron por duplicado. Los valores reportados
corresponden a la media.
Tabla 2. Las pruebas de destilación por arrastre de vapor aplicadas a S. hispanica se establecieron
de la siguiente manera, obteniéndose los siguientes rendimientos.
Caudal de vapor (cm3/min)
0.73
1.78
4.33
Porosidad (%)
0.90
0.0709a
0.1140c
0.1455d
0.79
0.1833e
0.1261c
0.0867b
Valores con la misma letra dentro de cada columna son iguales de acuerdo a la prueba de Tukey con P
0.05
Conclusiones. Con respecto a la J. curcas a mayor flujo y menor porosidad se obtiene mayor rendimiento,
mientras que para la S. hispanica a menor flujo y porosidad se obtiene el mayor rendimiento.
Agradecimiento. Agradezco al CONACYT (número de becario 219164) por permitir desarrollar ésta
investigación y a mis directores de tesis por su apoyo.
Referencias.
9. Velasco, Villada, Carrera (2007). Aplicaciones de los Fluidos Supercríticos en la Agroindustria. Información
Tecnológica. 18 (1): 54-56.
10. Caicedo, Rodríguez, Durán (2000). Las Matemáticas y la Ingeniería Química, una relación sinérgica. Revista
Ingeniería e Investigación. 45: 47-48.
11. Makkar, Becker, Sporer, Wink (1997). Studies on nutritive potential and toxic constituents of different
provenances of Jatropha curcas. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 45: 3152-3157.
12. Amenaghawon, Okhueleigbe, Ogbeide, Okieimen (2014). Modelling the Kinetics of Steam Distillation of
Essential Oils from Lemon Grass (Cymbopogon Spp.). International Journal of Applied Science and
Engineering, 12(2): 107-115.
13. Vargas, Lucas, Barroso, Dutra, Becker, Mondin, Cassel (2012). Mathematical Modeling of Essential Oil
Extraction by Steam Distillation for Native Plants from Southern Brazil. Journal of Essential Oil Bearing Plants.
15 (5): 839-846.
14. Sovova (1994). Rate of the vegetable oil extraction with supercritical CO2 - I. Modeling of extraction curves.
Chemical Engineering Science, 49 (3): 409-414.
29
ENCAPSULACIÓN DE UN COMPUESTO ANTICÁNCER EN PARTÍCULAS
MESOPOROSAS DE SILICIO RECUBIERTAS CON UN POLI(-AMINO ÉSTER) SENSIBLE
A pH
Talavera-Pech, W., Ávila-Ortega, A., Esparza-Ruiz, A.
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte. Km 33.5, Tablaje Catastral
13615, Col. Chuburná de Hidalgo Inn, Yucatán, México. 97203.
E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
Introducción: El tratamiento del cáncer se ha mejorado con el desarrollo de sistemas de liberación
controlada que atacan directamente las células cancerosas. Una estrategia efectiva para lograr dichos
sistemas es la funcionalización de nanopartículas mesoporosas de silicio (NMS), obtenidas por el proceso
sol-gel,[1] con moléculas que ayuden a su posterior modificación con el fin de hacerlas sensibles a
estímulos presentes en los tejidos malos, como el pH o enzimas. Un grupo de moléculas se ha utilizado
para la encapsulación de fármacos y genes, son los poli(β-amino éster) (PbAE) debido a sus grandes
ventajas: A pH fisiológico (7.4) se encuentra sólido y estable, mientras que a pH más bajos, como el que
presentan los tejidos tumorales, pH = 6.5, [2] se disuelven liberando el fármaco que se encuentra
encapsulado en su interior [3]. En este proyecto de investigación se propone el diseño, síntesis y estudio
de un sistema de liberación controlada del fármaco doxorrubicina que se utiliza contra el cáncer. En esta
segunda etapa del proyecto se presentan el recubrimiento de las NMS amino-funcionalizadas, con un
PbAE, mediante una síntesis en la que las NMS participan en la reacción de polimerización por medio de
la interacción de los grupos amino con los finales acrilados de un macrómero tipo PbAE.
Objetivo: Recubrir las NMS amino-funcionalizadas, con un poli(β-amino éster) y estudiar sus
características fisicoquímicas y estructurales.
Metodología: La síntesis del sistema PbAE-NMS se llevó a cabo en una síntesis de dos etapas. Primero
se obtuvo un macrómero de tipo PbAE, mediante la reacción de los monómeros 1-4 butanodiol diacrilato
y 4-4´trimetilendipiperidina en una relación molar 1.2:1, con la finalidad de obtener finales acrilados; para
ello los monómeros fueron mezclados y calentados a una temperatura de 90 °C durante 24 h. En la segunda
de etapa de la síntesis se buscó recubrir las NMS con el PbAE, para lo cual se siguió una metodología
previa; [4] se disolvieron 800 mg del macrómero de PbAE en THF, posteriormente se agregaron 400 mg
de NMS amino-funcionalizadas con diferentes cantidades de APTES, esta mezcla se mantuvo en agitación
a temperatura ambiente durante 24 h, posteriormente los materiales fueron filtrados y secados. La
caracterización se llevó a cabo mediante FTIR XPOS y XRD de ángulo bajo.
Resultados: El cambio en los picos presentes en los materiales modificados con PbAE confirman la
presencia del polímero en las NMS. Las principales diferencias en los espectros de los materiales PbAEMSN, con las NMS amino-funcionalizadas se da en la aparición de los picos a 2850 cm-1 y a 2950 cm-1
característicos de grupos metileno, y de los picos a 1730 cm-1 y 1630 cm-1 característicos de los grupos
carbonilo y acrilato respectivamente, todos los presentes en el espectro del polímero (figura 1b). Mediante
XPS se pudieron medir los porcentajes atómicos de los elementos presentes en la superficie de las NMS.
El cambio en los porcentajes atómicos de C1s, pueden indicar la presencia de mayor cantidad de polímero
recubriendo las NMS (tabla 1).
30
a)
b)
Figura 1 Espectros FTIR de a) todos los materiales obtenidos y b) del macrómero tipo PbAE.
Tabla 1. Porcentajes atómicos de los elementos presentes en la superficie de los materiales PbAE-NMS.
Elemento
5
10
15
5
10
15
O1s
43.92
51.93
49.45
39.5
44.36
42.32
Si2p
28.86
34.96
31.99
23.37
28.1
26.81
C1s
25.38
10.15
16
33.11
25.97
26.9
N1s
1.84
2.96
2.56
2.77
1.57
2.66
Conclusiones: La aparición de los picos característicos de las vibraciones de enlace C-H, y de los enlaces
C=O, indican la presencia de polímero en las NMS, mientras que el aumento en los porcentajes atómicos
de C1s obtenidos por XPS, pueden indicar que la presencia del polímero se da en la superficie de las NMS,
lo que corrobora que se lograron recubrir con PbAE.
Agradecimientos: Al CONACYT por la beca otorgada con el número de becario 271218. A PROMEP
por financiamiento del proyecto. Al LANBIO y a la Dra. Patricia Quintana Owen del CINVESTAV unidad
Mérida por su apoyo en la caracterización de los materiales.
Bibliografía:
1. Coradin, T.; Boissière, M.; Livage, J. Sol-gel chemistry in medicinal science. Curr. Med. Chem. 2006, 13,
99-108.
2. Na, K. pH-sensitive polymeric micelles for the effective delivery of anti-cancer drug. Korean J.
Gastroenterol. 2007, 49, 314-319.
3. Langer, R. S.; Lynn, D. M.; Putnam, D.; Amiji, M. M.; Anderson, D. G. Biodegradable poly (beta-amino
esters) and uses thereof 2012.
4. DenizáYilmaz, M.; FraseráStoddart, J. Esterase-and pH-responsive poly (β-amino ester)-capped mesoporous silica
nanoparticles for drug delivery. Nanoscale 2015, 7, 7178-7183.
31
MAESTRÍA
32
DESARROLLO Y EVALUACIÓN DE UN RECUBRIMIENTO POLIMÉRICO PARA SU
APLICACIÓN POTENCIAL EN LA EXTRACCIÓN DE ANTIBIÓTICOS POLARES POR
SORCIÓN EN BARRA DE AGITACIÓN SBSE
Ávila Martínez M. A., Muñoz Rodríguez D., Carrera Figueiras C.
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán., Periférico Norte Kilómetro 33.5, Tablaje
Catastral 13615, Col. Chuburna de Hidalgo Inn, C.P. 97203. Mérida, Yucatán, México., [email protected]
Introducción. La extracción por sorción en barra de agitación magnética (SBSE) permite realizar
simultáneamente la extracción y preconcentración de analitos desde una fase líquida (o vapor), la barra
está recubierta con un sorbente afín a los analitos. La desorción posterior para el análisis cromatográfico
puede realizarse con calor o un disolvente. La técnica minimiza el consumo de solventes orgánicos tóxicos
y se asocia con una mejora de la sensibilidad por su mayor volumen de fase extractora con respecto a las
microextracciones sólido y líquido-líquido. Las bajas recuperaciones de analitos polares asociadas al
recubrimiento comercial polidimetilsiloxano (PDMS) y los pocos sorbentes alternativos son limitantes
para la aplicación de SBSE [1]. En este contexto, la síntesis sol-gel permite generar recubrimientos
híbridos orgánico-inorgánicos con grupos funcionales R´ en condiciones de química suave partiendo de
precursores tipo alcóxido de silicio (R´-SiOR) y/o metálicos (MOR). La síntesis implica pasar
irreversiblemente de una solución monofásica de precursores (sol) hacia un sistema bifásico (gel)
mediante reacciones de hidrólisis y condensación, después de un tiempo de envejecimiento adecuado el
gel se enlaza a la barra y con tratamiento térmico se obtiene el recubrimiento. Los materiales sol-gel que
se derivan de PDMS usualmente heredan resistencia mecánica y estabilidad térmica, además pueden
enlazarse fácilmente a superficies con grupos silanol activos (Si-OH) como el vidrio [2,3]. Las
tetraciclinas son antibióticos de alto consumo veterinario con actividad contra protozoarios y organismos
Gram(+) y Gram(-), su presencia en el ambiente causa preocupación porque podrían promover resistencia
microbiana, producir alteraciones endocrinas en la fauna acuática e inhibir el crecimiento de organismos
terrestres y acuáticos. Las tetraciclinas son polares y usualmente se hayan diluidas en agua a niveles traza,
por ello, se necesita preconcentrarlas para poder determinarlas [4].
Objetivo. El presente trabajo propone sintetizar un recubrimiento para SBSE basado en PDMS, 3cianopropiltrietoxisilano (CNPrTEOS) y trietoxifenilsilano (TEFS) por vía sol-gel. Se evaluará mediante
cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) su capacidad para extraer antibióticos polares del
tipo tetraciclina en medio acuoso aplicando SBSE, se examinarán las condiciones de extracción y
desorción que tienden a mejorar las recuperaciones de los analitos.
Metodología. Las barras de agitación se fabricarán a partir de tubos capilares de 12 mm de longitud y 1
mm de diámetro, un núcleo de acero se encapsulará en cada una con una flama. La superficie de las barras
será activada con disoluciones de NaOH 1M (3hrs) y HCl 0.1M (3hrs), posteriormente se secarán a 125°C
(2hrs). La síntesis del recubrimiento se realizará a temperatura ambiente dentro de un tubo de polietileno
(5 ml) utilizando diclorometano (300 µL) como disolvente y ácido trifluoroacético 95% v/v (TFA) como
catalizador. Diferentes dosis de TFA serán evaluadas: 10 µL, 50 µL y 200 µL. La relación molar de
precursores PDMS:(CNPrTEOS+TEFS) se fijará en 1:3, pero la relación CNPrTEOS:TEFS se variará
entre 0.5-2.0. La mezcla se homogeneizará con un vortex y luego se dejará reaccionar durante 1 o 2 horas.
Posteriormente, se dejará envejecer la solución 10 hrs a temperatura ambiente hasta obtener el gel.
Después este gel envejecido se introducirá en moldes de policloruro de vinilo (PVC) (5mm de diámetro x
2.5 cm de longitud) y luego la barra, unas horas más tarde el gel solidificará y cubrirá la misma. El molde
será retirado y las barras recubiertas se secarán en una estufa de vacío a 40°C durante 24 hrs, 60°C durante
24 hrs, 100°C durante 24 hrs y 200°C durante 4 hrs, luego se dejarán enfriar a 25°C. La estabilidad química
33
de los recubrimientos se evaluará mediante cambios en su masa cuando se expongan a diversos solventes
(metanol, acetona, acetato de etilo, isopropilo y acetonitrilo) bajo condiciones de agitación y ultrasonido.
La estabilidad ante pH tras 24 y 48 horas se evaluará en condiciones ácidas (pH 1, 3 y 6) con disoluciones
de HCl o HNO3, y en condiciones básicas (pH 9 y 12) con disoluciones de NaOH. La hidrofobicidad de
la superficie del material se examinará mediante el ángulo de contacto por la técnica de gota sésil
utilizando placas recubiertas con el mismo. Se aplicará espectroscopía de infrarrojo con reflectancia total
atenuada (FTIR-ATR) para caracterizar la superficie del material utilizando un espectrómetro Tensor 27
Bruker. Un análisis termogravimétrico (TGA) se realizará utilizando atmósfera de inerte (N2) con un
analizador térmico Netzsch modelo STA 449 F3 Júpiter. La eficiencia del recubrimiento para extraer
clortetraciclina, oxitetraciclina, doxitetraciclina y tetraciclina presentes a 1 ppm en una muestra acuosa
por SBSE se evaluará utilizando un equipo HPLC Agilent Technologies 1100, una columna ZORBAX
RX-C8 con dimensiones 4.2 mm × 150 mm × 5 μm, un flujo de fase móvil de 0.3 mL/min y el modo de
elución con gradiente utilizando una fase móvil compuesta por: fase A (disolución acuosa de ácido fórmico
0.1 %v/v) y la fase B (metanol). Factores de extracción como la velocidad de agitación, el tiempo de
extracción, fuerza iónica y pH se examinarán; en la desorción el tiempo de ultrasonido y el tipo de
disolvente de desorción serán analizados.
CRONOGRAMA
MES
ACTIVIDADES
Revisión bibliográfica.
SEMESTRE 2
(2016)
SEMESTRE 3
(2016)
SEMESTRE 4
(2016)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
X X X X X X X X X X X X X X X
Preparación de las barras de agitación.
X X X X X X X X X X X X
Síntesis de la fase polimérica y recubrimiento de las
X X X X X X X X X X X X X X
barras de agitación.
Determinación de la masa y/o espesor de los
recubrimientos.
Evaluación de la estabilidad química del
recubrimiento.
Evaluación de las propiedades térmicas de los
recubrimientos.
Caracterización de la estructura química de los
recubrimientos por FTIR.
Optimización de la extracción por SBSE con el nuevo
recubrimiento polimérico.
Redacción de tesis.
X X X X X X X X X X
X X X
X X X
X X X X
X X X X X X X X X X X
X X X X X X X X X X X X X X X X
Agradecimiento. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONACYT por el apoyo con el número de
Beca 583321.
Referencias.
15. Prieto, A.; Basauria, O.; Rodilb, R.; Usobiagaa, A.; Fernández, L. A.; Etxebarriaa, N.; Zuloaga, O. (2009). Stirbar sorptive extraction: A view on method optimisation, novel applications, limitations and potential solutions.
J. Chromatogr. A, 1217(16), 2642-2666.
16. He, M.; Chen B.; Hu B. (2014) Recent developments in stir bar sorptive extraction. Anal. Bioanal. Chem. 406,
2001–2026.
34
17. Lucena, R. (2012) Extraction and stirring integrated techniques: examples and recent advances. Anal Bioanal
Chem, 403, 2213–2223
18. Daghrir, R.; Drogui P. (2013) Tetracycline antibiotics in the environment: a review, Environ. Chem. Lett., 11,
209–227.
35
ACTIVIDAD INHIBITORIA DE LA ENZIMA CONVERTIDORA DE LA ANGIOTENSINA-I Y
ANTIOXIDANTE DE FRACCIONES PEPTÍDICAS DEL PEZ LEÓN
(Pterois volitans L.)
Chuc Koyoc, J.A., Gallegos Tintoré, S., Chel Guerrero L.
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Campus de Ingenierías y Ciencias
Exactas, Periférico Nte., Km 33.5, Tablaje Catastral 1313615, Colonia Chuburná de Hidalgo, Mérida,
Yuc., Méx, C.P.97203, [email protected]
Introducción. La hipertensión arterial es uno de los principales factores de riesgo en el padecimiento de
enfermedades cardiovasculares y una de principales causas de muerte a nivel mundial. A esta enfermedad
se le relaciona también con la formación y la actividad de especies reactivas del oxígeno. Se ha conducido
hacia la búsqueda de compuestos naturales antihipertensivos y antioxidantes, debido a que los fármacos
sintéticos, se encuentran asociados a efectos secundarios [1]. Las fuentes marinas son ricas en compuestos
bioactivos, entre éstos están los péptidos [2].El pez león (Pterois volitans L.) que se ha extendido hasta el
Caribe y Golfo de México, teniendo consecuencias a nivel ecológico, económico y social. Actualmente se
están implementando estrategias para mitigar la invasión y se ha exhortado el consumo de su carne [3]. El
objetivo de este trabajo fue evaluar la inhibición de la Enzima Convertidora de la Angiotensina I (ECA-I)
y la actividad antioxidante de las fracciones peptídicas obtenidas mediante la hidrólisis enzimática de las
proteínas del músculo del pez león (Pterois volitans L.).
Metodología. A la muestra liofilizada se realizó su análisis proximal y perfil electroforético por SDSPAGE y EC. Se sometió a hidrólisis in vitro a 35°C, primeramente con pepsina (pH 2.5, 60 min), se
tomaron nuestras de hidrolizados a los 0, 30 y 60 min, posteriormente con pancreatina (pH 7.5, 120 min),
tomando muestras de hidrolizados a los 90, 120, 150 y 180 min, a los cuales se les cuantificó el contenido
de proteína, el grado de hidrólisis (GH) a través de una reacción coloreado entre los grupos aminos y
OPA[4]. Se determinó la actividad inhibitoria de la Enzima Convertidora de la Angiotensina I (IECA) de
los hidrolizados proteicos, y se medió la decoloración del radical ABTS•+,[4] se seleccionaron aquellos que
presentaron mayor bioactividad y se les realizó el perfil de peso molecular de los polipéptidos presentes
SDS-PAGE y un perfil de aminoácidos por HPLC. De los hidrolizados HPL30 (Hidrolizado proteico a los
30 min), HPL120 (Hidrolizado proteico a los 120 min) y HPL60 (Hidrolizado proteico a los 60 min) se
obtuvieron fracciones peptídicas mediante Cromatografía para Separación Rápida de Proteínas (FPLC) [56]
, a las dos primeras se les determinó in vitro la actividad antioxidante, se determinará la IECA a la última
donde se seleccionará la fracción con mayor potencial, se le realizará su perfil de aminoácidos y en su
caso se determinará el IC50[5].
Resultados y Discusión. El hidrolizado HPL60 presentó un el mayor porcentaje de IECA con 68.80 ±
0.28% con GH de 16.85±0.48 % e IECA, este resultado fue mayor a lo obtenido en el pepino de mar
empleando las mismas condiciones de hidrólisis, semejante a los hidrolizados de tilapia obtenidos
mediante el empleo de la mezcla de enzimas como la tripsina, quimiotripsina y elastasa con IECA de 62%
y 71%, respectivamente. Los hidrolizados que presentaron una mejor actividad antioxidante fueron el
HPL30 min y HPL120 min con (TEAC) mM/mg de proteína de 60.33±1.00 y 53.51±0.66 con GH de
18.38±0.24% y 66.15±0.96%, respectivamente, siendo menores a lo obtenido en la hidrólisis del músculo
de ornate threadfin con pepsina de skipjack tuna durante 1 hora se obtuvieron hidrolizados con GH de
10%, 20% y 30% con TEAC 150±0.82, 159 ±1.01 y 151 ±0.74, respectivamente. Se obtuvieron fracciones
peptídicas antioxidantes (Figura 1) con pesos moleculares de 40 kDa a 9 Da (HPL30), siendo menores en
36
el HPL120 con 20kDa a 3Da (HPL120), pudiendo deberse a que durante la hidrólisis se generó una mayor
ruptura de enlaces peptídicos reflejados en su GH al ser mayor el tiempo y al empleo secuencial pepsinapancreatina. Las masas moleculares de los péptidos determinados a partir de la curva de calibración
obtenida con los patrones moleculares de pesos moleculares conocidos las fracciones presentaron 51kDa
a 35Da, con un contenido de aminoácidos entre 300 a 2 aminoácidos así como aminoácidos libres; por su
peso molecular estas fracciones podrían presentar una mayor actividad antioxidante e IECA, pudiendo ser
una fuente importante de péptidos IECA. [6]
Figura 1. Perfil del fraccionamiento de los hidrolizados proteicos antioxidantes (A: HPL30 y B:HPL120) e IECA (C: HPL60)
de P. volitans, L.
Conclusiones. Por su alto contenido en proteína y aminoácidos esenciales el filete Pterois volitans, L.
(Pez león) puede ser considerado como un alimento de alto valor nutritivo. De acuerdo al análisis
electroforético los polipéptidos presentes en el filete liofilizado de P. volitans, podrían corresponder a
proteínas miofibriales (actina, miosina) y sarcoplásmicas. El GH obtenido en la cinética enzimática
incrementó al agregar la proteasa pancreatina, siendo mayor a los 120 minutos. El empleo de las enzimas
gastrointestinales (pepsina-pancreatina) permitió la obtención de hidrolizados proteicos de P. volitans con
propiedad IECA y antioxidante, el fraccionamiento por FPLC permitió la obtención de fracciones
peptídicas los cuales pueden presentar una mayor bioactividad debido al peso molecular que presentaron
haciendo a esta especie una fuente rica para la obtención de péptidos bioactivos.
Agradecimiento. PROMEP/103.5/13/6979 por financiamiento del proyecto; CONACYT por la beca de
posgrado (Becario 334438).
Referencias.
1. Morris, J.A., Jr. (2012). Invasive Lionfish: A Guide to Control and Management. Gulf and Caribbean Fisheries
Institute Special Publication, 1, 113.
2. Nielsen, P.M, Petersen, D. y Dambmann, C. (2001). Improved method for determining food protein degree of
hydrolysis. Food Chemistry and Toxicology, 66 (5), 642-646
3. Kim y Se-Kwon, (2013). Marine Proteins and Peptides: Biological Activities and Applications. New York, NY,
USA, 817.
4. Pukalskas, A, Van Beek, T., Venskutonis R. Linssen, J, Van Veldhuizen, A. and Groot, A. (2002). Identification
of Radical Scavengers in Sweet Grass (Hierochloe odorata). Journal Agricultural Food Chemistry, 50, 29142919.
5. Hayakari M, Kondo Y. y Izumi H, (1978). A rapid and simple spectrophotometric assay of angiotensinconverting enzyme. Analytical Biochemistry, 84, 361–369.
6. Gallegos Tintoré, S.M. Actividad antioxidante y quelante de los productos de hidrólisis de proteína de Jatropa
curcas L. Tesis de Doctorado, Instituto Politécnico Nacional, Yautepec, Morelos, México, Junio, 2012.
37
EVALUACIÓN TECNO-ECONÓMICA Y ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE UN PROCESO
DE BIORREFINACIÓN PARA EL APROVECHAMIENTO INTEGRAL DE MICROALGAS
Cuevas Castillo G.A, Sacramento Rivero J.C
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Periférico Norte Kilómetro 33.5, Chuburna
de Hidalgo Inn. Mérida, Yucatán, 97203. [email protected]
Introducción. El uso de microalgas como fuentes alternas de energía ha sido estudiado de manera
exponencial en los últimos años, en especial del uso del aceite para producción de biodiesel. Sin embargo,
la producción comercial de biocombustibles a partir de microalgas en la actualidad no es viable debido a
que presenta deficiencias en los procesos individuales, altos requerimientos energéticos y elevados costos
de producción [1]. La biorrefineria es un concepto en donde se puede aprovechar todos los componentes
de la materia prima para generar valor y reducir los costos de operación y el impacto ambiental en la
obtención de biocombustibles [2]. Es por esto que el objetivo de esta investigación es integrar el análisis
tecno-económico y ambiental sobre las opciones de biorrefineria y contrastar los resultados frente a un
escenario base de producción de biodiesel para identificar, mejorar y obtener datos más realistas de los
beneficios de este concepto y proponer soluciones innovadoras hacia una mayor sostenibilidad y
operabilidad.
Metodología. Para definir las opciones de biorrefineria y el escenario base es necesario realizar una
revisión exhaustiva del estado del arte de las tecnologías utilizadas recientemente para la producción de
biocombustibles y productos de alto valor agregado, así como del tratamiento de los residuos generados.
Para ello se consideraran las investigaciones del 2005 en adelante que proporcionen datos suficientes para
los análisis. Una vez seleccionadas las tecnologías apropiadas, se definirán las rutas de proceso que
cumplan con la definición de biorrefinería integrada, es decir, en donde se obtengan biocombustibles,
bioenergía y productos de alto valor agregado, utilizando criterios económicos y ambientales. Los
balances de materia y energía se calcularán utilizando el software Aspen Plus 8.4, utilizando como base
datos operativos de artículos científicos y reportes de las bases de datos de la Universidad. Para el análisis
de ciclo de vida se utilizará el software SimaPro7 y las categorías CML 2001. En el análisis tecno
económico se aplicará el método de Timmerhaus [3] de estimación de costos y el software Excel 2013.
Resultados y Discusión. La producción de biodiesel inicia con el cultivo de la microalga, posteriormente
la cosecha de biomasa, la extracción del aceite y su transesterificación para producción de biodiesel. El
diagrama de bloques del proceso se muestra en la Fig. 1a. Una de las opciones de biorrefineria mas
estudiadas en la literatura es el caso de la conversión termoquímica de la biomasa residual por medio de
pirolisis. En este escenario además de la obtención de biodiesel como producto primario y glicerol, se
obtendrán bio-aceite, biocarbon y gas de pirolisis. El diagrama de bloques del proceso se muestra en la
Fig. 1b.
38
a)
b)
Fig. 1. Diagramas de bloques del proceso de conversión de microalgas. a) Caso base: obtención de biodiesel, b) Caso II:
biorrefinación de biomasa residual por medio de pirolisis.
Cronograma. Se espera que para el final del segundo semestre ya se cuente con los tres diagramas de
procesos con sus respectivas especificaciones, de acuerdo a la selección de tecnologías. El análisis
económico iniciará a finales del mismo semestre con las simulaciones de los procesos en el software al
mismo tiempo se realizará con base en los datos obtenidos el inventario del análisis de ciclo de vida y al
final de tercer semestre la evaluación de los impactos. Finalmente en el cuarto semestre se analizaran los
resultados entre los escenarios y se redactará el documento de tesis.
Agradecimiento. A las autoridades universitarias, al director de tesis y al CONACYT, numero de becario:
584671.
Referencias.
19. Holm-Nielsen, J. B., Ehimen, E. A. (2014). 4 - Biorefinery plant design, engineering and process optimisation.
In K. Waldron (Ed.), Advances in biorefineries (pp. 89-111)
20. Patiño Díaz, R., Valdés Delgado, A. (2011). La producción de biocombustibles y sus impactos: Estudio de
casos. (1st ed.). CUBA: CYTED.
3. Peters, M., Timmerhaus, K., West, R. (2013). Plant Design and Economics for Chemical Engineers. McGraw
Hill (5 ed), E.U.
39
PURIFICACIÓN DE PÉPTIDOS DE M. pruriens CON POTENCIAL INHIBIDOR DE LA
ENZIMA CONVERTIDORA DE ANGIOTENSINA
Mariel Sinaí Garrido Balam, Maira Rubí Segura Campos
Facultad de Ingeniería Química, Campus de Ciencias Exactas e Ingenierías, Universidad Autónoma de
Yucatán. Periférico Nte. Km. 33.5, Tablaje Catastral 13615, Col. Chuburná de Hidalgo Inn, 97203.
Mérida, Yucatán, México. Tels. +52 (999) 9460956, 946-09-81 and 946-09-89; Fax. +52 (999) 946-0994. E-mail: [email protected]
Introducción
La angiotensina II (AII) es uno de los principales factores vasoactivos implicados en el desarrollo de la
hipertensión arterial (HTA), las complicaciones de diversas patologías cardiovasculares, la insuficiencia
renal y la nefropatía diabética. En los humanos existe un sistema hormonal denominado RAS (de sus
siglas en inglés, Renin-Angiotensin System) que controla la presión sanguínea mediante la acción de una
enzima denominada ECA (Enzima Convertidora de Angiotensina), la cual convierte la angitensina I (AI)
en AII, un poderoso vasoconstrictor que ocasiona que la presión sanguínea aumente[1]. La ECA es una
exopeptidasa que libera dipéptidos desde el extremo c-terminal de varios sustratos peptídicos. La
correlación estructura-actividad de diferentes péptidos inhibidores de esta enzima indica que la unión de
estos a la ECA está fuertemente influenciado por el extremo C-terminal de la secuencia del sustrato. Un
factor importante al discutir sobre los péptidos inhibidores de la ECA aislados de proteínas de alimentos
es la discrepancia entre la actividad inhibidora de los péptidos in vitro y su efecto antihipertensivo in vivo
[2]. Actualmente investigadores han decidido buscar péptidos con actividad inhibidora de la ECA, de
derivados de proteínas de alimentos para su empleo como agentes antihipertensivos en alimentos
funcionales y nutraceúticos [3].
El objetivo del presente trabajo es aislar, purificar y determinar la naturaleza química de los péptidos
inhibidores de la ECA presentes en los hidrolizados proteínicos de frijol terciopelo (M. pruriens).
Metodología
Se utilizará granos de frijol terciopelo (M. pruriens) como materia prima. Se obtendrá la harina y el
concentrado proteínico empleando el método reportado por Betancur y col. (2004) con modiﬁcaciones. Se
realizará posteriormente la hidrólisis enzimática empleando el método reportado por Herrera y col., (2014)
utilizando un sistema enzimático Pepsina-Pancreatina. El grado de hidrólisis se determinará empleando la
técnica de ortoftalaldialdehído (OPA) propuesta por Nielsen y col. (2001). Las fracciones solubles de los
hidrolizados enzimáticos se obtendrán con el sistema secuencial pepsina-pancreatina, serán sometidas a
un fraccionamiento por ultrafiltración de acuerdo a la metodología propuesta por Cho y col. (2004). Se
determinará la actividad inhibitoria de la ECA a los derivados proteínicos de M. pruriens de acuerdo al
método de Hayakari y col. (1978). La actividad inhibitoria de la ECA se medirá espectrofotométricamente
de acuerdo con el método de Cheung y Cushman (1971) con algunas modificaciones. Se realizará una
extracción en fase sólida mediante un cartucho C18-U PhenomenexStrata®, por cromatografía de líquidos
de alta resolución (CLAR). Se determinará el peso molecular por CLAR empleando gel permeable. Se
determinará el perfil de aminoácidos y de los compuestos bioactivos por métodos cromatograficos y
espectométricos.
40
CRONOGRAMA
2015-2016
Revisión de bibliografía.
Obtención de harina, concentrados
proteínicos e hidrolisis enzimática.
Determinar grado de hidrólisis,
identificación y caracterización de los
péptidos con actividad IECA por
ultrafiltración.
Evaluación biológica de bioactividades
in vitro de acuerdo al método de
Hayakari y col. (1978) y al método de
Cushman y Cheung (1971).
Purificación de péptidos por métodos
cromatográficos.
Identificar la relación
estructura/actividad IECA del péptido
Análisis de resultados
Redacción de tesis
2016-2017
1er.
Semestre
2do.
Semestre
A S
O N D
E
F
X X
X X X
X
X X X X X X
X
X
X X
M A M J
J
3er.
Semestr
e
4to.
Semestre
A S
D E
O N
F
M A M J
J
X X X X
X X X X
X X X X
X
X X X X
X
X
X X X X
X X
X X X
X X X X
X X X X
X X X X
X X X X X X
X X X X
X X X X
X X X X
X X
X X
X
Agradecimiento
Agradecimiento. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca otorgada (CVU
703766).
Referencias
1. Arora P. K., Chauhan A., ACE inhibitors: a comprehensive review, International Journal of Pharmaceutical
Sciences and Research, (2013) 4, 532-533.
2. Vercruysse, L., Van Camp, J., Smagghe, G. (2005). Ace inhibitory peptides derived from enzymatic hydrolysates
of animal muscle protein: A review. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 8106-8115.
3. López-Fandino, R., Otte, J., van Camp, J. (2006). Physiological, chemical and technological aspects of milkprotein-derived peptides with antihypertensive and ACE-inhibitory activity. International Dairy Journal, 16, 12771293.
4.- Herrera, F., Betancur, D., Segura, M. (2014). Compuestos bioactivos de la dieta con potencial en la prevención
de patologías relacionadas con sobrepeso y obesidad: péptidos biológicamente activos. Nutrición Hospitalaria. 29.
10- 20.
5.- Betancur-Ancona, D.; Gallegos-Tintoré S.; Chel-Guerrero, L. (2004). Wet fractionation of Phaseolus lunatus
seeds: partial characterization of starch and protein. Journal of Science of Food and Agriculture. 84:1193-1201
6. Cheung, H. S., Wang, F. L., Ondetti, M A., Sabo, E. H. y Cushman, D. W. (1980). Binding of peptides substrates
and inhibitors of angiotensin-converting enzyme. J. Biol. Chem., 25,401-407.
41
TRANSFERENCIA INTERFACIAL DE DIÓXIDO DE CARBONO DURANTE EL CULTIVO
FOTOHETEROTRÓFICO DE LA MICROALGA CHLAMYDOMONAS REINHARDTII EN UN
FOTOBIORREACTOR DE COLUMNA DE BURBUJEO
Luna Brito M.J., Baz Rodríguez S.A., Sacramento Rivero J.C.
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Campus de Ciencias Exactas e
Ingenierías, Periférico Norte Kilómetro 33.5, Tablaje Catastral 13615, Col. Chuburná de Hidalgo Inn,
Mérida, Yucatán C.P. 97203, [email protected]
Introducción. El cultivo de microorganismos, células o tejidos es de vital importancia para la generación
de una gran cantidad de productos con aplicaciones potenciales en diversas áreas: alimentaria, química,
médica, energética, entre otras. Uno de los bioprocesos que actualmente ha tomado gran relevancia es la
obtención de biodiesel a través de microalgas. La transferencia de CO2 es un paso crucial en este tipo de
procesos. El coeficiente volumétrico de transferencia de masa (kLa) es un parámetro importante que afecta
el diseño y operación de biorreactores en los cuales es necesaria la transferencia de un soluto desde una
fase gaseosa hacia una líquida [1]. Dicho parámetro depende de la composición y propiedades del medio
de cultivo, así como la hidrodinámica del sistema. En la actualidad se dispone de considerable información
sobre el efecto de las propiedades del medio y la hidrodinámica en la transferencia interfacial de un soluto
gaseoso. Sin embargo, aún es necesaria mayor investigación sobre el efecto de la composición de los
medios de cultivo en la transferencia de masa, con y sin la presencia de microorganismos. Lo anterior ha
motivado la realización del presente trabajo de investigación con el que se pretende evaluar el efecto de
las sales que componen el medio de cultivo sintético Sueoka y la presencia de la microalga
Chlamydomonas reinhardtii sobre la hidrodinámica y transferencia de masa de CO2.
Metodología. El desarrollo metodológico se presenta en el cuadro 1. El primer paso consiste en la
preparación del cultivo semilla a una intensidad luminosa de 320 μmol fotones m-2s- y una temperatura de
25±2 ºC en un matraz de 3 L. Posteriormente se estimará el número de células presentes en el semillero
en base al conteo celular [2] y se realizará el inóculo en un biorreactor de 9.5 cm de diámetro interno y 95
cm de altura. Posteriormente, se procederá al monitoreó de la concentración de nitrógeno amoniacal,
polisacáridos y proteínas totales [3-5]. Al mismo tiempo, las variables hidrodinámicas: diámetro de Sauter
(d32), fracción volumétrica de gas (Ɛg), velocidad de ascenso de las burbujas (vg) y el área interfacial (a)
serán monitoreadas mediante la adquisición y análisis digital de imágenes. Con los resultados de estas
variables y la concentración de CO2 se estimará el kLa y el kL [6]. El kLa se calculará mediante ajuste de
parámetros con la Ecuación 1 y 2. Por último se analizarán los resultados empleando un modelo factorial
y se discutirá el efecto de las variables de interés (concentración de nutrientes, polisacáridos, proteínas,
peso seco celular, velocidades de aireación y fuerza iónica) sobre las variables hidrodinámicas, el k La y el
kL.
𝛿𝐶𝐶𝑂2 𝐺
𝛿𝑡
+ 𝑉𝐺𝑍
𝛿𝐶𝐶𝑂2 𝐺
𝛿𝑍
= 𝐷𝐶𝑂2 𝐺
𝛿 2 𝐶𝐶𝑂2 𝐺
𝛿𝑍
−
𝑘𝐿𝑎
𝜀𝑔
∗
(𝐶𝐶𝑂
− 𝐶𝐶𝑂2 𝐿 )
2𝐿
(1)
(2)
42
𝛿𝑐̅𝐶𝑂2 𝐿 1 𝐿
𝑆𝐶𝑂2
𝑆𝑁
∗
̅ [𝜇𝑚𝑎𝑥 (
= ∫ 𝑘𝐿𝑎 (𝐶𝐶𝑂
− 𝐶𝐶𝑂2𝐿 ) + 𝑌̅𝐶𝑂2 𝐿 𝐶𝑋𝐿
)(
)] 𝑑𝑍
2𝐿
𝛿𝑡
𝐿 0
𝐾𝑆𝐶𝑂2 + 𝑆𝐶𝑂2 𝐾𝑠𝑁 + 𝑆𝑁
Resultados y Discusión. Los resultados esperados al finalizar el proyecto permitirán cuantificar el efecto
las sales y las microalgas sobre el kLa del CO2 y determinar cuál de los factores es más significativo.
Cronograma. El trabajo pretende realizar en año y medio. El cronograma de actividades se presenta a
continuación:
Cuadro 1. Cronograma de actividades.
Actividad\Semestre
Enero-Julio
Agosto-Diciembre
Enero-Julio
2016
2016
2017
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1. Revisión bibliográfica.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
2. Montaje del equipo experimental.
X
3. Preparación del cultivo semilla.
X
4. Inóculo del biorreactor.
X
X
X
X
X
X
X
5. Medición del kLa y estimación de condiciones
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
7. Análisis estadístico.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
8. Escritura de Tesis.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Actividad\Bimestre
hidrodinámicas electrolito-microalga.
6. Medición de conteo celular, amonio, carbohidratos y
proteínas totales.
Agradecimiento. A mis directores de tesis por el apoyo y conocimientos brindados, y al Consejo Nacional
de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la Beca con número 584676 otorgada.
Referencias.
[1]. Al Taweel, A. M., Idhbeaa, A. O., & Ghanem, A. (2013). Effect of electrolytes on interphase mass transfer in
microbubble-sparged airlift reactors. Chem. Eng. Sci., 100, 474–485.
[2]. LeGresley, M., & McDermott, G. (2010). Counting chamber methods for quantitative phytoplankton analysis
haemocytometer, palmer maloney cell and sedgewick-rafter cell. In B. Karlson, C. Cusack, & E. Bresnan
(Eds.), Microscopic and molecular methods for quantitative phytoplankyon analysis . (pp. 25–30). Paris:
UNESCO.
[3]. Lewin, R. a. (1956). Extracellular Polysaccharides of Green Algae. Canadian Journal of Microbiology, 2(7),
665–672. http://doi.org/10.1139/m56-079
[4]. Solorzano, L. (2013). Determination of Ammonia in Natural Waters by the Phenolhypochlorite Method. (Vol.
14). American Society of Limnology and Oceanography. Retrieved from http://www.jstor.org/stable/2834079
.
[5]. Waterborg, J. H., & Matthews, H. R. (1984). The lowry method for protein quantitation. Methods in Molecular
Biology (Clifton, N.J.), 1, 1–3. http://doi.org/10.1385/1-59259-169-8:7
[6]. Botello, J. E., Baz, S. A., Gonzáles, R., Estrada, A., Padilla, J. A., Gonzáles, G., & Navarrete, J. L. (2011).
Effect of Electrolytes in Aqueous Solution on Bubble Size in Gas-Liquid Bubble Columns. Ind. Eng. Chem.
43
Res., 50, 12203–12207.
OBTENCIÓN DE ANÁLOGOS DE DAMNACANTAL A PARTIR DE ESPECIES DE DEL
GÉNERO MORINDA
Moguel Pardío F., Miron Lopez G.
Facultad de Química, Universidad
[email protected]
Autónoma
de
Yucatán,
Dirección.
Ciudad,
Estado,
C.P.,
Introducción:
El género Morinda es uno de los más importantes de la familia Rubiaceae, estudios fitoquímicos reportan
que la corteza de raíz e interior de la corteza del tallo son la segunda parte más estudiada del género y esta
misma es rica en metabolitos secundarios, siendo entre las más abundantes, las antraquinonas. [1,2]. Las
Antraquinonas han demostrado poseer propiedades antioxidantes así como diversas bioactividaes como
hipotensor, antimicrobiano, antiplasmódica, antitumoral y citotóxica, dichas actividades pueden ser
estudiadas a través de la obtención sintética de análogos de las mismas. [3] Se propone realizar estudios
acerca del aislamiento de derivados de 9,10-antraquinonas de la especie Morinda panamensis con el fin
de modificarlas, sintetizando un intermediario de reacción que facilitaría la introducción de heterociclos
pequeños a la molécula de la antrquinona.
Objetivo: Obtener derivados acetilénicos a partir de 9,10-antraquinonas aisladas de Morinda panamensis.
Metodología. La recolección de raíces de la especie se llevara a cabo en la Facultad de Química (UADY).
Se secara, molera y someterá a extracción en un equipo soxhlet de forma sucesiva con los disolventes
hexano y diclorometano, obteniendo los extractos correspondientes. Los extractos serán purificados por
cromatografía en columna (CC). Por otra parte, para la modificación del análogo de damnacantal se
realizara una ruta sintetica de cuatro pasos, todos sobre la cadena de la posición dos del sistema
antraquinonico. 1) la reducción del aldehído a un alcohol primario con ayuda de NaBH4, por consiguiente
se llevara a cabo la bromación con PBr3, el tercer paso será la introducción de un trimetilacetileno con
ayuda de CuI, Bu4NI, MeCN, K2CO3 y TMSA por último se llevara a cabo la eliminación de TMS con
ayuda de una base. Al finalizar cada paso de la ruta sintética se purificada los productos de reacción por
CC. El análisis por RMN-1H de los productos obtenidos se realizará en un espectrómetro Bruker Avance
Ultrashield 400 con sonda dual de 5 mm empleando como disolvente CDCl3, proporcionando los
desplazamientos químicos en partes por millón y referenciados con el disolvente deuterado.[4-7]
44
Cronograma de trabajo
Actividades
Enero – Junio 2016
1 2 3 4 5 6
Agosto – Diciembre 2016
7
8
9
10 11
12
Enero – Junio 2017
13 14 15 16 17
18
Revisión bibliográfica
Recolecta
y
acondicionamiento
del
material vegetal
Obtención del extracto
diclorometanico
Aislamiento y purificación
de antraquinonas
Modificación
de
antraquinonas
Análisis estructural
Interpretación
de
resultados
Redacción de la tesis
Agradecimiento. Al CONACYT por el otorgamiento de una beca, con número de CVU/becario
703565/291025.
Referencias.
1. Deng, Y.; Chin, Y.; Chai, H.; Keller, W. J.; Kinghorn, A. D. (2007) Anthraquinones with quinone reductaseinducing activity and benzophenones from Morinda Citrifolia ( Noni ) Roots. J. Nat. Prod., 70, (43): 2049–
2052.
2. Mian-ying, W.; West, B. J.; Jensen, C. J.; Nowicki, D.; Chen, S. U.; Palu, A. K.; Anderson, G. Morinda Citrifolia
( Noni ) (2002) A Literature review and recent advances in Noni research. Acta Pharmacol Sin., 23, (12): 1127–
1141.
3. Sciences, B.; Sciences, B.; Darul, U.; Terengganu, K. (2010) Cytotoxic effect of damnacanthal,
nordamnacanthal, zerumbone and betulinic acid isolated from Malaysian plant sources. Int. Food Res. J., 17,
711–719.
4. Liang J., Cha H., Son J. Chang H. (2012) A facile synthesis of emodin derivades, emodin carbaldehyde,
citreorosein, and their 10.deoxygented derivatives and their inhibitory avtivities on µ-calpain. Arch. Pharm. Res.
35, (3): 447-454
5. Feng L., Liu M., Wang S., Zhao J. Li S. (2012) Synthesis and in vitro antibacterial activity of gemifloxacin
derivatives contoining a substituted benzyloxime moiety. Eur. J. Med. Chem., 55, 125-136.
6. Davies K., Abel A., Wulff J., (2009) Operationally simple copper-promoted coupling of terminal alkynes with
benzil halides. J. Org. Chem. 74, 3997-4000
7. Xu Y., Hu R., Cai M. (2008) A facile synthesis of terminal arylacetylenes via sonogashira coupling reactions
catalized by MCM-41 suported mercapto palladium(0) complex. Chin. Chem. Lett, 19, 783-787.
45
DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE UN MÉTODO ANALÍTICO POR CROMATOGRAFÍA
DE LÍQUIDOS DE ALTA EFICIENCIA PARA LA CUANTIFICACIÓN DE
CITROFLAVONOIDES EN PLASMA DE ROEDOR
Oney Montalvo J.E., Ortiz Andrade R.R., Cantillo Ciau Z.O.
Facultad de Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Calle 43 No. 613 x Calle 90 Col. Inalámbrica. Mérida,
Yucatán, C.P. 97069, [email protected]
Introducción.
Los flavonoides son un grupo de compuestos polifenólicos ampliamente distribuidos en el reino vegetal,
estos han sido objeto de diversos estudios biológicos, debido a las evidencias de su gran potencial
farmacológico, principalmente mostrando efectos hipoglucemiantes, antihiperglucémicos y beneficios a
nivel cardiovascular[1]. A pesar de que la actividad farmacológica de los flavonoides ya ha sido
ampliamente comprobada, aun no se ha logrado esclarecer la farmacocinética de estos metabolitos
secundarios, por lo que los procesos metabólicos que proceden a su absorción aún son objeto de estudio y
debate[2].
En los últimos años ha sido de gran importancia el desarrollo de métodos analíticos validados que permitan
la determinación de los citroflavonoides en fluidos biológicos, esto con la finalidad de estudiar la
biodisponibilidad y los procesos farmacocinéticos de estos metabolitos secundarios. Los citroflavonoides
como la naringenina, naringina, quercetina, rutina y hesperidina han demostrado ser metabolitos con
prometedora actividad farmacológica principalmente en estudios relacionados con la diabetes e
hipertensión, sin embargo, hasta la fecha no se ha reportado en la literatura una metodología analítica que
permita la cuantificación simultánea de estos compuestos en plasma de murino para establecer los
parámetros farmacocinéticos de dichos compuestos; objetivos que se alcanzarán con el desarrollo de este
proyecto[3-4].
Objetivo.
Desarrollar, optimizar y validar una metodología analítica que permita la extracción y cuantificación de
cinco citroflavonoides (naringina, naringenina, quercetina, rutina y hesperidina) en plasma de murino
utilizando CLAE.
Metodología.
Se utilizará un método de extracción en fase sólida con cartuchos de C18 y un sistema de vacío múltiple
con control de presión. La extracción va a consistir en una fase de acondicionamiento de la columna,
adición de la muestra, lavado para la eliminación de interferencias propias de la matriz y finalmente la
elución de los citroflavonoides. Para la optimización de las condiciones de extracción se llevara a cabo un
diseño factorial de 24, el cual nos permitirá identificar los factores que pueden influir en la respuesta (%
de recuperación), y proponer de esta forma las condiciones óptimas del método de extracción[5].
Se trabajará con un cromatógrafo de líquidos de alta eficiencia (CLAE), marca Agilent Technologies serie
1200. Las condiciones cromatográficas a partir de las que se comenzará a trabajar para el desarrollo del
método cromatográfico se representan en el Cuadro 1. La optimización de las condiciones cromatográficas
se llevara a cabo un diseño factorial fraccionado de 25-1, el cual nos permitirá estudiar el efecto que van a
46
tener 5 variables en la respuesta (área de los picos), esto mediante 21 experimentos (tomando en cuenta
las condiciones base)[5].
La validación del método que se desarrollará en el presente trabajo se hará siguiendo los lineamientos
establecidos por la AOAC (Association of Official Analytical Chemists)[6].
Cuadro 1. Condiciones cromatográficas para la cuantificación de citroflavonoides por CLAE.
Condiciones
Fase estacionaria
Fase móvil
Temperatura de la columna
Volumen de inyección
Detector
Longitud de onda
Características
Columna Spherisorb® C18 con dimensiones de 250 x 4.6 mm y tamaño
de partícula de 5 μm
Acetonitrilo: Ácido acético 0.6 % (90:10)
20 °C
20 μL
Arreglo de diodos (DAD)
280 nm y 360 nm
Cronograma.
En el Cuadro 2 se representa el cronograma que se seguirá para la elaboración del proyecto de tesis:
“Desarrollo y validación de un método analítico por cromatografía de líquidos de alta eficiencia para la
cuantificación de citroflavonoides en plasma de roedor”.
Cuadro 2. Cronograma del proyecto de tesis.
Desarrollo del sistema cromatográfico
Optimizar las condiciones cromatográficas
Desarrollo del método de extracción
Optimización del método de extracción
Validación del método analítico
Escritura de la tesis
2 Semestre
X
X
3 Semestre
4 Semestre
X
X
X
X
X
X
Agradecimiento.
Se agradece al CONACYT por el apoyo brindado mediante la beca nacional de estudios de posgrado, con
número de becario 703762.
Referencias.
1. González, S.A.; Cabañas, W.A.; Arana, A.V.; Hernández, N.E.; Ortiz, A.R. (2011) Citroflavonoides como
posible alternativa en el tratamiento de la diabetes y sus complicaciones. Rev. Mex. Cien. Farm. 42, 17-26.
2. Azza, M.; Mather, M. (2003) Improved LC methods for the determination of diosmin or hesperidin in plant
extracts and pharmaceutical formulations. JPBA. 33, 243 – 249.Gattuso, G.; Becerra, D.; Gargiulli, C.;
Leuzzi, U.; Caristi, C. (2007) Flavonoids composition of citrus juice: Review. Molecules. 12, 1641 – 1663.
4. Yang, Y.; Hsui, S.L.; Wen, K.C.; Lin, S.P.; Tsai, S.Y. (2005) Bioavailability and metabolic
pharmacokinetics of rutin and quercetin in Rats. J. Food Drug Ana. 13, (3), 244 – 250.
5. González, S.A. (2014). Comparación de la biodisponibilidad enteral e intravenosa de la quercetina y la
relación con su efecto hipoglucemiante (tesis de maestría). Mérida, Yucatán, México.
6. AOAC Guidelines for single laboratory validation of chemical methods for dietary supplements and
botanicals.
47
DETERMINACIÓN DEL EFECTO HIPOTENSOR E HIPOGLUCEMIANTE DE
Chrysophyllum cainito EN MODELOS FARMACOLÓGICOS
Tzec-Nahuat A.K., Sánchez-Recillas A., Ortiz-Andrade R.R.
Facultad de Química, Universidad Autónoma de Yucatán, Calle 43 S/N. Mérida, Yucatán, C.P. 97069,
[email protected], [email protected]
Introducción. Las enfermedades crónico-degenerativas representan una de las principales causas de
mortalidad en México, la Diabetes mellitus (DM) y la Hipertensión arterial (HTA) destacan a nivel
nacional ocupando el primer y séptimo lugar, en este tipo de padecimientos respectivamente[1]. La DM se
define como la hiperglicemia en sangre producto de la disminución en la secreción de insulina o resistencia
a ella, por otra parte la HTA se refiere al aumento en la tensión arterial como resultado del flujo sanguíneo
elevado. Para ambos padecimientos, existe tratamiento farmacológico amplio; sin embargo éste genera
reacciones adversas importantes e interacciones medicamentosas que conllevan a disminución en la
adherencia farmacológica y como consecuencia pérdida de la eficacia terapéutica. Dado lo anterior, la
población recurre al uso de terapias alternativas entre las que destaca el uso de remedios herbolarios
preparados a partir de plantas medicinales.[2] En éste contexto, nuestro país cuenta con gran conocimiento
sobre el uso medicinal de las plantas; en particular, los Mayas peninsulares se destacan por practicar, desde
hace miles de años hasta hoy en día, la elaboración de remedios herbolarios. Así, se estima que la península
cuenta con alrededor de 2200 especies de plantas, de las cuales 680 se ha documentado algún uso
medicinal, entre ellos destaca el Chrysophyllum cainito que reportes etnomédicos sugieren su uso para la
pérdida de peso, disentería y enfermedades crónicas como HTA y DM. Así mismo, se han aislado
importantes moléculas de las hojas, corteza y frutos con importantes reportes farmacológicos, entre las
que destacan los compuestos tipo triterpenos, flavonoides, alcaloides entre otros.[3] Con base en los
antecedentes descritos de C. cainito, el presente trabajo se encaminará a evaluar los efectos
hipoglucemiantes e hipotensores de dicha especie vegetal, con la finalidad de respaldar el uso etnomédico
que le atribuyen en la medicina tradicional Maya, o bien proponer las bases farmacológicas para el
desarrollo de un nuevo fitofármaco que pueda ser utilizado para el tratamiento de la hipertensión y/o
diabetes.
Objetivo. Determinar el potencial hipotensor e hipoglucemiante del extracto metanólico de la especie
vegetal Chrysophyllum cainito en modelos farmacológicos de hipertensión y diabetes.
Metodología. Con base en la medicina tradicional, se realizó el extracto de C. cainito (EMCc), el cual se
utilizó para las evaluaciones farmacológicas. Para todos los ensayos, se utilizaron ratas adultas macho de
la cepa Wistar. En la determinación del efecto vasorrelajante ex vivo se utilizaron anillos de aorta de rata
pre-contraídos con noradrenalina y se determinó el efecto mediante diluciones del extracto [1000 a 0.003
g/mL], utilizando carbacol [1.83 a 0.0002 g/mL] como control positivo. Los cambios en la tensión del
tejido fueron registrados mediante un transductor de fuerza BIOPAC. La participación de canales de calcio
fue determinada mediante CCR a KCl 80 mM. Para el ensayo in vitro se determinó la inhibición de
enzimas α-glucosidasas intestinales de roedor, utilizando el método de glucosa oxidasa, donde se observa
la liberación de glucosa en presencia del EMCc, se empleó acarbosa como control positivo [10 mg/mL],
la absorbancia se determinó en un fotómetro a 492 nm. Para el ensayo in vivo del efecto hipotensor, se
formaron 4 grupos de cinco animales los cuales cada uno recibió un tratamiento diferente vía intragástrica
48
(IG), grupo I (salina al 0.9%), grupo II (Diltiazem 30 mg/Kg) y grupo III (EMCc 200 mg/Kg) y grupo IV
(EMCc 400 mg/Kg). La presión sistólica (PS), la presión diastólica (PD) y la frecuencia cardíaca (FC) se
monitorearon al inicio del experimento (tiempo cero) 1h, 3h, 5h y 7h posterior a la administración del
tratamiento. Para la curva de tolerancia a la sacarosa (CTS) se integraron grupos con 4 ratas, administrando
al inicio del experimento 2 g/Kg de sacarosa, el tiempo cero previo a la administración considerado como
la lectura inicial, posteriormente se administraron las muestras a los diferentes grupos siendo estas agua
5mL/Kg, acarbosa 5 mg/Kg de y EMCc a las dosis de 100, 200 y 400 mg/Kg respectivamente,
respectivamente. Todas las administraciones se realizaron vía intragástrica (IG) las siguientes lecturas se
realizaron a los tiempos 0.5, 1, 1.5, 2, 3 y 4 horas.
Resultados y Discusión. Se realizó la recolecta e identificación de las hojas de Chrysophyllum cainito,
las cuales fueron sometidas a sequedad y molienda. Posteriormente se preparó el extracto metanólico
(EMCc) mediante maceración exhasutiva, obteniéndose 4.0767 g de extracto, correspondiente al 5.10 %
de rendimiento. Las evaluaciones farmacológicas sugieren que el EMCc posee efecto dual, es decir
vasorrelajante y vasoconstrictor en presencia del endotelio vascular. Al retirar el endotelio el efecto
vasorrelajante de EMCc fue menos eficaz (Emax=40.5%) y el efecto vasoconstrictor esta ausente. Ésto
sugiere la participación de factores relajantes derivados del endotelio, así como factores contractiles
presentes en éste. Específicamente de la especie vegetal C. cainito se han aislado metabolitos secundarios
de interés biológico sobre la presión arterial como triterpenos (lupeol, ácido ursólico, -sitosterol),
compuestos fenólicos (ácido gálico, catequina, epicatequina, quercetina), antocianinas y flavonoides
(Miricetina) entre otros.[3] Para el experimento utilizando KCl 80 mM no se observó efecto vasorrelajante
significativo, sugiriendo que dicho efecto no está relacionado con el bloqueo directo canales de calcio de
dependientes de voltaje. Con respecto al efecto hipotensor este se observa específicamente sobre la presión
diastólica a partir de la 7h, lo que sugiere que los metabolitos bioactivos presentes en EMCc se absorben
lento o requieren ser biotransformados para ejercer su efecto biológico.[4] En relación a la inhibición
enzimática que presentó el EMCc sobre -glucosidasas intestinales aisladas de roedor, la mayor
inhibición se observó al usar sacarosa como sustrato (35.13% vs. 58% con acarbosa), seguido de almidón
(27.56% vs. 77% con acarbosa) y finalmente maltosa (10.24% vs. 76% con acarbosa). La inhibición
ejercida por C. cainito sugiere la posibilidad de que el EMCc contenga metabolitos secundarios con la
capacidad de inhibir el complejo enzimático -glucosidasas en dos de sus isoformas (sacarasa y amilasa).
De una gran variedad de especies vegetales se han aislado flavonoides, alcaloides, terpenos y antocianinas
con propiedades inhibitorias de este complejo.[5] Por otro lado los resultados obtenidos al administrar una
dosis 100 mg/Kg de EMCc en una Curva de tolerancia a la sacarosa (CTS), observándose una disminución
en la absorción glucosa a partir de la primera media hora del experimento (40% vs 88% del Blanco), al
evaluar la dosis 200 mg/Kg de EMCc observa que ejerce un efecto antihiperglucémico más potente a partir
de la primera media hora del experimento (66% vs. 88%). Finalmente al evaluar la dosis de 400 mg/Kg
de EMCc, pudo observarse que a pesar que el efecto antihiperglucémico se presente nuevamente a partir
de la primera media hora (45% vs. 88%)%), ésta dosis no presenta un efecto dosis dependiente, esta última
podría estar relacionada con la teoría de la saturación de los receptores[6], se sugiere que el efecto del
EMCc en la disminución la glucosa postprandial podría estar relacionada con más de un mecanismo de
acción, principalmente relacionado con el bloqueo de transportadores a nivel intestinal.[7]
Conclusiones.
El EMCc posee potencial vasorrelajante y vasoconstrictor dependiente de la concentración y dependiente
del endotelio vascular, evaluado en un modelo de anillos de aorta aislada de rata.
El efecto vasorrelajante moderado, independiente del endotelio vascular ocasionado por el EMCc, no
está relacionado directamente con la participación de canales de calcio tipo L.
49
El EMCc posee efecto hipotensor aislado sobre la presión diastólica, sin modificar la frecuencia cardíaca,
posiblemente relacionado con el proceso de absorción y/o metabolismo de metabolitos bioactivos
presentes en el extracto.
El EMCc posee una capacidad moderada de inhibir el complejo enzimáticoglucosidasas, por lo que
probablemente los efectos post-prandiales tras la administración de sacarosa, estén relacionados con otros
mecanismos implicados en la absorción de carbohidratos a nivel intestinal como la inhibición de los
transportadores GLUT2 o SGLT1.
Agradecimiento. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONACYT, por el apoyo con el número de
Beca 248206.
Referencias.
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