Final rev inv 90, vol 41 2017 by Dalia Diez de Tancredi

Nยบ 90 Vol. 41 2017

Preliminares Revista cuatrimestral arbitrada e indizada en: BIBLO UCV Revencyt Redalyc Publindex Directorio de revistas OEI EBSCO Publishing CLASE Latindex Open Journal Sistems Plataforma Scielo IRESIE Revista acreditada por FONACIT ISSUU ISSN. 0798-0329 ISSN. 0798-0329-L Depósito Legal p. p. 76-1650 Revista de Investigación Instituto Pedagógico de Caracas Universidad Pedagógica Experimental Libertador Av. Páez, Edificio Histórico del IPC Coordinación General de Investigación Urbanización El Paraíso Caracas 1021, Venezuela Teléfono-Fax (212) 451- 37- 81 Dirección de correo electrónico: revistadeinvestigacion@gmail.com Teléfono de oficina (212) 405-27-35 Diseño de cubierta: Profesor Guido Morales

Diagramación: L+N XXI Diseños, C.A. Impreso en Venezuela por: Publicaciones IPC

La Revista de Investigación no se responsabiliza por la opinión emitida por los autores en sus artículos

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Preliminares UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR Rector: Raúl López Sayago Vicerrectora de Docencia: Doris Pérez Vicerrectora de Investigación y Postgrado: Moraima Esteves Vicerrectora de Extensión: María Teresa Centeno Secretaria: Liuval Moreno de Tovar INSTITUTO PEDAGÓGICO DE CARACAS Directora (E): Alix Agudelo Subdirectora de Docencia (E): Yudith Rangel Subdirectora de Investigación y Postgrado (E): Miren De Tejada Lagonell Subdirector de Extensión (E): Humberto González Rosario Secretario: Juan Acosta Coordinadora General de Investigación: Arismar Marcano Consejo Editorial: Lily Stojanovic (UCV, Venezuela), Ramón Escontrela Mao (UNA, Venezuela), María Maite Andrés (UPEL, Venezuela), Dalia Diez de Tancredi (UPEL, Venezuela). Editora: Dalia Diez de Tancredi (UPEL, Venezuela) Personal de secretaría: Doris L. Villalba F. Comité Académico: Concesa Caballero, UBU-España; Giovanna Lombardi, UCV-Venezuela; Marco Antonio Moreira, UFGRS-Brasil; Maryluz Rodríguez Palmero, Centro de Educación a Distancia C.E.A.D Santa Cruz de Tenerife- España; Penélope Hernández (UPEL, Venezuela). Co-editoras: Catalina Betancourt (UPEL. Vzla), Liliana Murillo (UPEL. Vzla). Cuerpo de asesores y evaluadores del número 90, Vol. 41 año 2016 Aleidee Marin. UPEL, Vzla. aleidee.marin@gmail.com

Ninosmar Soto. UPEL. Vzla. ninosmarsol@gmail.com

José R. Domínguez. USB – Vzla. jrdomin@usb.ve

Dilsia Canelón. UCV. Vzla. dilsiacanelon@gmail.com

Antonio Hernández. USB. Vzla. ajher@usb.ve Concesa

Tulio Villorín. UPEL. Vzla. tuliovillorinsimosa@gmail.com

Maryorie Delgado. UPEL. Vzla. maryoriedelgado@gmail.com

Eury Castillo. UPEL. Vzla. yruecast@gmail.com

Caritza León. UPEL. Vzla. caritzal@yahoo.com.mx

Alexia Torres. USB. Vzla. aitorres@usb.ve

Penélope Hernández, UPEL, Vzla. penelopec47@gmail.com

Julia Flores. UPEL. Vzla. jflorespejo@hotmail.com

Emildo Marcano. UPEL. Vzla. jedi148@gmail.com

Arthur Barazarte. UPEL. Vzla. arthurbarazarte@gmail.com

Mirlen Navas. UPEL. Vzla. jeanneth1994@yahoo.es

Ivelin Morales. CANIA. Vzla. imorales.cania@gmail.com

Ana Rondón. UPEL - Vzla. ananinoskar@gmail.com

Santiago Castro. UPEL. Vzla.santiMargarita González. UPEL. Vzla. agocastro2003@yahoo.com mcmachinve@yahoo.es Caballero S. UBU. España. Zuleima Blanco. UCV .Vzla. concesa@ubu.es zulebm@yahoo.es

Euderice Linares. UPEL. Vzla. euderice@gmail.com

Ysbelia Sánchez. UPEL. Vzla. ysbe1576@gmail.com Diana Hernández- Szczurek. UPEL. Vzla. dmhernandezs@gmail.com

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 OBJETIVOS Y CARACTERÍSTICAS DE LA REVISTA DE INVESTIGACIÓN La Revista de Investigación es un órgano de divulgación de trabajos originales e inéditos provenientes de la investigación educativa y otras áreas del conocimiento. Es una revista arbitrada, su publicación es cuatrimestral e incorpora artículos evaluados mediante un sistema doble ciego, lo que permite la objetividad y transparencia para seleccionar los artículos que se publican en cada uno de sus números. Es una publicación de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL), Instituto Pedagógico de Caracas (IPC) Venezuela y su administración está a cargo de la Subdirección de Investigación y Postgrado del IPC, a través de la Coordinación General de Investigación. Su estructura organizativa está integrada por un Consejo Editorial coordinado por el editor, un comité académico y el cuerpo de asesores y árbitros externos e internos de cada número. Sus números se envían en archivo digital a los siguientes países, Argentina, Brasil, Cuba, Colombia, México, Puerto Rico, Perú, Chile, Costa Rica, Ecuador, Estados Unidos, Alemania, España, Portugal, Suiza y la UNESCO en Paris. ESTRUCTURA DE LA REVISTA DE INVESTIGACIÓN • Carta al Editor • Presentación • Artículos generales • Investigaciones • Referencias Bibliográficas: Reseña de libros, Revistas, Trabajos de Tesis, de Ascenso, de Páginas web • Eventos • Avances de Investigación • Curricula autores CARTA AL EDITOR Espacio para expresar ideas, opiniones y recomendaciones en relación a contenidos de cada número de la revista.

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 PRESENTACIÓN Espacio donde el Consejo Editorial se dirige a lectores e investigadores de la Revista de Investigación para presentar el volumen y número refiriendo la temática de los artículos y demás aspectos que la conforman. ARTÍCULO GENERAL Referidos: • • •

Problemas de actualidad relacionados con la investigación en sus aspectos educacionales y científicos. Aspectos relacionados con la investigación en un área que no están basados en resultados originales del autor. El desarrollo actualizado de un tema especializado producto de la investigación.

Se identificarán con título en español e inglés, nombre de autor (es), institución de trabajo, dirección electrónica, resumen en castellano e inglés (abstract) y sus palabras claves; no deberá exceder de 150 palabras. Se debe adecuar su estructura según el tipo de trabajo, sin embargo debe contener de manera explícita: Introducción, Método, Resultados, Conclusiones y Referencias. Las referencias seguirán las normas UPEL. Para trabajos de autores extranjeros las referencias seguirán normas APA. Máximo 25 páginas. INVESTIGACIONES Los artículos se corresponden a investigaciones llevadas a cabo en las diferentes áreas del conocimiento. Los trabajos de investigación deben estructurarse en la forma siguiente: Título en español e inglés, nombre(s) de (los) autores, institución (es) a la cual pertenece el (los) autor (es) y direcciones electrónicas; resumen en castellano e inglés con sus palabras claves y no debe exceder de 150 palabras. Organizar su estructura en Introducción, Método, Resultados, Conclusiones y Referencias que deben seguir las normas UPEL. Las investigaciones documentales deben contener en forma explícita los elementos antes señalados. Para trabajos de autores internacionales se solicitan las referencias según APA. Máximo 25 páginas.

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sección dirigida a referenciar publicaciones y documentos de actualidad, en formato impreso o electrónico, de interés académico e investigativo para la comunidad científica y universitaria. Se consideran diferentes tipos de documentos como Referencias Bibliográficas. • Reseña de libros: con un resumen de la temática central, comentarios acerca del mismo por parte de la persona que lo refiere. Deben estructurarse con: Título, autor(es), año, editorial, número de páginas. Máximo 3 páginas. • Reseña de revistas: se referirán revistas nacionales o internacionales cuya temática sea de interés para la comunidad universitaria. Deben estructurarse con: Título, resumen en inglés y español, descripción del área temática, tipo de artículo y periodicidad, editorial, Institución, país, localización. Máximo 2 páginas. • Reseña de tesis, de trabajos de grado o ascenso: se referirán trabajos elaborados por investigadores como parte de sus ascensos académicos o como trabajos finales para obtener títulos de post grado. Deben estructurarse con: Título, autor (es), resumen de los trabajos en español inglés (abstract) con las palabras claves, tipo de tesis (Doctoral, Maestría), tutor, departamento, universidad, fecha de aprobación. Máximo 2 páginas. • Reseña de páginas web, blogs y otros documentos electrónicos: se referirán a trabajos y otros elementos de estos espacios electrónicos donde se incorporan referencias de trabajos publicados en Internet que sean de interés para el campo académico e investigativo. Deben estructurarse en: título, autor (es) de la revisión, breve información sobre el contenido, especificación de dirección(es) electrónicas y los aportes que justifican dicha referencia. Máximo 4 páginas. EVENTOS Espacio para publicar y promocionar eventos académicos nacionales o internacionales. Se deben señalar datos de identificación: nombre del evento, lugar, fecha y objetivos. Máximo 2 páginas. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 AVANCES DE INVESTIGACIÓN Para difundir resultados parciales de investigaciones que sus autores consideren de relevancia. Los trabajos deben estructurarse en: Título, autor (es), descripción breve de la investigación en la cual se enmarcan los resultados y su relevancia. Máximo 2 páginas. INSTRUCCIONES GENERALES PARA LOS AUTORES Los trabajos deben ser inéditos, por lo que no serán aceptados ni publicados aquellos artículos que el autor someta a consideración en otras revistas, condición que deberá ser manifestada expresamente en comunicación que deberá acompañar al momento de enviar la postulación a la coordinación de la revista. Los interesados enviarán sus aportes a través del correo electrónico: revistadeinvestigacion@gmail.com a nombre del editor. De esta manera se procede a su registro inicial en la Revista de Investigación. Una vez recibidos de manera electrónica, el coordinador editor notificará de su recibo y se inicia el proceso de evaluación formal, tanto por el comité editorial como por pares académicos (especialistas). Este proceso se realiza mediante el arbitraje doble ciego a cargo de tres (3) árbitros quienes revisarán y darán a conocer el resultado de la evaluación de cada artículo utilizando un instrumento que para tal fin suministra el coordinador-editor de la revista. El procedimiento de evaluación es coordinado desde la oficina de la revista en el Instituto Pedagógico de Caracas, Universidad Pedagógica Experimental Libertador, Avenida Páez - El Paraíso, Caracas-1021, Venezuela. El resultado del arbitraje de cada artículo será comunicado al autor por escrito, señalándose si el mismo ha sido aprobado con o sin observaciones. En el caso de tener observaciones las mismas deberán ser incorporadas por el autor siguiendo las instrucciones que al respecto le señale el coordinador- editor. Los artículos no aprobados serán devueltos al autor. Los artículos deben ser escritos con procesador de textos (Word) para PC, en papel tamaño carta, a un espacio y medio, con un margen de tres centímetros en los lados superior e izquierdo y de dos centímetros en los lados inferior y derecho (Letra Arial 12). Las referencias bibliográficas y hemerográficas seguirán las normas del Manual de Trabajos de Grado 7

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 de Maestría y Tesis Doctorales de la UPEL. Los trabajos de autores internacionales seguirán normas APA. Los cuadros, tablas, gráficos y figuras (fotografías, dibujos, esquemas, entre otros) deben tener un número de identificación y un título descriptivo de su contenido. Se enumerarán de forma continua a lo largo del texto utilizando números arábigos. El número y título de los cuadros y tablas debe colocarse en la parte superior, mientras que en los gráficos y figuras se colocará en la parte inferior. El tamaño de la letra debe ser en Arial 12 puntos para asegurar su lectura. Las notas para explicar los datos presentados, suministrar información adicional o identificar la fuente, se colocarán en la parte inferior de cada cuadro o gráfico, con un tamaño de letra menor a 12 puntos. Las fotografías, esquemas, mapas, figuras, gráficos y dibujos deben tener buen contraste en color blanco y negro y enviarse en archivo aparte. Para la publicación de artículos escritos en idioma distinto al español, el autor deberá enviar los resúmenes en español, inglés y el idioma original. La Revista de Investigación se reserva los derechos de autor y difusión de los contenidos, por lo que cada autor deberá señalar su aceptación en comunicación que al respecto enviará a la coordinación editorial una vez informado de su aprobación para ser publicado. La revista no se responsabiliza por las opiniones personales de cada uno de los autores. Los artículos aceptados serán enviados a un corrector de estilo. Cada autor recibirá la versión electrónica del volumen y número de la revista en la cual se ha publicado su artículo.

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CONTENIDO Carta al Editor

ARTÍCULO GENERAL • María Elena González Romero. Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química. Projects in Applied Chemistry: contribution of Universidad Pedagogical Experimental Libertador -Institute Pedagogic de Caracas to the Chemistry teacher research formation

INVESTIGACIONES • Emildo Marcano; Johana Alayón y José Gregorio Cisneros. Estudio teórico de propiedades ópticas no lineales en aminoácidos. Theoretical study of nonlinear optics properties in aminoacids • Reynaldo Chang y Liliana Murillo. Determinación Espectrofotométrica, de Carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como Biocombustible, por el método de la Antrona. Spectrophotometric determination the quantity of profitable carbohydrates in Ulva sp and sp Chaetomorpha algae for the production of ethanol that works as Biocombustible by the method anthrone • José Domínguez, Lisney Mendoza y Caritza León. Síntesis de N-P-clorofenil-n’-arilcarbamoilguanidinas análogosdecloroguanidina. Synthesis of N-p-chlorophenyl-N’-arylcarbamoylguanidines analogous of Chloroguanidine • Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González. Estudio Comparativo de un Fertilizante Algal, a partir de la Especie Caulerpa sertularoides respecto a un Fertilizante Químico y Orgánico Comercial, en un Cultivo de Coriandrum sativum. Study of the efficiency of an algal fertilizer from Caulerpa sertularoides species compared to a commercial chemical and natural fertilizer, using a culture of Coriandrum sativum 9

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 • Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas. Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel. Analysis of the effect of cooking temperature on the nutritional quality of the guava natural juice (Psidium guajava L.) using the ripe fruit without skin

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• Hernán López, Ismael Oropeza y Catalina Betancourt. Determinación de la concentración de Calcio, Magnesio y Potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica. Determination of the concentration of Calcium, Magnesium and Potassium in liquid milk of three trademarks, using the atomic spectroscopy technique

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• Yanetti Contreras, Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores. Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela. Comparison of the fatty acid profile in total lipids of three commercial brands of potato chips snack type of consumption in Venezuela • Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4aminoquinolina con posible actividad antineoplásica. Synthesis of 7-chloro-N-(3-phenylsubstituted)-4-aminoquinoline analogs with possible antineoplastic activity

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RESEÑA DE LIBRO • Betancourt, Catalina (Ed.); Delgado, Maryorie (Ed.); Castro, Santiago; Contreras, Yanetti; Pujol, Rafael y Murillo, Liliana. (2015). Química básica I. Dirección de Publicaciones de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador: Caracas. Por: Rafael Pujol Michelena

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RESEÑA DE PAGINA WEB • Red Latinoamericana de Química. Por: Tulio Villorín

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EVENTO • 46 Congreso Mundial de Química. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada: "La sostenibilidad y la diversidad a través de la Química". Sao Pablo, Brasil 9 al 14 de julio de 2017 Currículo de los autores Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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PRESENTACIÓN El Consejo Editorial de la Revista de Investigación ofrece a los lectores, estudiantes, docentes e investigadores el primero número de la revista correspondiente al año 2017, con artículos recibidos y arbitrados durante el tercer cuatrimestre del año 2016. La edición de este número temático de la Revista de Investigación ha permitido atender la solicitud de investigadores de las líneas de los Laboratorios de Química Básica y Aplicada y de Química Computacional del Centro de Investigación en Ciencias Naturales “Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT) de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador, Instituto Pedagógico de Caracas (UPEL- IPC), quienes han visto en la revista un espacio de calidad académica investigativa para la difusión de sus trabajos, cumpliendo con las exigencias de las dependencias evaluadoras nacionales e internacionales para la difusión de la investigación científica. En esta oportunidad, se recopilan los trabajos evaluados por árbitros internos y externos, los cuales están referidos a las áreas de Química General, Química Orgánica, Bioquímica, Química Inorgánica, Química Analítica y Fisicoquímica de las líneas de investigación de los Laboratorios de Química Básica y Aplicada y Química Computacional del Centro de Investigación en Ciencias Naturales “Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). El Consejo Editorial y el Comité Académico reconocen el esfuerzo que hace la Universidad Pedagógica Experimental Libertador y específicamente el Instituto Pedagógico de Caracas para su publicación y difusión. Así como el aporte de los investigadores para mantener el status alcanzado por la Revista de Investigación. De igual forma reconoce el trabajo de los especialistas evaluadores y del cuerpo de asesores quienes de manera comprometida hacen sus aportes en pro de mantener su calidad.

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 Su consulta es posible en los diferentes centros de publicación de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador y de otras Universidades, así como en las bases de datos electrónicas referidas y en las cuales dicha revista está indizada.

Dalia Diez de Tancredi Coordinadora-Editora de la Revista de Investigación

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CARTA AL EDITOR El Modelo de Formación docente que asume la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL) promueve la construcción individual y social del conocimiento, a través de la investigación como proceso de reflexión sobre el saber y la acción docente, además de la vinculación permanente entre la teoría y la práctica, que coloca al ser humano en contacto continuo con su entorno interno y externo. De esta forma, se busca capacitar al egresado de pregrado para ejercer la labor de investigación con sentido ético, como un servicio social y público, orientada hacia la construcción del conocimiento y en la resolución de problemas locales, nacionales y de alcance universal. En el Instituto Pedagógico de Caracas (IPC), la actividad de investigación para el estudiante de pregrado, de la carrera docente es fomentada en varios momentos en el pensum de estudios. Así, distintas asignaturas como Introducción a la Investigación, Investigación Educativa, la Fase de Integración Docente Administrativa y la Fase Proyecto tienen como norte propiciar el espacio para que el estudiante desarrolle habilidades y destrezas en la investigación de tipo cualitativa y cuantitativa. Por su parte, el Departamento de Biología y Química impulsa la investigación en sus áreas especializadas, con el fin de dar a sus egresados de pregrado herramientas para completar una formación dual en el ámbito de las ciencias naturales y su didáctica. Destacada labor en este aspecto se lleva a cabo desde cursos electivos en el área de Biología y obligatorios en el área de Químia: Proyecto en Química Aplicada I y Proyecto en Química Aplicada II, en el área de Química. En estos cursos, el estudiante de la carrera docente en Química incursiona en los conceptos básicos de la investigación científica en general y de la estructura y elaboración de Diseños de Proyectos de Investigación en un área de la Química en particular. Durante dos semestres consecutivos, el estudiante de pregrado tiene la posibilidad de contribuir al trabajo investigativo en algunas de las líneas de investigación desarrolladas por los profesores del Departamento de Biología y Química y, en ocasiones, también puede incursionar en los laboratorios de otras instituciones colaboradoras. Los productos de 13

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 investigación pasan proceso de evaluación desde su presentación pública como proyecto hasta la defensa oral y poster del proyecto culminado. En los últimos años, importantes trabajos en las áreas de Química General, Química Orgánica, Bioquímica, Química Inorgánica, Química Analítica y Fisicoquímica han sido generados como producto del trabajo multidisciplinario, a veces en conjunto con áreas de Biología y Ciencias de la Tierra; protagonizados por estudiantes y docentes, y divulgados en eventos nacionales e internacionales, así como publicados en revistas arbitradas de reconocido impacto. Igualmente, muchos de los trabajos realizados han construido las actuales líneas de investigación de los Laboratorios de Química Básica y Aplicada y Química Computacional del Centro de Investigación en Ciencias Naturales “Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Agradecemos a la Revista de Investigación su apoyo, mediante la edición de este número temático que permite la divulgación de los productos de investigación de los estudiantes de pregrado y el merecido reconocimiento histórico a la labor desempeñada por los docentes que han coordinado las asignaturas de Proyecto en Química Aplicada I y Proyecto en Química Aplicada II. Las próximas páginas representan un espacio oportuno para entrar en contacto con los últimos avances de las líneas de investigación que hoy se desarrollan en los laboratorios de docencia e investigación del Departamento de Biología y Química y del CICNAT del Instituto Pedagógico de Caracas de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador- Venezuela.

Ysbelia Sánchez García Coordinadora del Centro de Investigación en Ciencias Naturales “Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT)

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Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química Projects in Applied Chemistry: contribution of Universidad Pedagógica Experimental Libertador -Instituto Pedagógico de Caracas to the Chemistry teacher research formation María Elena González Romero romerelena@gmail.com Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas, Venezuela Artículo recibido en julio 2016 y publicado en enero 2017

RESUMEN El artículo presenta las argumentaciones para desarrollar habilidades y destrezas investigativas dentro del pensum de estudios del docente de Química en la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL)Instituto Pedagógico de Caracas (IPC). Mediante técnicas de entrevista y análisis de documentos, se describe la evolución en el diseño de los cursos del componente de especialización en el Programa de Química del IPC, desde las prácticas de laboratorio hasta el curso de Proyectos en Química Aplicada, curso obligatorio que resulta una estrategia curricular abierta, flexible para el desarrollo independiente de habilidades y destrezas en el abordaje multidisciplinario de la investigación científica y la resolución de problemas dentro de las tendencias mundiales en la enseñanza de las ciencias para diferentes niveles. Se refieren los aportes del curso a través de las investigaciones derivadas y recomendaciones para preservarlo dentro del plan de estudio por la formación del docente de Química que el país requiere. Palabras clave: formación docente de Química; cursos para el desarrollo de habilidades y destrezas investigativas

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María Elena González Romero ABSTRACT The article presents the arguments for developing research skills into the teaching Chemistry programs in the Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL) - Instituto Pedagógico de Caracas (IPC), The techniques of interview teachers and the analysis of documents show the evolution of the courses in the specialization component in the Chemical major, from classical laboratory practices until the course of Projects in Applied Chemistry, as a regular course and a curricular strategy, open, flexible, committed to the independent development of abilities and skills for the multidisciplinary approach, solving problems among the ScienceTechnology-Society focus and the demands of work field. Finally it refers the contributions since the investigations done from the course up and gives some recommendations to preserve the course in the Chemistry Major Study Program for training the Chemistry teachers that the country requires. Key words: Chemistry teachers training; courses for developing skills and abilities INTRODUCCIÓN La importancia de la enseñanza de la Química es innegable para cualquier país del mundo actual que requiera desarrollarse o mantener su nivel de desarrollo. Obviamente, la enseñanza de cualquier disciplina científica debe marchar a la par de los avances, hallazgos y actualización de las ciencias pedagógicas, los modelos de enseñanza probados con éxito en otros países y el reconocimiento de las necesidades de la sociedad, del mundo y particularmente de la Venezuela de hoy. En cuanto a los modelos de enseñanza con trascendencia en el abordaje del aprendizaje de las ciencias, las instituciones de educación universitaria han incursionado en la interdisciplinariedad como respuesta a una necesidad sentida de abordar de manera eficiente el análisis y la resolución de problemas de la vida real. Igualmente, se continúa investigando el momento, forma y estilo más adecuados y convenientes para integrar los conocimientos científicos y pedagógicos dentro del programa de formación del profesor de Química. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química Por lo que la inquietud ha estado presente desde siempre y más aún, con el desarrollo del conocimiento científico, las especializaciones cada vez más finas de las ciencias naturales y las ciencias ambientales; así como por la necesidad para comprender las interrelaciones entre la calidad de vida, sobrevivencia de la humanidad y conservación del planeta. Por otra parte, en la formación del docente de Química del país, principalmente para desempeñarse en el sector de la educación media, está presente la necesidad del desarrollo de habilidades del pensamiento, investigativas y de laboratorio. El artículo intenta presentar un recuento de cómo la evolución del abordaje del desarrollo de estas habilidades especiales en el aprendizaje y enseñanza de las ciencias ha devenido, en la UPEL - IPC desde las tradicionales prácticas y cursos de “laboratorio de química” hasta la asignatura Proyectos de Química Aplicada que resulta ser un curso único en su estilo dentro y hasta ahora, del sistema de educación superior del país, que forma docentes en Química. Así como destacar algunos de sus aportes a la formación investigativa del docente de ciencias. MÉTODO Investigación documental fundamentada en la revisión de publicaciones referentes a diseños curriculares y programas relacionados con el curso Proyectos en Química Aplicada. Igualmente, se revisaron los materiales relativos a la evaluación de la investigación dentro de la institución en la búsqueda de los antecedentes y conexiones con la función investigación que se le asignará taxativamente a la formación del profesor, una vez que el IPC se constituyó en el pionero de los institutos de la UPEL en 1983. Simultáneamente se entrevistaron a profesores que han tenido bajo su cargo el diseño, coordinación, implementación y desarrollo del curso, con la finalidad de recopilar datos para describir la justificación, los enfoques, los alcances, las metodologías de enseñanza, los resultados; así como reconstruir la trayectoria, evolución y aportes para formación del profesor de Química que el curso ha producido hasta los momentos. 17

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María Elena González Romero RESULTADOS Crisis de la enseñanza de las ciencias en Venezuela En la actualidad en Venezuela hay una profunda crisis en la formación del docente de ciencias, primeramente como consecuencia de la ausencia de políticas del Estado para formar estos profesionales (Carrero y otros, entrevista personal (Noviembre 10, 2014), y en segundo lugar, por el desestimulo de la sociedad venezolana actual hacia el ejercicio de la profesión, así como también al desarrollo de las actividades académicas, de investigación y de generación del conocimiento (Universidad Simón Bolívar, 2013). Simultáneamente, hay serias evidencias que el Estado venezolano y las instituciones de educación superior, a quienes compete la formación docente, no ejecutan las políticas de formación continua para los maestros. El Ministerio Popular para la Educación ha implementado cursos y talleres de capacitación pero adolecen de continuidad y seguimiento (García, 2012). Ya desde los 90 se empezó a evidenciar, no solo una disminución de la cantidad de los docentes en ciencias para la educación media y secundaria, sino una disminución progresiva de las matrículas de las universidades que forman a estos profesionales (Lombardi y otros s/f.), a lo cual se suma la deserción de los profesores universitarios a sus cargos en los departamentos y escuelas de ciencias de las universidades nacionales y privadas. En las universidades ocurre con frecuencia que los concursos de oposición para cargos de profesores especialistas en diversas áreas de Química, Biología, Física y Matemática se declaran desiertos. El éxodo de profesionales recién graduados y con carreras realizadas en empresas nacionales y privadas ya alcanzó a los profesores universitarios que comenzaron a migrar a otros países en búsqueda de mejores remuneraciones para continuar su desarrollo profesional y proyectos de vida en lugares más estables y seguros. Esto, sin mencionar el deterioro que ha sufrido la calidad de la educación en todas las universidades del país a consecuencia de las limitaciones presupuestarias que han mermado la realización de las actividades docentes, de investigación y de extensión. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química Probablemente se trate de un círculo vicioso, pero se puede aseverar que como derivación del deterioro de la enseñanza de las ciencias desde las universidades, se presenta el déficit no solo en la calidad sino en la cantidad de docentes de ciencias. Por ejemplo, desde hace más de cinco años los liceos abren sus puertas al inicio de cada año escolar sin garantizar la atención a las clases de Química, Física, Biología y Matemática (y aun en castellano). Según la entonces Ministra de Educación, para el año 2013-2014 el déficit de profesores ronda el 40 % (Hanson, 2013). Los currículos de Química en la formación del docente de Ciencias Naturales En el mundo entero se reconoce que la formación del docente en ciencias naturales es tarea compleja (Declaración del VII Encuentro Nacional de Profesores de Química, 2012; Erazo, 1999; Organización de Estados Iberoamericanos, 2010). En principio, se trata de formar un profesional de la docencia para la educación primaria y secundaria competente como maestro y especialista en la mención del área de las ciencias naturales, para lo cual se requiere no solamente currículos eficientes sino también políticas que desde los Estados soporten eficientemente la formación del docente que se requiere. Adicionalmente, el egresado debe tener posibilidades de continuar estudios de postgrado o desarrollar investigación en cualquiera de las disciplinas de su mención. Estos requerimientos tendrán diferentes niveles de exigencia, lógicamente, dependiendo del nivel de la educación o proyecto de desarrollo profesional al cual el docente decida concentrarse. Entonces, los planes de estudio deberán ofrecer un cuerpo de oportunidades para desarrollar habilidades y destrezas tanto en la fundamentación de las ciencias como en la especialización de su mención, suficientes para que una vez egresado, el docente se pueda desempeñar eficientemente a la vez que complementa su formación de manera independiente. Para ello se hace necesario diseñar currículos que hagan énfasis en la autoformación del docente y que adopten las estrategias investigativas como eje de su formación (García, 2012). O dicho de otra forma, diseños curriculares que 19

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María Elena González Romero permitan formar docentes para enfrentar el ejercicio profesional desde una perspectiva interdisciplinaria, por lo que debe cambiarse la visión de yuxtaposición de saberes académicos; a través de programas que den importancia a los contenidos científicos tanto en el área de la especialidad como para el área de educación (Silva, 2009), lo cual implica el dominio de conocimiento declarativo, procedimental, así como desarrollo de habilidades metacognitivas (Lombardi y otros, s.f.). En Venezuela la formación del docente de ciencias para la Educación Media está a cargo de la UPEL, de las Escuelas de Ciencias puras que se complementa con un componente docente en las universidades nacionales, además de la Universidad Católica Andrés Bello (UCAB), en donde se forman a través de la Escuela de Educación con la formación en la especialización que corresponda: Biología, Química, Física y Matemática (Lombardi y otros, s/f.). Por otro lado, profesionales formados en ciencias puras, carreras técnicas o ingenierías, ciencias de la salud y ciencias ambientales, con el desarrollo del llamado “componente docente” pueden, sin ningún otro requisito, desempeñarse en las aulas de universidades y liceos, como profesores de matemática o ciencias de la naturaleza. Así se puede observar que este componente puede ser atendido en otras universidades nacionales, como la Universidad Simón Bolívar (2013) por ejemplo, a través de la figura de un diplomado en el “componente docente”, sin importar las especificidades de la enseñanza de la disciplina particular en la cual se desempeñe el docente. Mientras en la propuesta de renovación de la UCAB (2011), se observa las ofertas de Licenciatura en Educación menciones: Biología y Química, Física y Matemática, Ciencias Sociales, Integral, Pre-escolar y Filosofía. En esta propuesta no se hace diferenciación entre las disciplinas de las menciones Biología y Química, ni Física y Matemática y, tampoco se hace referencia a cursos propios de cada mención; en el Plan de Estudio se ofrece solamente Investigación I e Investigación II como cursos con los cuales se desarrollarían habilidades investigativas. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química En la UPEL por su parte, se conceptualiza el currículo como espacio público, con autonomía, pertinencia, relevancia, calidad, innovación, flexibilidad e integridad y; la investigación, como proceso y eje humanizador en la formación docente universitaria en todas las disciplinas o áreas del conocimiento en el entendido que le permite colaborar con la construcción del conocimiento (Castro y otros 2011). De estas conceptualizaciones se desprende la formación de un docente mediador del proceso de enseñanza y aprendizaje, capaz de integrar teoría y práctica por medio de sus competencias, que enseña para enfrentar el cambio y la incertidumbre (Organización de Estados Iberoamericanos, 2010). Puede observarse que estos planteamientos responden al movimiento mundial que favorece el desarrollo de competencias laborales dentro de la interdisciplinariedad, como principio didáctico de la formación pedagógica profesional (Cejas y otros 2007). No obstante, en la UPEL - IPC, ya desde hacía una década antes se advertía que la integración no ocurriría si no había una previa especialización (Taborda, 1984). Lo cual sugiere la alta valoración que se adjudica al componente de formación especializada dentro del plan de estudio y dentro de este, la importancia y justificación de diferentes niveles de desarrollo del conocimiento de la disciplina o mención: fundamentación, integración y profundización (Eincón, y otros 2002). El diseño curricular para la formación del docente de Química en la UPEL - IPC expone explícitamente los cuatro componentes curriculares que requiere la ley: formación general, pedagógica, prácticas profesionales y especialización (Rincón y otros, 2002): 26 unidades de crédito para la formación general; 48, para la formación pedagógica; 25, para las prácticas profesionales y; 66, para la formación especializada. A la luz de la proporción, 66/165, algunos académicos, dentro y fuera de la institución, consideran que los componentes que no corresponden a la especialización en química exige una dedicación “excesiva” por parte del estudiante, y están en desacuerdo con el gran número de horas y proporción de créditos de estos otros componentes, sobre todo cuando el estudiante consume un tiempo precioso en las instituciones de educación media, desarrollando tareas que poco tienen que ver con la enseñanza de la disciplina y mucho menos, con el dominio de la disciplina científica. 21

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María Elena González Romero Algunos de ellos piensan que esto es un factor que está produciendo un deterioro de la calidad de la formación del docente y de la enseñanza de la disciplina científica (Cunto y Planchart, 1995; León, entrevista personal Marzo 18, 2015; Lombardi y otros, s/f.). A pesar de la falta de claridad en referencia a la profundización del conocimiento de las ciencias naturales y del desarrollo de las destrezas para la investigación, que se observa a simple vista en los planes de estudio de los Licenciados en Educación con mención en Biología, Química y Física, cuando se compara con la formación y el desempeño de los profesores de ciencias egresados del Instituto Pedagógico de Caracas, se registra una tendencia a la valoración negativa (Cunto y Planchart, 1995; Lombardi y otros, s/f.). Estas valoraciones parecerían algo injustas al consultar la estructura del componente de formación especializada del IPC en el diseño curricular vigente, ya que declara y justifica no solo un nivel de fundamentación con los cursos de Biología, Matemática, Química, Matemática Aplicada y Física; sino un nivel de integración con los cursos obligatorios de Química General, Físico-Química I y II, Química Orgánica I y II, Química Analítica, Química Inorgánica Descriptiva, Bioquímica y Ciencia, Tecnología y Sociedad; así como también, dentro de este nivel de integración, cursos electivos como Tendencias Actuales en la Enseñanza de la Química, Química Ambiental, Bioquímica Aplicada a la Industria y un nivel de profundización con asignaturas obligatorias de Química Analítica Instrumental, Química Inorgánica y los Proyectos en Química Aplicada I y II; mientras que como electivas: Tópicos en Enseñanza de la Química, Físico Química Experimental, Química Nuclear, Tópicos en Fisicoquímica, Tópicos en Química Orgánica, Tópicos en Química Analítica, Elucidación de Estructuras en Química Orgánica, Productos Naturales, Cinética Química, Síntesis Orgánica, Drogas y Fármacos, Análisis Químico y Química de los procesos industriales de Venezuela. Sin entrar en comparaciones con otras instituciones universitarias que forman docentes, se puede decir que la intención de atender a la Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química interdisciplinariedad e integración que exige las nuevas tendencias en enseñanza de la Química queda plasmada explícitamente en el diseño curricular del IPC. Como ejemplo específico se tiene los cursos de Proyectos en Química Aplicada I y II, obligatorios, no homologados para la UPEL, en el que se expone al estudiante a la integración, aplicación y práctica del conocimiento de la química para elaborar un proyecto de investigación formal, en el estudio y resolución de problemas concretos. Otra de las aristas de la formación investigativa en ciencias naturales e ingeniería es precisamente la enseñanza dentro del laboratorio (Lugo, 2006) porque es el escenario inmediato y obvio para la aplicación del método científico y desarrollar habilidades de comunicación, liderazgo, cooperación, habilidades de escritura y divulgación de información. Lógicamente, el docente de ciencias debe estar adecuadamente formado en este ámbito, no solamente por la profundización del conocimiento de la disciplina científica misma y el desarrollo de habilidades y destrezas para la experimentación, sino por la necesidad de embeberse en la atmósfera de la metodología investigativa que siempre ha requerido la enseñanza de las ciencias naturales porque facilita el desarrollo de habilidades del pensamiento que incluyen capacidades cognitivas y comunicacionales, así como la consolidación de valores ciudadanos, conservacionistas y ambientalistas (Erazo, 1999). Más aún, en los tiempos presentes cuando la metodología indagatoria en el aprendizaje de las ciencias se intenta impulsar desde la escuela primaria a nivel mundial (García-Huidobro S., 2011; Uzcátegui y Betancourt, 2013). Paralelamente, se debe considerar el impacto que desde el enfoque Ciencia, Tecnología y Sociedad (enfoque CTS) se ha hecho sobre los diseños curriculares orientados a la formación de docentes en ciencias, que han obligado a reconceptualizar no solamente el trabajo en el laboratorio sino dentro del aula, acercarse a la integración del conocimiento científico de las ciencias naturales, ambientales y sociales de manera contextualizada y útil para la preservación de la sociedad, la sostenibilidad de los grupos humanos y la conservación del ambiente (Serafim y Bueno, 2014). Tareas que parecen sólo posibles de abordar a través de la implementación de currículos flexibles y abiertos a la evaluación y ajustes requeridos. 23

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María Elena González Romero Así, hay que puntualizar que particularmente en el IPC, los diseños curriculares han estado comprometidos desde los ochenta, con la oferta de cursos obligatorios y electivos que abordan el estudio y aplicación de las tendencias en la enseñanza de las ciencias y la interdisciplinariedad en el estudio de problemas de diversa índole. Finalmente, se debe retomar la importancia que ha representado la formación del docente investigador en la UPEL no solamente en el desarrollo de los currículos para formar a los profesores de ciencia, sino en la carrera académica del profesor universitario dentro de la misma universidad (García, 2012). En el IPC para los 60 y 70´s la investigación se realizaba principalmente a título e interés personal del docente en su ascenso académico. Se conocían pocos grupos de investigadores, algunos en las áreas de castellano y literatura, pedagogía y ciencias sociales. Posteriormente, hacia finales de los 80´s, con la apertura de los programas de maestría en enseñanza de las diferentes disciplinas científicas, humanísticas, deportivas y artísticas y, la conformación de algunas líneas de investigación que se habían iniciado con el esfuerzo individual de docentes que se reincorporaban al IPC después de culminar estudios de postgrado; particularmente en Biología, Química y Ciencias de la Tierra, fue cuando se empezó a formalizar la investigación como una actividad sistemática y con cierto reconocimiento dentro de la carga horaria del profesor de la UPEL. Algunos docentes del departamento de Biología y Química redireccionaron sus investigaciones hacia el currículo y la enseñanza de las ciencias cuando se toparon con los problemas de suministro de materiales y mantenimiento de equipos de los laboratorios; mientras que otros, lograron continuar y desarrollar investigación en Botánica, Zoología, Ecología, Tecnología De Alimentos, Química Orgánica y Química Analítica. De tal manera, al cabo de unos diez años en el departamento de Biología y Química se formalizó el núcleo de investigación en ciencias naturales que posteriormente se conformó en el Centro de Investigación en Ciencias Naturales “Manuel Ángel González Sponga”, CICNATRevista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química (Hernández, entrevista personal Marzo 12, 2015; González y Ledezma, 2003 a y b). Los cursos dentro de los planes de estudio para formar los profesores de ciencias naturales, surgen en el contexto de la necesidad sentida hacia la interdisciplinariedad: Diseño de Proyectos de Investigación en Ciencias Naturales (Barrientos y otros 1986; programa del curso, 1986 a y b), Diseño de Proyectos de Investigación (Hernández, 1989), Laboratorio de Campo en Ciencias Naturales, fueron experiencias muy enriquecedoras en esos intentos de romper con los límites tradicionales entre las ciencias naturales (Hernández, 2015). En la actualidad, se realizan esfuerzos para que los trabajos de investigación que se realizan en el marco del curso Proyectos en Química Aplicada I y II y otros estudios relativos a la Enseñanza de la Química -que se producen principalmente en el marco de la Maestría en Enseñanza de la Química-, se registren en el CICNAT como parte del Laboratorio de Química y Educación en Química dentro de la estructura del CICNAT (Flores, J. entrevista personal Mayo 20, 2015). Antecedentes y desarrollo del curso Proyectos en Química Aplicada Desde antes de los tiempos de la Reforma del Instituto Pedagógico de Caracas-IPC (Albornoz, 1986; González, 1984; Taborda, 1984) la atención de los profesores formadores de docentes hacia la educación en ciencias naturales se ha hecho patente, particularmente en lo relativo al desarrollo de las destrezas propias para desempeñarse dentro no solamente del aula, sino en el laboratorio, el campo y consecuentemente, como investigador, motivador y descubridor de talentos orientados al estudio de las ciencias naturales. Evidencia de ello lo es la participación activa de profesores de reconocida calidad académica vinculados al IPC, desde que se fundó como Instituto Pedagógico Nacional, en la creación de las primeras facultades, escuelas y departamentos de ciencias de la Universidad Central de Venezuela y otras universidades, institutos pedagógicos e instituciones como el Centro Nacional para el Mejoramiento de la Enseñanza de las 25

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María Elena González Romero Ciencias, CENAMEC (Albornoz, 1986; Cunto y Planchart, 1995; Lombardi y otros, s/f.). No obstante y como es de esperarse, dada la naturaleza crítica del ámbito universitario, el camino para el diseño, implementación y desarrollo de cursos como el que ocupa el objetivo de esta publicación, no ha estado exento de profundas, extensas y a veces aparentemente contradictorias e irreconciliables discusiones entre los miembros de la comunidad académica, principalmente como consecuencia de la complejidad de las exigencias en la formación de un profesional que debe por un lado, formarse como docente especialista en química y ciencias generales y a la vez, tan competitivamente especializado que sea capaz de desempeñarse en el laboratorio y en el campo (incluyendo el aula), para no solamente “dar clases” sino también diseñar, orientar y desarrollar investigaciones en el área de la química y de enseñanza de las ciencias. Esto, indistintamente del nivel de la educación venezolana al cual decida dedicarse el egresado, tomando en consideración por un lado, la evolución del conocimiento científico, la evolución de las tendencias en la enseñanza de la ciencias, las necesidades del entorno socio-económico- ambiental y por el otro, las crecientes limitaciones presupuestarias de todas las instituciones educativas en el país. Vista así, la implementación del diseño curricular que cumpla con los componentes del plan de estudios para la formación del profesor del IPC y de la UPEL sin importar la mención a la cual se refiera, se convertiría entonces, en una tarea imposible de lograr, a menos que el desarrollo del currículo sea flexible y focalizado en el desarrollo de habilidades y destrezas intelectuales, procedimentales y actitudinales que permitan al estudiante y al egresado, desenvolverse integralmente, nivelarse y actualizarse de manera proactiva en el campo de estudio e investigación de la disciplina así como de su enseñanza (Rincón y otros, 2002). En la práctica, en el IPC, en cuanto a la evaluación, transformación e implementación de los currículos, la labor más difícil ha sido la de integración de los saberes, entre otras razones, por la falta de apertura Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química en cuanto al reconocimiento de las especificidades, puntos en común y aportes de las distintas disciplinas; por lo que la integración inter e intra ciencias tan necesaria para darle flexibilidad y efectividad a los planes de estudios ha sido progresiva pero lenta. Conforme se demuestra que la integración de los saberes se logra más fácilmente a través de los cursos más abiertos a la transferencia del conocimiento, la metodología y los procedimientos, que rompen con las barreras entre disciplinas de la misma y de diferente naturaleza y que utilizan modelos epistemológicos de investigación más eclécticos o menos rígidos y que poseen intención y carácter inter y multidisciplinarios (García, 2012; Castro y otros, 2011). Particularmente, en el Diseño Curricular de la Especialidad de Química (Rincón, y otros, 2002) se establece que el componente de formación especializada debe ofrecer las experiencias de aprendizaje que permitan el dominio teórico y práctico de los contenidos y la metodología de las disciplinas científicas del nivel, modalidad o especialidad en el que actuará como docente, así como también de las estrategias para la enseñanza y el aprendizaje de dichas disciplinas y de la aplicación de estos conocimientos. En consecuencia, está comprometido con el desarrollo de hábitos de estudio independiente e indagación para actualizar y ampliar los conocimientos adquiridos e incorporar conocimientos de áreas relacionadas, a fin de enriquecer su acción educativa. Con este fin, en ese mismo documento se utiliza la categorización de los cursos en tres niveles del plan de estudio: asignaturas de fundamentación, integración y especialización. Es así como dentro del componente de formación especializada, surgen asignaturas tales como Investigación en Química, bajo la forma de la electiva Estudios Independientes (en el plan del 69-83); Diseño de Proyectos de Investigación en Ciencias Naturales (plan del 84); Diseño de Proyectos de Investigación (Hernández, 1989), asignatura electiva en el plan de estudios de 1989. Todas ellas mostraron excelentes resultados en cuanto a la integración de los conocimientos y la formación integral del profesor de química y; Proyectos en Química Aplicada). Hubo otras experiencias interesantes, aunque no perduraron en el tiempo por dificultades en su 27

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María Elena González Romero implementación asociadas con los horarios y disponibilidad de tiempo de los docentes. Entre ellas estuvo el curso integrado Laboratorio de Campo en Ciencias Naturales con la participación de profesores de diversas disciplinas de Ciencias de la Tierra, Física, Biología y Química (Hernández, D. entrevista personal Diciembre 14, 2014), que dio origen a cursos como Proyecto Integrado en Ciencias de la Tierra del Departamento de Ciencias de la Tierra, no homologado para la UPEL pero obligatorio en el plan del IPC (Gagtiolla y Méndez, 2001). El área de Química en el Instituto Pedagógico de Caracas ha mantenido una tradición en cuanto a los intentos de integrar los conocimientos teóricos y su aplicación en el laboratorio y en la investigación científica. En los setentas se hicieron inversiones importantes en adquisición de equipos instrumentales de análisis y contrataciones de profesores provenientes de universidades extranjeras para ofrecer talleres y cursos sobre análisis instrumental. También se manejó con relativa frecuencia, estrategias como trabajos de campo, visitas guiadas a empresas nacionales como SIDOR en Matanzas, refinerías como la de Amuay, la represa del Guri, entre otras, así como las pasantías en laboratorios mejor equipados para el momento como los del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, laboratorios de facultades científicas de la UCV y el Laboratorio de Toxicología de la entonces Policía Técnica Judicial (PTJ). Las primeras incursiones de los estudiantes de Química del plan de estudios del año 74 en el IPC en el área de la investigación, se produjeron por iniciativa de profesores de la Cátedra de Química Analítica e Inorgánica, quienes propiciaron investigaciones conducidas por estudiantes de los últimos semestres de la carrera, algunas de ellas completaban el ciclo de la aplicación del método científico con la publicación de artículos en la revista como la desaparecida publicación Acta Macarao (González y De Hernández, 1974). Aquellas investigaciones brindaron una oportunidad de vinculación entre las instituciones que hacían investigación química en el país. Últimamente, con el advenimiento del enfoque Ciencia-TecnologíaSociedad (Cejas y otros, 2007; Molina, 2000) y la especialización de los Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química docentes del IPC en áreas como la Tecnología de Alimentos, se produjo un giro hacia el abordaje del estudio de problemas más reales o con implicaciones en la vida cotidiana a través de la interdisciplinariedad de las ciencias naturales y hasta de las ciencias sociales. De tal manera que progresivamente se han diseñado y ejecutado proyectos de investigación asesorados por profesores de Química, de Ciencias Biológicas, de Ciencias de la Tierra, Ecología, Ciencias Ambientales y aún con formación en otras disciplinas como la Geografía Física. A comienzos de los 2000, bajo la administración del Dr. Maximiliano Bezada, desde el Vicerrectorado de Investigación y Postgrado de la UPEL, estas investigaciones tuvieron un empuje importante con la adquisición de nuevos equipos de laboratorio sobre todo para los departamentos de Ciencias de la Tierra y Biología y Química (Hernández, D. entrevista personal Diciembre 14, 2014). En el IPC, no se declara la realización de un trabajo de investigación como requisito de grado -tampoco en el resto de los institutos de la UPEL, ni en las carreras que ofrecen la licenciatura en docencia con mención en Química-. Sin embargo, el interés y la necesidad de formación en cuanto a la investigación en ciencias naturales y su atención dentro del pensum de estudio del profesor, se enraizó de tal manera, que surgió la necesidad del diseño de una asignatura que permitiese dar respuesta a esas inquietudes en forma integrada. Ya siendo uno de los institutos de la UPEL, los profesores Barrientos y otros, (1986a y b) presentaron su propuesta del curso Diseño de Proyectos de investigación en Ciencias Naturales. En la propuesta, los autores, adscritos a los departamentos de Biología y Química y Ciencias de la Tierra, ponen sobre la mesa de discusión el hecho de que los planes de estudio para la formación docente en ciencias naturales en el país adolecían de una atención adecuada como investigador en el área de ciencias y destacan que desafortunadamente, los cursos de Metodología de Investigación que se ofrecían hasta el momento como parte del componente pedagógico, no atendían el desarrollo de habilidades y destrezas propias para desarrollar investigación en ciencias naturales. Como respuesta a las fallas evidentes en los planes de estudio, el curso propuesto hizo especial énfasis en las destrezas relativas a la búsqueda 29

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María Elena González Romero de información en forma sistemática en el área de las ciencias naturales; el manejo de las bibliotecas especializadas en ciencias naturales, de las fuentes de información primarias y secundarias para la investigación científica; la detección y formulación de problemas e hipótesis de investigación; la operacionalización de variables; el diseño de estrategias metodológicas para el estudio de problemas en ciencias naturales; la previsión de métodos sencillos de análisis de datos en la investigación de problemas en ciencias naturales; la organización, discusión y presentación oral y escrita de los informes de investigación y; una actitud positiva hacia la contrastación de las ideas la comunicación oral y escrita de los resultados de la investigación. Retomando la arista de integración de los saberes, se debe destacar que el desarrollo de elementos curriculares con pretensiones de integración del conocimiento en las ciencias pasa por los mismos estadios que la evolución del conocimiento. Inicialmente se tenía una visión parcelada de la química que reñía con la necesidad de integrar para poder resolver problemas reales. Igualmente, hay que reconocer que todavía en el medio universitario, persiste la visión positivista de la ciencia que asigna un valor excesivo a la “objetividad” y desdeña a veces la seriedad, profundidad y rigurosidad que tienen las ciencias y los modelos no experimentales, descriptivos o cualitativos y que pudieran ser complementarios a la hora de estudiar problemas más complejos como los que se presentan en el campo o fuera de las condiciones controladas y simplificadas de un laboratorio. La integración entre cátedras no es sencilla nisiquiera entre áreas de la Química y tampoco con las Ciencias Biológicas, las Físicas y de la Tierra. Solo después de reconocer el valor de los aportes de cada rama de las ciencias naturales, ambientales, sociales y hasta pedagógicas ha sido posible desarrollar proyectos de investigación que pueden ser de envergadura aunque inicialmente no se hayan propuesto tener alcances muy ambiciosos. Por ejemplo, sería justo resaltar en este momento que las muchas veces atacadas asignaturas “pedagógicas” han permitido adiestrar al estudiante del IPC en el análisis de problemas, organización de materiales para su presentación oral y escrita, concreción de objetivos y alcances de los estudios, reconocimiento de situaciones problemáticas Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química y redacción de problemas e hipótesis de trabajo, entre otras destrezas investigativas. La asignatura Proyectos en Química ha ido superando escollos desde su preámbulo como Diseño de Proyectos, hasta que se implementan los cursos de Proyectos en Química Aplicada I y II. En la primera fase se realiza la búsqueda bibliográfica y planifica el proyecto y en la segunda, se ejecuta. Lo más importante en este momento de la evolución del curso es que pasó a ser obligatorio en el plan de estudios actual de formación de profesores de Química del IPC, aunque no es homologado para toda la UPEL. Se reitera que es entonces exclusivo en la formación del docente en química que egresa de la UPEL-IPC. La fase I, tiene un creditaje de 2 y la II, de 2. Un total de 4 créditos no es nada deleznable, aun considerando el volumen de créditos que debe cumplir el estudiante como requisito de grado (165). La administración del curso ha tenido que superar algunas barreras derivadas de la rigidez de la estructura y gestión académica-investigativa de la UPEL - IPC, pero afortunadamente ha ido evolucionando, aunque lentamente, hacia la utilización de esos 4 créditos que derivan en aprendizajes muy enriquecedores para la formación del docente de Química como investigador. En sus comienzos, el estudiante tenía que deambular de cátedra en cátedra para seleccionar un profesor con quien acordar el emprendimiento de una investigación que cumpliera con los requisitos, objetivos, alcance y metas del curso. De esta forma, el estudiante tenía que sortear demasiadas trabas para iniciar una investigación; además de que la distribución del trabajo entre los profesores de las cátedras, definitivamente no era equitativa, ni funcional. Esto se resolvió, a través de la creación de una coordinación del curso para que la tarea de inventariar las posibilidades de asesorar las investigaciones entre los profesores de ciencias, fuera asumida por el coordinador. En una reunión previa y pública (con invitación abierta a todos los profesores) con los aspirantes a cursar, profesores investigadores y el coordinador de Proyectos en Química Aplicada, se presenta la oferta de 31

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María Elena González Romero posibles temas y proyectos de investigación; así, desde este escenario, los estudiantes intercambian ideas con los profesores asesores potenciales hasta concretar su decisión y acordar horarios de atención personalizada. Como ya se ha dicho, la primera fase del curso consiste en que el estudiante consulte y se prepare lo más amplia y profundamente sobre el tema de investigación, haciendo la búsqueda bibliográfica que le permita concretar su proyecto. En esta fase debe concretar su problema de investigación y la metodología a seguir. Mientras que la fase II le permitirá ejecutar el proyecto y preparar el informe final (Hernández, D. Diciembre 14, 2014; Betancourt, C. Noviembre 10, 2014; Murillo, L. Noviembre 10, 2014, entrevistas personales) En la actualidad, desde el departamento de Biología y Química se intenta que la designación del Coordinador de Proyectos en Química Aplicada se rote entre los miembros de diferentes cátedras con la finalidad de dar equilibrio y flexibilidad a la administración del curso y equidad en la distribución de tareas y responsabilidades. El problema de la inequidad en la distribución de las responsabilidades por cátedra no es fácil de resolver porque siempre habrá profesores que ofrecen menos proyectos para la investigación, bien sea porque no hacen investigación en áreas de la Química o porque la dotación de los laboratorios no es adecuada. En muchas oportunidades, estas limitaciones han estimulado la búsqueda de profesores investigadores de otras áreas científicas del IPC, como Ecología, Biomas y Biotopos, Ciencias de la Tierra (geología, hidrología), Educación Ambiental y Geografía Física y; de otras instituciones universitarias como la facultad de Farmacia y la Escuela de Química de la UCV, de la USB, CANIA, INN, INH y el IVIC, con las que últimamente se mantienen nexos cercanos. Estos hechos le han dado cierta apertura e interdisciplinariedad favorables al intercambio y formación de redes de investigadores. De esta manera se ha logrado establecer vínculos que apoyan no sólo la formación científica investigativa del estudiante de pregrado, sino la contribución en la recuperación de equipos de alta tecnología que se habían dejado de utilizar hacía más de quince años en el IPC (González y Ledezma, 2003a). Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química Entre los factores que han enlentecido la administración y evolución del curso Proyectos en Química Aplicada se pueden mencionar: las fallas en la dotación y mantenimiento de los laboratorios; las dificultades para el reconocimiento de la dedicación a la investigación dentro de la carga horaria de los docentes y; las dificultades para la consolidación de líneas de investigación que sirvan de apoyo a las investigaciones. Para la solución de aspectos como los anteriormente enumerados, se requiere la formación de equipos de investigación, lo cual, como es de suponer, exige los recursos, tiempo e intención manifiesta de organización y trabajo conjunto. Adicionalmente, se observan fallas en los elementos de la cultura investigativa del IPC que afectan precisamente la comunicación, la divulgación y la publicación de los resultados de las investigaciones: elementos claves para la sensibilización de la comunidad universitaria hacia la actividad de investigación. Proyectos en Química Aplicada no escapa a esta realidad y hay que decir que la proporción de artículos o publicaciones que se han generado para divulgar los resultados obtenidos es bajísima y la exposición de carteles es tímidamente, la única oportunidad en la cual se somete a la contrastación con la comunidad universitaria, los hallazgos y logros de las investigaciones realizadas por los estudiantes en el marco del curso. Aportes del curso Proyectos en Química Aplicada a la formación del docente En los años 80 la mayoría de las investigaciones que se generaron desde el curso consistían en replicaciones de experiencias reportadas en el Journal of Chemical Education, además de introducir mejoras a métodos de análisis, síntesis, separación y purificación de productos. Algunas de estas experiencias fueron luego incorporadas a los trabajos de laboratorio del curso Química Inorgánica (Hernández, D. entrevista personal Diciembre 14, 2014). Posteriormente, se logró levantar los inventarios de las investigaciones culminadas para los lapsos 1996-2001 y 2001-2012; así se puede contabilizar un total de 94 investigaciones culminadas en 33

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María Elena González Romero esos 16 años. Llama la atención que en los 10 años anteriores al 96, no se pudo registrar las investigaciones culminadas. Probablemente debido a las limitaciones en la implementación y administración de un curso de esta naturaleza; así como las interrupciones en los períodos lectivos y las constantes reprogramaciones de los semestres. Uno de los principales aportes del curso a la formación del docente es, la vivencia de la investigación científica en el área de Química. Aún a través de la realización de estudios que pudieran lucir muy sencillos, se propician experiencias de aprendizaje que contribuyen al desarrollo de habilidades y destrezas cognoscitivas, procedimentales y actitudinales para la investigación en este campo. Estas habilidades van a servir al docente tanto para la investigación en ciencias propiamente dicha, como una experiencia valiosísima en la orientación de los estudios y trabajos que emprenden sus estudiantes durante el último año del bachillerato; así como para el descubrimiento de talentos y la orientación vocacional de sus alumnos hacia la inserción en carreras. A nivel epistemológico, metodológico y procedimental, el principal aporte de los cursos Proyectos en Química Aplicada I y II, se refiere a la oportunidad de integración de esos saberes y la aplicación de la interdisciplinariedad que responde a la tendencia mundial del enfoque Ciencia-Tecnología-Sociedad en la enseñanza de las ciencias y que intenta trasferir esos saberes a todos los ámbitos y niveles de la vida, de la sociedad, del hombre en su interacción con el ambiente, de la cotidianidad y de la escolaridad. Esto en definitiva representa la oportunidad de integración del conocimiento científico de la Química y las Ciencias Naturales, con la cultura popular y con el abordaje de la resolución de problemas de índole ambiental, social y de salud. Desde las primeras sesiones de trabajo de Proyectos en Química Aplicada I por ejemplo, se promueve el encuentro de los profesores de las especialidades de Química y Biología, especialmente en el momento de la presentación de los asesores potenciales con la oferta de posibles temas de investigación. Cuestión que cobra gran importancia, a la luz de Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química la pérdida de la valoración que tenía la cátedra como unidad académicaadministrativa y las reuniones de coordinación de la actividad académica (tales como reuniones departamentales y de coordinación de área) como estrategia de discusión y establecimiento de acuerdos para la exitosa implementación de planes y programas. Este escenario estimulado desde el curso Proyectos en Química Aplicada I, permite la interacción de los docentes de diferentes cátedras no solamente del departamento de Biología y Química sino, como se ha dicho, de los departamentos de Ciencias de la Tierra, y de Geografía e Historia. Lo cual brinda una atmósfera propicia para el conocimiento y reconocimiento del trabajo del colega y la conformación de equipos de investigación. En el momento de cierre del curso con Proyectos en Química Aplicada II, se presenta otra instancia interesantísima de intercambio y comunicación de ideas, con la exposición de carteles que exhiben los objetivos, metodología, resultados y conclusiones de cada una de las investigaciones culminadas por los estudiantes. En esta ocasión, los docentes del IPC, de alguna manera interesados, especialmente los miembros de las cátedras relacionadas con las ciencias naturales, se incorporan a la exposición para realizar la evaluación de los carteles y entrevistar a los estudiantesinvestigadores para conocer detalles sobre la ejecución de los proyectos. De tal manera que, la oportunidad permite calibrar la calidad, profundidad, transcendencia, aplicabilidad y nivel de integración para la resolución de problemas concretos de los trabajos en forma individual y del grupo. En primer lugar, el análisis de los inventarios de los proyectos ejecutados en el curso permite concluir que la participación de las cátedras en la asesoría de los trabajos se diversifica sustancial y progresivamente. En segundo lugar, es interesante observar, que en esos años se realizaron estudios con diversos propósitos, como se señala en el siguiente cuadro.

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María Elena González Romero Cuadro 1. Número de trabajos desarrollados en el curso Proyectos en Química Aplicada. Temática de los trabajos desarrollados

N° de trabajos

Síntesis, estudios cinéticos, caracterización de moléculas con posible actividad antimalárica, anestésico, colorante, antibiótico y otras aplicaciones.

Diseño y evaluación de equipos.

Determinación de elementos esenciales y no esenciales, proteínas totales, compuestos tóxicos, sustancias antibióticas, con efectos catalíticos, aceites esenciales, conservantes, edulcorantes y contaminantes en muestras biológicas y alimentos. Evaluación de actividad de productos naturales: actividad hipoglicemiante oral in vivo y determinación de la capacidad antioxidante de plantas medicinales; determinación de vida media de sustancias con UV e IR. Caracterización química de productos inusuales en reacciones químicas y sustancias extraídas de productos naturales y comerciales

Evaluación de productos alimenticios de origen animal; quesos y mantequilla y establecimiento de parámetros organolépticos, fisicoquímicos y microbiológicos.

Preparación y evaluación de productos de uso cosmético: champús, protectores solares, blanqueador dental y dentrífrico a partir de productos naturales.

Del análisis del cuadro anterior se desprende la amplitud de temas de investigación que se han desarrollado por parte de los estudiantes cursantes de la asignatura Proyectos en Química Aplicada. Así como el alto nivel de aplicabilidad e interdisciplinariedad de los mismos. Características estas que se han constituido en aportes a la formación investigativa del estudiante de química que egresa del IPC. CONCLUSIONES Los cursos Proyectos en Química Aplicada I y II están comprometidos con los requerimientos y necesidad de integración e interdisciplinariedad Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Proyectos en Química Aplicada: aporte de la Universidad Pedagógica Experimental LibertadorInstituto Pedagógico de Caracas a la formación investigativa del profesor de Química de las ciencias naturales; así como con el desarrollo de habilidades y destrezas investigativas que el docente de Química podrá seguir profundizando de forma independiente de acuerdo al nivel educativo e investigativo que le corresponda desempeñarse. En la actualidad estos cursos representan la oportunidad sistemáticamente diseñada para que el estudiante de Química dentro del plan de estudio de formación del docente en esta disciplina, pueda experimentar y vivenciar la importancia de la interdisciplinariedad de la ciencias naturales, no solamente para la generación de conocimiento, sino como herramienta en el análisis y solución de problemas reales del hombre, las comunidades, la sociedad, el ambiente y la conservación del planeta. Como consecuencia de los esfuerzos que se realizan en el sentido de promover asignaturas como Proyectos en Química Aplicada se incorporan a la cultura investigativa en el IPC rasgos más positivos que estimulan por ejemplo, la divulgación, discusión y contrastación de los resultados, la publicación regular y periódica de las investigaciones; la conformación de equipos multidisciplinarios de investigadores. Es necesario mantener la asignatura Proyectos en Química Aplicada dentro del bloque de cursos obligatorios del pensum para la formación de profesores de Química y promover su incorporación en el resto de las especialidades que ofrece la UPEL. REFERENCIAS Albornoz, H. (1986). El Instituto Pedagógico: Una visión retrospectiva. Ediciones del Congreso de la República. Caracas. Venezuela Barrientos, Y., Caraballo, P., Grillet, R., Hernández, D. y Navarro, G. (1986a). Ponencia presentada en el I Seminario sobre la Enseñanza de la Metodología de la Investigación en Educación Superior. Diseño de Proyectos de Investigación en Ciencias Naturales: Propuesta para un curso. Septiembre 24-26, Maracaibo 37

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María Elena González Romero Barrientos, Y., Grillet, R., Hernández, D. y Navarro, G. (1986b). Programa analítico del curso Diseño de Proyectos de Investigación en Ciencias Naturales. Código BG-205. Instituto Pedagógico de Caracas. Caracas Castro, S., Bolívar, L., Reyes, M., Fernández, B., Müller, G. y Esteves, Z. (2011). Documento Base del Currículo UPEL. Mayo. A considerar por el Consejo Universitario. Comisión Central de Currículo de la Universidad Pedagógica Experimental. No publicado Cejas, E., Viltres, C. y Feijoo, M. (2007). La educación para el desarrollo sostenible y la formación de competencias laborales. Revista Didáctica Ambiental. Mayo, 4 (6) Cunto, G. y Planchart, E. (1995). Enseñanza de la ciencia en Venezuela: un reto al futuro. Gaceta Médica. IVIC. Caracas, 103 (3) 21-230 Declaración del VII Encuentro Nacional de Profesores de Química. (2012). Propuesta para la enseñanza de la química. Abril 2012. Celebración de la XXV Olimpíada Nacional de Química en El Escorial. España. Disponible: Educacionquimica.wordpress.com.propuestas-para-laensenanza-de-la-quimica/Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. [Consulta: 2016, Marzo 19] Erazo, M. (1999). La formación de profesores de química “un proyecto curricular por competencias”. Digitalizado por RED ACADÉMCA. Universidad Pedagógica Nacional. España. Disponible: www. pedagogica.edu.co/storage/ted/articulos/ ted10_arti.pdf. [Consulta: 2016, Marzo, 19] Gagtiolla, A. y Méndez, L. (2001). Manual del Estudiante de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas. Caracas Galvis, R. (s.f.). Propuesta del programa nacional de Educación Media en relación con la formación del docente para Educación Media Diversificada y Profesional. Primera Versión. Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Vicerrectorado de Docencia. Datos no publicados García, L. (2012). Formación del docente investigador de la educación pragmática y epistemológica a la efectividad del currículo. Artículo de prensa. Doctorado. UPEL. Caracas

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María Elena González Romero Molina, E. (2000). Enfoque Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS), una oportunidad para la enseñanza de las ciencias en Venezuela. Universidad del Zulia. Escuela de Educación. Departamento de Química. Maracaibo: Autor Organización de los Estados Iberoamericanos (2010). 2021 Metas Educativas. La Educación que queremos para la generación de los bicentenarios. [Documento final]. ISBN: 978-84-7666-224-3 Rincón, F., Mezones, B. y Betancourt, C. (2002). Diseño Curricular de la Especialidad de Química. Enero-Febrero. Subdirección de Docencia. Unidad de Currículum. Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas. Caracas Serafim, N. y Bueno, L. (2014). Impacto pedagógico del diseño curricular por competencias desde el enfoque ciencia, tecnología y sociedad en el contexto africano. Revista Digital, Junio. Buenos Aires. 19 (193). Disponible: http://www.efdeportes.com/ [Consulta: 2015, Febrero 7] Silva, R. (2009). Estrategias de Enseñanza para el desarrollo de habilidades intelectuales a través del estudio de las propiedades de la materia. Trabajo de Grado presentado como requisito para optar al título de Magister Scientiarum en Enseñanza de la Química. Maracaibo, Julio. Universidad del Zulia Taborda, M. (1984). Diseño Curricular. Subdirección Académica. Unidad de Servicio de Currículo. Instituto Universitario Pedagógico de Caracas. Caracas Universidad Católica Andrés Bello (2011). Propuesta de Renovación curricular de la carrera de educación de la UCAB. Facultad de Humanidades y Educación. Universidad Católica Andrés Bello. Junio, 20. Caracas Universidad Simón Bolívar. (2013). USB en breve, Octubre 14 [Boletín informativo]. Caracas: Autor Uzcátegui, Y. y Betancourt C. (2013). La metodología indagatoria en la enseñanza de las ciencias: una revisión de su creciente implementación a nivel de Educación básica y Media. Revista de Investigación, EneroAbril, 37(78)109-127. Instituto Pedagógico de Caracas

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Estudio teórico de propiedades ópticas no lineales en aminoácidos

Estudio teórico de propiedades ópticas no lineales en aminoácidos Theoretical study of nonlinear optics properties in aminoacids Emildo Marcano jedi148@gmail.com

Johana Alayón anagriela@gmail.com

José Gregorio Cisneros cisnerosjose.elmusico@gmail.com Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales (CICNAT), Laboratorio de Química Computacional, Venezuela Artículo recibido en junio 2016 y publicado en enero 2017

RESUMEN Se presenta el cálculo del promedio de la polarizabilidad, < α > y primera hiperpolarizabilidad total βtotal de nueve aminoácidos esenciales, en fase gas, a nivel Hartree Fock (HF) y Møller–Plesset (MP2), usando el conjunto base 6-31+G (d,p). A nivel TDDFT (CAM-B3LYP)/6-31+G (d,p), λmax se encuentran entre 122 nm y 153 nm, destacándose, debido a su intensidad, la Isoleucina con 129 nm. La contribución principal a esta λmax está asociada con la transición HOMO-2 → LUMO+4. El Triptófano posee los mejores valores de < α > (122,7 ua) y βtotal (302,0 ua). El aumento de < α > Phe → Trp se debe a la sustitución del anillo bencénico por la fracción indol; esta última introduce una mayor deslocalización electrónica y separación de carga en la estructura. El aumento de βtotal se justifica por la presencia de la fracción indol, cuya naturaleza centrosimétrica minimiza la contribución a la primera hiperpolarizabilidad en la Phe. Palabras clave: aminoácidos; polarizabilidad; hiperpolarizabilidad; óptica no lineal

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Emildo Marcano, Johana Alayón y José Gregorio Cisneros ABSTRACT A theoretical study of the average polarizability (< α >) and first total hyperpolarizability (βtotal) for nine essential amino acids is presented. The calculations were carried out in gas phase, at Hartree Fock (HF) and Møller-Plesset (MP2) level using the 6-31+G (d,p) basis set. The maximum absorption bands, calculated at CAM-B3LYP/6-31+G (d, p), are between 122 nm and 153 nm, highlighting the Isoleucine with 129 nm. The main contribution for this λmax is associated with the transition HOMO-2 → LUMO + 4. Tryptophan stands out like structure with the best values of < α > (122.7 ua) and βtotal (302.0 ua). Increased < α > Trp → Phe substitution is due to the benzene ring by the indole moiety; latter introduces greater electron delocalization and charge separation in the structure. Similarly, the increase in the βtotal value can be justified by the presence of the indole moiety, because the nature of benzene centrosymmetric minimizes the contribution to the first hyperpolarizability in Phe. Similar arguments can explain the behavior of properties in the remaining amino acids. Key words: amino acids; polarizability; hyperpolarizability; nonlinear optic INTRODUCCIÓN En la actualidad el interés por el estudio de materiales con propiedades ópticas no lineales se ha incrementado considerablemente, debido a la cantidad de aplicaciones en el campo de las telecomunicaciones, computación óptica, procesos de información óptica, etc. La óptica no lineal (ONL) es el estudio de los fenómenos que ocurren como una consecuencia de la modificación de las propiedades ópticas de un material por la presencia de luz láser intensa. De igual interés pueden ser los cambios que ocurren en la frecuencia, ángulo de fase e intensidad de la radiación que incide sobre el material (Kanis y otros, 1994) (Shelton y Rice, 1994). Técnicas experimentales basadas en procesos no lineales de absorción multifotónica, como la generación de segundos y terceros armónicos (SHG y THG, respectivamente, por sus siglas en inglés), han proveído grandes avances en el campo de la imagenología aplicada a la medicina, farmacéutica y ciencias de la vida en general (Williams y otros, Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Estudio teórico de propiedades ópticas no lineales en aminoácidos 2001) (Strachan y otros, 2011). Diversas estructuras moleculares tipo push-pull, dipolares, cuadrupolares y octupolares, han sido propuestas como candidatos para la interacción con los tejidos biológicos, a fin de lograr una alta resolución en su visualización mediante las técnicas (ONL) antes mencionadas. Sin embargo, la introducción de estas estructuras no es trivial, dado los posibles efectos de ruptura sobre los tejidos con los que interaccionan. Así, la búsqueda de moléculas con el comportamiento adecuado es un campo abierto en investigación. Recientemente, las propiedades ONL de los aminoácidos triptófano (Trp), tirosina (Tyr) y fenilalanina (Phe) han sido estudiados experimental y teóricamente, con el propósito de inferir su comportamiento como herramientas para el estudio de sistemas biológicos más complejos (Vivian y Callis, 2001). La dispersión hyper-Rayleigh ha sido usada para investigar la influencia de la presencia de lisina (Lys) en las cercanías del Trp, mediante la determinación de la primera hiperpolarizabilidad (β) para el Trp en exceso de Lys y su comparación con la primera hiperpolarizabilidad para el tripéptido Lys-Trp-Lys. La significativa disminución de los valores de β medidos en estos dos casos ha indicado que la respuesta ONL para el Trp es muy sensible a su entorno local (Duboisset y otros, 2010). Desde el punto de vista teórico, la teoría del funcional de la densidad dependiente del tiempo (TDDFT) ha sido utilizada para dar una descripción electrónica de las propiedades ONL en Trp, Tyr y Phe. Se encuentra que los valores de β son dependientes del cambio en el tamaño de la cadena de carbonos y de la presencia de los grupos indol, fenol y benceno (Guthmuller y Simon, 2006). Con las ideas anteriores, es clara la necesidad de sistematizar los estudios de propiedades ONL en los restantes aminoácidos esenciales. Así, en el siguiente trabajo se presenta un estudio teórico de las propiedades ONL de nueve aminoácidos esenciales: triptófano (Trp), fenilanalina (Phe), isoleucina (Ile), leucina (Leu), lisina (Lys), valina (Val), histidina (His), treonina (Thr) y metionina (Met). Específicamente, se determina el promedio de la polarizabilidad (< α >) y la primera hiperpolarizabilidad total (βtotal). Los cálculos se llevaron a cabo en fase gas, a nivel Hartree Fock (HF) y Møller–Plesset (MP2), 43

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Emildo Marcano, Johana Alayón y José Gregorio Cisneros teoría de perturbaciones truncada a segundo orden) y los resultados son analizados en términos de la dependencia geométrica y electrónica de cada estructura, tomando como referencia el comportamiento de los estados excitados de interés; estos últimos, calculados usando métodos TDDFT. Teoría y detalles computacionales Dada la aplicación de un campo eléctrico (F) de alta intensidad, la energía molecular total puede ser expresada mediante una expansión en serie de potencias que depende de las componentes del campo eléctrico, de los coeficientes tensoriales α, β y γ, e incluye la energía molecular sin la presencia del campo eléctrico E(0) (Kanis, Ratner y Marks, 1994): (1) En el marco de cálculos Ab Initio, la ecuación (1) permite la determinación de las componentes tensoriales para α, β y γ mediante el método de campo finito (FF) (Kurtz, Stewart, y Dieter., 1990). Posteriormente, los valores para < α > y βtotal pueden determinarse usando las ecuaciones (2) y (3), las cuales corresponden a invariantes experimentales que pueden ser comparables con resultados experimentales SHG y THG (Brédas y otros, 1994): (2)

(3) La figura 1 muestra las estructuras de los aminoácidos esenciales estudiados en este trabajo, clasificados como: alifáticos (Ile, Leu, Val), aromáticos (Phe, Trp), básicos (His, Lys), hidroxílicos (Thr) y sulfurados (metionina, Met). La optimización geométrica de los aminoácidos se llevó a cabo, a nivel HF y MP2, usando el conjunto base 6-31+G(d,p). Los mismos métodos se utilizaron para el cálculo de las propiedades ONL, usando el método de campo finito con intensidad de campo eléctrico de 0,001 ua, proyectado en cada una de las coordenadas x, y, y z del plano cartesiano. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 44

Estudio teórico de propiedades ópticas no lineales en aminoácidos

Figura 1. Aminoácidos esenciales estudiados en este trabajo.

Es conocido que los valores de las propiedades ONL depende en forma directa del producto de los momentos dipolares de transición de los estados electrónicos fundamental y excitados involucrados en el proceso de interacción con la radiación de campo eléctrico incidente, y de la diferencia de momento dipolar entre dichos estados. Por otro lado, los valores de < α >, βtotal y < γ > son inversamente proporcionales a la diferencia de energía entre el estado electrónico fundamental y excitado ya mencionados (Hahn y otros, 1999). Para acceder a los valores de estos parámetros, se realizó un cálculo de espectro electrónico para cada estructura, a nivel TDDFT, usando el funcional CAM-B3LYP (Yanai y otros, 2004) y el conjunto base 6-31+G(d,p). Finalmente, los comportamientos para < α >, βtotal y < γ > son analizados en términos de la dependencia geométrica y electrónica de cada estructura, utilizando figuras de mérito como la diferencia de energía entre los orbitales frontera HOMO y LUMO, así como la energía de estabilización obtenida a partir de análisis de orbitales naturales (NBO) a nivel MP2/6-31+G(d,p).

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Emildo Marcano, Johana Alayón y José Gregorio Cisneros RESULTADOS Optimización geométrica y espectro electrónico El siguiente cuadro muestra los resultados MP2/6-31+G(d,p) para la energía molecular (E), momento dipolar (µ), energías de orbitales frontera (HOMO-LUMO) y la diferencia de energía entre estos últimos. Cuadro 1. Energía molecular (E), momento dipolar (µ), energía para los orbitales HOMO y LUMO y diferencia de energía HOMO-LUMO E(H-L) para los aminoácidos estudiados. Nivel de cálculo: MP2/6-31+G(d,p). Molécula

E(ua)

µ(ua)

E(HOMO, eV)

E(LUMO, eV)

E(H-L) (ua)

Ile

-440,406

2,5

-10,746

1,933

12,678

Leu

-440,405

3,1

-10,849

1,866

12,716

Val

-401,223

2,5

-10,712

1,904

12,617

Phe

-553,189

2,2

-8,957

1,711

10,668

Trp

-684,408

2,6

-7,725

1,518

9,243

His

-547,251

4,5

-8,668

1,520

10,189

Lys

-495,596

3,5

-10,613

1,900

12,513

Thr

-437,081

0,1

-11,030

1,726

12,756

Met

-798,849

3,5

-9,485

1,686

11,171

Para los aminoácidos alifáticos, Ile y Leu presentan la misma energía molecular, dado su carácter isoelectrónico, lo cual no se ve afectado por el cambio de posición del grupo metil. Para la Val, la disminución de la cadena alifática implica un aumento en su energía molecular. La introducción del carácter aromático en Phe y Trp, aumenta la estabilidad molecular hasta -684 ua. De hecho, un análisis de orbitales naturales (NBO), a nivel MP2/6-31+G(d,p) muestra que la cadena alifática de la Val (con la menor estabilidad energética molecular) contribuye con una estabilización de hasta 5 kcal/mol por deslocalización electrónica; mientras, en el Trp, el grupo indol genera una estabilización de hasta 61 kcal/mol. En cuanto a los momentos dipolares, estos están en buen acuerdo con otros resultados teóricos y experimentales (Antoine y otros, 2002). El mayor valor para µ Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Estudio teórico de propiedades ópticas no lineales en aminoácidos lo exhibe la Hys (4,5 D), proyectado desde la fracción peptídica hacia el anillo imidazol (tomando como referencia el centro de masa molecular). Los valores de las energías HOMO, asociado a las energía de ionización, también están en buen acuerdo con otros reportes (Close, 2011). La figura 2 muestra el espectro electrónico UV-visible en fase gas para seis de los aminoácidos estudiados, calculado a nivel TDDFT, CAM-B3LYP/6-31+G(d,p). En el caso de la His, las energías para los tres primeros estados excitados son 5,62 eV, 5,71 eV y 6,14 eV; las cuales, están asociadas a transiciones que involucran los orbitales HOMO → LUMO, HOMO-4 → LUMO+3 y HOMO-1 → LUMO+2, respectivamente. Estos resultados contrastan bien con reportes obtenidos a nivel TDDFT/ B3LYP/6-311+G (2df,p) (Huang y otros, 2007). Las bandas de máxima absorción se encuentran entre 122 nm y 153 nm, destacándose, por su mayor intensidad, la λmax para le leucina con 129 nm. La contribución principal a esta λmax está asociada con la transición HOMO-2 → LUMO+4.

Figura 2. Espectro electrónico UV-visible en fase gas para seis de los aminoácidos estudiados, calculado a nivel TDDFT/CAM-B3LYP/6-31+G(d,p).

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Emildo Marcano, Johana Alayón y José Gregorio Cisneros Propiedades ópticas no lineales El conocimiento de las respuestas ONL moleculares de fracciones aminoacídicas tienen gran importancia en el campo de la biomedicina, ya que establecen las bases teóricas en técnicas de imagenología como la microscopía multifotónica (Müller y Squier, 2003) y tomografía óptica de coherencia (Huang y otros, 1991), entre otras. De hecho, la alta repuesta ONL del colágeno en la dispersión hiper-Rayleigh, ha sido adjudicada a las fracciones de prolina y glicina pertenecientes al esqueleto peptídico (Wergifosse y otros, 2014). Por su parte, la polarizabilidad molecular, <α>, puede ser usada como un descriptor de la deslocalización electrónica, separación de carga, y otros efectos electrónicos como el de resonancia, inductivo y distorsión molecular debido al factor estérico (Dwyer, 2005). En base a estas ideas, en el cuadro 2 se reportan los resultados para <α> y βtotal a nivel MP2/6-31+G(d,p). Cuadro 2. < α >/ua y βtotal/ua para los aminoácidos estudiados. Nivel de cálculo: MP2/6-31+G(d,p). Molécula

<α>

βtotal

Ile

84,0

36,9

Leu

84,1

81,5

Val

72,6

67,3

Phe

61,4

24,3

Trp

122,7

302,0

His

93,8

53,5

Lys

79,0

73,1

Thr

66,3

58,9

Met

92,4

79,0

Comenzando por los aminoácidos aromáticos (Trp y Phe), la tabla 2 destaca al Trp como la estructura con los mayores valores de < α > (122,7 ua) y βtotal (302,0 ua), los cuales son comparables a valores teóricos y Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Estudio teórico de propiedades ópticas no lineales en aminoácidos experimentales de otros autores (Swart y otros, 2004). El aumento de < α > Phe → Trp se debe a la sustitución del anillo bencénico por la fracción indol, esta última introduce una mayor deslocalización electrónica y separación de carga en la estructura. Igualmente, el aumento en el valor de βtotal puede ser justificado por la presencia de la fracción indol, ya que la naturaleza centrosimétrica del benceno minimiza su contribución a la primera hiperpolarizabilidad en la Phe (Guthmuller y Simon, 2006). En relación a los aminoácidos alifáticos (Ile y Leu), el cambio en la posición del grupo –CH3 no altera el valor de < α >, reflejando que, dado el carácter isolelectrónico de ambas estructuras, no se producen distorsiones moleculares significativas. Para la Val, la disminución en la cadena alifática justifica la disminución de < α > a 72 ua. Para βtotal se observa un aumento mayor al 50% para el cambio Ile → Leu. Bajo el modelo de perturbación para dos niveles, los valores de βtotal dependen proporcionalmente de los momentos dipolares de transición entre el estado electrónico fundamental y el primer estado excitado importante (según la fortaleza de oscilador f) involucrados en el proceso de interacción con la radiación de campo eléctrico incidente. La revisión de estos parámetros a nivel TDDFT (CAMB3LYP)/ 6-31+G(d,p) demuestra que los estados excitados importantes para Ile y Leu tienen f = 0,0937 y f = 0,0735, respectivamente. Los valores absolutos para los momentos dipolares de transición obtenidos tienen el orden Leu > Val > Ile en la mayoría de las componentes cartesianas, los cual justifica el aumento de βtotal para la Leu (ver cuadro 3). Los argumentos anteriores pueden ser extrapolados para explicar el comportamiento de las propiedades ONL en los aminoácidos básicos (His, Lys). Cuadro 3. Momentos dipolares de ransición (µi/ua) y fortaleza de oscilador (f) para los aminoácidos estudiados. Nivel de cálculo: TDDFT(CAM-B3LYP)/6-31+G(d,p).

Molécula

µx

µy

µz

Ile

0,1959

0,0436

0,6036

0,0937

Leu

0,2063

0,1528

0,5114

0,0735

Val

0,6887

0,1277

0,0045

0,1163

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Emildo Marcano, Johana Alayón y José Gregorio Cisneros CONCLUSIONES El estudio teórico señala que el del promedio de la polarizabilidad (< α >) y primera hiperpolarizabilidad total (βtotal) de nueve aminoácidos esenciales a nivel MP2/6-31+G(d,p); así como su espectro electrónico a nivel TDDFT(CAM-B3LYP)/ 6-31+G(d,p). Tanto la energía molecular como las propiedades ONL, son dependientes de los cambios de posición en los sustituyentes y de la presencia de fracciones aromáticas. Así por ejemplo, para los aminoácidos alifáticos, Ile y Leu presentan la misma energía molecular, dado su carácter isoelectrónico, y no se observan cambios debidos a la posición del grupo metil; mientras que, para la Val, la disminución de la cadena alifática implica un aumento en su energía molecular. La introducción del carácter aromático en Phe y Trp, aumenta la estabilidad molecular hasta -684 ua. En relación a las propiedades ONL, las diferencias numéricas pueden ser justificadas analizando el comportamiento de los momentos dipolares de transición. Así, por ejemplo, los valores absolutos para los momentos dipolares de transición obtenidos en los aminoácidos alifáticos tienen el orden Leu > Val > Ile lo cual justifica el aumento de βtotal para la Leu. Argumentos similares pueden ser usados para explicar el comportamiento de las propiedades ONL en los aminoácidos restantes. REFERENCIAS Antoine, R., Compagnon, I., Rayane, D., Broyer, M., Dugourd, P., Breaux, G., Jarrold, M. (2002). Electric dipole moments and conformations of isolated peptides. The European PhysicalL Journal D, 20, 583-587 Brédas, J., Adant, C., Tackx, P., y Persoons, A. (1994). Third-Order Nonlinear Optical Response in Organic Materials: Theoretical and Experimental Aspects. Chemical Review, 94, 243-248 Close, D. M. (2011). Calculated Vertical Ionization Energies of the Common α-Amino Acids in the Gas Phase and in Solution . Journal of Physical Chemistry A, 115, 2900-2912 Duboisset, J., Matar, G., Russier-Antoine, I., Benichou, E., Bachelier, G., Jonin, C., Brevet, P. F. (2010). First Hyperpolarizability of the Natural Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Estudio teórico de propiedades ópticas no lineales en aminoácidos Aromatic Amino Acids Tryptophan, Tyrosine, and Phenylalanine and the Tripeptide Lysine - Tryptophan - Lysine Determined byHyper-Rayleigh Scattering. Journal of Physical Chemistry B, 114, 13861-13865 Dwyer, D. S. (2005). Electronic properties of amino acid side chains: quantum mechanics calculation of substituent effects. BMC Chemical Biology, 5, 1-11 Guthmuller, J., y Simon, D. (2006). Linear and Nonlinear Optical Response of Aromatic Amino Acids: A Time-Dependent Density Functional Investigation. Journal of Physical Chemistry A, 110, 9967-9973 Hahn, S., Kim, D., y Cho, M. (1999). Nonlinear Optical Properties of the Linear Quadrupolar Molecule: Structure−Function Relationship Based on a Three-State Model. The Journal of Physical Chemistry B, 103, 8221-8229 Huang, D., Swanson, E. A., Lin, C. P., Schuman, J. S., Stinson, W. G., Chang, W., Fujimoto, J. G. (1991). Optical coherence tomography. Science, 254, 1178-1181 Huang, Z., Lin, Z., y Song, C. (2007). Protonation Processes and Electronic Spectra of Histidine and Related Ions . Journal of Physical Chemistry A, 111, 4340-4352 Kanis, D., Ratner, M., y Marks, T. (1994). Design and construction of molecular assemblies with large second-order optical nonlinearities. Quantum chemical aspects. Chemical Review, 94, 195 Kurtz , H., Stewart , J., y Dieter. , K. (1990). Calculation of the nonlinear optical properties of molecules. Journal of Computational Chemistry, 11, 82 Müller, M., y Squier, J. (2003). Nonlinear Microscopy with Ultrashort Pulse Lasers en Ultrafast Lasers. Technology and Applications. New York: Marcel Dekker Inc Shelton , D., y Rice, J. (1994). Measurements and calculations of the hyperpolarizabilities of atoms and small molecules in the gas phase. Chemical Review, 94, 3 Strachan, C. J., Windbergs, M., y Offerhaus, H. L. (2011). Pharmaceutical applications of non-linear imaging. International Journal of Pharmaceutics, 417, 163-172

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Determinación Espectrofotométrica, de Carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como Biocombustible, por el método de la Antrona

Determinación espectrofotométrica, de carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como biocombustible, por el método de la antrona Spectrophotometric determination the quantity of profitable carbohydrates in Ulva sp and sp Chaetomorpha algae for the production of ethanol that works as biocombustible by the method anthrone Reynaldo Chang (1) predicadorenhongkong@gmail.com

Liliana Murillo (2) Lilianac28@gmail.com (1) Universidad Católica Andrés Bello – Instituto de Teología para Religiosos. (2) Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas, Laboratorio de Química Analítica, Caracas, Venezuela Artículo recibido en junio 2016 y publicado en enero 2017

RESUMEN Se realizó una determinación espectrofotométrica por el método de la antrona para la cuantificación de carbohidratos aprovechables en las especies algales Ulva sp y Chaetomorpha sp con el fin de proponer un método alternativo y menos contaminante que sirva de combustible. Los resultados obtenidos de la determinación fueron: (a) porcentaje de humedad: 90,28 11 y 87,4239 % para la Ulva sp y la Chaetomorpha sp respectivamente. (b) el índice de correlación lineal de las curvas fue de 0,99 (c) las concentraciones de carbohidratos aprovechables de las algas estudiadas fueron: para las Ulvas sp de 35375,33 + 3,3139 ppm y para las Chaetomorphas sp 48176,31 + 2,7193 ppm cantidades considerables siendo esta ultimas las más ricas en carbohidratos y las que podrían dar el mayor aporte de azúcares a la producción de biocombustibles. Palabras clave: espectroscopia; antrona; carbohidratos; algas; Ulva sp; Chaetomorpha sp; hidrólisis; biocombustibles

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Reynaldo Chang y Liliana Murillo ABSTRACT It was realized a spectrophotometrical determination, by the antrona method for the quantification of profitable carbohydrates in the species algales Ulva sp and Chaetomorpha sp with the purpose of proposing an alternative and less polluting method that serves as fuel. The obtained results of the determination were: (a) percentage of humidity: 90,28 11 and 87,4239% for the Ulva sp and the Chaetomorpha sp respectively. (b) the index of lineal correlation of both curves was of 0,99 (c) the concentrations of profitable carbohydrates of the studied algae were: for the Ulvas sp of 35375,33 + 3,3139 ppm and for the Chaetomorphas sp 48176,31 + 2,7193 ppm considerable quantities being this last the carbohydrates richest and those that could give the biggest contribution of sugars to the biocombustibles production. Key words: spectroscopy; antrona; carbohydrates; algae; Ulva sp; Chaetomorpha sp; hidrólisis; biocombustibles INTRODUCCIÓN Según Corral (2008), el biocombustible es el término con el cual se denomina a cualquier tipo de combustible que derive de la biomasa organismos vivos o sus desechos metabólicos, tales como el estiércol de la vaca. Los combustibles de origen biológico pueden sustituir parte del consumo en combustibles fósiles tradicionales, como son el petróleo o el carbón. Las algas son la biomasa más abundante en el planeta y según Menéndez y Fernández (2005) son quizás las grandes desconocidas del mar para la mayoría de las personas, ya que pasan desapercibidas en un mar, en el que los peces y en general todos los animales son los que más llaman la atención a los bañistas y submarinistas. Sin embargo, las algas son un grupo de organismos que por su importancia merece la pena conocer su biología. Por ello, para este proyecto de investigación interesa su posible función como materia prima, biomasa, para la producción de combustibles alternativos Según Graham y Wilcox (2000) las algas son organismos fotosintetizadores de organización sencilla que viven en el agua o en ambientes muy húmedos. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Determinación Espectrofotométrica, de Carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como Biocombustible, por el método de la Antrona Las especies de interés son la Ulva sp y la Chaetomorpha sp. La primera de estas es conocida comúnmente como lechuga de mar y Menéndez (2004) la describe como un tallo verde laminar, foliáceo, lobulado, formado por 2 capas de células, que se fija al sustrato por rizoides y que crecen como expansiones de las células basales del tallo. Puede llegar a medir un metro de longitud, de contorno más o menos redondeado a veces dividido. En cuanto a la Chaetomorpha, Rudman (2005) señala que es un alga verde de filamentos no ramificados que consiste de grandes células dispuestas en fila de extremo a extremo. Los filamentos suelen ser rígido y gruesos y su forma varía entre rectos, torcidos y en grupos se parece a un trozo de césped o a una enmarañada alfombra para los efectos de esta investigación, es considerado como el tipo de biocombustible sobre el cual se hará mayor énfasis ya que se desea obtener bioetanol, pero con la utilización de algas como biomasa. A primera vista, el uso de combustibles como el biodiesel y el bioetanol parece ser una buena opción, sin embargo, Michel (2008) sostiene en su trabajo titulado Estudio del balance energético y de las emisiones de dióxido de carbono a partir de la quema de combustibles fósiles y biocombustibles que desde el punto de vista energético, la fuente de energía última es la luz solar, que a través de la fotosíntesis permite obtener sustancias orgánicas. Por tanto, se trata de una energía abundante y disponible para todos. Además, desde el punto de vista de las emisiones de CO2, la cantidad emitida al quemar estos biocombustibles se compensaría con el CO2 fijado por las plantas durante su crecimiento. Dicho de otro modo, al dejar de quemar combustibles fósiles (que no dejan de ser restos vegetales, principalmente, que fijaron CO2 y almacenaron energía química hace millones de años) para quemar sólo restos vegetales actuales, que se renovarían año tras año, se podría mantener tanto el ciclo energético como el del CO2 y alcanzar la sostenibilidad. Como se planteó anteriormente, todos estos factores, señalan la importancia de realizar la presente investigación que permitió estudiar las algas, considerando que son la biomasa más abundante en el planeta, lo 55

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Reynaldo Chang y Liliana Murillo cual evitaría la destrucción de los espacios verdes terrestres y el uso de fertilizantes, siendo la mayor parte de ellos nitrogenados y que al ocurrir la combustión del biocombustible liberan a la atmósfera tanta cantidad de óxidos de nitrógeno como los combustibles de origen fósil; al igual que el uso de agua dulce para el riego de los cultivos destinados a la producción de biocombustibles. En la investigación se usó como método de estudio la espectroscopia en UV – Visible, para determinar la concentración de glucosa aprovechable para generar etanol a partir de este carbohidrato que funcione como combustible. Luego del tratamiento de las alga, Ulva sp y Chaetomorpha sp con hidrólisis ácida para la obtención a partir del biopolímero celulosa unidades de carbohidrato glucosa, con base en el método propuesto por Ferrer y otros (2002) en su trabajo sobre la cinética de la hidrólisis ácida del bagacillo de caña de azúcar. MÉTODO Recolección y preservación de la muestras La ejecución experimental de esta investigación comienza en el mismo momento en el cual se decide la especie de alga con la cual se va a desarrollar el biocombustible, lo cual implica la selección de los lugares de muestreo y de recolección. Las muestras fueron recolectadas en Naiguatá, edo. Vargas, mediante un muestreo al azar. Una vez en el campo se extrajo el alga de su hábitat natural, y lavó con abundante agua destilada para eliminar el exceso de agua de mar, y almacenar en bolsas con cierre hermético. Las muestras se transportaron refrigeradas, hasta el momento de su utilización para el estudio. Una vez que las muestras fueron llevadas al laboratorio se secaron en una estufa a 80 ºC. Después de ser deshidratadas se molieron las algas y se tamizó el material para dar uniformidad al tamaño del particulado. Es recomendable que, de no continuar trabajando las muestras luego de este procedimiento, se guarden en bolsas con cierre hermético hasta su posterior procesamiento. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Determinación Espectrofotométrica, de Carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como Biocombustible, por el método de la Antrona Determinación de humedad Se llevaron capsulas de porcelana a masa constante, luego se colocaron aproximadamente 50,0000 g de algas, se midió la masa, se registró y se sometieron a calentamiento en una estufa por 3 horas a 120 ºC, luego se midió la masa de las cápsulas y por diferencia se calculó el porcentaje de humedad de las mismas. Hidrólisis ácida de las algas Se armó un aparato de reflujo y en el balón de calentamiento se colocaron en el balón de calentamiento cantidades de muestra de alga y ácido sulfúrico al 4% v/v que cumplan con las proporciones líquido – sólido de 30:1 (es decir por cada 30 cm3 de solución de ácido sulfúrico 1 gramo de muestra de algas). Se deja reflujar posteriormente durante cuatro (4) horas y una vez transcurrido el tiempo se enfría rápidamente el balón para detener el proceso. Se filtró la mezcla y se descartó el sólido. Al líquido se le agregó solución de hidróxido de sodio 2 mol/dm3 para ajustar pH y se le agregó carbón activado para evitar interferencias con la coloración del complejo que se forma al momento de la determinación espectrofotométrica. Determinación de carbohidratos por el método de la Antrona Curva de calibración Para la determinación por espectroscopia en UV – Visible se preparó la curva de calibración que consiste en una batería de cinco (5) soluciones de glucosa a concentraciones de 50, 100, 150, 200 y 250 ppm. En cinco tubos de ensayo se agregaron por separado, 1 cm3 de cada solución patrón, 1cm3 de solución de hidróxido de potasio (KOH) al 30% y se calentaron durante 10 minutos a 100º C. Una vez transcurrido el tiempo, se sacaron los tubos del baño y se dejaron enfriar, luego se les agregaron 8 cm3 se reactivo de Antrona en ácido sulfúrico y se llevaron 57

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Reynaldo Chang y Liliana Murillo nuevamente a un baño a 40º C durante 15 minutos. Luego se dejaron enfriar y se realizaron las respectivas mediciones espectrofotométricas, para lo cual se usó un espectrofotómetro de fase continua marca Agilent, modelo 8453E. Preparación del blanco El blanco, para esta determinación, se preparó con 1 cm3 agua desionizada, 1cm3 de solución al 30% de KOH y solución de Antrona en ácido sulfúrico. Determinación de la longitud de onda de trabajo Se realizó un barrido con la disolución patrón de 150 ppm para determinar la longitud de onda de máxima absorbancia, en el espectrofotómetro de fase continua marca Agilent modelo 8453E. Medición de las muestras Se realizó la determinación de la concentración de glucosa en la fracción hidrolizada colocando 1 cm3 de esta muestra en un tubo de ensayo y 1 cm3 de solución de hidróxido de potasio (KOH) al 30%, y se calentó durante 10 minutos a 100º C. Una vez transcurrido el tiempo se sacaron los tubos del baño y se dejaron enfriar, luego se les agregaron 8 cm3 de reactivo de Antrona en ácido sulfúrico y se llevaron a un baño a 40º C durante 15 minutos. Luego se dejaron enfriar y se realizaron las respectivas mediciones espectrofotométricas, en el espectrofotómetro de fase continua marca Agilent modelo 8453E. RESULTADOS En el cuadro 1 se presenta la cantidad de alga de la especie Ulva sp utilizada para hacer la determinación de la cantidad de carbohidratos aprovechables para la obtención del biocombustible propuesto. Se tomaron en cuenta los siguientes datos: masa inicial (húmeda) del alga y Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Determinación Espectrofotométrica, de Carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como Biocombustible, por el método de la Antrona masa final (seca), una vez sometida a calentamiento hasta peso constante como se plantea en la metodología propuesta, estableciendo, con ello el porcentaje de humedad contenido en el vegetal objeto de estudio. Cuadro 1. Porcentaje de humedad de la Ulva sp Especie Ulva sp

Muestra húmeda (g)

Muestra Seca (g)

Porcentaje de humedad (%)

54,4170

5,2887

90,2811

Es importante resaltar, con los datos anteriormente mencionados, que la especie Ulva sp contiene en su composición un porcentaje alto de hidratación; esto posiblemente se deba al medio en el cual habita y la turgencia que brinda el agua a las células que forman la estructura de la planta marina. De allí que se considera un porcentaje de humedad de 90, 2811. El método propuesto establece que se debe moler la muestra seca y hacer reflujo durante cuatro (4) horas para lograr la hidrólisis completa de los carbohidratos contenidos en el alga y este reflujo se debe hacer en una solución de Ácido Sulfúrico al 4% v/v, teniendo en cuenta una relación entre el volumen de solución del ácido y la masa del alga de 30:1; por lo cual, tomando en cuenta el dato establecido en el cuadro 1 con respecto al peso seco de la muestra, es importante, para tratar 5,2887 g de alga, el empleo de 158,7 cm3 de solución de Ácido Sulfúrico al 4% v/v. Una vez transcurrido el tiempo de reflujo, se procedió a enfriar la fracción hidrolizada para luego filtrarla por succión, en un crisol de vidrio sinterizado (crisol de membrana porosa), de manera de garantizar una mejor filtración y menor pérdida del material líquido a estudiar y que posteriormente se utilizara en la producción del bioetanol. El líquido se guardó para posterior tratamiento y se desechó el bagacillo. Una vez filtrada la fracción hidrolizada se presentó una coloración amarilla de mediana intensidad, que pudiera afectar la determinación utilizando métodos espectrofotométricos, por lo que se agregó una 59

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Reynaldo Chang y Liliana Murillo cantidad prudente de carbón activado para lograr la decoloración de la solución, y nuevamente se filtró al vacío para eliminar restos de carbón activado. Este procedimiento se repitió tres (3) veces hasta que se obtuvo la decoloración casi total de la solución y con esto se trató de disminuir el error asociado a la medición. La solución fue guardada en un frasco de vidrio con tapa esmerilada que se llevó a refrigerar en resguardo de la luz y de agentes externos, para evitar que se pudieran contaminar las muestras. Para poder realizar la cuantificación de carbohidratos presentes en el alga se construyó una curva de calibración con patrones de glucosa en solución acuosa (con agua desionizada) de concentraciones 50, 100, 150, 200, 250 y 300 ppm partiendo de una solución madre de 300 ppm y luego se realizaron cinco diluciones para obtener las demás soluciones. Una vez preparada la batería de soluciones se siguió el procedimiento propuesto por Van Handel (1968) para la cuantificación utilizando el reactivo antrona. Se midieron las absorbancias a 620 nm, en el espectrofotómetro de fase continua marca Agilent modelo 8453E. De esta manera se obtuvo un índice de correlación lineal (R2) de 0,9977; los datos se muestran en el gráfico 1. y = 0,0013x + 0,3782

Absorbancia

1,0000

R = 0,9977

0,8000 0,6000 0,4000 0,2000 0,0000 0

100

200

300

400

Concentración (ppm) Gráfico 1. Curva de calibración

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Determinación Espectrofotométrica, de Carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como Biocombustible, por el método de la Antrona El procedimiento propuesto por Van Handel (1968) fue aplicado de manera análoga a 0,5 cm3 del filtrado diluido en 100 cm3 de agua desionizada, y se repitió el procedimiento por triplicado para luego calcular un promedio de la concentración total de carbohidratos encontrados en el alga. Los datos se muestran en el cuadro 2. Cuadro 2. Absorbancias de la fracción hidrolizada de la especie Ulva sp Muestra

Dilución

Absorbancia

0,5 : 100

0,6167

0,5 : 100

0,6166

0,5 : 100

0,6166

El tratamiento aplicado a la especie Ulva sp, fue aplicado de manera análoga a las muestras del alga Chaetomorphas sp, para dar respuesta al objetivo de establecer una comparación entre ambas especies y determinar cuál de las dos contiene mayor proporción de carbohidratos aprovechables en la producción de bioetanol. El primer dato relevante el porcentaje de humedad que se muestra en el cuadro 3. Cuadro 3. Porcentaje de humedad de la Chaetomorpha sp Especie

Muestra húmeda (g)

Chaetomorpha

Muestra Seca (g)

Porcentaje de humedad (%)

50,6430 6,3689 87,4239

Para calibrar se construyó una segunda curva de calibración (ver gráfico 2) dado que el tratamiento de cuantificación espectrofotométrica de la segunda especie no se realizó en el mismo momento de la primera y por ende las condiciones del equipo varían, lo cual puede afectar los resultados al utilizar la misma curva anteriormente construida.

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1,4 y = 0,0025x + 0,4276 R2 = 0,9998

Absorbancias

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

100

150

200

250

300

350

Concentración (ppm)

Gráfico 2. Curva de calibración.

En el caso del alga Chaetomorpha sp, el índice de correlación lineal fue de 0,9996 y se procedió de igual manera todo momento, pudiéndose conocer que el valor de absorbancia más aceptable utilizado para la interpolación en la curva de calibración fue el arrojado por la dilución de 0,5 cm3 del filtrado en 100 cm3 de agua desionizada. La medición se realizó por triplicado y los datos de mediciones realizadas se presentan en el siguiente cuadro. Cuadro 4. Absorbancias de la fracción hidrolizada de la especie Chaetomorpha sp Muestra 1

Dilución 0,5 : 100

Absorbancia 1,0235

2 3

0,5 : 100 0,5 : 100

1,0235 1,0234

En el cuadro 5 presenta los valores experimentales obtenidos del estudio aplicado a ambas especies algales. Se hallaron los valores de concentración a través de la interpolación de los valores de absorbancia arrojados por la medición de las muestras de las fracciones hidrolizadas y su posterior conversión, utilizando factores de dilución ya que la absorbancia corresponde a una dilución de 0,5 cm3 del extracto puro en 100 cm3 de Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Determinación Espectrofotométrica, de Carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como Biocombustible, por el método de la Antrona agua desionizada como se estableció anteriormente. Con el propósito de hacer más cómoda y visual la comparación entre las especies estudiadas, se reporta la concentración promedio calculada, luego de haber realizado el tratamiento y la medición por triplicado. Cuadro 5. Comparación de la cantidad de carbohidratos encontrados en las especies de algas estudiadas Especie Absorbancia

Concentración Promedio de la (ppm) Concentración (ppm)

0,6167

35379,16

0,6166

35373,42

Ulva sp

35375,33 + 3,3139

0,6166 35373,42

1,0235

48177,88 48176,31 + 2,7193

Chaetomorpha sp

1,0235

48177,88

1,0234 48173,17

Como se observa en el cuadro 5, la especie con mayor contenido de carbohidratos, se refiere a Chaetomorpha sp, teniendo una concentración promedio de 48176,31 + 2,7193 ppm, con respecto a la especie Ulva sp, cuyo aporte de carbohidratos es de 35375,33 + 3,3139 ppm. En el trabajo realizado por Sumarriva (1985) sobre algunas algas de consumo masivo en el Perú, con miras a la aplicación nutricional, este autor encontró que al analizar muestras de Ulvas sp, el contenido de carbohidratos totales en 100 gramos de material seco es de 44 gramos lo que representa un 44% del alga. De acuerdo con este mismo autor, esta cantidad de carbohidratos se encuentra en mayor proporción en las paredes celulares del alga; sin embargo lo estudios con Chaetomorpha sp, no son frecuentes, o por lo menos no se han reportado estudios, con esta especie. Por otra parte, los biocombustibles más conocidos en la actualidad provienen de la caña de azúcar y el maíz; ambos productos son consumidos como alimentos o complementos alimenticios por la población venezolana; si la tecnología de producción de biocombustibles en el país se extiende 63

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Reynaldo Chang y Liliana Murillo y se comienzan a utilizar estas especies vegetales como materia prima, es posible que se afecte de manera significativa la alimentación de la población. El trabajo realizado por Cárdenas (2007), titulado: potencialidad del cultivo de caña de azúcar en Argentina como fuente de bioetanol, establece que si se analizan los constituyentes de esta especie vegetal se encuentra que el tallo contiene principalmente jugo (con contenidos de azúcares que pueden transformarse en etanol por fermentación directa), sales minerales y almidón, entre sus principales constituyentes. De la totalidad de la planta se tiene que el jugo de caña forma el 98% de la misma distribuido en: tallo, hojas y bagacillo; de los cuales se tiene un porcentaje de humedad entre el 68 y 75% localizado principalmente en el tallo de la planta y el contenido de azúcares totales (sacarosa) es un 15 a 16% en el tallo y de 2 a 6% en el bagacillo, siendo una cantidad nula en las hojas de la planta. Con base en esta determinación consultada y con los datos propios de la investigación realizada, es posible que la producción de biocombustibles, a partir de algas, representa una vía altamente productiva y sustentable. Las amplias costas con las cuales cuenta el país y la explotación racional de los vegetales marinos señalan que es posible desarrollar el mecanismo tecnológico para la producción de bioetanol a partir de algas. Para cual se requiere desarrollar acciones educativas que permitan en la población tomar en consideración alternativas en el uso de combustibles para su vehículo, disminuyendo la emisión excesiva de gases de invernadero y evitar que se afecte la calidad de vida en el planeta. CONCLUSIONES • El trabajo realizado permite señalar el alcance de los objetivos trazados para esta investigación, pues fue posible determinar la cantidad de carbohidratos aprovechables en las especies algales Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de bioetanol que funcione como biocombustible: teniendo para las Ulvas sp de 35375,33 + 3,3139 ppm y para las Chaetomorphas sp 48176,31 + 2,7193 ppm. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Determinación Espectrofotométrica, de Carbohidratos aprovechables en las algas Ulva sp y Chaetomorpha sp para la producción de etanol que funcione como Biocombustible, por el método de la Antrona • Fue posible comparar cuál de las dos especies de algas ofrece mejores ventajas como accesibilidad, abundancia natural y aporte de glucosa para la producción de biocombustible, lo cual señala al alga Chaetomorpha sp, como la especie que reúne estos requisitos. Además fue posible establecer las ventajas desde el punto de vista de rendimiento y sostenibilidad que trae consigo la utilización de algas como biomasa para la producción de combustible. Considerando a la amplia extensión de costas con la cual cuenta el país. • Estos resultados permitirán en Venezuela usar otras especies para obtener biocombustible, ya que maíz y la caña de azúcar, que son las biomasas más estudiadas, son elementos ampliamente usados en Venezuela. Se recomienda proseguir el estudio de los posibles usos potenciales que se les puede dar a las algas, en el ámbito de la utilización como materia prima en la producción de biocombustibles. • Con respecto al método utilizado para la cuantificación de carbohidratos totales, es recomendable ser cuidadoso con el reactivo Antrona ya que es muy corrosivo. En cuanto a la hidrólisis de los carbohidratos estructurales de presentes en las algas se recomienda tratar el bagacillo, que en esta investigación fue desechado, para establecer si es aprovechable como en el caso de la caña de azúcar. • Desde el punto de vista biológico se recomienda monitorear el número de estas especies algales en las costas de Venezuela, lo cual permitirá delimitar lugares de su ubicación y abundancia, para la recolección de la materia prima que será usada. Así como se desarrollar la tecnología adecuada para la producción del biocombustible. REFERENCIAS Cárdenas, G. (2007). Potencialidad del cultivo de caña de azúcar en Argentina como fuente de bioetanol. [Artículo en línea]. Disponible: [Consulta: 2014, julio, 8] Corral, M. (2008). Biocombustibles: la solución o el problema. [Artículo en línea]. Disponible: https://goo.gl/64HwfR [Consulta: 2014, noviembre, 19] Ferrer; Páez y Arenas. (2002). Cinética de la hidrólisis ácida del bagacillo de caña de azúcar Revista de Investigación Nº 89 Vol. 40 Septiembre-Diciembre, 2016 65

Reynaldo Chang y Liliana Murillo Graham, L., Wilcox, L. (2000). Algae. (1era ed.). Upper Saddle River: Printice Hall Menéndez, J. (2004). Ulva lactuca L. Lechuga de mar. [Página web en línea]. Disponible: https://goo.gl/bCfEmt [Consulta: 2014, noviembre, 10] Menéndez, J., Fernández R. (2005). Las algas: los vegetales del mar. [Página web en línea]. Disponible: http://www.asturnatura.com/algas/ algas.htlm [Consulta: 2014, noviembre, 10] Michel, H. (2008). Con los biocombustibles no se ahorran emisiones de CO2. [Artículo en línea]. Disponible: https://goo.gl/HGRO2c [Consulta: 2013, noviembre, 19] Rudman, W. (2005). Chaetomorpha spp. [In] Sea Slug Forum. Australian Museum, Sydney. [Artículo en línea]. Disponible: https://goo.gl/ QeWQBc [Consulta: 2013, enero, 03] Sumarriva, L. (1985). Estudio de la composición Química de algunas Algas de Mayor Consumo en el Perú. [Artículo en línea]. Disponible: https:// goo.gl/c0AprD [Consulta: 2014, junio, 03] Van Handel, E. (1968). Direct determination of sucrose. Analytical biochemistry

Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina

Síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina Synthesis of N-p-chlorophenyl-N’-arylcarbamoylguanidines analogous of Chloroguanidine José Domínguez (1) jose.dominguez40@gmail.com

Lisney Mendoza (2) lisneycmc@yahoo.com

Caritza León (2) caritzal@yahoo.com.mx Universidad Central de Venezuela, Laboratorio de Síntesis Orgánica, Facultad de Farmacia. Caracas-Venezuela (1)

(2)

Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas, Laboratorio de Química Orgánica, Caracas-Venezuela Artículo recibido en Junio 2016 y publicado en Enero 2017

RESUMEN El artículo describe la síntesis de una serie de arilcarbamoilguanidinas con potencial actividad antimalárica. El trabajo se fundamentó en la obtención de derivados análogos de la cloroguanidina, un fármaco con moderada actividad profiláctica y supresiva en el paludismo causado por P. falciparum y P. vivax, lo cual representa un aporte en la búsqueda de nuevos compuestos con posible actividad antimalárica. La investigación se apoyó en un estudio de campo que incluyó el desarrollo de una estrategia de síntesis química lineal de dos pasos: obtención de la N-pclorofenilguanidina y la preparación de las N-p-clorofenil-N’-arilsustituido carbamoilguanidinas. Los rendimientos de las síntesis estuvieron entre 48 y 79%. La caracterización de los derivados sintéticos se realizó a través de las técnicas de espectrofotometría infrarrojo y espectroscopia 1HRMN y 13CRMN. Palabras clave: cloroguanidina; arilcarbamoilguanidinas; malaria; síntesis 67

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José Domínguez, Lisney Mendoza y Caritza León ABSTRACT The synthesis of a series of arylcarbamoylguanidines with potential antimalarial activity is described. The work was based on the obtaining of derivatives analogous of the chloroguanidine, a drug with moderate prophylactic and suppressive activity in the plasmodia caused by P. falciparum and P. vivax, which represents a contribution in the search of new compounds with possible antimalarial activity. The investigation leaned in a study of field with descriptive character that included a strategy of linear synthesis of two steps: obtaining of the N-p-chlorophenylguanidine and the preparation of the N-p-chlorophenyl-N’-arylsubstitutedcarbamo ylguanidines. The yields of the syntheses were between 48 and 79%. The characterization of the synthetic derivatives was made through the techniques of infrared spectrophotometric and spectroscopy 1HNRM and 13 CNRM. Key words: chloroguanidine; arylcarbamoylguanidines; malaria; synthesis INTRODUCCIÓN La malaria o paludismo constituye actualmente uno de los mayores problemas de salud pública del planeta. Cada año ocasiona la muerte de más de un millón de personas, la mayoría son niños menores de cinco años, por lo que se ha convertido en la enfermedad parasitaria más letal a nivel mundial. La enfermedad es causada por un parásito del género Plasmodium del cual existen más de 150 especies que infectan diferentes vertebrados, pero solamente cuatro tipos azotan al humano: Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium malariae y Plasmodium ovale; el P. falciparum es el parásito más agresivo, mortal y principal responsable de las defunciones (Williams y Lemke, 1974). Debido a que los parásitos están bien adaptados a sus modos de vida, han logrado desarrollar estrategias para contrarrestar los mecanismos de defensa de sus huéspedes y muchos han conseguido ser resistentes a los medicamentos que han sido empleados para su control (Leventhal y Cheadle, 1992). De los treinta y cinco (35) países que integran la Organización Panamericana de la Salud (OPS), veintiuno han reportado tener o haber tenido zonas con transmisión de malaria. Los países más afectados Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina por este mal han sido Argentina, Belice, Bolivia. Colombia, Costa Rica, Ecuador, El Salvador, Guayana Francesa, Guatemala, Guayana, Haití, Honduras, México, Nicaragua, Panamá, Paraguay, Perú, República Dominicana, Suriname, Venezuela, África Sub-Sahariana y Brasil, siendo estos últimos con el reporte del mayor número de casos de malaria. La malaria es endémica en 91 países, predominantemente en África, Asia y Latinoamérica, y cerca del 40% de la población mundial está en riesgo de padecer la enfermedad en cualquier momento de su vida (Rodríguez y otros, 2010). En el caso de Venezuela según datos reportados por el Ministro del Poder Popular para la Salud (MPPS), durante la semana epidemiológica No. 26, comprendida entre el 28 de junio y el 04 de Julio de 2015, se reportaron 2.286 casos de malaria; 2.258 autóctonos (98,8%) y 28 casos (1,2%) importados del exterior (Guyana n= 20 y Colombia n=8). El reporte también mostró las cifras de malaria registradas en los estados Amazonas, Bolívar y Monagas: 60,71%, los cuales fueron infecciones por P. vivax, 35,71% por P. falciparum y 3,57% infecciones mixtas por P. vivax + P. falciparum. Adicionalmente la fuente consultada señaló que, para la fecha, existía un acumulativo de 63.732 casos, lo que representó un aumento de 56,8% con respecto al período homólogo del año 2014 donde se registraron 40.652 casos. Según el número de casos distribuidos, de acuerdo al lugar de origen de la infección, los estados Amazonas, Apure, Bolívar, Delta Amacuro, Monagas, Sucre y Zulia fueron declarados en situación de epidemia debido al aumento de los casos de malaria (Ministro del Poder Popular para la Salud, 2015). La complejidad del paludismo ha hecho que la enfermedad resista con éxito a los numerosos y variados intentos de combatirla o erradicarla. Es por ello que existe la necesidad urgente de buscar nuevas estructuras con potencial actividad antimalárica, tomando en cuenta el rápido avance de la resistencia desarrollada por los parásitos a las drogas empleadas para combatir la enfermedad (Rodríguez y otros, 2010). Con base en lo anterior, el objetivo de esta investigación ha sido la síntesis de arilcarbamoilguanidinas sustituidas, análogos de Cloroguanidina, a partir de una secuencia de dos pasos. 69

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José Domínguez, Lisney Mendoza y Caritza León El proguanil (Paludrine®), conocido comúnmente como cloroguanidina (ver figura 1), es un derivado de biguanida que se sintetizó en 1945 como producto de investigación farmacológica antipalúdica británica. La actividad antimalárica del proguanil ha sido atribuida al cicloguanil, un metabolito de triazina cíclica activa que ha mostrado ser un inhibidor selectivo de la reductasa dihidrofolato–sintetasa de timidilato bifuncional de Plasmodium sensibles, con lo cual se bloquea la síntesis de ADN y agota los cofactores folatos. El metabolito triazina cíclico activo del cicloguanil guarda semejanza estructural con la pirimetamina, un antipalúdico sintético que también inhibe la dihidrofolato reductasa (Goodman y Gilman, 1996). Figura 1. Estructuras químicas del proguanil y cicloguanil.

proguanil redisposición

cicloguanil

Según la Organización Panamericana de la Salud (OPS, 2011), el proguanil es una biguanida que se transforma en el cuerpo en su metabolito activo cicloguanil, por intermedio de la enzima polimórfica CYP2C19 del sistema del citocromo P450. Aproximadamente un 3% de las poblaciones blancas y africanas y un 20% de las orientales son “metabolizadores deficientes” de esta droga y han mostrado una biotransformación considerablemente reducida del proguanil en cicloguanil. MÉTODO La estrategia de síntesis propuesta para la obtención de los derivados de arilcarbamoilguanidinas se fundamentó en una síntesis lineal de dos pasos: (1) síntesis de N-p-clorofenilguanidina a partir de p-cloroanilina y urea en medio básico y (2) síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas a partir de la N-p-clorofenilguanidina e isocianatos sustituidos (ver figura 2). Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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R= 4-OMe, 4-Cl, 2,4-diCl2 Figura 2. Esquema general para la síntesis de análogos de arilcarbamoilguanidinas.

Procedimiento general para la síntesis de N-p-clorofenilguanidina (3)

En un balón provisto de un agitador magnético se agrega 0,1276 g (1mmol) de p-cloroanilina disuelto en 3 mL de dimetilsulfoxido (DMSO) y 0,3455 g (2,5 mmoles) de K2CO3. La mezcla se agita durante 30 minutos para garantizar la activación posterior del núcleofilo. Luego se le añade 0,0900 g (1,5 mmoles) de urea, previamente disuelto en 2 mL de DMSO, y se calienta durante 6 horas a 130ºC y la reacción se monitorea por TLC usando como fase móvil una mezcla de acetato de etilo hexano 2:8. Culminada la reacción, se agrega 3 mL de agua destilada fría, se transfiere la mezcla a un embudo de separación, se añaden 3 porciones de 3 mL de acetato de etilo y se agita hasta la separación de las capas orgánica y acuosa. La capa acuosa se desecha y la capa orgánica se seca con sulfato de magnesio anhidro, se filtra y se transfiere a un balón de 50 mL de masa conocida. Se rotaevapora hasta eliminar el acetato de etilo, el líquido obtenido se deja secar y se pesa, para luego ser identificado a través de espectroscopía 1HRMN (Hopkins y otros 2002). 71

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José Domínguez, Lisney Mendoza y Caritza León Procedimiento general para la síntesis de N-p-clorofenil-N´-arilcarbamoilguanidinas (5a-c)

Acetona T. Ambiente 3h

R= 4-OMe; 4-Cl; 2,4-diCl Para la síntesis de las cloroguanidinas (5a-c) se agrega en un balón de 50 mL, provisto de magneto, 0,1696 g (1mmol) de la N-pclorofenilguanidina (3) disueltos en 3 mL de acetona, se adiciona 1 mmol del respectivo isocianato sustituido (4-OMe, 4-Cl, 2,4-diCl), se deja en agitación durante 24-48 horas a temperatura ambiente y se monitorea la reacción por TLC usando como fase móvil una mezcla de acetato de etilo hexano 2:8; transcurrido el tiempo de reacción se filtra al vacío. El filtrado que se obtiene se desecha y el sólido se lava con 3 porciones de 1 mL de acetona fría, se deja secar y luego se pesa en una balanza analítica. Finalmente se determinan los puntos de fusión y se identifican los derivados mediante espectrofotometría IR y espectroscopia 1HRMN (Domínguez y otros 2005). RESULTADOS La síntesis de arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina, se procuró a partir de una estrategia lineal de dos pasos. El primer paso involucró la reacción de la 4-cloroanilina con úrea en medio básico, a partir de una reacción tipo adición nucleofílica al carbonilo adaptando el método reportado por Hopkins y otros (2002). Como se conoce la basicidad del grupo amino en la anilina, se ve disminuida por el efecto deslocalizador de electrones promovido por el anillo aromático tipo benceno, de tal forma que para la obtención de la N-p-clorofenilguanidina (1) es indispensable la activación del nucleófilo mediante la adición de carbonato de potasio, y así favorecer la formación de un ion amiduro que actúa como un mejor nucleófilo frente a la urea. En general, la formación Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina de la clorofenilguanidina (1) involucró reacciones de disociación ácidobase para la activación del nucleófilo, seguida de una reacción de adición nucleofílica al carbonilo y finalmente la eliminación de una molécula de agua. El producto de esta reacción se obtuvo como un líquido con rendimiento de 79% (cuadro 1). Cuadro 1. Resultados obtenidos de la síntesis de análogos de cloroguanidinas Punto de Fusión (ºC)

----

255-257

293-296

250-252

Compuesto NH

NH2 NH

(3) NH

(5a) NH

NH NH

CH3

NH O

(5b) Cl NH

NH NH

NH O

(5c)

La figura 3 muestra la región aromática ampliada del espectro de HRMN de la N-p-clorofenilguanidina (3) disuelta en CDCl3. En el espectro se observan las señales correspondientes al anillo aromático, una señal de doblete centrado en 6,48 ppm asignado a los protones 2 y 6, y un doblete centrado en 6,94 ppm asignado a las señales de los protones 3 y 5. En ambos casos la constante de acoplamiento (J) fue de 8,88 Hz. 1

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NH2

H3,5

H2,6

Figura 3. Espectro de 1HRMN de la N-p-clorofenilguanidina (3).

La segunda reacción en la estrategia de síntesis incluyó la obtención de las N-p-clorofenil-N´-arilcarbamoilguanidinas (5a-c), a partir de una reacción tipo adición nucleofílica entre el grupo amino de la cloroguanidina (3) y el grupo carbonilo de los isocianatos sustituidos. Se siguió la metodología reportada por Domínguez y otros (2005) con algunas modificaciones. En la síntesis del derivado N-p-clorofenil-N’-pmetoxifenilcarbamoilguanidina (5a) se obtuvo un sólido blanco con punto de fusión de 255-257°C y rendimiento de 48% (ver cuadro 1). El espectro IR de este compuesto muestra las vibraciones características del alargamiento N-H a 3312 cm-1, el C=NH del imino a 1763 cm-1 y la señal C=O en el urenilo a 1644 cm-1 (ver figura 4).

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Síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina

Figura 4. Espectro IR metoxifenilcarbamoilguanidina (5a).

del

compuesto

N-p-clorofenil-N’-p-

Los espectros 1HRMN y 13CRMN (ver figuras 5 y 6), muestran las señales que corroboran la estructura del derivado 5a. A campo alto del espectro de 1 HRMN, en 3.70 ppm, se observa un singlete que integra para 3 protones asignado a los protones del grupo metoxi. Los protones aromáticos del anillo unido al grupo carbamoilo aparecen centrados como dobletes en 6.85 ppm (H3’,5’) y 6.86 ppm (H2’,6’) con J= 9,51 Hz. Hacia campo más bajo del espectro se observan las señales de los protones aromáticos del anillo unido a la guanidina, los cuales aparecen como dobletes en 7.33 ppm (H3,5; J= 8,88 Hz) y 7.46 ppm (H2,6; J= 8,88 Hz). Las señales de singletes que aparecen en 8.36, 8.49 y 8.72 ppm fueron asignadas a los grupos NH.

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Figura 5. Espectro 1HRMN del derivado 5a.

El espectro 13CRMN de este derivado mostró las señales características de los distintos carbonos. A 55.71 ppm se presenta la señal característica del carbono enlazado al grupo metoxi; y hacia campo más bajo aparecen las señales de los carbonos aromáticos en 114.50 (C2,6), 129.13 (C2’,6’), 132.98 (C4), 133.39 (C3,5), 139.41 (C1’), 153.21 (C1) y 154.91 (C4’) ppm. La señal en 153.55 ppm se asignó al carbono del grupo imino y la señal del Curenilo apareció hacia campo más bajo en 155.16 ppm.

Figura 6. Espectro 13CRMN del derivado 5a.

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Síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina El derivado N-p-clorofenil-N’-p-clorofenilcarbamoilguanidina (5b), se obtuvo bajo la forma de un sólido blanco con punto de fusión de 293-296 °C y rendimiento de 60%. El espectro IR, (ver figura 7), mostró las señales de alargamiento características del grupo imino a 1645 cm-1, la del grupo urenilo a 1652 cm-1 y la N-H a 3303 cm-1.

Figura 7. Espectro IR del compuesto N-p-clorofenil-N’-p-clorofenilcarbamoilguanidina (5b).

El espectro 1HRMN del derivado 5b (ver figura 8), muestra las señales de los protones aromáticos centrados como dobletes a 7.32 ppm (H3,5; H3’,5’; J= 8.66 Hz) y 7.47 ppm (H2,6; H2’,6’; J= 8.91 Hz). La señal de singlete observada en 8.83 ppm fue asignada al protón del grupo amino en el urenilo. El espectro 13CRMN (ver figura 9) mostró las señales correspondientes a los carbonos aromáticos de este derivado en 120.45 (C2,6), 126.12 (C4’), 129.18 (C3,5), 139.03 (C1’) y 152.91 ppm (Curenilo).

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Figura 8. Espectro 1HRMN del derivado 5b

Figura 9. Espectro 13CRMN del derivado 5b.

Finalmente, en el espectro IR del derivado N-p-clorofenil-N’-2,4diclorofenilcarbamoilguanidina (5c) (ver figura 10), aparecen las señales de alargamiento del grupo imino a 1645 cm-1, la N-H a 3291 cm-1 y la del Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina grupo urenilo a 1652 cm-1. Este derivado se obtuvo como un sólido blanco con punto de fusión de 250-252°C y un rendimiento de 56%. Cl

NH NH

Figura 10. Espectro IR diclorofenilcarbamoilguanidina (5c).

del

compuesto

N-p-clorofenil-N’-2,4-

En el espectro de 1HRMN del derivado 5c (ver figura 11) se observa que los protones aromáticos (H3’,5’; H2,6; H3,5) aparecen como un multiplete en un rango entre 7.32-7.61 ppm y el doblete centrado en 8.14 ppm se asignó al protón (H6, J= 8.91Hz). A campo bajo del espectro se observan las señales correspondientes a los protones de los grupos amino. En 8.40 ppm un singlete que integra para el protón del grupo amino unido al anillo aromático de la guanidina. La señal de singlete que aparece en 9.13 ppm se asignó a los protones amino-imino, mientras que la señal de singlete en 9.54 ppm se asignó al protón del grupo amino en el urenilo que está enlazado al anillo diclorosustituido.

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Figura 11. Espectro 1HRMN del derivado 5c

En el espectro 13CRMN del derivado se observaron las señales de los carbonos más característicos: 120.37 (C2,6); 122.91 (C6’); 123.49 (C4’); 126.41 (C2’); 126.95 (C5’); 129.10 (C1’); 129.30 (C3,5); 135.52 (C1) y 152.50 ppm (Curenilo).

Figura 12. Espectro 13CRMN del derivado 5c.

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Síntesis de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas análogos de Cloroguanidina CONCLUSIONES A partir de la estrategia propuesta en la investigación se sintetizó con buen rendimiento y pureza la N-p-clorofenilguanidina (3), a partir de la p-cloroanilina y urea en medio básico, como un intermediario clave para la obtención de derivados de cloroguanidinas. Se sintetizaron derivados de N-p-clorofenil-N’-arilcarbamoilguanidinas (5a-c), a partir de la N-p-clorofenilguanidina (3) e isocianatos sustituidos, con rendimientos generales entre 48 y 60%, a partir del empleo de una estrategia de síntesis lineal de dos pasos, para la obtención de arilcarbamoilguanidinas sustituidas como un aporte en la búsqueda de nuevas moléculas con potencial actividad antimalárica. Con base en los resultados obtenidos se recomienda continuar con la síntesis de otros compuestos relacionados a las biguanidinas, tales como las triazolinas y triazinas, a partir de las N-p-clorofenil-N’arilcarbamoilguanidinas (5a-c), a fin de someterlas a posterior evaluación biológica. REFERENCIAS Domínguez, J.; León, C.; Rodríguez, J.; Gamboa, N.; Gut, J. y Rosenthal, Ph. (2005). Synthesis and evaluation of new antimalarial phenylurenyl chalcone derivatives. Journal Medicinal Chemistry, 48(10), 3654-3658 Goodman y Gilman, A. (1996). Las bases farmacológicas de la terapéutica. (9na ed.). vol. II. México: McGraw-Hill. p. 1033 Hopkins, T.; Dener, J., y Boldi, A. (2002). Solid phase synthesis of trisubstituted guanidines. Journal combinatory Chemistry, 4, 167-174 Leventhal, R. y Cheadle, R. (1992). Parasitología médica. (3ra ed.). Madrid: Interamericana Ministerio del Poder Popular para la Salud. Gobierno Bolivariano de Venezuela. Boletín Epidemiológico (2015). Semana Epidemiológica No. 26. [Documento en línea]. Disponible: https://goo.gl/zSXSKS [Consulta: 2016, diciembre, 02] 81

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José Domínguez, Lisney Mendoza y Caritza León Organización Panamericana de la Salud. (2011). Directrices para el tratamiento de la malaria”. [Documento en línea]. Disponible: https:// goo.gl/gdX3QU [Consulta: 2016, abril 18] Rodríguez, A.; Ballester, A.; Salellas, J., y Expósito, D. (2010). Tratamiento antimalárico: una revisión actualizada. Revista Archivo Médico de Camagüey, 1(14). [Documento en línea]. Disponible: https://goo.gl/ LUobxU [Consulta: 2016, abril 18] Williams, D. y Lemke, T. (1974). Foyes’s principles of medicinal chemistry. (5ta. ed.). EEUU: Lippincott Williams y Wilkins

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Estudio Comparativo de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa sertularoides respecto a un fertilizante químico y orgánico comercial, en un cultivo de Coriandrum sativum

Estudio comparativo de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa sertularoides respecto a un fertilizante químico y orgánico comercial, en un cultivo de Coriandrum sativum Study of the efficiency of an algal fertilizer from Caulerpa sertularoides species compared to a commercial chemical and natural fertilizer, using a culture of Coriandrum sativum Sindy Sandoval charmend_16@hotmail.com

Tulio Villorín tuliovillorinsimosa@gmail.com

Margarita González mcmachinve@hotmail.com Universidad Pedagógica Experimental Libertador – Instituto Pedagógico de Caracas, Venezuela Artículo recibido en junio 2016 y publicado en enero 2017

RESUMEN En el presente trabajo se estudió la eficacia de un fertilizante algal a base de la especie Caulerpa sertularoides, con respecto a cultivos tratados con fertilizantes químicos y orgánicos comerciales para el desarrollo de siembra de Coriandrum sativum (cilantro). La investigación corresponde a un trabajo de campo con un diseño experimental con grupo control. Se realizaron cuatro cultivos: uno como grupo control, el segundo con el fertilizante algal, el tercero con el fertilizante químico comercial y el cuarto con el fertilizante orgánico comercial. Para comprobar la eficacia de cada fertilizante se realizaron las medidas del número de tallos y su altura y del número de hojas. Los resultados obtenidos indicaron una mayor cantidad de tallos en el cultivo algal y un mayor tamaño de hojas con fertilizante químico. Finalmente, se realizó un análisis cualitativo al fertilizante algal, para establecer la presencia de metales pesados, resultando positivo para mercurio y arsénico. Palabras clave: Coriandrum sativum 83

cultivos;

fertilizantes;

Caulerpa

sertularoide;

Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González ABSTRACT In this paper the effectiveness of a fertilizer based algal species Caulerpa sertularoides with respect to commercial crops treated with chemical and organic fertilizers for the development of planting coriander (cilantro) was studied. The research corresponds to a field with an experimental design with control group: one control group, the second with the algal fertilizer , the third commercial chemical fertilizer and the fourth with commercial organic fertilizer, four cultures were performed . To test the efficacy of each fertilizer measures the number of stems and their height and leaf number were made. The results indicated a greater amount of algal culture stems and leaves larger than with chemical fertilizer. The algal fertilizer qualitative analysis was performed to establish the presence of heavy metals, resulting positive for mercury and arsenic. Key words: crops; fertilizers; Caulerpa sertularoide; Coriandrum sativum INTRODUCCIÓN El Coriandrum sativum conocido popularmente como cilantro, es una de las especies de mayor implicaciones económicas, ya que es un cultivo con un rendimiento y de buen precio a nivel internacional. El aumento de la productividad del cilantro (tanto en hojas como de semillas), es mayor cuando se utilizan fertilizantes. En tal sentido, conocer el fertilizante adecuado para trabajar el cultivo del cilantro, ayudaría a la obtención de buenas cosechas del mismo. En Venezuela existen pocos estudios relacionados con la búsqueda de los fertilizantes más apropiados, que se puedan utilizar para el cultivo de esta planta, sin ocasionar daños secundarios y que proporcione la optimización del rendimiento del cultivo y su calidad. Es importante señalar que los fertilizantes químicos comerciales son los más utilizados a nivel de agricultura por su efectividad, en cuanto al rápido crecimiento de las plantas, sin embargo, éstos generan consecuencias secundarias, debido a la saturación del suelo y su impacto ambiental. Dada la importancia actual de buscar soluciones que impacten, en la menor medida posible al ambiente, la presente investigación estudió el Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 84

Estudio Comparativo de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa sertularoides respecto a un fertilizante químico y orgánico comercial, en un cultivo de Coriandrum sativum uso de un alga como fertilizante, siendo ésta una forma innovadora de abordar la producción de fertilizantes naturales que permita optimizar el cultivo del cilantro. Las algas son plantas marinas que poseen cantidades significativas de macronutrientes en su estructura, tales como: carbohidratos, fosfatos y compuestos nitrogenados; los cuales son la principal fuente de alimento de las plantas, además es una excelente alternativa en términos de sustentabilidad, por el bajo impacto ambiental y por su regulado aporte de nutrientes debido a su descomposición. En consideración, ésta puede ser una alternativa positiva para mejorar, de forma masiva, la producción agrícola (Menéndez, 2004). De acuerdo con lo anterior, se realizó un estudio comparativo de la eficiencia de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa Sertularoides, con respecto a un fertilizante químico comercial y a un fertilizante orgánico comercial, para el cultivo de Coriandrum sativum (cilantro). Además de un análisis cualitativo de metales al fertilizante algal, ya que los demás fertilizantes a emplear son certificados. MÉTODO De acuerdo con el Manual de trabajo de grado de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (2008), el tipo de investigación es de campo y el diseño es experimental, pues los objetivos de estudio van orientados a evaluar los cambios de una variable (independiente) y estimar su influencia en otras variables de respuesta (dependiente). Los datos se recolectaron de forma directa de la realidad, seleccionando el alga para fertilizante y la planta a cultivar, además, se tuvo un grupo control, que permitió comparar y a su vez obtener resultados más acertados.

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Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González Población y muestra Con relación a la especie Coriandrum sativum, la población estuvo constituida por las semillas de la misma disponibles en la ciudad de Caracas y la muestra fue seleccionada a través de un muestreo no probabilístico de tipo intencional, tomando en cuenta que las semillas fuesen certificadas. De esta forma, se trabajó con las semillas correspondientes al lote N° D14691U, con 95% de pureza, de la marca “Votre Jardín” (ver figura 1).

Figura 1. Semillas certificadas de Coriandrum sativum utilizadas para los cultivos.

En cuanto a la especie Caulerpa sertularoides, la población corresponde a las algas presente en la playa del Balneario Camurichico, de La Guaira, estado Vargas. Para la selección de la muestra, primero se procedió a la identificación del alga con la ayuda de un experto, quien aplicó los protocolos taxonómicos necesarios con apoyo en lo descrito por Howe (2001). Para los fertilizantes químicos y orgánicos comerciales la población estuvo conformada por la variedad de fertilizantes existentes en el mercado en la ciudad de Caracas y la muestra fue seleccionada a través de un muestreo no probabilístico de tipo intencional, tomando en cuenta que fuesen certificados, siendo los fertilizantes seleccionado: el fertilizante químico “A” y el fertilizante orgánico “B”. Etapas de la investigación La investigación se dividió en dos etapas: a) la etapa previa, consistió en la identificación, recolección y el tratamiento del alga para convertirla Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Estudio Comparativo de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa sertularoides respecto a un fertilizante químico y orgánico comercial, en un cultivo de Coriandrum sativum en fertilizante, además de realizar un análisis cualitativo de metales por la técnica de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total (TXRF); b) La etapa experimental donde se desarrolló el cultivo, desde la siembra, el crecimiento, hasta la culminación del mismo, con la aplicación de los fertilizantes en estudio. En el cuadro 1, se resumen las variables del estudio de cada una de las etapas de la investigación. Cuadro 1. Variables de la investigación en cada una etapa del estudio. Variables Fases

Dependiente

Independiente

*Especie Caulerpa sertularoides *Período y zona de recolección del alga.

Etapa previa

Etapa Experimental

Controlada

Crecimiento de la planta Coriandrum sativum. El tiempo de desarrollo de la planta.

Fertilizantes empleados en los cultivos (algal, químico comercial y orgánico comercial).

Interviniente Condiciones acuíferas (contaminación ambiental) del alga antes de su recolección. Condiciones del suelo.

Frecuencia de riego. Cantidad de fertilizante adicionado al cultivo. Tiempo de cultivo

*Se aplicaron los estudios taxonómicos requeridos para la identificación del alga con ayuda de un experto y el adecuado proceso de recolección.

Etapa previa Recolección del alga Caulerpa sertularoides Tal como se indicó, el alga fue recolectada en la playa del balneario Camurichico, ubicado en La Guaira, ésta recolección se realizó durante el período de surgencia (julio-septiembre 2013). Una vez identificada el alga, se procedió a la recolección, tomando aproximadamente 15 g de algas de las rocas del malecón, se guardaron en bolsas herméticas almacenadas en una cava con hielo, para ser trasladadas hasta el laboratorio. 87

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Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González Tratamiento del alga Caulerpa Sertularoides Una vez en el laboratorio, se lavó con abundante agua desionizada la especie colectada, esto con el fin de eliminar todo organismo diferente al que se pretende estudiar. El proceso se llevó a cabo varias veces para garantizar un mejor lavado. Seguidamente, se secó el alga en una estufa a temperatura de 110 °C hasta que se deshidrató por completo la muestra. Posteriormente, se maceró utilizando una pequeña cantidad de acetona para evitar pérdida de la muestra, ya que, este solvente, no interviene con la composición química de la planta, debido en parte a que se volatiliza rápidamente. En este punto, el alga ya se encuentra lista para su incorporación en los diferentes cultivos como fertilizante. Análisis cualitativo de metales Una vez tratada el alga para transformarlo en un fertilizante para su posterior uso, se sometió a un análisis por la técnica experimental de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total (TXRF); se tomó 0.1 g del alga tratada y se introdujo en el equipo. Etapa Experimental Desarrollo de los cultivos Los cultivos se realizaron en la parroquia El Junquito, municipio Libertador del Distrito Capital. Para la preparación de los mismos, en primer lugar se adicionó la misma cantidad de abono (7 kg) certificado en cada uno de los cuatro maceteros donde se realizó la siembra de los cultivos de Coriandrum sativum, el cual, permitió verificar las cantidades en porcentaje que se adicionaban de nutrientes, sin tomar en cuenta los diferentes fertilizantes a emplear, lográndose con esto, minimizar la variación de nutrientes por parte de factores diferentes a los fertilizantes. Luego de preparar cada uno de los maceteros con abono, a los maceteros 1, 2 y 3 se le agregaron 20 g.m2 de fertilizante algal, orgánico y químico respectivamente (ver figura 2), es importante señalar que el cuarto macetero fue el grupo control del experimento. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Figura 2. Adición de fertilizante a maceteros. A) macetero con fertilizante químico. B) Fertilizante algal. C) fertilizante orgánico.

Se agregó el fertilizante en la mitad de los maceteros, puesto que no se puede colocar en contacto directo con la semilla, ya que pueden causar efectos secundarios en términos de fitotoxicidad, lo cual hace que la semilla no germine ya que está en exceso el fertilizante y los nutrientes cambian bruscamente el pH y la salinidad del suelo (Canales, 1999). En cuanto a los cultivos la Cámara de Sanidad, Agropecuaria y Fertilizantes (2006) recomienda incorporar el fertilizante sólido al suelo en partículas muy pequeñas para que los nutrientes que va a aportar se integren al mismo con mayor rapidez y efectividad. Se plantaron cinco semillas de Coriandrum sativum por triplicado en cada una de los maceteros, abriendo un agujero de 1cm de profundidad con el fin de evitar obstrucciones en el crecimiento de la planta, agregando las cinco semillas en cada agujero y tapando cuidadosamente; con una separación entre los agujeros de 12 cm, para prevenir inconveniente con el crecimiento de las raíces entre los triplicados. Seguidamente se añadieron 500 mL de agua a cada macetero para garantizar el desarrollo del primer ciclo de la planta, el cual consiste en la germinación de la semilla. Los cuatro cultivos se colocaron dentro de un invernadero, realizado con una malla de polietileno de 60 % que garantiza en gran medida que ningún insecto o roedor pudiera interferir en el desarrollo de los cultivos (ver figura 3). 89

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Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González La malla también presenta beneficios en otros aspectos, debido a que permite generar una temperatura cálida, así como evitar la incidencia directa de los rayos UV en los cultivos, lo cual minimiza la deshidratación brusca del suelo (Hernández, 2003).

Figura 3. Invernadero creado para el desarrollo de los cuatro cultivos de la investigación.

Posterior a la siembra, se agregaron 250 mL de agua diariamente a cada macetero durante 9 días para garantizar la humedad necesaria del suelo y la planta. Cabe destacar que desde la siembra de las semillas hasta su germinación, corresponde al primer ciclo del cultivo. Al comenzar el ciclo dos, se cambió la cantidad de agua de riego, utilizándose 200 mL de ésta durante los próximos 18 días. Las plantas se encontraban en la fase de desarrollo, en la cual crece su tallo con mayor rapidez. Durante el ciclo tres se disminuyó la cantidad de agua, empleándose 150 mL durante los últimos 7 días para garantizar la mayor eficacia de transporte de nutrientes de los fertilizantes a los cultivos. Esta etapa se culminó con las medidas de altura de tallos, el tamaño y numero de hojas por sistema.

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Estudio Comparativo de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa sertularoides respecto a un fertilizante químico y orgánico comercial, en un cultivo de Coriandrum sativum RESULTADOS Etapa Previa Recolección de Caulerpa sertularoides Aplicando el protocolo respectivo, las algas de la especie Caulerpa sertularoides recolectadas (ver figura 4) corresponden a un color verde, encontrándose ancladas con rizoides a la superficie del suelo, con aspecto de ramas o plumas alargadas y cuya altura se encontraban entre 3 y 5 cm.

Figura 4. Caulerpa sertularoides. Tomado de http://www.wetwebmedia.com.ar [Consulta: 2013, Junio 10].

Cabe destacar, que la recolección se realizó durante el período de surgencia, conocido como un fenómeno oceanográfico que consiste en el movimiento vertical de las masas de agua, de niveles profundos hacia la superficie, siendo la surgencia costera la más conocida y la más relacionada con las actividades humanas, ya que da origen a las zonas pesqueras más productivas. Las aguas profundas, son ricas en nutrientes que incluyen nitrato y fosfato, productos de la descomposición de la materia orgánica hundida desde las aguas superficiales (Fuenteseca y otros, 1993). Cuando la materia orgánica es traída a la superficie, estos nutrientes son utilizados mayormente por los vegetales que allí se desarrollan, es por ello, que en estos periodos, se encuentra proliferación de algas en las zonas costeras, aumentando el tamaño y la cantidad de especies en estos ecosistemas. 91

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Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González Análisis cualitativo de metales El análisis con la técnica de (TXRF) se llevó a cabo con el alga digerida, la figura 5 representa el gráfico del espectro que muestra los metales presentes en el alga. Pulses 5

Mo Sr Rb K 3 Ar 10 Cl S Ni Br Sr Hg P Ti Fe Zn As Rb Mo Si Ca Mn Cu Al Si P S

8 - keV -

Figura 5. Espectro TXRF de una muestra del fertilizante algal Caulerpa sertularoides.

Tal como se evidencia en el espectro, la Caulerpa sertularoides, contiene muchos metales en su composición, importantes para cumplir con la función de fertilizante, sin embargo se detecta la presencia de Arsénico y Mercurio, metales que se conocen por su toxicidad en diferentes medios biológicos. En el mismo sentido, Fernández (2008) argumenta que las algas son plantas micorrizadas por presentar mayor tolerancia a los metales pesados, debido a que los hongos logran inmovilizar estos metales en las raíces, además también se da el fenómeno de quelación en su pared celular de los exudados de dichos hongos, esto último da pie al intercambio catiónico entre la planta y el hongo. El mismo autor asegura que es necesario tener en cuenta la interacción de los metales pesados con el entorno e interior de la planta. Por cuanto los aspecto de tolerancia y detoxificación son el punto principal para esta explicación. En primer lugar, es necesario mencionar la rizosfera y las micorrizas, siendo esta la interfase de un milímetro entre el suelo, la raíz de la planta y los hongos que se encuentran asociados con las raíces. Estas últimas, presentan una Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Estudio Comparativo de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa sertularoides respecto a un fertilizante químico y orgánico comercial, en un cultivo de Coriandrum sativum interacción directa con las hifas de determinados hongos, allí se da la simbiosis, ya que la planta obtiene del hongo lo que él posee gracias al suelo y al mismo tiempo el hongo obtiene parte de lo que viene del aire, de esta manera la planta recibe algunos nutrientes, minerales y agua del suelo. (Ver figura 6)

Figura 6. Mecanismos de tolerancia y detoxificación de metales pesados en plantas. Tomado de Vullo (2003).

Por su parte, la absorción de metales pesados por las plantas es generalmente el primer paso de su entrada en la cadena alimenticia. La absorción y posteriormente acumulación dependen del movimiento de los metales desde la solución del suelo a la raíz de la planta, el paso de los metales por las membranas de las células corticales de la raíz, el transporte de los metales pesados desde las células corticales al xilema desde donde la solución con metales se transporta de la raíz a los tallos y la posible movilización de los metales desde las hojas hacia tejidos de almacenamiento usados como alimentos (semillas, tubérculos y frutos) por el floema, quedando disponibles para el consumo humano (Ballesteros, 2011). Este aspecto de la investigación es de gran relevancia ya que, se recomienda en estudios posteriores verificar la transferencia de los metales pesados presentes en el alga a la planta que se cultiva, a fin de establecer parámetros de seguridad alimentaria con respecto a los 93

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Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González niveles máximos permisibles en los cultivos para consumo humano, y así, tener una visión más general de la eficacia del alga como fertilizante. Etapa Experimental Desarrollo de los cultivos En el octavo día se observó que los cultivos comenzaron a germinar, en los cuatro maceteros y en los triplicados. En el caso del cultivo con el fertilizante orgánico, se evidenció que entre los triplicados había existencia de 17 tallos que contemplaban tamaños entre 1 y 3,6 cm de alto, siendo este el cultivo con mayor cantidad de tallos para ese momento. El cultivo que contenía el fertilizante algal presentó entre los triplicados 16 tallos que poseían una altura entre 1 y 4,6 cm de altura, para el cultivo con el fertilizante químico germinaron 13 tallos con una altura promedio de 0,4 a 3,8 cm y para el grupo control germinaron 13 tallos con una altura promedio de 1 a 4,5 cm respectivamente (ver cuadro 2). Cabe destacar que hubo lluvia progresiva durante esta etapa del cultivo, lo cual fue favorable, debido a que el Coriandrum sativum es una planta que amerita estar en un clima húmedo para un óptimo desarrollo. Los resultados arriba planteados, indican que para el primer ciclo de la experimentación el cultivo más favorecido es el que fue tratado con el fertilizante orgánico, ya que presenta mayor cantidad de tallos. En cambio con relación a la altura de los tallos el cultivo más favorecido fue el que presentaba el fertilizante algal (ver figura 7).

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Figura 7. Tamaño de los tallos en los cultivos de Coriandrum sativum. A) cultivo con fertilizante orgánico. B) cultivo con fertilizante algal. C) cultivo con fertilizante químico. D) cultivo grupo control.

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T= Triplicado

Químico

Orgánico

Algal

Grupo Control

Cultivos con diferentes fertilizantes

Ciclo

Semana

5,8 a 9,6

4,7 a 8,3

3,0 a 7,5

1,5 a 2,5

8,0 a 10,9

7,4 a 10,1

5,8 a 9,0

2,0 a 3,6

8,6 a 12,1

7,3 a 11,2

6,0 a 10,0

1,0 a 3,3

6,1 a 9,o

5,3 a 8,5

4,5 a 7,9

1,2 a 4,5

7,2 a 8,0

5,3 a 6,8

4,0 a 6,0

0,6 a 1,5

6,4 a 9,4

5,3 a 8,6

4,0 a 8,0

1 a 3,5

7,8 a 11,2

6,7 a 10,4

5,0 a 9,2

0,8 a 1,9

5,7 a 8,2

4,4 a 7,3

3,6 a 7,0

2,1 a 2,4

6,2 a 9,8

5,0 a 9,0

2,9 a 3,3

9,4 a 9,9

8,5 a 9,0

7,0 a 8,1

1,2 a 4,6

5,6 a 8,9

4,8 a 8,0

3,9 a 7,3

1,0 a 3,8

6,7 a 9,6

5,4 a 8,9

5,0 a 8,0

0,4 a 3,8

7,6 a 10,7

Tamaño del tallo (cm)

Cuadro 2. Determinación de las características físicas de los cultivos.

5,0 a 9,0

4,0 a 6,0

3,0 a 5,0

3,0 a 4,0

2,0 a 6,0

2,0 a 5,0

2,0 a 4,0

3,0 a 4,0

5,0 a 7,0

4,0 a 6,0

3,0 a 6,0

3,0 a 4,0

2,0 a 6,0

2,0 a 5,0

2,0 a 6,0

3,0 a 5,0

5,0 a 8,0

4,0 a 6,0

2,0 a 6,0

3,0 a 5,0

3,0 a 6,0

3,0 a 5,0

2,0 a 5,0

2,0 a 3,0

Tamaño de las hojas (mm)

Cantidad de hojas

Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González

Estudio Comparativo de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa sertularoides respecto a un fertilizante químico y orgánico comercial, en un cultivo de Coriandrum sativum En el ciclo dos, las plantas se encontraban en la fase de desarrollo, en la cual crece su tallo con mayor rapidez. Al octavo día, se volvió a realizar el análisis físico a las plantas de los diferentes maceteros, el cultivo de fertilizante algal y el cultivo del grupo control poseen 23 tallos cada uno y entre cada triplicado; y la altura promedio de los mismos está comprendida entre 5 a 10 cm y 3,6 a 7,9 cm respectivamente. El cultivo con fertilizante orgánico comercial tiene 21 tallos entre los triplicados y la altura promedio se encontraba entre los 4 a 8 cm. Por su parte, el cultivo con fertilizante químico posee 18 tallos y su altura promedio va desde los 3 a los 8 cm. Para este momento se observan dos hojas principales que son comunes en diferentes tipos de plantas. En un solo día de los ocho transcurridos hubo clima soleado, el resto fue de lluvia. Para este momento del avance del experimento, es notorio que el cultivo con mayor desarrollo es el del fertilizante algal (cuadro 2), aunque tiene la misma cantidad de tallos que el grupo control, algunos tallos de su triplicado superan la altura de los demás cultivos por más de 2,1cm (ver figura 8)

Figura 8. Cultivo de Coriandrum sativum con fertilizante algal, en el octavo día del ciclo dos.

Para el décimo día comenzaron a notarse las primeras hojas de cilantro en todos los cultivos pero no en todos los triplicados. En el tercer análisis físico, que fue realizado en el décimo octavo día, el crecimiento del tallo de los diferentes cultivos no fue significativo, contrario al crecimiento de las hojas, ya que su tamaño aumentó considerablemente durante esos 97

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Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González cinco días, además de que se manifestaron más hojas (cuadro 2). En cuanto a su olor y color durante todo el tiempo transcurrido ha sido el mismo para todos los cultivos y todos los triplicados. En el caso del cultivo con fertilizante algal presentó 27 hojas al terminar el segundo ciclo, pero al finalizar el tercer ciclo este cultivo tenía 45 hojas entre los triplicados, con un color y tamaño acorde a su tiempo de desarrollo. El cultivo sin fertilizante (grupo control) contenía 22 hojas al culminar el segundo ciclo y al terminar el tercer ciclo presentó entre todos sus triplicados 31 hojas con color y tamaño adecuado (ver figura 9).

Figura 9. Cultivos de Coriandrum sativum para el segundo ciclo. En la izquierda el cultivo con fertilizante algal y en la derecha el grupo control.

El cultivo con el fertilizante orgánico en principio muestra 21 hojas y para los últimos días 35 hojas con color y tamaño similares a los cultivos antes mencionados. En cuanto al fertilizante químico al finalizar el segundo ciclo poseía 15 hojas y al terminar el tercer ciclo 39 hojas con un color igual al de los demás cultivos, sin embargo el tamaño de sus hojas superaban el rango de los tres cultivos restantes (ver figura 10). Para esta etapa del desarrollo de la planta aumentó el clima soleado respecto al comienzo de la siembra, aunque en ocasiones el clima fue frío. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Figura 10. Cultivos de Coriandrum sativum para el segundo y tercer ciclo. En la izquierda el cultivo con fertilizante orgánico y en la derecha fertilizante químico.

CONCLUSIONES Es posible decir que el cultivo tratado con el fertilizante algal siempre tuvo mayor crecimiento y mayor cantidad de tallos, probablemente debido a que éste se incorporó en partículas más pequeñas comparado con el fertilizante orgánico, permitiendo que la descomposición del fertilizante algal sea más eficiente que la del fertilizante orgánico, por lo tanto, el aporte de nutrientes al cultivo es más efectivo y la planta se desarrolla con mayor rapidez (Canales, 1999). Por su parte, se observó mayor tamaño en las hojas del cultivo con el fertilizante químico, porque el fertilizante añadido posee compuestos nitrogenados, siendo el nitrógeno el macro nutriente que cumple la función de aumentar la masa vegetal de las plantas (Marín, 2010). En el análisis cualitativo de metales pesados se puede concluir según los resultados arrojados, que se evidenció la presencia de Arsénico y Mercurio, metales que son absorbidos por el mecanismo de tolerancia y detoxificación. Se recomienda cuantificar dichos metales pesados para evaluar la influencia de estos en el cultivo.

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Sindy Sandoval, Tulio Villorín y Margarita González El cultivo con el fertilizante algal, comparado con los cultivos con el fertilizante orgánico y con el fertilizante químico, presentó un óptimo rendimiento en cuanto a la cantidad de tallos y al tamaño de las hojas; basado en esto, se recomienda estudiar el uso del fertilizante algal en otros cultivos, atendiendo al análisis cuantitativo de los metales pesados previamente. REFERENCIAS Ballesteros, J. (2011). Determinación de la eficiencia de Azolla caroliniana como matríz de hiperacumulación de Metales Pesados Cuantificado. Tesis de doctorado. Universidad Politécnica Salesiana, Quito. Cámara de Sanidad, Agropecuaria y Fertilizantes. (2006). Fertilizantes. [Artículo en línea]. Disponible en: http://www.casafe.org.ar/pdf/ Fertilizantes.pdf [Consulta: 2012 diciembre, 20] Canales, B. (1999). Enzimas-Algas: Posibilidades de su Uso para Estimular la producción Agrícola y Mejorar los Suelos. [Artículo en línea]. Disponible en: http://www.casafe.org.ar/pdf/Fertilizantes.pdf [Consulta: 2012 diciembre, 02] Caulerpa sertularoides. [Página web en línea]. Disponible en: http://www. wetwebmedia.com. [Consulta: 2013, Febrero 20] Fernández, M. (2008). La contaminación acumulada en el suelo amenaza la agricultura sostenible. [Documento en línea]. Disponible en: https:// goo.gl/aQnrfk [Consulta: 2012, diciembre 20] Fuenteseca, J.; Marín, V.; Oyarce, E., Rodríguez, L y Vallejo, L. (1993). Efectos de la surgencia costera sobre la productividad primaria primaveral de Bahía Mejillones del Sur (Antofagasta, Chile). [Artículo en línea]. Disponible en: https://goo.gl/ZkhLeW [Consulta: 2013 Noviembre, 21] Hernández, J. (2003). Crecimiento y desarrollo del cilantro Coriandrum Sativum por efecto de fotoperiodo y la temperatura y su control con fitorreguladores. Tesis de doctorado. Universidad Agrónoma de Nuevo León, Colombia Howe, A. (2001). Caulerpa certularoides. Algae: Native, 1905, 45-46

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Estudio Comparativo de un fertilizante algal, a partir de la especie Caulerpa sertularoides respecto a un fertilizante químico y orgánico comercial, en un cultivo de Coriandrum sativum Marín, G. (2010). Determinación de los Requerimientos Hídricos del Cilantro (Coriandrum sativum), Variedad Unapal Precoso y su Relación con el Desarrollo del Cultivo, la Producción y la Calidad, Comparando un Periodo Seco y Húmedo de Siembra del Cultivo en el Año. Tesis de maestría. Universidad Nacional de Colombia, Colombia Menéndez, S. (2004). Algas como fertilizantes y pesticidas. [Página Web en línea]. Disponible: https://goo.gl/TIAcfm [Consulta: 2012, Agosto 23] Universidad Pedagógica Experimental Libertador. (2008). Manual de Trabajos de Grado de Especialización y Maestría y Tesis Doctorales. Caracas. Venezuela Vullo, D. (2003). Microorganismos y Metales Pesados: Una Interacción en Beneficio del Medio Ambiente. [Articulo en línea]. Disponible en: https:// goo.gl/Ifl6LJ [Consulta: 2013 Diciembre, 15]

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Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas

Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel Analysis of the effect of cooking temperature on the nutritional quality of the guava natural juice (Psidium guajava L.) using the ripe fruit without skin Marine Rosario greylimariana@hotmail.com

Maryorie Delgado Rojas maryoriedelgado@gmail.com Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas, Venezuela Artículo recibido en junio 2016 y publicado en enero 2017

RESUMEN Las muestras de jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) se analizaron utilizando el fruto maduro sin piel natural y cocido a 90 °C, los frutos eran originarios del estado Zulia. El tipo de investigación fue de campo de tipo descriptiva. Para la determinación de los metales K, Fe y Ca se empleó un espectrofotómetro de absorción atómica de atomización en llama Analisys 100. Los resultados obtenidos de metales para el jugo del fruto natural fueron: 234,87 ± 0,43 mg/g potasio; 14,42 ± 0,05 mg/g calcio y 0,192 ± 0,026 mg/g hierro. Mientras que para el jugo con el fruto cocido a 90 ºC fueron: 205,36 ± 0,39 mg/g potasio; 12,47 ± 0,069 mg/g calcio y 0,100 ± 0,023 mg/g hierro. Los valores obtenidos permitieron comprobar que la calidad nutritiva es mejor en el jugo natural sin cocer la fruta, por lo que es recomendable su consumo. Palabras clave: guayaba; calidad nutritiva; temperatura de cocción

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Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel ABSTRACT Samples of natural guava juice (Psidium guajava L.) were analyzed using the mature fruit without natural skin and cooked at 90 ° C, the fruits were originally from the Zulia state. The type of research was descriptive in the field. For the determination of the K, Fe and Ca metals an atomic absorption spectrophotometer was used in the Atomis 100 Flame Atomization. The results obtained from metals for the juice of the natural fruit were: 234,87 ± 0,43 mg / g potassium; 14,42 ± 0,05 mg / g calcium and 0,192 ± 0,026 mg / g iron. While for the juice with the fruit cooked at 90 ºC were: 205,36 ± 0,39 mg / g potassium; 12,47 ± 0,069 mg / g calcium and 0,100 ± 0,023 mg / g iron. The obtained values allowed to verify that the nutritive quality is better in the natural juice without cooking the fruit, reason why its consumption is advisable. Key words: guajava; nutritional quality; cooking temperature. INTRODUCCIÓN El consumo de frutas en la dieta humana es de vital importancia por el aporte de vitaminas, minerales, fibra, proteínas, agua y otros nutrientes, además de la satisfacción de consumir un producto de características sensoriales tan variadas y agradables (Camacho, 2002). En los países tropicales como Venezuela, la diversidad de frutas producidas es amplia gracias a los diferentes climas y ecosistemas que naturalmente existen en nuestra geografía (Wiley, 1997). En el caso de la guayaba (Psidium guajava L.) es una fruta tropical muy popular en Venezuela, tanto para consumo fresco como para procesamiento y obtención de diversos productos como: jugo, néctar, concentrados, jalea, bocadillo, colado y relleno para dulces. Esta gran aceptación se debe a su valor comercial, digestibilidad, palatabilidad, sabor agradable y valor nutritivo: excelente fuente de las vitaminas C, B y provitamina A, tiamina, riboflavina, proteína, fibras y ácido nicotínico, así como de los minerales potasio, calcio, hierro y fósforo, además de carbohidratos (Wills, 1997) “La guayaba” pertenece a un género de unas cien especies de arbustos tropicales y árboles pequeños en la familia Mirtácea, nativa del Caribe. Es Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 103

Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas un fruto que procede de Centroamérica, aunque se cultiva en casi todos los países tropicales. El jugo de la guayaba tiene acción hipoglucemiante, es decir, que disminuye los niveles de glucosa en la sangre; fue comprobada mediante numerosas observaciones clínicas. Su utilidad se relaciona con las propiedades antioxidantes de los componentes del jugo de guayaba (Wills, 1997). Hoy en día la mayoría de los jugos naturales suelen ser realizados con la fruta previamente cocida para darle un sabor agradable, más sabroso, apetecible y digerible (Vázquez, Cos y López, 2005). La guayaba (Psidium guajava L.), es el fruto del guayabo, que es un árbol de la familia de las mirtáceas; la guayaba es la única fruta hasta descubierta hasta ahora que contiene 16 vitaminas: es un gran alimento, sano, digestivo y muy útil para la nutrición y además se le denomina la fruta reina en lo que se conoce frutoterapia (Morales, 2002). Los principales países productores de la guayaba son: Brasil, Colombia, Perú, Estados Unidos, Ecuador, México, Venezuela, Costa Rica, Cuba, Puerto Rico, India, Sudáfrica y Filipinas (Crockrell y Barrantes, 1992). Dentro de las principales características de la Guayaba se puede señalar que puede ser de piel rugosa o completamente lisa; su interior puede ser de color rosado pálido, o rosado intenso. Ésta suele tener una primera capa firme y con consistencia, y otra más interna jugosa, cremosa y blanda, con semillas pequeñas (Crockrell y Barrantes, 1992). Según Roger (2006), su principal componente es el agua y las vitaminas. La pulpa de la guayaba es baja en proteínas, grasas (menos de 1 % de ambas) e hidratos de carbono (6 %). Sin embargo, posee un alto contenido de: Vitamina C, Carotenoides, fibra vegetal, además cantidades significativas de vitaminas del grupo B (excepto la B12) vitamina E, así como calcio, magnesio, fósforo y hierro. El mineral más abundante es potasio. Además la guayaba es relativamente rica en oligoelementos como el zinc, cobre y manganeso (ver Cuadro 1). Dentro de las vitaminas de mayor importancia en la guayaba, se destacan la vitamina C y la vitamina A. La primera denominada vitamina Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel C o ácido ascórbico, corresponde al grupo de las vitaminas hidrosolubles, es muy inestable y se puede almacenar en el organismo, aunque no se almacena por largos períodos de tiempo y se elimina en pequeñas cantidades a través de la orina. Por este motivo, es importante su ingesta diaria, ya que es más fácil que se agoten sus reservas y con ella las otras vitaminas que se obtienen en los frutos cítricos y vegetales (Martín y Portal, 2000)

HO HO HO

O OH

Figura 1. Estructura de Ácido ascórbico. Tomado de Ekhard y Filer (1998). Cuadro 1. Composición de la guayaba por cada 100 g de parte comestible cruda. Propiedad

Composición por cada 100g

Calorías 40 Proteínas Fibra Vitamina A Vitamina B1

1g 0,9 g 64 mg 0,050 mg

Vitamina B2 0,050 mg Vitamina B4 0,143 mg Azucares 5,82-7,30g Niacina 0,80 mg Vitamina C Vitamina E Calcio Fósforo Magnesio Hierro Potasio Zinc Sodio Ceniza Humedad

184 mg 1,12 mg 18 mg 23 mg 13,0 mg 1,8 mg 290 mg 0,56 mg 4,00 mg 0,60 g 82 g

Compilación de Roger (2006) Salud por los alimentos e Instituto Nacional de Nutrición (2012)

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Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas En este sentido, Roger (2006) establece que sus funciones son diversas, pues es un antioxidante, y cofactor de muchas enzimas, sin embargo, su principal actividad es como antiescorbútica. Al tener gran capacidad de captar y liberar hidrógeno (oxido-reducción), su papel en el metabolismo es de gran importancia, donde se debe resaltar su función como reductora del ión férrico al ferroso (Fe+3 a Fe+2) que asegura mayor absorción de hierro a nivel del intestino. En el siguiente cuadro se establece la ingesta diaria de vitamina C que es recomendada para niños y adultos por el Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y el Departamento de Agricultura de Estados Unidos. Cuadro 2. Ingesta recomendada de vitamina C Masculino (mg/día)

Femenino (mg/día)

0 a 12 meses 1 a 3 años

50 15

50 14

4 a 8 años

9 a 13 años 14 a 18 años 19 a 50 años >50 años Embarazo Lactancia

45 75 90 90

45 65 75 75 80 a 85 115

Edad

Nota: Extraído del Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y el Departamento de Agricultura de Estados Unidos.

La vitamina C, interviene en la formación de colágeno y repara las células de los tejidos, encías, huesos, dientes, glóbulos rojos, favorece la absorción del hierro de los alimentos, protege contra enfermedades infecciosas y el cáncer (Marcano y Hasegawa, 2002) Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la vitamina C es un agente antioxidante y reductor Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel poderoso, puede reducir la acción perjudicial de los radicales libres y es también importante para mejorar la absorción del hierro en alimentos de origen vegetal. En una persona que tiene carencia de ácido ascórbico, las células endoteliales de los capilares carecen de solidez normal. Son, por lo tanto, frágiles y se presentan hemorragias. De modo semejante, la dentina de los dientes y el tejido óseo de los huesos no se forman bien. Además, esta propiedad de fijación celular explica la cicatrización pobre y la lentitud en el proceso de curación de las heridas que se ve en personas con carencia de ácido ascórbico. La Vitamina A. Es un nutriente esencial para las funciones fisiológicas normales del ser humano, es una vitamina liposoluble que se encuentra en dos formas en la naturaleza. La primera es vitamina A preformada que proviene de los alimentos de origen animal (hígado, leche entera y mantequilla, principalmente) y la segunda es provitamina A o carotenoides, precursores de vitamina A que provienen de alimentos de origen vegetal como son las verduras; hortalizas y algunas frutas (Machlin, 1984). El beta-caroteno, es un antioxidante que protege las células del daño causado por los radicales libres, por ende contribuyen a retardar los procesos del envejecimiento. La vitamina A, es esencial para la visión, el buen estado de la piel, el cabello, las mucosas, los huesos y para el buen funcionamiento del sistema inmunológico (Marcano y Hasegawa, 2002). Según la FAO, la conversión de beta-caroteno a vitamina A se realiza en las paredes del intestino. El mismo solo puede absorber y convertir tan sólo una porción del beta-caroteno de la dieta; por lo tanto, 6 mg de betacaroteno en el alimento equivale más o menos a 1 mg de retinol. La FAO y la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomiendan el consumo de 750 µg de retinol por día para adultos; las madres lactantes necesitan 50 por ciento más, y los niños y bebés cantidades menores. Se debe tener en cuenta que estas cifras se basan en dietas mixtas que contienen vitamina A y caroteno. Cuando la dieta es en su totalidad de 107

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Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas origen vegetal, se sugieren cantidades mayores de caroteno, debido a que la conversión del caroteno a retinol no es muy eficaz. CH3

H3C CH3

CH3 OH

CH3 Figura 2. Estructura de Retinol. Tomado de Ekhard y Filer (1998).

De acuerdo con Ekharde y Filer (1998), la función más conocida de la vitamina A esta relacionada con la visión de los ojos, la diferenciación celular y el desarrollo embrionario. No obstante, también interviene en muchos procesos fisiológicos, entre ellos la espermatogénesis, la respuesta inmunitaria, el gusto, la audición, el apetito y el crecimiento infantil y xeroftalmía. En el siguiente cuadro se establecen la ingesta diaria de vitamina A recomendada para infantes, niños y adultos por el Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos. Cuadro 3. Ingesta recomendada de vitamina A Hombre Edad (μg RE)

Mujer (μg RE)

0-6 meses

400

7-12 meses

500

1-3 años

300

4-8 años

400

9-13 años

600

14-18 años

900

700

19-65 años

900

700

Mayores 65 años

900

700

Embarazada

750

Lactancia

1200

Nota: μg RE: microgramo de Retinol. Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos.

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Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel En cuanto a los minerales, el calcio junto con el fósforo son los componentes principales del esqueleto. Además, son importantes en funciones metabólicas, como la función muscular, el estímulo nervioso, actividades enzimática y hormonal y el transporte del oxígeno. Por otra parte, el hierro está presente en los glóbulos rojos, como componente de la hemoglobina. La función biológica principal del hierro es el transporte de oxígeno a varios sitios del cuerpo. Y cuanto al potasio, es un mineral que permite que las células conserven su equilibrio osmótico, contribuye al correcto funcionamiento muscular, ya que participa de forma clave en la relajación y contracción de los músculos, además de ser importante el control que ejerce para evitar el exceso de sodio. Un exceso de sodio puede tener consecuencias negativas para la salud como la hipertensión, o problemas de tipo cardiovascular (FAO). En tal sentido, la manera en que: almacenamos, conservamos y cocinamos nuestros alimentos afecta su contenido de nutrientes (Burgess y Glasauer, 2006). El potasio, elemento químico cuyo símbolo es K, es un metal alcalino, blanco-plateado que abunda en la naturaleza, se oxida rápidamente en el aire, es muy reactivo, especialmente en agua, y se parece químicamente al sodio. Es un electrolito esencial para el crecimiento y para fomentar la buena salud. Dentro de sus funciones, el potasio potencia la actividad del riñón ayudando en la eliminación de toxinas (Johnson, 1999). En el siguiente cuadro se establecen la ingesta diaria de potasio recomendada para infantes, niños y adultos por el Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos.

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Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas Cuadro 4. Ingesta recomendada de potasio (K)

Edad Hombres Mujeres (mg/día) (mg/día) 0-6 meses 7-12 meses 1-3 años 4-8 años 9-13 años 14-18 años 19 años y más Embarazo Lactancia

400 700 3000 3800 4500 4700 4700

400 700 3000 3800 4500 4700 4700 4700 5100

Nota: mg/día: microgramo por día. Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos.

El hierro, elemento químico cuyo símbolo es Fe, se encuentra en la naturaleza como parte de los reinos mineral, vegetal y animal. En los vegetales y en los animales, el hierro constituye un componente de la célula. En el organismo humano tiene una función principal, formar parte de la hemoglobina y mioglobina, que es el pigmento respiratorio de los glóbulos rojos de la sangre transportando el oxígeno (Badui, 1993). En el siguiente cuadro se establecen la ingesta diaria de hierro recomendada para infantes, niños y adultos por el Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos. Cuadro 5. Ingesta recomendada de hierro (Fe) Edad

Hombres Mujeres (mg/día) (mg/día)

0-6 meses 7-12 meses 1-3 años 4-8 años 9-13 años 14-18 años 19-50 años >50 años Embarazo Lactancia

0,27 (IA)* 11 7 10 8 11 18 8

0,27 11 7 10 8 15 18 8 27 9-10

Nota: mg/día: microgramo por día. (IA)* Ingesta Adecuada que refleja promedio de hierro de bebes que se alimentan con leche materna. Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos.

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Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel El calcio, elemento químico, mineral que tiene muchas propiedades, siendo la más conocida nutrir los huesos, prevenir la osteoporosis y ser relajante muscular. Es el mineral que más abunda en el cuerpo humano y se necesita en cantidades importantes por desempeñar múltiples funciones fisiológicas (Johnson, 1999). En el cuadro 6, se establecen la ingesta diaria de calcio recomendada para infantes, niños y adultos por el Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos. Debido a la gran aceptación y amplia comercialización de los productos derivados de la guayaba, en la presente investigación se plantearon como objetivos: Analizar el efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.), utilizando el fruto maduro sin piel. Determinar la concentración de beta-caroteno presente en el jugo de guayaba natural utilizando el fruto maduro sin piel a temperatura ambiente y cocido por espectrofotometría UV-VIS. Determinar la concentración de minerales (K, Fe y Ca) presentes en el jugo natural de guayaba utilizando el fruto maduro mediante espectrofotometría de absorción atómica en llama y comparar la calidad nutritiva del jugo de guayaba cocido y natural en cuanto al contenido de vitaminas C y A, los minerales K, Fe y Ca, considerando además el % de humedad, cenizas y °Brix. Cuadro 6. Ingesta recomendada de calcio (Ca) Edad Hombres Mujeres (mg/día) (mg/día) 0-6 meses 210 210 7-12 meses 270 270 1-3 años 500 500 4-8 años 800 800 9-13 años 1300 1300 14-18 años 1300 1300 19-50 años 1000 1000 >50 años 1200 1200 Embarazo y lactancia (menores de 18 años) 1300 Embarazo y Lactancia (mayores de 18 años) 1000 Nota: mg/día: microgramo por día. Departamento de Nutrición del Instituto de Medicina y por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos

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Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas MÉTODO El trabajo responde a un diseño de campo, de tipo descriptivo, que según Sabino (2002), se refiere a investigaciones donde los datos se acercan al conocimiento de la realidad en estudio y se obtienen de forma directa. Y descriptivo, ya busca especificar propiedades, características y rasgos importantes de cualquier fenómeno que se analice (Sampieri, Fernández y Baptista, 2006). La población estuvo formada por todas las variedades de la fruta de guayaba presentes en el mercado municipal de Coche ubicado en Caracas-Venezuela y la muestra quedó representada por frutos de guayaba tipo criollas que presentaban piel verde y pulpa rosada, fruto maduro. Tratamiento de la muestra Para la preparación de la muestra (jugo de guayaba) tanto natural como cocida, se manipuló un lote de 20 Kg de guayaba. La preparación del jugo fresco fue llevada a cabo a temperatura ambiente, según se indica: se Lavaron 6 guayabas con agua y se colocaron en un envase, se les quitó la piel y se lavaron con agua destilada. La fruta se cortó en trozos pequeños y se licuaron con 1000 ml de agua destilada en una licuadora, se trasvasó el jugo a un envase hermético empleando un colador para eliminar las semillas, el jugo se conservó en el refrigerador durante tres días. Para la elaboración del jugo de guayaba cocida, se repitió el mismo procedimiento pero con la diferencia que se dejaron en cocción por 40 min a 90 °C; el procedimiento se repitió hasta realizar todas las determinaciones necesarias. Determinación de Potasio, Hierro y Calcio por Espectrofotometría de Absorción Atómica de Llama en el jugo natural de guayaba. Para ello se calibró el instrumento siguiendo las instrucciones del equipo (espectrofotómetro de absorción atómica de atomización en llama marca Analisys100), para ello se lavó el atomizador con agua desionizada y se preparó la solución patrón para la realización de la curva patrón. Se determinó la concentración del analito en la muestra mediante una regresión lineal por mínimos cuadrados, a partir del cual se obtuvo la ecuación de la recta (y= mx + b). Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel

Preparación del patrón de Ca (500 mg/L) para el análisis Espectrofotométrico. Requirió tomar la medida de 1,248 g carbonato de calcio CaCO3, se disolvió en 50 mL de agua, se añadieron 10 mL de ácido clorhídrico concentrado y se diluyó a 1000 mL con agua desionizada. Preparación del patrón de Fe (1000 mg/L) para el análisis Espectrofotométrico. Se llevó a cabo mediante la medición de la masa de 1,000 g de hierro (Fe) en polvo, se disolvió en 50 mL de agua, se añadió 1 mL de ácido nítrico concentrado y se diluyó a 1000 mL con agua desionizada. Preparación del patrón de K (1000 mg/L) para el análisis Espectrofotométrico. Para lo cual se midió la masa de 1,907 g cloruro de potasio (KCl), se disolvió en 100 mL de agua, se aforó a 1000 mL con agua desionizada. Preparación de la muestra para el análisis espectrofotométrico. Se llevó a cabo mezclando por agitación magnética el producto (jugo de guayaba) 10 mL, para asegurar una muestra uniforme, se filtró a través de papel de filtración rápida, se midieron 2 mL de la muestra y se diluyó a 100 mL con agua desionizada. Determinación de cenizas. Este proceso se realizó según las normas oficiales AOAC (1996) Nº 923.03 Determinación de Humedad. Se llevó a cabo según las normas oficiales AOAC (1996) Nº920.151 Determinación de la cantidad de º Brix en el jugo de guayaba por un refractómetro. En el jugo de guayaba, los º Brix permitirán el análisis de sólidos solubles, que puede utilizarse como un estimador del contenido en azúcares en la muestra (López, 2006). La técnica más común de medición de este parámetro, está basada en la refractometría, lo que requiere de instrumentos relativamente económicos. Se empleó un refractómetro manual Atago de escala 0 a 32 º Brix. Para la obtención de los º Brix se siguieron los siguientes procedimientos utilizando jugo de guayaba, Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 113

Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas para ello se mezcló 5 mL de la muestra con agitación magnética para asegurar que fuese uniforme, se filtró a través de un algodón absorbente y se hizo circular agua a una temperatura 20 °C, a través de la camisa del refractómetro. La muestra previamente preparada se colocó con una varilla una porción de ± 2 gotas en el refractómetro y se esperó 1 minuto antes de realizar la lectura, para que la temperatura de los prismas de la muestra fuera la misma y constante, se registró los ºBrix obtenidos. Este procedimiento se realizó por triplicado. Extracción de los carotenoides en el jugo de guayaba utilizando el fruto maduro a temperatura ambiente y de cocción. Esta técnica se emplea para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o de sus fuentes naturales, para esta investigación se realizó la extracción de carotenoides en el jugo natural de guayaba, tanto para el fruto a temperatura ambiente, como para el fruto cocido. Y para la preparación del patrón: se midió la masa de una tableta de beta-caroteno conocida como natural systems beta caroteno, se agregó en un vaso precipitado de 100 mL previamente secado, se añadió 25 mL de alcohol isopropílico y 75 mL de cloroformo se agregaron10 mL de la solución concentrada de betacaroteno en un matraz aforado de 100 mL y se diluyó con éter de petróleo. RESULTADOS Los resultados de la humedad (cuadro 7), arrojaron que el jugo de guayaba cocida posee menor humedad, a diferencia del jugo natural de guayaba, lo que permite inferir que este procedimiento disminuye la cantidad de agua. Según Marquina y otros (2008), quienes trabajaron con la pulpa de guayaba obtuvieron un valor de 86,10 % para la pulpa. El Instituto Nacional de Nutrición (1994), reporta que la guayaba rosada posee 89% de humedad y según Kirk y otros (1996), los métodos de secado son los más comunes para valorar el contenido de humedad en los alimentos. Sin embargo, es necesario tener presente que: a) algunas veces puede quedar agua ligada dependiendo de la naturaleza de las sustancias; b) a cierta temperatura el alimento es susceptible de descomponerse, además que volatilizan otras sustancias, además de agua. De allí que es probable que los valores obtenidos en los distintos autores y en la presente Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel investigación se pueden deber a estos efectos así como a los factores climáticos y lugar de cosecha de la fruta. Cuadro 7. Resultados obtenidos de % de Humedad, % de Cenizas, ºBrix, Concentración de metales (K, Fe y Ca) y β-caroteno, en el jugo de guayaba natural y cocida. MUESTRAS

% HUMEDAD

Jugo de guayaba 85,46 ± 0,82 (natural) Jugo de guayaba 81,67 ± 0,59 (cocido)

CONCENTRACIÓN de metales (mg/g) K

CONCENTRACIÓN Β-CAROTENO (mg/g)

% CENIZAS

° BRIX

0,63 ±0,01

2,1± 0,0 234,87 ± 0,43

0,192 ± 0,026

14,42 ± 0,050

0,078 ± 0,000

0,52 ± 0,04 1,8 ± 0,0 205,36 ±0,39

0,100 ± 0,023

12,47 ± 0,069

0,070 ± 0,000

Con respecto a las cenizas totales, se analizaron de acuerdo con el método descrito por las normas AOAC (1990), obteniéndose valores que coinciden con algunos rangos señalados en la literatura, tales como Córdoba (1969), Plate (1987), Instituto Nacional de Nutrición (2001), y Roger (2006), que muestran un rango entre 0,3- 0,7 % para las guayabas (Psidium guajava. L.). Otros autores como Medina y Pagano (2003), obtuvieron un rango entre 0,2 – 0,8% para las guayabas cosechadas en granjas del municipio Mara del estado Zulia; estos valores se hacen bastante similar al obtenido en el presente trabajo. Es necesario mencionar que las cenizas de un alimento con un término analítico equivalente al residuo inorgánico que queda después de calcinar la materia orgánica (Moreno y otros, 1999) En seguimiento a los análisis químicos realizados, los sólidos solubles se determinaron de acuerdo con las normas COVENIN N° 924-83, usando un refractómetro. Los resultados se expresaron en ºBrix a 20º C con una media de 2,1ºBrix para el jugo de guayaba utilizando la fruta natural y 1,8 ºBrix para el jugo de guayaba utilizando la fruta cocida. Moreno y otros (1999), obtuvieron el rango de 2,34 – 7,93º Brix (con un coeficiente de variación de 7,33). Cabe destacar que los sólidos solubles son los contenidos de azúcares y ácidos, cuyo contenido varía según la variedad 115

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Marine Rosario y Maryorie Delgado Rojas de la fruta, técnica de cultivo y grado de madurez principalmente, ya que éste permite el aumento de los sólidos solubles (López, 2006). Por otro lado, con respecto al contenido de minerales (K, Fe y Ca), se determinaron a través de la técnica de espectrofotometría atómica; se puede evidenciar en el cuadro 7 que los resultados fueron mayores para el jugo de guayaba natural que para el cocido. Estos resultados suelen ser un poco bajo en comparación a los reportado en la literatura por Instituto Nacional de Nutrición (1994) y Roger (2006), ya que se reporta para Ca, K y Fe, mostrando de 17-21, 284 y 0,300 mg/100g para cada mineral, respectivamente. La determinación de beta-caroteno se realizó mediante espectrofotometría de UV-visible, los resultados obtenidos exponen evidentemente que la fruta sin cocer conserva en mayor proporción el beta-caroteno, por lo cual, es conveniente resaltar que la población debe aprovechar el enriquecimiento vitamínico del jugo de guayaba utilizando el fruto a temperatura ambiente. En tal sentido, es necesario recalcar que el valor reportado por el Instituto Nacional de Nutrición (1994) de vitamina A para la guayaba rosada, es 0,079 mg/g, siendo similar al obtenido experimentalmente en el jugo con la guayaba sin cocer (0,078 mg/g). Cuadro 8. Evaluación del método mediante parámetros estadísticos con respecto a las determinaciones de Fe, Ca, K y β-caroteno. Determinaciones

Límite de detección LOD (mg/dm3)

Límite de cuantificación LOQ (mg/dm3)

0,296

0,100

0,247

0,083

1,825

β-caroteno

2,79.10

1,825 -6

3,38.10-6

Nota: (LOD) Límite de detección y (LOQ) Límite de cuantificación

Además, el valor de LOQ como de LOD son pequeños, el cual se puede estimar que se tiene buena capacidad del método para cuantificar y detectar concentraciones pequeñas de analito. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Análisis del efecto de la temperatura de cocción en la calidad nutritiva del jugo natural de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando el fruto maduro sin piel CONCLUSIONES Se encontró que el efecto de la temperatura afecta la calidad nutritiva del jugo natural de Guayaba utilizando el fruto maduro sin piel. En cuanto a la pro-vitamina A (beta-caroteno), en el jugo de guayaba utilizando el fruto maduro sin piel natural se obtuvo una mayor concentración que para el jugo con el fruto cocido, lo que indica que el β-caroteno disminuye con un aumento de temperatura. Para la la concentración de los minerales K, Fe y Ca en el jugo natural de guayaba fue cuantiosamente superior en el jugo natural que en el jugo cocido. En cuanto al porcentaje de humedad es ampliamente provechosa en el jugo natural de guayaba, debido a que se obtuvo mayores resultados que en el jugo cocido. Y el porcentaje de cenizas es cuantiosamente superior en el jugo natural de guayaba que en el jugo cocido. La cantidad de ºBrix, sólidos solubles, presentes en el jugo natural de guayaba fue superior que en el fruto cocido, lo que muestra que se pierde carbohidratos por causa del efecto de la temperatura. Conforme a los resultados obtenidos, se concluye que es importante consumir jugos naturales de guayaba utilizando la fruta sin piel ya que se mantiene las características nutricionales del jugo, mientras que cocidos se pierde gran parte de los mismos. REFERENCIAS AOAC. (1990). Official Methods of Analysis (15 ed.) Association of Official Analytical Chemists, Inc. Virginia: Arlington AOAC. (1996). Official Methods of Analysis Nº 920.151 (16 ed.) Association of Official Analytical Chemists, Inc. Virginia: Arlington AOAC. (1996). Official Methods of Analysis Nº 923.03 (16 ed.) Association of Official Analytical Chemists, Inc. Virginia: Arlington Badui, S. (1993). Química de los alimentos. (1ed.). Madrid. Alhambra mexicana Burgess, A y Glasauer, P. (2006). Guía de Nutrición de la Familia. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación 117

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Hernán López, Ismael Oropeza y Catalina Betancourt

Determinación de la concentración de calcio, magnesio y potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica Determination of the concentration of calcium, magnesium and potassium in liquid milk of three trademarks, using the atomic spectroscopy technique Hernán López quimico2014@hotmail.com

Ismael Oropeza iroz1616@yahoo.com

Catalina Betancourt catabetancourt@hotmail.com Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas Artículo recibido en junio 2016 y publicado en enero 2017

RESUMEN Se determinaron las concentraciones de calcio, magnesio y potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica. Se evidencia linealidad de los datos en las tres curvas de calibración, con un valor de R2 = 0,9998 para Ca; 0,9989 para Mg y 0,9996 para K. Las concentraciones obtenidas fueron las siguientes: marca A: Ca: 126,63; Mg: 14,75 mg; K: 114,78 mg, marca B: Ca: 104,77mg; Mg: 11,95 mg; K: 122,37 mg y marca C: Ca: 66,80 mg; Mg: 8,46 mg; K: 99,70 mg por cada 100 mL de muestra de leche de cada marca. Al compararlos con los parámetros establecidos por el INN en Venezuela, se encuentran por debajo de lo establecido. Los porcentajes de recuperación de cada metal en la marca A, fueron: Ca: 104,92%, Mg: 97,47% y K: 108,03%. Los cuales están dentro del rango establecido 85%-115%, lo cual reflejan una exactitud aceptable. Palabras clave: leche líquida; calcio; potasio; magnesio; espectroscopia atómica

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Determinación de la concentración de Calcio, Magnesio y Potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica ABSTRACT Were determined the calcium, magnesium and potassium concentrations in liquid milk of three commercial brands, using the technique of atomic spectroscopy. Linearity of the data is shown in the three calibration curves for each metal, with a value of R2 = 0.9999 for Ca; 0.9989 for Mg and 0.9996 for K. The concentrations obtained were as follows: brand A: Ca: 126.63 mg; Mg: 14.75 mg; K: 114.78 mg, brand B: Ca: 104.77 mg; Mg: 11.95 mg; K: 122.37 mg and brand C: Ca: 66.80 mg; Mg: 8.46 mg; K: 99.70 mg per 100 mL of milk sample per each brand. When compared with the parameters established by the National Institute of Nutrition, it is appreciated that they are below the established. The recovery percentages of each metal in mark A were: Ca: 104.92%, Mg: 97.47% and K: 108.03%. These percentages of the doped sample are within the established range 85% -115%, which reflect acceptable accuracy. Key Words: liquid milk; calcium; potassium; magnesium; atomic spectroscopy INTRODUCCIÓN El desarrollo científico y tecnológico ha traído como consecuencia un gran número de estudios dedicados al análisis de la calidad de los alimentos que consumimos, entre ellos, se destacan los estudios de las propiedades nutritivas de los alimentos, y específicamente la leche en cuanto al análisis de sus principales componentes nutritivos como calcio (Ca), magnesio (Mg) y potasio (K), por sus diferentes funciones en el cuerpo humano (Wattiaux, 2011). Los minerales calcio, magnesio y potasio son esenciales para el cuerpo humano y se encuentran presentes en la leche. El calcio es el principal constituyente de los huesos y dientes, los mantiene fuertes y previene la osteoporosis. El magnesio, es importante en distintas dietas, pues ayuda a prevenir las enfermedades del corazón. El potasio participa en el correcto funcionamiento de algunas células del cuerpo así como a ayuda a mantener el nivel del agua en el cuerpo, así como a regular los problemas asociados al exceso de sodio en el organismo (Valbuena y otros, 2004). En los últimos diez años, en algunas regiones de Venezuela se han creado nuevas marcas comerciales de leche líquida y en polvo, con el fin 121

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Hernán López, Ismael Oropeza y Catalina Betancourt de minimizar su escasez. En este sentido, los estudios en relación a la leche como rubro económico reflejan la gran importancia, que involucra la vigilancia y el control de las actividades agropecuaria y pecuaria, que se ha propagado a nivel nacional para impulsar el desarrollo de la economía (Wattiaux, 2011). Aunado a esto, Hernández y otros (2006), reflejan que han sido numerosas las investigaciones y trabajos científicos que reportan estudios sobre los parámetros físico-químicos y microbiológicos de la leche que se consumen en diferentes partes del mundo. Sin embargo, pocos han sido los estudios que se centran en la determinación de las concentraciones totales de metales que aporta este alimento de alta importancia en la nutrición humana. Las nuevas marcas comerciales que se han generado en los últimos años, en Venezuela no se escapan de esta realidad y la literatura científica al respecto es escasa. En los empaques de las marcas de la leche líquida distribuida para Venezuela durante al menos los últimos cinco (5) años proporcionan las concentraciones totales de metales, a pesar de que esta información es de vital importancia para verificar su calidad. Considerando los planteamientos anteriores, el propósito de esta investigación fue determinar la concentración de los elementos calcio, magnesio y potasio presentes en la leche líquida pasteurizada, de tres marcas comerciales que se producen, expenden y consumen en el estado Miranda, empleando la técnica de espectroscopia atómica. Para ello se propusieron los siguientes objetivos: (a) Determinar las concentraciones de calcio y magnesio en leche líquida en tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia de absorción atómica; (b) Determinar la concentración de potasio en tres marcas comerciales de leche líquida entera, empleando la espectroscopia de emisión atómica; y (c) Comparar las concentraciones de calcio, magnesio y potasio obtenidas durante el análisis de la leche líquida con los parámetros establecidos por el Instituto Nacional de Nutrición de Venezuela (Abreu, 2012). Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Determinación de la concentración de Calcio, Magnesio y Potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica El estudio trata de aportar a la salud del colectivo, al proporcionar información al consumidor sobre los alimentos que consume, en particular al contenido de minerales, que debe mostrar las etiquetas en los envases de las leches comerciales. MÉTODO Según Hernández, Fernández y Baptista (2006), se define este estudio descriptivo, pues se consideran los hechos tal y como son observados. El equipo empleado para la determinación de la concentración de los metales Ca, Mg y K fue un espectrofotómetro de absorción atómica marca Perkin Elmer, Aanalyst 100, según se señala en las condiciones instrumentales recomendadas por el manual del equipo para la determinación de estos tres metales. En cuanto a los reactivos, los patrones utilizados para realizar la curva de calibración fueron preparados con soluciones estándares de 500 mg/L para Ca y Mg y 1000 mg/L para K; a partir de sal de carbonato de calcio al 100 %, cinta de magnesio al 100 % y sal de cloruro de potasio 99 % de pureza, respectivamente, todos los productos utilizados son de la marca Sigma-Aldrich. En la disolución estándar de ácido tricloroacético (24% V/V) al 98%; disolución de cloruro de lantano al 5% m/V al 99% y ácido clorhídrico al 1% V/V al 37% de pureza, respectivamente, la totalidad de los productos utilizados fueron marca Sigma-Aldrich. Para la selección de las muestras, se realizó un recorrido por la localidad de Yare, Municipio Simón Bolívar, en el estado Miranda y se seleccionaron las tres marcas comerciales de leche líquida entera, que más se expenden y de mayor consumo en los locales comerciales adyacentes. Las muestras se codificaron e identificaron con las letras A, B y C, evitando el uso del nombre comercial, lo cual pudiera acarrear problemas de índole legal. Durante el muestreo, se consideró la fecha de vencimiento, con la finalidad de realizar el análisis dentro del lapso indicado de vigencia de las mismas.

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Hernán López, Ismael Oropeza y Catalina Betancourt Preparación de las muestras Las muestras a tratar fueron almacenadas en refrigerador a una temperatura de 4 ºC para preservarla. Los materiales a utilizar fueron lavados con una solución de ácido nítrico al 10 %V/V para evitar posibles contaminantes. Las condiciones instrumentales para las mediciones de los metales fueron: las longitudes de ondas para el Ca: 422,7 nm, Mg: 285,2 nm y 766,5 nm para el K. Es importante señalar que la mezcla de gas oxidante empleado para la atomización fue aire-acetileno (4/2), debido a que este alcanza la temperatura característica para obtener la niebla en la atomización de los metales en estudio. Preparación de curvas de calibración Se prepararon patrones de los metales involucrados y un blanco, disolución libre de las muestras de las tres marcas de leches analizadas para cada metal. Para la preparación del patrón de calcio, se midió; en una balanza analítica, 1,249 g de carbonato de calcio. A esta sal se le añadió 50 mL de agua desionizada. Posteriormente, se añadieron 10 mL de ácido clorhídrico al 1% V/V, y se enrasó a 1000 mL con agua desionizada para obtener una concentración 500 ppm. Se midieron alícuotas de 5, 10, 15, 20 y 25 mL de la disolución anterior y enrasó a 50 mL para obtener concentraciones de 1, 2, 3, 4, 5 mg/L respectivamente. Para el patrón de magnesio, se midió; en una balanza analítica, 0,500 g de cinta de magnesio. La misma es mezclada con un mínimo de volumen de HCl al 37 %V/V y enrasada a 1000 mL con disolución de HCl al 1% V/V, para obtener una concentración de 500 ppm. Se midieron alícuotas de 5, 10, 15, 20 y 25 mL de la disolución anterior y enrasó a 50 mL para obtenerse concentraciones de 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 y 0,5 mg/L respectivamente. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Determinación de la concentración de Calcio, Magnesio y Potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica Para el patrón de K, se midió; en una balanza analítica, 1,907 g de cloruro de potasio. La misma es disuelta en agua desionizada para luego ser aforada a 1000 mL, para obtener una concentración de 1000 ppm. Se midieron alícuotas de 5, 10, 15 y 20 mL de la disolución anterior y se enrasó a 50 mL, para obtener concentraciones de 0,5, 1, 1,5 y 2 mg/L, respectivamente. Después de preparar todos los patrones, son llevados al equipo de absorción atómica para su posterior medición, por triplicado; de las absorbancias. Determinación de las concentraciones de los metales El procedimiento empleado se inició midiendo exactamente 5 mL de una muestra de leche en un matraz erlenmeyer de 100 mL, luego se adiciona 50 mL de ácido tricloroacético al 24% V/V y agua desionizada. Se espera a la precipitación de la caseína por acción del ácido tricloroacético, la cual está asociada a un contenido de calcio, como se muestra en la siguiente reacción: Ca2+ Caseinato (ac) + 2HC2O2CI3 (ac)

Caseína (s) + CaCl2(ac) (Ecuación 1)

Posterior a la adición de ácido tricloroacetico, se agitó en forma moderada la mezcla obtenida en intervalos de 5 minutos durante 30 minutos, con el fin de que el calcio se solubilizara completamente en forma de cloruro de calcio. La disolución se filtró, el sólido se desechó y la disolución obtenida se recogió en un recipiente adecuado. Se tomó una alícuota de 5 mL de la disolución filtrada a un matraz aforado de 50 mL y posterior a esto se añadió 1 mL de cloruro de lantano a una concentración de 5% m/V. La interferencia química es cualquier alteración en el número total de átomos libres formados por unidad de volumen debido a la formación de compuestos químicos termoestables (Slavin, 1978). El cloruro de lantano evita las interferencias químicas durante la determinación. Según Slavin (1978), el efecto que produce el fosfato en la determinación de calcio es un ejemplo de este tipo de interferencia. El calcio con el fosfato forman el fosfato de calcio, el cual se transforma en pirofosfato de calcio, que 125

Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Hernán López, Ismael Oropeza y Catalina Betancourt es relativamente estable en una llama aire/acetileno. Así la cantidad de átomos libres de calcio generados en la llama será menor que la obtenida con una solución de calcio de igual concentración, pero sin presencia de fosfato, provocando una disminución de la señal. Este efecto es corregido con la adición de cloruro de lantano, debido a que la adición del mismo logra suprimir el efecto de fosfato, porque este atrae al lantano por mayor afinidad que al calcio, de forma tal que lo deja libre en solución para ser medido totalmente. La ecuación química que describe el proceso que corrige el efecto que ocasiona la interferencia por fosfato viene dada por: Ca3(PO4)2 + 2LaCl3

3CaCl2 + 2LaPO4 (Ecuación 2)

Después de preparar todas las muestras, son llevadas al equipo de absorción atómica para su posterior medición, por triplicado; de las absorbancias. Este procedimiento se hizo para cada metal estudiado (Ca, Mg y K). RESULTADOS A continuación se presentan los resultados obtenidos para cada metal (Ca, Mg y K) en las tres marcas comerciales (A, B y C), con su respectiva discusión. Curvas de calibración Posterior a la preparación de las disoluciones patrones se midieron por triplicado las absorbancias de cada patrón, para la elaboración de las curvas de calibración, que se presentan en los gráficos 1, 2 y 3.

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Determinación de la concentración de Calcio, Magnesio y Potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica

Gráfico 1. Curva de calibración para la determinación de Ca en leche.

Gráfico 2. Curva de calibración para la determinación de Mg en leche.

Gráfico 3. Curva de calibración para la determinación de K en leche.

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Hernán López, Ismael Oropeza y Catalina Betancourt Se obtuvieron tres curvas de calibración, en las cuales se graficaron valores de absorbancia de los patrones en función de la concentración. Con los gráficos obtenidos (1, 2 y 3), evidencian la linealidad de los datos con un valor de R2 = 0,9998 para calcio, 0,9989 para magnesio y 0,9996 para potasio en un rango de concentración de X a Y, esto así logrando determinar que hay una alta congruencia sobre los valores obtenidos. Según Miller (2002), un valor superior a 0,99 de coeficiente de correlación indica una buena correlación sobre los datos numéricos obtenidos. Concentraciones obtenidas de Ca, Mg y K en las muestras de leche En los cuadros 1, 2 y 3 se muestran los resultados obtenidos para la concentración de cada metal en las muestras de leche pasteurizada. Estos son: marca A Ca: 126,6302; Mg: 14,7481 y K: 114,7754 mg por cada 100 mL de muestra de leche, marca B Ca: 104,7723; Mg: 11,9473 y K: 122,3667 mg por cada 100 mL de muestra de leche y marca C Ca: 66,7978. Mg: 8,4648; K: 99,6978 mg por cada 100 mL de muestra de leche. En relación a las concentraciones de los metales estudiados pueden considerarse presencia de niveles bajos de Ca y K en las tres marcas comerciales, ya que se encuentran por debajo de los valores recomendados de cada metal de acuerdo a la tabla de composición de los alimentos del Instituto Nacional de Nutrición (Abreu, 2012), y los presentados en el etiquetado de la información nutricional de las tres marcas de leche líquida estudiada. La presencia de Mg en la marca A, se encuentra por encima de lo recomendado por la norma, en la marca B se encuentra ligeramente por debajo y en la marca C está muy por debajo de lo recomendado por la norma ya señalada. Es importante destacar que la marca C, tal y como se han denominado las marcas comerciales en este estudio (A, B y C), presentó niveles bajos de los tres metales en estudio, la marca A mostró tener niveles mayores de los tres metales estudiados sobre las marcas B y C, pero sin embargo, se encuentran por debajo de los niveles recomendados por el Instituto Nacional de Nutrición (Abreu, 2012). Mediante los gráficos Nº 4, 5 y 6, puede evidenciarse los niveles de Ca, Mg y K obtenidos experimentalmente y los recomendados del Instituto Nacional de Nutrición. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Determinación de la concentración de Calcio, Magnesio y Potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica Cuadro 1. Concentración de calcio (Ca) de las muestras de leche líquida de tres marcas comerciales en mg por cada 100 mL de disolución con su desviación estándar. MARCA

Conc (mg/100 mL de leche )

DesvEst

126,6302

1,2620

104,7723

1,2620

66,7978

0,7572

Cuadro 2. Concentración de magnesio (Mg) de las muestras de leche líquida de tres marcas comerciales en mg por cada 100 mL de disolución con su desviación estándar. MARCA

Conc (mg/100 mL de leche )

DesvEst

14,7481

0,1386

11,9473

0,1386

8,4648

0,0832

Cuadro 3. Concentración de Potasio (K) de las muestras de leche líquida de tres marcas comerciales en mg por cada 100 con su desviación estándar. MARCA

Conc (mg/100 mL de leche )

114,7754

DesvEst 2,2044

122,3667

1,7519

99,6978

1,0511

Es importante señalar que las concentraciones de Ca, Mg y K realizadas por otros investigadores desarrollados en otras naciones muestran variación en los resultados de cada metal. Al respecto, Agenjo (1956) señala que la composición de la leche ofrece, desde luego, algunas variaciones según los diferentes países, razas de animales, productores, especies de los mismos, circunstancias climatológicas, alimenticias, entre otras. En una investigación desarrollada por Hernández y otros (2006), se demuestra la variabilidad de las concentraciones de Ca presentes en leches pasteurizadas dentro de un mismo Estado y donde deberían regir 129

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Hernán López, Ismael Oropeza y Catalina Betancourt las mismas normativas nutricionales, situación similar se observó para los valores experimentales de Ca hallados en esta investigación.

Gráfico 4. Niveles de concentración de calcio (Ca), reportado por el INN (Abreu, 2012), y los obtenidos experimentales de las marcas A, B y C.

Gráfico 5. Niveles de concentración de magnesio (Mg), reportado por el INN (Abreu, 2012), y los obtenidos experimentales de las marcas A, B y C.

Gráfico 6. Niveles de concentración de potasio (K), reportado por el INN (Abreu, 2012), y los obtenidos experimentales de las marcas A, B y C.

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Determinación de la concentración de Calcio, Magnesio y Potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica Validación de los métodos analíticos Se validaron los parámetros de mérito analíticos de los métodos previamente reportados para obtener herramientas confiables de análisis debido a la importancia nutricional de los metales estudiados presentes en la leche pasteurizada. Los cuadros 4 y 5, muestran los parámetros analíticos para la determinación espectrométrica de los 3 metales bajo consideración en muestras de leches pasteurizadas. La exactitud de los métodos espectrométricos empleados para las determinaciones analíticas de Ca, Mg y K se verificó determinando el porcentaje de recuperación de los analitos adicionados a muestras diluidas de leche pasteurizada, debido a que no se contaba con material certificado. Obteniéndose porcentajes promedios de recuperación de valores para el Ca: 104,92%, Mg: 97,47% y K: 108,03%, que están dentro del valor aceptable entre 85% y 115%. Se evaluó la precisión de los datos obtenidos (cuadro 4), a través de la desviación estándar relativa promedio, considerándose el método empleado adecuado para este tipo de estudio, por ser menor del 5% e indica la reproducibilidad en las determinaciones analíticas en muestras de leche diluidas. Cuadro 4. Valor obtenido del porcentaje de recuperación de Ca, Mg y K en la Marca comercial A Metal

Marca

Abs Muestra

Abs muestra dopada

0,0608

0,0668

0,0598

0,0668

0,0598

0,0678

0,0608

0,0828

0,0698

0,0838

0,0598

0,0838

0,1648

0,2018

0,1698

0,2078

0,1668

0,2038

131

Conc. promedio (ppm)

% de recuperación

10,4918

1,1574

104,92

48,7336

0,8547

97,47

10,8031

1,8946

108,03

DesvEst

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Hernán López, Ismael Oropeza y Catalina Betancourt En referencia a las figuras de mérito analítico puede hacerse referencia al límite de detección (LOD), que es la mínima concentración de metales, presente en las muestras de leche, que puede ser detectada por el equipo y el límite de cuantificación (LOQ), que es la máxima concentración de los metales estudiados, presente en las muestras de leche que se puede cuantificar, valores que se encuentran reportados en el cuadro 5; estos valores indican que el método empleado para el análisis puede ser usado para determinar los metales estudiados en las tres marcas comerciales de leche líquida (Miller, 2002). Cuadro 5. Figuras de mérito analítico (Limite de detección y cuantificación). Elemento

0,0305

0,2777

0,2537

0,0023

Media del Sbl 0,0012

Desv Sbl

0,0003814

Cm (ppm)

LOQ (ppm)

0,0360

0,1639

0,0039

0,0180

0,0043

0,0197

CONCLUSIONES El estudio permitió determinar las concentraciones de calcio, magnesio y potasio en tres marcas comerciales de leche líquida completa que son expendidas y consumidas en el Estado Miranda. Los valores de concentración para Ca y K en las marcas comerciales estudiadas muestran niveles bajos de acuerdo a los valores señalados por el Instituto Nacional de Nutrición de Venezuela. El método analítico empleado se considera de exactitud aceptable, debido a que los porcentajes de recuperación de cada metal adicionado en el enriquecimiento de la muestra A con una concentración conocida de los tres metales en estudio se recuperó en gran porcentaje. Los resultados de concentraciones obtenidos son confiables, ya que los valores de desviaciones estándar para cada metal muestran congruencia, baja dispersión entre ellos, excelente reproducibilidad debido a que se encuentran por debajo del 5%. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Determinación de la concentración de Calcio, Magnesio y Potasio en leche líquida de tres marcas comerciales, empleando la técnica de espectroscopia atómica REFERENCIAS Abreu, E. (2012). Tabla de composición de los alimentos. Caracas: Editorial Fondo de Maíz INN, Colección de Seguridad y Soberanía alimentaria Agenjo, C. (1956). Enciclopedia de la Leche. Madrid: Espasa-Calpe, SA Hernández, M.; Semprum, B.; Archile, A.; Vásquez, A.; Fernández, D. y Granadillo, V. (2006). Concentraciones totales de calcio, hierro, magnesio, potasio y sodio en leches pasteurizadas expendidas en la ciudad de Maracaibo (Venezuela) determinadas espectrométricamente. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería. Ciencia, 14(3), 368-377 Hernández, R.: Fernández, C. y Baptista, M. (2006). Metodología de la Investigación. (4ta. ed.). México: McGraw Hill Miller, J. (2002). Estadística y Qumiometria para Química Analítica. (4ta ed.). Madrid: Ed. Pearson Slavin, M. (1978). Atomic Absorption Spectroscopy. (2da. Ed.). New York: Wiley & Sons Valbuena, E.; Castro, G.; Lima, K.; Acosta, W.; Briñez, W. y Tovar, A. (2004). Calidad Microbiológica de las principales marcas de leches pasteurizada distribuida en la Cuidad de Maracaibo, Venezuela. Facultad de Ciencias Veterinarias. Laboratorio de Ciencia y Tecnología de la Leche. Facultad de Medicina. Universidad del Zulia. Zulia, Maracaibo Wattiaux, M, (2011). Composición de la Leche y Valor Nutricional. Instituto Babcock para la Investigación y Desarrollo Internacional de la Industria Lechera. Universidad de Wisconsin, Madison

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Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores

Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela Comparison of the fatty acid profile in total lipids of three commercial brands of potato chips snack type of consumption in Venezuela Yanetti Contreras yanettic@gmail.com

Julia L. Flores E. jflorespejo@hotmail.com

Paola Petillo Flores paolapetillo@yahoo.com Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas, Venezuela Artículo recibido en junio de 2016 y publicado en enero 2017

RESUMEN El objetivo fue comparar el contenido de ácidos grasos en lípidos totales de papas fritas tipo snack de tres marcas comerciales de consumo en Venezuela, codificados como P, R y L. La determinación experimental se realizó a través de cromatografía de gases y los resultados revelaron el siguiente orden en cuanto al contenido de lípidos totales: R > L > P. La proporción de ácidos grasos en orden decreciente fue: ácido oleico> ácido palmítico > ácido linoleico > ácido mirístico. El ANOVA-I reveló diferencias estadísticamente significativas (p<0,05) sobre el contenido de lípidos totales en las marcas analizadas, así como en las proporciones de los ácidos palmítico, oleico y linoleico. Posiblemente, todas estas marcas comerciales utilicen la misma fuente de aceites para fritura y un proceso diferencial de secado post-fritura. Los resultados ofrecen conocimiento nutricional para el consumidor y brindan soporte a investigaciones futuras. Palabras clave: ácidos grasos; lípidos totales; papas fritas tipo snack

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Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela ABSTRACT This work aimed to compare the content of fatty acids in total lipids of potato chips snack type of three trademarks of consumption in Venezuela, coded as P, R and L. The experimental determination was carried out by gas chromatography and the results revealed the following order as to the content of total lipids is concerned: R > L > P. The proportion of fatty acids in descending order was: oleic acid > palmitic acid > linoleic acid >myristic acid. The ANOVA-I revealed statistically significant differences (p <0.05) of the total lipid content in the analyzed brands, as well as the proportions of palmitic, oleic and linoleic acids. Possibly, these trademarks use the same source and frying oils and different post-frying process drying. The results provide nutritional knowledge for consumers and provide support for future research. Key words: fatty acids; total lipids; snack potato chips INTRODUCCIÓN El desarrollo industrial, tecnológico y científico del mundo moderno, así como la mayor presencia de la familia en el campo laboral, ha incidido grandemente en los cambios de los hábitos alimentarios de la población humana en las zonas urbanas, situación de la que no escapa la realidad venezolana actual. Particularmente, los alimentos procesados mediante frituras son de fácil obtención y bajo costo, pero no son necesariamente los más indicados para el consumo cotidiano, debido a la presencia de lípidos que pudieran tener un alto contenido de triacilgliceroles con ácidos grasos saturados. En este grupo se encuentran las populares papas fritas tipo snack, cuyo interés concierne a la presente investigación. La actual orientación en temas de salud tiende a enfocar las sustancias lipídicas bajo una luz negativa, debido a la relación que tienen con las enfermedades degenerativas del corazón y de los vasos sanguíneos, así como con la obesidad (Grundy, 1997).Desde hace tiempo se conoce que la naturaleza y cantidad de la grasa ingerida afecta la concentración plasmática de colesterol y de otros lípidos, y que los niveles de colesterol en sangre guardan relación íntima con la incidencia y el riesgo de enfermedad vascular aterosclerótica, especialmente cardiopatía coronaria, según la Food and Agriculture Organization (FAO, 2001). 135

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Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores La ingesta aumentada de colesterol y ácidos grasos saturados disminuye la actividad de los receptores de lipoproteínas de baja densidad (low density lipoprotein–LDL, por sus siglas en inglés) en las células hepáticas y eleva los niveles de colesterol LDL en la sangre (Grundy, 1997). Según los estudios reportados por la FAO (2001), el determinante dietético del nivel sanguíneo de colesterol es el contenido de ácidos grasos saturados, los cuales se encuentran presentes en una notable proporción en los productos de origen animal como la carne y, de manera especial, la leche y los productos lácteos derivados, pero menormente en los pescados (Rengifo, 1994). La información pertinente y la discreción en el consumo de grasas, deben ser siempre dos criterios para la toma de decisiones adecuadas al respecto. En este sentido, es necesario promover las recomendaciones de organismos internacionales como la FAO y la Organización Mundial de la Salud (OMS), en cuanto al consumo calórico diario, las cuales se expresan a continuación, tomando en consideración a Guerra y otros (2001): (a) la materia grasa no debe exceder el 30% de las calorías totales, (b) las grasas saturadas no deben exceder el 10% de las calorías totales, (c) las grasas trans no deben exceder el 1% de las calorías totales, (d) las grasas omega deben constituir entre 6 y 8% de las calorías totales y (e) las grasas omega 3 deben constituir entre el 1 y 2% de las calorías totales. En este contexto, cabe destacar que el consumo popular de productos comerciales tipo snack, como las papas fritas, puede contribuir en el consumo calórico, como lo muestra la información nutricional de estos productos, la cual amerita ser contrastada por fuentes investigativas a fin de enriquecer el conocimiento útil de los consumidores venezolanos, como es el caso del trabajo realizado por Archile, y otros (1997), quienes trabajaron con aceites vegetales y grasa animal de consumo en la ciudad de Maracaibo. Aunque en Venezuela se consumen diferentes marcas de papas fritas tipo snack, algunas nacionales y otras importadas, sin embargo, los consumidores no tienen un conocimiento adecuado del perfil de ácidos grasos de estos productos, ya que generalmente solo se reporta el porcentaje de grasa total y de grasa saturada en las etiquetas Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela nutricionales de los mismos, en la cual el consumidor tiende a confiar pasivamente. Al respecto, en la tabla de composición de alimentos del Instituto Nacional de Nutrición (Ministerio de Sanidad y Asistencia Social, 1994), en Venezuela, se reporta que la papa cruda contiene 0,1 g/100g de lípidos totales, valor que aumenta con la papa frita debido al aceite usado y del cual depende el perfil de ácidos grasos del producto; sin embargo, no se encontraron investigaciones libres sobre el contenido de grasa total y el perfil de ácidos grasos de papas fritas tipo snack consumidas en nuestro país, como sí ha ocurrido en otros países. En investigaciones realizadas en México se ha encontrado que algunas marcas comerciales de papas fritas, también consumidas en nuestro país, como Ruffles, Pringles y Lay’s, tienen valores promedios de grasa entre 30,4 y 38,9 g/100g (El Laboratorio Profeco Reporta, 2008). En este estudio se analizaron 26 marcas comerciales de papas fritas envasadas, además de otros cuatro productos preparados con harina de papa; en este trabajo se reveló que los valores reportados en las etiquetas de varios productos no se correspondían con los obtenidos experimentalmente en el estudio, estando por encima o por debajo del valor reportado de lípidos presentes. Asimismo, un estudio reciente realizado en España reporta un valor promedio de 33,9 g/100g de grasa y de 5,0 g/100g de grasa saturada en papas fritas comerciales tipo básicas (Carbonell-Capella y otros, 2014). En este estudio se analizaron 34 marcas comerciales de papas fritas tipo snacks, encontrándose que el valor de grasa era alto con relación a lo reportado en la etiqueta nutricional del producto, entre las cuales estaban las marcas comerciales Pringles, Ruffles y Lay’s. Igualmente, en un estudio realizado en Chile se encontró un valor entre 29,7 y 31,1 g/100g de grasa en papas fritas chips de corte liso, lo que condujo a considerarlos alimentos de alta densidad calórica, aunque se reportó un nivel bajo de grasas saturadas, correspondiente a 14,7% (Zamorano y otros 2010). Lo antes planteado justifica un estudio con relación a las papas fritas tipo snack consumidas en Venezuela, tomando en cuenta que es 137

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Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores importante conocer el contenido de lípidos totales y el perfil de ácidos grasos de este tipo de productos. Esto contribuiría a mejorar la cultura del consumidor, de modo que un consumidor informado podría tomar decisiones con criterios más racionales, una conciencia más crítica y medidas preventivas, considerando que el consumo diario de grasa para adultos debe estar en el rango de 15 a 35%, con un límite superior de grasas saturadas que no debe exceder el 10%,a fin de prevenir problemas de salud, de acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura y la Fundación Iberoamericana de Nutrición (FAO y FINUT, 2012). Por lo tanto, lo antes expresado permitió que en el curso denominado Proyecto en Química Aplicada del Instituto Pedagógico de Caracas se considerara pertinente proponer el siguiente problema para fines investigativos: ¿Qué diferencias presentan las papas fritas tipo snack de algunas marcas comerciales de consumo cotidiano en Venezuela en cuanto al perfil de ácidos grasos en lípidos totales de grasa1? De aquí es planteado como objetivo general la comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales presentes en papas fritas tipo snack de tres marcas comerciales de consumo popular, cuya información no se reporta en la etiqueta comercial, referidas particularmente a Pringles, Ruffles y Lay's. Los objetivos específicos planteados con relación a estas tres marcas comerciales de papas fritas, tipo snack, fueron los siguientes: • Analizar comparativamente el porcentaje de lípidos totales. • Analizar comparativamente el perfil de ácidos grasos en lípidos totales. • Valorar los resultados obtenidos sobre ácidos grasos saturados e insaturados en términos de salud nutricional.

1. En este artículo se usará el término “lípidos totales” como equivalente a “grasa total” (término popular usado en muchas publicaciones) para efectos comunicativos prácticos, refiriéndose a la totalidad de sustancias lipídicas presentes sin discriminar su tipo o estado físico. En Bioquímica, los triacilgliceroles se clasifican en aceitas (líquidos) y grasas (sólidos) a temperatura ambiente; por ende, cabe la aclaratoria.

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Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela MÉTODO Este trabajo se abordó como una investigación de campo de tipo no experimental y de carácter cuantitativo, con un diseño transeccional descriptivo-comparativo de tres muestras, teniendo las siguientes variables: (a) como variable independiente atributiva (no activa, no manipulable deliberadamente), las marcas comerciales de papas fritas; (b) como variable dependiente, el perfil lipídico en lípidos totales; (c) como variables controladas, el método de selección de las muestras, las técnicas de análisis químico y el grado analítico de las sustancias utilizadas, ya que las mismas podrían afectar los resultados relacionados con el contenido de lípidos totales y del perfil de ácidos grasos; y (d) como variables intervinientes, tipos de aceites usados en la fritura y el método de escurrimiento del aceite post-fritura, ambos desconocidos por las investigadoras. El cuadro 1 resume el diseño de la investigación. Cuadro 1. Diseño no experimental descriptivo-comparativo de medición única en el tiempo con selección aleatoria de muestras diferentes. Muestra (Variable independiente)

Variable de estudio (dependiente)

Observación (medición)

Variables controladas

Comparaciones

Zi, Zj, Zk

M1 =, ≠, ≈ M2 =, ≠, ≈ M3

Zi, Zj, Zk

M2 =, ≠, ≈ M1 =, ≠, ≈ M3

Zi, Zj, Zk

M3 =, ≠, ≈ M1 =, ≠, ≈ M2

Nota: M se corresponde con las marcas comerciales de papas fritas analizadas; Xi se refiere al perfil lipídico; O se corresponde con la medición del perfil lipídico de las respectivas marcas comerciales; Zi,Zj,Zk se refieren al método de selección de las muestras, las técnicas de análisis químico y el grado analítico de las sustancias utilizadas.

Muestras Las marcas comerciales de papas fritas se seleccionaron en función de su popularidad en el medio comunitario-educativo en el que se desenvuelven las investigadoras. Se seleccionaron tres marcas comerciales de sabor natural y se codificaron como P, R y L para Pringles, Ruffles y Lay’s, respectivamente. El muestreo de las mismas se realizó a dos lotes diferentes para cada marca comercial. En el cuadro 2 se presentan las especificaciones al respecto. 139

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 G4B1

16/07/08

02/0708

25/06/08

16/07/08

02/2009 01/2009

Fecha de vencimiento (*)

Tamaño por ración (TPR)

12,0

14,0

9,0

Grasas totales (GT)

No se reporta

4,5

2,5

Grasas saturadas (GS)

Masas (g) reportadas en la etiqueta del producto (**)

(*) Vigentes para el momento de realización del presente trabajo investigativo; (**) Todos reportan ausencia de colesterol.

G1C5

S6B6

S3A5

L73211662100826 L72761662J0 1631

Nº de Lote

A B

Muestras

Código para la marca comercial

Cuadro 2. Información de los lotes analizados de papas fritas tipo Snack

35,3

35,0

32,1

Grasas totales (GT/ TPR) X100

---

27,8

Grasas saturadas (GS/GT) X100

Porcentaje calculado

Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores

140

Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela Procedimiento Para determinar el perfil de ácidos grasos se extrajeron los lípidos totales contenidos en cada muestra a través de tres grandes fases, como se explica a continuación. Para cada muestra/lote se realizaron determinaciones por triplicado. Fase I. Se trituraron las papas fritas de cada marca por separado; se tomó luego una porción de 2 g del triturado y se colocó en un tubo de ensayo con tapa, el cual se recubrió con papel de aluminio. Se realizó luego una extracción usando una mezcla v:v de cloroformo-metanol (2:1) a la cual se le agregaron 10 mg de BHT por cada 100 mL de Folch (0,1% m/v BHT). Después se homogeneizó la mezcla adicionando agua en igual cantidad que la suma de los solventes, según el método de Folch y otros (1957). La mezcla se agitó vigorosamente por una hora, se le agregó 1820 mL de agua destilada y se dejó reposar en refrigeración por 24 horas. Al cabo de ese tiempo se sacó de la refrigeración y se dejó alcanzar la temperatura ambiente para luego separar la fase clorofórmica con una pipeta Pasteur; luego se evaporó en atmósfera de nitrógeno a 30ºC hasta sequedad. Fase II. Se llevó a cabo un proceso de transesterificación para derivar los ésteres metílicos de los ácidos grasos presentes mediante calentamiento a 80 ºC en reflujo por una hora, con una mezcla v:v:v de 5 mL de metanol-tolueno-ácido sulfúrico (80:10:5), según el método de Folch y otros (1957); luego se enfrió la mezcla y se extrajeron los ésteres metílicos añadiendo 10 mL de agua y 5 mL de hexano, a 0 ºC. Fase III. Los ésteres metílicos obtenidos se analizaron por cromatografía de gases, utilizando un cromatógrafo de gases Agilent, modelo 4890 D, con detector de ionización a la llama y columna capilar no polar, usando como fase móvil nitrógeno gaseoso; la temperatura del horno era de 200 ºC en condiciones isotérmicas; la temperatura del inyector era de 250 ºC y se inyectaba 1μL de muestra (Ortiz y Bello, 1992). Se usaron patrones de ácidos grasos marca Sigma. En el cuadro 3 se muestran las especificaciones del cromatógrafo de gases utilizado. 141

Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores Cuadro 3. Condiciones del cromatógrafo de Gases Agilent 4890 empleadas para la determinación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales en papas fritas tipo Snack de las marcas comerciales analizadas Condición

T Columna (ºC/min)

T Columna Mantenida (ºC)

Tiempo de Análisis (min)*

Presión (cabecera columna) (psi)

T Inyector (ºC)

T Horno (ºC)

T Detector (ºC)

Inicial

---

250

Rampa I

220

---

Limitaciones del estudio. Se reconoce que el análisis respondió a un estudio transversal con un muestreo de dos lotes por cada marca comercial, analizando cada lote por triplicado, por lo que los resultados se consideran representativos de la población; por lo tanto, la inferencia puede considerarse válida para la población bajo estas características. Sin embargo, como el control de calidad de los productos analizados es mejorable industrialmente de forma progresiva, no se garantiza que los resultados obtenidos en este trabajo sean los mismos para lotes de producción posterior. Análisis de los datos. Los resultados se expresaron considerando todas las mediciones y la media aritmética (X) ± la desviación estándar (σ). Para determinar si las diferencias encontradas entre los valores de las marcas comerciales estudiadas resultaron estadísticamente significativas, se procedió a utilizar el análisis de varianza de una sola vía (ANOVA-I). En virtud de que el tamaño de las muestras analizadas fue igual, se aplicó el método post hoc de Tukey para identificar los pares de marcas comerciales con diferencias significativas (Hinkle y otros, 1988). El criterio de significación estadística usado fue de α = 0,05. Los datos fueron procesados utilizando el programa SPSS, versión 12.0. RESULTADOS Lípidos totales En el cuadro 4 se presentan los valores promedios obtenidos para los lotes respectivos de cada marca comercial analizada en cuanto al contenido lipídico total; el Cuadro 5 presenta los valores por triplicado Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela resultantes de cada muestra. En líneas generales, se observa que los lípidos totales de la marca comercial R son superiores a los de las otras dos, siendo la marca P la que presenta valores menores. Las diferencias en estas tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack responden al siguiente orden decreciente: R > L > P. Cuadro 4. Masa promedio de lípidos totales en las muestras comerciales analizadas de papas fritas tipo Snack. Marcas comerciales

Masa promedio (X ± σ) de lípidos totales (g/100g)

P R

38,1778 ± 1,2373 78,8806 ± 2,5428

0,9355 1,9776

2,4504 2,5071

44,7843 ± 4,1942

3,4178

7,6317

Ea = Error absoluto; Er = Error relativo.

La prueba de homogeneidad de la varianza, aplicada previamente con la prueba de Levene, mostró que las tres marcas comerciales presentan varianzas iguales (Lvo = 3,444; g.l. = 2/15; p > 0,05), lo que permitió la comparación estadística con el ANOVA-I. Las diferencias encontradas en el contenido lipídico total de las marcas comerciales analizadas revelaron ser estadísticamente significativas (Fvo > Fvc; p < 0,05; g.l. = 2/15), como se puede observar en el cuadro 5. Cuadro 5. Resultados de la comparación por ANOVA-I de los lípidos totales de las muestras comerciales analizadas de papas fritas tipo Snack Fuentes de variación

g.l.

Entre grupos

7041,956

3520,978

Dentro de grupos

312,427

20,828

Total

7354,383

Fvo

Fvc

169,046 *

3,68

* Significativo (p < 0,05); Prueba de Levene = 3,444 (g.l. 1 = 2; g.l. 2 =15; p = 0,059)

En el cuadro 6, el estadístico Q de la prueba de Tukey muestra, por una parte, que solamente los pares R-P y R-L presentan diferencias estadísticamente significativas (Qvo > Qvc; p < 0,05). Por otra parte, las diferencias observadas entre P y L no fueron significativas (Qvo < Qvc; p > 0,05); sin embargo, la tendencia de los datos revela un mayor contenido lipídico en el caso de la marca L. 143

Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores Cuadro 6. Valores de Q obtenidos por el método de Tukey para la comparación de las medias del contenido lipídico total de las muestras de papas fritas tipo Snack en las marcas comerciales analizadas. Valor Observado de Q (Qvo)

Valor de p (α = 0,05)

-44,8695

0,000*

-6,6065

0,059

44,8695

0,000*

38,2630

0,000*

6,6065

0,059

-38,2630

0,000*

Marcas comparadas P

*Significativo (p < 0,05); Qvc = 3,67; r = 3 (Nº de medias comparadas); g.l. = 15

Ácidos grasos en lípidos totales En el cuadro 7 y gráfico 1 se reporta la composición de ácidos grasos saturados e insaturados en función de los lípidos totales presentes en las tres marcas comerciales analizadas de papas fritas tipo snack. Al respecto, se puede apreciar un mayor contenido de ácidos grasos insaturados en promedio (66,11 g/100g) que de saturados (34,24 g/100g), siendo consistente en todas las marcas comerciales; sin embargo, los resultados permiten afirmar que la marca comercial P se destaca por su mayor contenido de ácidos grasos insaturados y menor contenido de ácidos grasos saturados en comparación con las otras dos marcas comerciales. Cuadro 7. Resultados obtenidos en la determinación de ácidos grasos en los lípidos totales presentes en las papas fritas tipo Snack analizadas. Ácidos grasos (g/100g)

Marca comercial

Lípidos totales (g/100g muestra)

Saturados

Insaturados

P R

38,18 78,88

29,18 38,13

70,84 61,54

44,78

35,40

65,94

Promedio

53,95

34,24

66,11

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Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela

Gráfico 1. Cuantificación de Lípidos Totales en las Muestras de Papas Fritas Tipo Snack de las Marcas Comerciales Analizadas.

Los tiempos de retención obtenidos experimentalmente en el cromatógrafo de gases Agilent 4890 para los patrones y muestras analizadas se presentan en el cuadro 8, que a continuación se muestra. Cuadro 8. Tiempos de retención obtenidos experimentalmente en el cromatógrafo de Gases Agilent 4890 para los patrones y muestras analizadas Tiempo de Retención para las Muestras Ácido graso

Patrón 1

Patrón 2

Marca comercial P

Marca comercial R

Marca comercial L

C13:0

7,526

C14:0

8,321

8,322

8,297

8,307

8,324

C15:0

9,076

C16:0

9,790

9,793

9,768

9,777

9,800

C17:0

10,477

C18:1 ∆

10,965

10,917

10,940

10,963

C18:2∆6

11,122

11,108

11,112

Nota: C17:0 se usó como patrón para el cálculo; ND = No Detectado)

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Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores A continuación, el cuadro 9 y el gráfico 2 muestran los resultados sobre la proporción de ácidos grasos por lípidos totales y las diferencias significativas encontradas. Por una parte, aunque se pudo apreciar que la presencia de ácidos grasos insaturados es mayor que la de saturados en las tres marcas comerciales de papas fritas, también se encontró que todas contenían los ácidos grasos saturados mirístico y palmítico, además de los ácidos grasos insaturados oleico y linoleico. El ácido palmítico se encontró presente en mayor proporción que el mirístico, al igual que el oleico en comparación con el linoleico. El orden general encontrado de contenido de ácidos grasos fue el siguiente: ácido oleico > ácido palmítico > ácido linoleico > ácido mirístico. Ahora bien, el orden proporcional encontrado de cada ácido graso en las marcas comerciales se expresa a continuación: • Ácido mirístico (C14:0): L > R > P; las diferencias no son estadísticamente significativas entre ningún par de marcas comerciales (p > 0,05), lo que indica que prácticamente todas tienen aproximadamente la misma proporción de este ácido graso. • Ácido palmítico (C16:0): R > L> P; la marca P presenta diferencias significativas con las otras dos marcas comerciales (p < 0,05), las cuales no difieren entre sí de manera significativa (p > 0,05), por lo que R y L tienen prácticamente la misma proporción de este ácido graso. • Ácido oleico (C18:1∆9): P > R > L; la marca P presenta diferencias significativas con las otras dos marcas comerciales (p < 0,05), las cuales no difieren entre sí de manera significativa (p > 0,05). • Ácido linoleico (C18:2 ∆6): L> R > P; la marca L difiere de manera significativa con relación a las otras dos marcas (p < 0,05), las cuales no presentan diferencias significativas entre sí (p > 0,05). Cuadro 9. Composición de ácidos grasos en los lípidos totales presentes en las marcas comerciales analizadas de papas fritas tipo Snack Ácido graso

Composición de ácidos grasos (g/100g) P(X ±σ)

R(X ±σ)

L(X ±σ)

C14:0 C16:0 C18:1∆9

1,22±0,40a 27,96±1,30ª 67,05±2,03ª

1,30±0,06a 36,83±1,39b 57,74±1,60b

1,44±0,34a 33,96±3,42b 54,86±2,57b

C18:2 ∆6

3,79±0,70a

3,80±0,20a

11,08±0,76b

Nota: Letras diferentes en la misma fila corresponden a que existen diferencias estadísticamente significativas tomando en consideración el valor de Q (p <0,05).

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Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela

Gráfico 2. Proporción de acidos grasos presentes en lípidos totales de las muestras de papas fritas tipo Snack analizadas.

Objetivo 1: Análisis comparativo del contenido de lípidos totales Se encontró que el valor obtenido experimentalmente para cada marca comercial (ver cuadro 4) está por encima del valor reportado en sus respectivas etiquetas nutricionales (ver cuadro 2), siendo notoriamente elevado para la marca R; el orden decreciente de contenido graso fue el siguiente: R > P> L. Considerando la relación valor experimental/valor reportado, encontramos lo siguiente: P = 1,2; R = 2,3; y L = 1,3; por lo tanto, la marca R contiene una diferencia correspondiente a más del doble de la grasa reportada comercialmente, mientras que las marcas P y L presentan una diferencia mucho menor y similares entre sí. Las diferencias encontradas del contenido graso total entre las tres marcas comerciales fueron estadísticamente significativas, lo que implica que no se corresponden con una situación ficticia (Fvo>Fvc; p < 0,05) sino real entre las muestras analizadas. En este sentido, hay diferencias reales entre las marcas P y R, así como entre R y L; sin embargo, a pesar de que la diferencia no fue significativa entre P y L, los datos revelan una tendencia del contenido graso de L por encima de P, siendo P el que presenta el menor valor de todas las marcas. 147

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Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores De manera general, es importante señalar que el contenido graso promedio encontrado en las tres marcas comerciales analizadas se ubicó en 53,95 g/100g (ver cuadro 7), un valor que está muy por encima de lo reportado en el etiquetado de cada una de ellas (Cuadro 2). Este valor presenta una gran diferencia con el obtenido en un estudio realizado en España, en el que se encontró que las papas fritas comerciales tipo chips analizadas tenían un valor promedio de grasa total mucho menor, correspondiente a 34 g/100g (Carbonell-Capella, y otros 2014), lo que indica un mejor control de la calidad del producto en contenido graso. Ahora bien, atendiendo a las diferencias entre las marcas comerciales, particularmente en el presente estudio se encontró que la marca P presenta un menor contenido de grasa total (38,2 g/100g) que el resto. Estos resultados se corresponden con los encontrados en México, donde esta marca declara un valor graso total de 38,9 g/100g en el etiquetado, pero el estudio allí realizado encontró un valor menor (El Laboratorio Profeco Reporta, 2008), lo que pudiera sugerir la existencia de un mejoramiento del control de la calidad del producto debido a que en la «optimización de los procesos de fabricación, los snacks Pringles han alcanzado niveles de excelencia en cuanto a estándares de calidad y seguridad», como lo señala Almagro (2007, p. 11). Asimismo, considerando dicho estudio, el valor graso encontrado para la marca L también estuvo por debajo del valor indicado en el etiquetado (30,5 g/100g); sin embargo, el valor encontrado en la presente investigación fue de 44,8 g/100g, el cual está por encima del valor obtenido de la etiqueta comercial de este producto en Venezuela. En lo referente a la marca R, el valor tan alto de 78,9 g/100g de contenido graso encontrado en el presente estudio difiere del valor reportado en el etiquetado (35 g/100g). Este valor experimental difiere del encontrado en México, en el que se reporta 34,8 g/100g en el etiquetado pero no se señala contradicción como resultado del estudio allí realizado (El Laboratorio Profeco Reporta, 2008). En este sentido, es probable que el proceso de escurrimiento del aceite post-fritura de las papas fritas de la marca R sea menos efectivo en Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela comparación con el de las marcas P y L; sin embargo, Hernández (2012) señala que hay variedades de papas que contienen mayor humedad y que, por lo tanto, retienen más aceite. Cabría plantear la siguiente pregunta: ¿Contienen las papas fritas de la marca R mayor humedad que la de las marcas P y L? Aunque esta pregunta conduciría a otra investigación, es importante acotar que las marcas P y L se preparan con una mezcla de papa deshidratada, aceite vegetal, harina de arroz, almidón y dextrosa (El Laboratorio Profeco Reporta, 2008), a diferencia de la marca R, por lo que la respuesta pudiera ser hipotéticamente afirmativa. En este sentido, la diferencia encontrada en la marca R se pudiera atribuir al tipo de papa y/o proceso de escurrimiento post-fritura. Objetivo 2: Análisis comparativo del perfil de ácidos grasos en lípidos totales Las tres marcas comerciales presentaron los mismos ácidos grasos analizados (ver cuadro 8), por lo que posiblemente las papas son freídas con el mismo tipo de aceite vegetal. La presencia de los ácidos mirístico, palmítico, oleico y linoleico parece ser común en este tipo de productos, especialmente los últimos tres, como lo reportan Peterson y Aguilar (2004) en sus investigaciones, lo que contribuye en la corroboración de los resultados obtenidos en el presente estudio. El contenido encontrado de ácidos grasos varía entre las marcas comerciales, aunque mantienen el mismo orden de abundancia (ver gráfico 2). Al respecto, el ácido oleico abunda más que el palmítico, éste más que el linoleico y éste, a su vez, más que el mirístico: ácido oleico > ácido palmítico > ácido linoleico > ácido mirístico; las diferencias fueron estadísticamente significativas entre las marcas comerciales, excepto para el ácido mirístico. Sin embargo, aunque se mantiene el mismo orden de abundancia en las muestras, no así las mismas proporciones. Por ejemplo, en la marca P abunda más el ácido oleico que en el resto; en la marca R abunda más el ácido palmítico que en el resto; y en la marca L abunda más el ácido linoleico, y un poco más el ácido mirístico con un pequeño diferencial, que en el resto. Esto pudiera ser indicativo de que se usan combinaciones variables de aceites similares. 149

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Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores Además, la proporción de ácidos grasos insaturados (oleico y linoleico) fue superior en las tres marcas comerciales en comparación con la de los ácidos grasos saturados (mirístico y palmítico), siendo aproximadamente el doble, una proporción general de insaturados/saturados = 66,11/34,24 = 1,93 (ver cuadro 7). En el trabajo de Carbonell-Capella y otros (2014), se encontró un promedio de grasa saturada de 5,0 g/100g en papas fritas comerciales consumidas en España. Los resultados obtenidos son similares a los reportados por Zamorano y otros (2010) en Chile, pero difieren de los reportados en el trabajo de Guzmán (2011), quien encontró un porcentaje superior de ácidos grasos saturados que de insaturados en papas fritas empacadas de mayor consumo en Ecuador. Esto se debe muy probablemente al tipo de aceite con que se fríen las papas. Objetivo 3: Valoración de los resultados obtenidos sobre ácidos grasos saturados e insaturados en términos de salud nutricional El hecho de que la proporción de ácidos grasos insaturados sea mayor que los saturados en los productos analizados es una información valiosa para el consumidor. Por una parte, en el caso de los ácidos grasos insaturados, el ácido graso oleico, encontrado en mayor proporción en las papas fritas de P, R y L, se halla presente en la dieta en general. Los ácidos grasos monoinsaturados han sido considerados como neutros con relación a los efectos en los niveles de colesterol sérico. Hay estudios como los de Ortiz y Bello (1992) en los que se le atribuye a este tipo de ácido graso un papel significativo en la disminución del colesterol. Incluso hay autores que ponen de manifiesto que la efectividad de los ácidos grasos monoinsaturados, en cuanto a la disminución del colesterol sérico, es similar a la de los poliinsaturados (Entrala, 2001). En cuanto al ácido linoleico, encontrado en menor proporción en las papas fritas P, R y L, el trabajo de Mattson y Grundy (1985) y el de Mensink y Katan (1989) establecen que la acción de este ácido en cuanto a la disminución de la fracción LDL-colesterol es idéntica a la del ácido oleico. Además, el ácido linoleico y el resto de los ácidos grasos polinsaturados contribuyen a disminuir el colesterol y los triglicéridos séricos, e incluso Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Comparación del perfil de ácidos grasos en lípidos totales de tres marcas comerciales de papas fritas tipo snack de consumo en Venezuela se les ha adjudicado otras acciones positivas como disminución de la presión sanguínea y la prevención de arritmias. Sin embargo, existen también trabajos en los que se sugiere que podrían promover tumores (Entrala, 2001; Grundy, 1997), por lo que es importante mantener niveles de consumo recomendados por organismos internacionales como la FAO y OMS. Por otra parte, en cuanto a los ácidos grasos saturados, particularmente los ácidos grasos mirístico y palmítico afectan de manera negativa a la pared vascular; además, se ha podido observar que el ácido palmítico aumenta en concreto el nivel de LDL-colesterol (Mattson y Grundy, 1985; Grundy y Vega, 1988; Bonanome y Grundy, 1988; Entrala, 2001). En general, la ingesta de alimentos ricos en aceites saturados es dañina para la salud debido a su relación con las enfermedades coronarias que causan muerte por infarto, a diferencia de los aceites insaturados que favorecen la disminución de colesterol-LDL (Archile y otros, 1997). En virtud de las implicaciones del consumo de ácidos grasos saturados con la salud es necesario abordar diferentes estrategias para alcanzar una buena prevención de la aterosclerosis (Guerra y otros, 2001), particularmente en la población estudiantil, ya que la misma es expuesta continuamente al consumo de este tipo de productos rápidos, bien sea por gusto, necesidad o compulsión generada por los medios publicitarios. CONCLUSIONES A partir de este trabajo se ha podido conocer que las papas fritas de la marca comercial R presentan un contenido lipídico total superior al de las marcas P y L, con una diferencia estadísticamente significativa; además, su proporción de ácidos grasos saturados es también superior al resto, por lo que se recomienda que su consumo se realice tomando en cuenta esta información. También se pudo evidenciar que todas las marcas comerciales de papas fritas analizadas contienen los mismos ácidos grasos en proporciones que varían en el mismo orden, siendo el ácido oleico el más abundante y el ácido mirístico el de menor proporción; el ácido palmítico se encontró en 151

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Yanetti Contreras , Julia L. Flores E. y Paola Petillo Flores proporciones que le permiten ocupar el segundo lugar de abundancia, seguido del ácido linoleico. En general, la proporción de ácidos grasos insaturados fue superior a la de los ácidos grasos saturados en todos los casos, por lo que en este sentido se puede señalar que los aceites o mezclas de aceites utilizados proporcionan ácidos grasos esenciales, como el oleico y el linoleico, que son recomendables en la dieta diaria. Para continuar en la línea de investigación de este trabajo, se recomienda lo siguiente: (a) realizar estudios longitudinales sobre las marcas comerciales de papas fritas tipo snacks analizadas, a fin de conocer si hay variabilidad en el control del contenido de lípidos totales y tipos de aceites utilizados en función del perfil de los ácidos grasos presentes en dichos productos; (b) ampliar la investigación para incluir otras marcas comerciales; y (c) realizar investigaciones similares con otros productos tipo snacks, tales como tostones, palitos de queso, entre otros similares. REFERENCIAS Almagro Escobar, E. (2007). Galletas Pretzels® y papas Pringles®. Colombia: Manejo de Sólidos y Fluidos, Universidad del Valle, Tecnología de Alimentos. [Libro en línea]. Disponible en: http://www. ilustrados.com/documentos/pretzels-pringles-100707.pdf [Consulta: 2016, Marzo 23] Archile, A., Benítez, B., Rangel, L., Izquierdo, P., Huerta-Leidenz, N. y Márquez Salas, E. J. (1997). Perfil de ácidos grasos de las principales grasas y aceites disponibles para consumo en la ciudad de Maracaibo. Revista Científica, VII (3), 169-174 Bonanome, A. y Grundy, S. (1988). Effect of dietary stearic acid on plasma cholesterol and lipoprotein levels. The New England Journal of Medicine, 318, 1244-1248 Carbonell-Capella, J.M., Esteve, M.J. y Frígola, A. (2014). Snacks de patatas fritas y productos derivados, estudio de mercado. Aceptación en una alimentación saludable. Revista Española de Nutrición Comunitaria, 20(3), 99-108

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica

Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4aminoquinolina con posible actividad antineoplásica Synthesis of 7-chloro-N-(3-phenylsubstituted)-4aminoquinoline analogs with possible antineoplastic activity Hégira Ramírez Padilla ( 1 ) hegira_01@hotmail.com

Jaime Charris ( 2 ) charris.jaime@gmail.com

Arthur Barazarte ( 1 ) arthurbarazarte@gmail.com 1

Universidad Pedagógica Experimental Libertador – Instituto Pedagógico de Caracas. 2 Universidad Central de Venezuela

Artículo recibido en junio 2016 y publicado en enero 2017

RESUMEN Una serie de derivados del 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-aminoquinolina fueron sintetizados y evaluados como posibles agentes antineoplásicos, midiendo los efectos citotóxicos en líneas celulares del tipo PC-3 (células tumorales de próstata humana), MCF-7 (adenocarcinoma de mama) y una línea celular no tumoral VERO (constituida por células epiteliales de riñón de mono verde africano) como control. El compuesto más activo fue 7-cloro-N-(3-hidroxifenil)-4-aminoquinolina (1), el cual posee un grupo hidroxilo; sin embargo, el mismo no logró actuar selectivamente sobre las células tumorales y normales. Los derivados fueron caracterizados a través de su punto de fusión y empleando técnicas espectroscópicas (RMN 1H 1D e IR). Palabras clave: Quinolina; síntesis; cáncer; antineoplásicos

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte ABSTRACT A series of 7-chloro-N-(3-phenylsubstituted)-4-aminoquinoline derivatives were synthesized and evaluated as possible antineoplastic agents, measuring cytotoxic effects in PC-3 cell lines (human prostate tumor cells), MCF-7 (breast adenocarcinoma) and a non-tumorigenic VERO cell line (constituted by African green monkey kidney epithelial cells) as a control. The most active compound was 7-chloro-N-(3hidroxyphenyl)-4-aminoquinoline (1), which has a hydroxyl group; however, it failed to selectively act on tumor and normal cells. The derivatives were characterized by their melting point and employing spectroscopic techniques (1H NMR 1D and IR). Key words: Quinoline, synthesis, cancer, antineoplastic. INTRODUCCIÓN El cáncer es el nombre que se da a toda una serie de enfermedades relacionadas, en las cuales algunas células del cuerpo se dividen sin control (formando generalmente tumores sólidos) que se diseminan por todo el cuerpo (metástasis), pudiendo llegar a afectar a los órganos vitales y generar con ello la muerte del individuo (Avendaño, 2001). La proliferación descontrolada de estas células, se debe a alteraciones de sus procesos habituales, debido a factores tales como los siguientes: (a) un crecimiento celular elevado debido a la presencia de señales muy activas, un cese del anti-crecimiento debido a una disminución de la capacidad de respuesta a señales de este tipo, y a una alta capacidad de replicación; (b) sobreexpresión de proteínas que inhiben la apoptosis y cese de la expresión de proteínas que inducen a la misma; (c) alta liberación de sustancias al medio, promotoras de la vascularización tan necesaria para el abastecimiento y supervivencia de la célula, que además, le facilita la invasión a otros tejidos y órganos; y (d) desarrollo de mecanismos que permiten la evasión del sistema inmunológico. Estas alteraciones se deben a cambios en los genes que intervienen en el normal desenvolvimiento del ciclo celular: los proto-oncogenes y genes supresores de tumores (ambos encargados de controlar el crecimiento y la división celular) y los genes reparadores del ADN (encargados de arreglar ADN defectuoso). Los cambios sufridos en estos genes, pueden tener su origen en la herencia Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica de los padres, o exposiciones a agentes del ambiente (humo de tabaco, rayos ultravioleta del sol, solventes, etc.) capaces de incidir negativamente en el proceso de duplicación del ADN, generando errores en el mismo (Hardman y otros, 1996) Esta afección puede ocurrir, prácticamente, en cualquier tipo de células (epiteliales o escamosas) presentes en los tejidos de diferentes órganos del cuerpo. Este hecho ha dado origen al nombre que se le da a cada uno de los diferentes tipos de cánceres que hoy conocemos; de acuerdo al tipo de células donde se origina, se clasifica como: carcinoma, sarcoma, linfoma, leucemia, mieloma, melanoma, etc., y, de acuerdo al órgano donde se originó, se clasifica como cáncer de: pulmón, hígado, piel, seno, próstata, etc. (Solomón y otros, 1999) El cáncer es una de las enfermedades que no distingue entre raza, sexo ni edad, y posee mayores índices de mortalidad a nivel mundial, ya que cada año se diagnostican más de 10 millones de casos en todo el mundo (Anand, Kunnumakara, y colaboradores, 2008). En Venezuela esta enfermedad ocupa la segunda causa de muerte, luego de las afecciones cardiovasculares; de hecho, cada año diagnostican en el país, aproximadamente 18.000 casos de esta enfermedad (Registro Central de Cáncer del Ministerio del Poder Popular para la Salud, 2009). Los pacientes que presentan esta afección y que son tratados a tiempo (al detectar la presencia de células cancerosas y previas al desarrollo de la metástasis) manifiestan las mayores probabilidades de supervivencia. Existen varias opciones para el tratamiento del cáncer, entre las que se encuentran: cirugía, terapia hormonal, radioterapia y quimioterapia; llegando a ser más efectiva la combinación de ellas. Sin embargo, estas alternativas todavía se caracterizan por ser fuertes e invasivas y muchas veces no producen resultados favorables. (Anand y otros, 2008) La quimioterapia refiere al uso de fármacos para destruir las células cancerosas y evitar así, la proliferación de las mismas; esta terapia ha contribuido en gran medida a disminuir la tasa de mortalidad en pacientes afectados por este tipo de enfermedad. 157

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte En la actualidad se dispone de una importante cantidad de medicamentos cuyo principio activo fue aislado de fuentes naturales (plantas y animales), o que han sido sintetizados por el hombre; sin embargo, existen dos hechos que atentan contra la utilidad de los mismos: la presencia de células cancerosas que por efecto de una mutación se vuelven resistentes a los fármacos empleados en la actualidad; o, el daño que estos medicamentos ejercen sobre las células sanas, lo que produce efectos secundarios en los pacientes y que suelen ser muy graves. Por ello, se debe dar continuidad a aquellos esfuerzos que permitan el desarrollo de medicamentos más específicos para las células tumorales y reducir de esta manera, los efectos secundarios (Flórez, 2008). Los estudios realizados con plantas, han dado origen al descubrimiento de compuestos con una amplia actividad biológica; tal es el caso de la Quinina (la cual posee en su estructura el núcleo quinolina) utilizada como compuesto base para la síntesis de nuevos derivados aún más potentes, empleados en la quimioterapia de enfermedades tropicales, como la malaria. Algunos compuestos probados en terapias antimaláricas, también han sido ensayados frente a otros tipos de enfermedades. Cabe destacar, que estudios recientes han demostrado la capacidad de los derivados de quinolina para actuar como agentes antineoplásicos. Ma y otros (2004) llevaron a cabo la síntesis de dos alcaloides quinazolina-quinolina: la 7-acetilaminoluotonina A y 3-3H-[(quinazolin-4ona)]quinolina (análogo de la luotonina F). Los compuestos obtenidos, junto con cuatro alcaloides naturales, luotoninas A, B, E, F y el derivado sintético deoxoluotonin F fueron sometidos a pruebas de actividades citotóxicas en células cancerígenas in vitro P-388 (leucemia en ratón) e inhibición de la topoisomerasa II en el ADN, resultando ser activos a estos niveles. Igualmente Mahajan, y otros (2007) realizaron la síntesis de compuestos derivados de 7-cloroquinolinil tiourea e investigaron su potencial antimalárico y como agente anticancerígeno. Los compuestos probados mostraron actividad de moderada a buena contra la malaria y Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica una actividad moderada frente a las células tumorales HeLa (carcinoma cervical), además, presentaron buenos índices de selectividad entre el parásito y las células tumorales. Por otro lado, Fernandes, y otros (2009), evaluaron la actividad inhibidora de la primaquina y una serie de derivados de la misma (imidazoquinas), sobre el crecimiento de líneas celulares de cáncer HT29 (adenocarcinoma de colon humano), Caco-2 (adenocarcinoma colonrectal epitelial humano) y MCF-7 (cáncer de seno). La primaquina y dos de los mencionados derivados, resultaron ser significativamente activos contra la línea celular de cáncer de mama humano MCF-7. Así mismo, Ferrer y otros (2009) realizaron la síntesis de [(7-cloroquinolin-4-il)amino]chalconas y posteriormente fueron evaluados como agentes antimaláricos y a su vez anticancerígenos. Como agentes antimaláricos se observó la acción de estos compuestos en la inhibición de la formación del grupo hemo, la cual resultó ser muy alta en cinco derivados. En el caso de su actividad anticancerígena, las pruebas se realizaron en células tumorales del tipo LNCaP, (cáncer de próstata) presentando 3 de ellos, importantes efectos citotóxicos. Dada la capacidad que han demostrado los derivados quinolínicos como potenciales agentes quimioterapéuticos, el siguiente trabajo presenta la síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituído)-4-aminoquinolina y la determinación de su posible actividad antineoplásica a través de la evaluación de su potencial como citotóxico frente a dos líneas celulares cancerígenas: la PC-3 (células tumorales de próstata humana), MCF-7 (adenocarcinoma de mama), y además, células sanas VERO (células epiteliales de riñón de mono) La producción de los análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituído)-4aminoquinolina, se fundamentó en una estrategia de síntesis lineal de un paso, que permitiría su obtención a partir de la reacción de sustitución nucleofílica entre 4,7-dicloroquinolina y cuatro anilinas sustituidas que presentan diferentes grupos en la posición 3, tal como se muestra en la figura 1 (Esquema de Síntesis). Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 159

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R= -OH, -Cl, -Me, -OMe

Figura 1. Esquema de Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4aminoquinolina.

MÉTODO Diseño y Tipo de Investigación La investigación es un proceso por el cual se intentan solventar problemáticas que afectan al ser humano; el cáncer es una enfermedad que se encuentra latente a nivel mundial, y por tanto, encontrar posibles soluciones para la misma es una forma de cooperar y ampliar lo que se conoce de la enfermedad. En cuanto al nivel de investigación, este trabajo se enmarca de acuerdo con Arias (1997) dentro del marco de una investigación descriptiva, de diseño cuasiexperimental con un propósito aplicado para contribuir en cierta medida con la resolución del problema antes planteado. Procedimiento Experimental para la síntesis de los análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido) -4-aminoquinolina En un balón fondo redondo, provisto de un refrigerante y agitación magnética se colocó 1,26 x 10-3 mol de la 4,7-dicloroquinolina y la anilina sustituida, todo previamente disuelto en etanol, la mezcla se calentó a 65 ºC por 1h. Luego, se aumentó la temperatura por 2h a 75 ºC. Aproximadamente, transcurrido este tiempo se adicionó 1 gota de HCl al 37% y la mezcla se dejó agitando a 75 ºC por toda la noche; finalizado el tiempo, el sólido amarillo- verdoso formado se dejó enfriar y en agitación, por tres horas. El sólido se filtró por succión y se lavó con suficiente etanol y éter etílico. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica Los puntos de fusión de los compuestos fueron determinados en un aparato Fischer-Johns y no fueron corregidos. Los espectros de Resonancia Magnética Nuclear Protónica (1H RMN), fueron tomados en un espectrofotómetro JEOL ECLIPSE 270 (270 MHZ). Se utilizó DMSO-d6 como disolvente. El desplazamiento químico (δ) está reportado en ppm, tomando como referencia DMSO como estándar interno. La constante de acoplamiento (J) se expresó en hertz (Hz). Los espectros de Infrarrojo fueron tomados en un espectrofotómetro Shimadzu modelo 470. Se empleó KBr para la formación de la pastilla. Las bandas de absorción son reportadas en cm-1. Procedimiento Experimental para la determinación de la actividad biológica de los compuestos sintetizados a través del método colorimétrico XTT En una placa de microtitulación de 96 pozos (Grado de cultivo de tejidos) que contenía 0,1 mL de medio de cultivo (RPMI) por pozo se sembraron células tumorales de próstata humana (PC-3), adenocarcinoma de mama (MCF-7), y células epiteliales de riñón de mono (VERO). Después de 24 horas de cultivo las células fueron tratadas con los compuestos a ensayar disueltos en dimetilsulfóxido (DMSO), en concentraciones que iban de 5 a 100 mg/mL durante 72 horas. La concentración final del DMSO en el medio fue inferior al 0,2 % a fin de no producir por si solo efectos citotóxicos y no interferir con la determinación colorimétrica. Al término de la incubación, se agregó el XTT (sal sódica de 2,3-bis-(2-metoxi-4-nitro5-sulfofenil)-2H-tetrazolio-5-carboxanilida) en cada uno de los pozos de la placa, y se incubó nuevamente por 4 horas a 37 °C. La determinación colorimétrica del formazan formado (producto naranja) se registró a 492nm (SpectraFluor Tecan) (Salamanca, Ruiz, Ticona y Giménez, 2008). Todas las concentraciones de los diferentes compuestos fueron evaluadas por triplicado. A partir de estos valores se determinó la CI50 citotóxicas (Bonilla, Mesón y Cartín, s.f.).

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte RESULTADOS La síntesis de los compuestos análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)4-aminoquinolina se efectuó en una etapa, a partir de una reacción de sustitución nucleofílica entre 4,7-dicloroquinolina y anilinas sustituidas, tal como se muestra en el figura 1. El mecanismo involucra una reacción de sustitución nucleofílica aromática, en la cual el nucleófilo está representado por las anilinas sustituidas (debido a que presentan el par de electrones disponibles en el nitrógeno). Estas anilinas sustituyen al cloro que se encuentra en la posición cuatro del anillo quinolínico. El mecanismo por el cual se propone que ocurre esta reacción, se muestra en el figura 2. Cl

-H Cl

N H

H2N

-C l -

N H

-C l -H +

H Cl

Figura 2. Mecanismo de Reacción propuesto para la síntesis de los análogos 7-cloro-N-(3-fenilsustituido) -4-aminoquinolina.

En esta reacción, es importante agregar una gota de ácido clorhídrico concentrado, ya que el mismo actúa como catalizador de la reacción, al formar un intermediario deficiente de electrones con el núcleo de quinolina, que puede impulsar el ataque del nucleófilo; lo cual resulta importante, debido a que las anilinas son bases débiles, por consiguiente tienen baja disponibilidad electrónica en sus átomos de nitrógeno, lo que los vuelve pobres nucleófilos. Este efecto se muestra en el figura 3. (Wade, 2004).

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica Cl

C Cl

N H

Figura 3. Protonación del anillo quinolínico y efecto de activación de la posición 4, como consecuencia del déficit electrónico generado.

Los puntos de fusión y porcentajes de rendimiento obtenidos para los compuestos sintetizados, son mostrados a continuación en el cuadro 1. Cuadro 1. Punto de fusión y Porcentaje de rendimiento de los análogos de 7-cloro-N- (3-fenilsustituido)4-aminoquinolina.

1 2 3

-OH -OMe -Me

Punto de Fusión (ºC) obtenido 290 220 249

-Cl

225

Compuesto

-R

% de Rendimiento 85,22 97,54 19,54 73,60

Nota. R= Representa al grupo sustituyente en la posición 3’ (-OH, -OMe, -Me, -Cl), y corresponde a:-OH (grupo hidroxilo), -OMe (metoxilo), -Me (metilo), -Cl (cloro).

Los análogos obtenidos presentaron puntos de fusión en un rango de 225-290 ºC. Los mismos fueron obtenidos con rendimientos elevados (75%-97%), con la excepción del compuesto 7-cloro-N-(3-metilfenil)-4aminoquinolina (3), en cuyo caso resultó ser muy bajo (19,74%). Este hecho pudo deberse, a la baja solubilidad del compuesto en el disolvente empleado (etanol), lo cual no fue evidenciado sino al final de la purificación del mismo; y que trajo como consecuencia una disminución real del reactivo en el medio de reacción. Así mismo, otro de los productos que presentó un relativamente bajo rendimiento (73,60%), fue el compuesto 7-cloro-N-(3-clorofenil)-4-aminoquinolina (4). Una posible razón por la cual este compuesto se obtuvo con este rendimiento, es el hecho de que el mismo, fue preparado con una anilina que presentaba en su estructura un átomo de cloro como sustituyente. Es sabido que los átomos más electronegativos que el carbono, disminuyen la densidad electrónica en las Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 163

Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte cadenas carbonadas que los contienen, como consecuencia de su efecto inductivo de atracción de electrones (efecto inductivo -I). Al encontrarse presente en la anilina empleada, este átomo de cloro atrajo para sí la densidad electrónica del anillo de benceno y del nitrógeno; por lo cual, el grupo amino presentó menor disponibilidad de electrones, lo que pudo reducir su carácter como nucleofílico y disminuir su reactividad en estos tipos de cambios químicos. (Wade, 2004) Los análogos obtenidos se caracterizaron espectrofotométricamente. En tal sentido, las bandas de absorción de los espectros de Infrarrojo (IR) obtenidos para la serie de análogos, se comparó con los reportados en tablas presentes en la literatura. Los resultados experimentales y los datos presentes en las tablas de elucidación espectral, se muestran a continuación en el cuadro 2. Cuadro 2. Espectros de infrarrojo (IR) los análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)4aminoquinolina. Compuesto

-R

-OH

-OMe

-Me

-Cl

Frecuencia de Enlace (cm-1) (N-H) a

(C-H) ar

(C=C) ar

(O-H) ar

3450-3300 3300 (NH) ar

3080-3030 3020 (C-H) ar

1625-1475 1600 (C=C) ar

3600-3100 3430 (O-CH3)

3450-3300

3080-3030

1625-1475

1270-1230

3350

3012

1611

1243

(N-H) ar

(C-H) ar

(C=C) ar

(CH3)

3450-3300 3392 (N-H) ar

3080-3030 3024 (C-H) ar

1625-1475 1600 (C=C) ar

2850-2815 2820 (C-Cl)

3450-3300 3440

3080-3030 2940

1625-1475 1609

1080-1075 1088

Reportado * Obtenido Reportado* Obtenido Reportado* Obtenido Reportado * Obtenido

Notas. *Datos tomados de: Pretsch,E., Clerc, T., Seibl, J. y Simon, W. (1980). Tablas de elucidación estructural de compuestos orgánicos por métodos espectroscópicos. España: Alhambra. R= Representa al grupo sustituyente en la posición 3’ (-OH, -OMe, -Me, -Cl), y corresponde a:-OH (grupo hidroxilo), -OMe (metoxilo), -Me (metilo), -Cl (cloro). Los enlaces caracterizados y acá representados son: hidrógeno unido a nitrógeno (N-H); hidrógeno unido a carbono (C-H) en sistema aromático (ar); doble unión carbono con carbono (C=C) de sistema aromático; hidrógeno unido a oxígeno (O-H); carbono unido a oxígeno (O-CH3); hidrógeno unido a carbono (CH3) alifático; y finalmente, cloro unido a carbono (C-Cl).

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica En general, del análisis de los espectros de Infrarrojo de los derivados obtenidos, evidencian las bandas características más representativas para cada uno de los compuestos sintetizados, en los rangos esperados. Los mismos son atribuibles, tal como destaca la literatura, a frecuencias de enlaces presentes en las diferentes moléculas. Estas son, a saber: las bandas de alargamiento del enlace N-H, para aminas secundarias y aromáticas (3450-3300 cm-1), las bandas de alargamiento del enlace C-H aromático (3080-3020 cm-1) y bandas del enlace C-C aromático (16001475 cm-1). Además, el espectro de cada compuesto presentó bandas de absorción específicas y características de los grupos funcionales que tienen presentes; como son las siguientes: El 7-cloro-N-(3-hidroxifenil)4-aminoquinolina (1), presenta una banda ancha de alargamiento O-H (3430 cm-1); El análogo 7-cloro-N-(3-metoxifenil)-4-aminoquinolina (2), presenta una banda de alargamiento del enlace O-CH3 (1243 cm-1); El análogo 7-cloro-N-(3-metilfenil)-4-aminoquinolina (3), presenta una banda de alargamiento del enlace -CH3 (2820 cm-1); y el análogo 7-cloro-N-(3clorofenil)-4-aminoquinolina (4), presenta una banda de alargamiento del enlace C-Cl (1088 cm-1) Por otro lado, los compuestos obtenidos también se caracterizaron espectrofotométricamente, empleando la técnica de Espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear de protones (1H RMN). En tal sentido, la posición de las bandas de absorción (desplazamiento químico), los patrones de acoplamiento, y las constantes de acoplamiento presentes en los espectros, se comparó con los datos reportados en la literatura. Los resultados experimentales se muestran a continuación en el cuadro 3.

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte Cuadro 3. Señales de 1H RMN de los compuestos sintetizados en DMSO-d6. 6´

4´

6 Cl

Nº 1

R 3-OH

H-2 9.98 (s; H)

8.52 d J:6.94

H-3 6.85 m

2´

3 N

H-5

H-6

H-8

H-2’

H-4’

H-5’

H-6’

NH (sa, H)

8.79 d J:9.15

7.87 dd J:9.15 J:1.98

8.13 d J:1.98

6.85 m

7.36 t J:7.64

6.85 m

11.00

8.15 d J:2.11

7.05 m

7.49 t J:8.41

7.05 m

11.04

3-OMe

3.81 (s,3H)

8.53 d J:6.93

6.86 d J:6.93

8.82 d J:9.15

7.88 dd J:9.15 J:2.11

3-Me

2.38 (s,3H)

8.50 d J:6.93

6.78 d J:6.93

8.86 d J:9.03

7.85 dd J:9.03 J:1.85

8.17 d J:1.85

7.26 m

7.45 t J:7.67

7.26 m

11.06

3-Cl

8.57 d J:6.93

6.89 d J:6.93

8.93 d J:9.15

7.88 dd J:9.15 J:1.86

8.22 d J:1.86

7.56 m

11.32

Notas. R= Representa al grupo sustituyente en la posición 3’ (-OH, -OMe, -Me, -Cl), y corresponde a:-OH (grupo hidroxilo), -OMe (metoxilo), -Me (metilo), -Cl (cloro). Las señales de 1HRMN representadas, corresponden a: singlete (s), singlete ancho (sa), doblete (d), doblete de doblete (dd), triplete (t), multiplete (m). La señal generada por un protón (H) y la señal generada por 3 protones (3H). El desplazamiento químico (d) está reportado en ppm, tomando como referencia DMSO como estándar interno. La constante de acoplamiento (J) se expresó en hertz (Hz). El solvente empleado fue el dimetilsulfóxido hexadeuterado (DMSO-d6). H- corresponde a la ubicación o posición de los átomos de hidrógeno en la molécula, que generan cada señal.

En el espectro de 1H RMN del análogo 7-cloro-N-(3-hidroxifenil)4-aminoquinolina (1), se observa la banda característica de la amina aromática en 11.00 ppm y en este caso en particular se observa un singlete en 9.98 ppm, originado por los protones del grupo hidroxilo (figura 4). En la zona aromática ampliada (figura 5) se presentan las señales características del anillo quinolínico, dobletes para los protones: 2 a 8.52 ppm (J=6,94 Hz), 5 a 8,79 ppm (J=9,15 Hz) y 8 a 8,13 ppm (J=9,15 Hz), y doblete de dobletes para el protón 6 a 7,87 ppm (J=9,15 Hz y J=1,98 Hz), con la diferencia de que el protón 3 no se logra observar con claridad, debido a que la señal se solapa con los protones 2´, 4´, 6´ que aparecen a campo alto en 6.85 ppm. Todo esto debido a la presencia de los grupos hidroxilo y amino quienes aportan electrones por resonancia, aumentando la densidad electrónica y el apantallamiento de los mismos. En el caso del protón 5´, vemos un triplete en 7.36 ppm, dado por la similitud en cuanto a densidad electrónica (ambiente químico) de los protones 6´ y 4´, Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica ocasionado, como se mencionó anteriormente, por el aporte de electrones del grupo hidroxilo y la amina aromática.

Figura 4. Espectro 1H RMN del 7-cloro-N-(3-hidroxifenil)-4-aminoquinolina (1) disuelto en DMSO-d6.

Figura 5. Espectro 1H RMN ampliado en la zona aromática del 7-cloro-N-(3hidroxifenil)-4-aminoquinolina (1) disuelto en DMSO-d6.

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte El espectro de 1H RMN del análogo 7-cloro-N-(3-metoxifenil)-4aminoquinolina (2) presentó el singlete de la amina aromática en 11.04 ppm, y el singlete de los protones pertenecientes al grupo metoxilo en 3.81 ppm (figura 6); ampliando la zona aromática (figura 7) podemos observar nuevamente las bandas características del anillo quinolínico, el doblete del protón número 3 a campo alto (6.86 ppm), acoplado con el protón número 2 que también presenta un doblete a campo más bajo (8.53 ppm), los dobletes de los protones 8 (8.15 ppm) y 5 (8.82 ppm) acoplados con el protón 6, y éste acoplado con ambos para generar un doblete de dobletes (7.88 ppm). Como muestra la figura 7, el protón 5´ generó un triplete a 7.49 ppm y los protones 2´, 4´, 6´ en el anillo de benceno, un multiplete. El triplete se encuentra bien definido, debido a que el grupo metoxilo es un buen donador de electrones por resonancia al igual que la amina, lo que hace que el protón 6´ y el 4´ sean en cuanto a densidad electrónica (ambiente químico) semejantes, permitiendo que el protón 5 se acople con ellos. Por otra parte, debido a este mismo efecto donador de electrones por resonancia del grupo metoxilo y de la amina aromática, los protones 2´, 4´, 6´ se encontraron muy apantallados y su señal se desplazó a campo alto (7.05 ppm), presentando el multiplete el solapamiento de sus señales. Sin embargo, es importante acotar, que el efecto donador de electrones del grupo metoxilo resultó ser menor al del grupo hidroxilo, por lo cual los mencionados protones 2´, 4´ y 6´ se encuentran menos apantallados y su señal se muestra a un campo más bajo, que los correspondientes protones presentes en el derivado hidroxilado (1).

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica

Figura 6. Espectro 1H RMN del 7-cloro-N-(3-metoxifenil)-4-aminoquinolina (2) disuelto en DMSO-d6.

Figura 7. Espectro 1H RMN ampliado en la zona aromática del 7-cloro-N-(3metoxifenil)-4-aminoquinolina (2) disuelto en DMSO-d6.

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte En el espectro de 1H RMN del análogo 7-cloro-N-(3-metilfenil)-4aminoquinolina (3) se ajustó al patrón de sustitución respectivo (figuras 8 y 9), mostrando un singlete ancho en 11.06 ppm, para el protón de la amina secundaria aromática; por otra parte, se pudo observar un singlete en 2.38 ppm, para los protones del metilo; además, un doblete en 6.78 ppm con una constante de acoplamiento de 6.93 Hz, asignado al protón 3; también, un doblete en 8.50 ppm, con una constante de acoplamiento de 6.93 Hz, asignado al protón 2, el cual se acopla con el protón número 3 (J= 6.93 Hz), apareciendo su señal a un campo más bajo debido a la presencia del nitrógeno, quien lo desapantalla. Así mismo, el protón número 8 mostró señal en 8.17 ppm, con una constante de acoplamiento más pequeña (J=1.85 Hz), debido a la distancia mayor existente entre los protones. Por otro lado, se pudo observar un doblete de dobletes entre 7.85 ppm, asignado al protón 6, con una constante de acoplamiento de 9.03 Hz y 1.85 Hz; así mismo, el protón 5 se muestra en 8.86 ppm, con un doblete que presenta una constante de acoplamiento de 9.03 Hz. Por último, el anillo del benceno mostró un triplete para el protón 5´, debido a la presencia del grupo metilo y la amina aromática, los cuales al dar electrones por efecto inductivo y resonancia, apantallan un poco a los protones 2´, 4´y 6´ haciendo que aparezcan a un campo más alto, y además, generó un ambiente químico algo semejante para los protones 4´ y 6´, permitiendo así, el acoplamiento con el mencionado protón 5´; observamos también un multiplete para los protones 2´, 4´ y 6´, ya que no se pudo observar el desdoblamiento de las señales, debido que las mismas se solaparon (7.26 ppm). Es importante acotar, que el efecto donador de electrones del grupo metilo es todavía menor al del grupo hidroxilo o metoxilo, por lo cual los mencionados protones 2´, 4´ y 6´ se encuentran menos apantallados y su señal se muestra a un campo más bajo, que los correspondientes protones presentes en el derivado hidroxilado (1) o metoxilado (2).

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica

Figura 8. Espectro 1H RMN del 7-cloro-N-(3-metilfenil)-4-aminoquinolina (3) disuelto en DMSO-d6.

Figura 9. Espectro 1H RMN ampliado en la zona aromática del 7-cloro-N-(3metilfenil)-4-aminoquinolina (3) disuelto en DMSO-d6.

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte El espectro de 1H RMN del análogo 7-cloro-N-(3-clorofenil)-4aminoquinolina (4) (figura 10 y 11) se ajustó al patrón de sustitución respectivo, mostrando un singlete ancho en 11.32 ppm para el protón de la amina secundaria aromática; además, un doblete en 6.89 ppm, con una constante de acoplamiento de 6.93 Hz, asignado al protón 3; también un doblete en 8.57 ppm, con una constante de acoplamiento de 6.93 Hz, asignado al protón 2; el mismo se encuentra hacia campo más bajo debido a la presencia del nitrógeno en el anillo quinolínico; así mismo, la señal del protón número 8 se mostró en 8.22 ppm, con una constante de acoplamiento más pequeña (J=1.86 Mz) debido a la distancia entre él y el protón 6. Por otro lado, se pudo observar un doblete de dobletes en 7.88 ppm, asignado al protón 6, con una constante de acoplamiento de 9.15 Hz y 1.86 Hz; por otra parte la señal del protón 5 se muestra en 8.93 ppm, con un doblete que presenta una constante de acoplamiento de 9.15 Hz. Por último, en el anillo de benceno, el desdoblamiento de las señales de los protones 2´, 4´, 5´, 6´, no se pudo observar ya que las mismas se solaparon en un multiplete (7.56 ppm). Es importante resaltar que el triplete del protón 5´ que se observa en los otros espectros no logró apreciarse, ya que el átomo de cloro presente en el anillo de benceno, hizo que los protones 2´, 4´ y 6´, quedaran más desapantallados, desplazándose su señal al campo más bajo donde se encontraba la señal de protón 5´.

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica

Figura 10. Espectro 1H RMN del 7-cloro-N-(3-clorofenil)-4-aminoquinolina (4) disuelto en DMSO-d6.

Figura 11. Espectro 1H RMN ampliado en la zona aromática del 7-cloro-N-(3clorofenil)-4-aminoquinolina (4) disuelto en DMSO-d6

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte Para determinar la actividad biológica de los compuestos sintetizados como agentes antineoplásicos, se procedió a utilizar el método colorimétrico de XTT, el cual fue desarrollado por primera vez en 1983 por Mosmann, quien utilizó la sal de Tetrazolio 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5difeniltetra-zolbromuro (MTT) para determinar la toxicidad y proliferación celular. El anillo tetrazol es roto principalmente por mitocondrias activas, y se piensa que por otras regiones extracelulares con actividad succinatodeshidrogenasa (Bonilla y otros, s.f.), las cuales pueden contribuir a la producción del formazan total, que es el compuesto naranja con el cual se realizan la medición colorimétrica. El trabajo con MTT requiere de un posterior tratamiento con solventes orgánicos, para así lograr solubilizar el producto de reacción (Formazan), ya que el mismo es insoluble en agua. La utilización de análogos de MTT permiten obviar este paso, por lo cual en la actualidad se emplean compuestos como la sal sódica de XTT (2,3-bis-(2-metoxi4-nitro-5-sulfofenil)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide), donde a diferencia del primero la forma reducida de este agente (formazan) es soluble en agua, lo que permite realizar el ensayo en un solo paso en un lector de ELISA (espectrofotómetro de rastreo de pozos múltiples) (Salamanca y otros, 2008). Es importante resaltar, que la cantidad de formazan total es proporcional al número de células vivas, por lo que al medir la concentración de formazan en los pozos donde se agreguen los compuestos a ensayar, a diferentes concentraciones, se obtendrá un gráfico que permite estimar el valor de la concentración inhibitoria 50 (CI50). Los resultados de las pruebas biológicas efectuadas para probar la posible actividad citotóxica de los análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)4-aminoquinolina, se presentan en el cuadro 4.

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica Cuadro 4. Efectos de los análogos de 7-cloro-N- (3-fenilsustituido)-4-aminoquinolina sobre la inhibición de la viabilidad celular in vitro en células tumorales. Compuesto

-R

-OH

2 3 4

-OMe -Me -Cl

Concentración Inhibitoria (CI50) µg/mL MCF-7 PC-3 VERO 10,4 ± 1,69 18,69 ± 5,04 20,32 ± 2,06 117,4 ± 6,70 76,80 ± 1,74 21,17 ± 4,34

58,82 ± 4,40 80,43 ± 2,08 31,44 ± 1,85

53,66 ± 6,08 100 30,73 ± 3,02

Notas. R= Representa al grupo sustituyente en la posición 3’ (-OH, -OMe, -Me, -Cl), y corresponde a:-OH (grupo hidroxilo), -OMe (metoxilo), -Me (metilo), -Cl (cloro). Cultivo de células tumorales de próstata humana (PC-3), adenocarcinoma de mama (MCF-7), y células epiteliales de riñon de mono (VERO)

Estos resultados sugieren que el compuesto 7-cloro-N-(3-hidroxifenil)4-aminoquinolina (1) y 7-cloro-N-(3-clorofenil)-4-aminoquinolina (4) presentan mayor actividad citotóxica (CI50 por debajo 100 µg/mL), tanto en las células MCF-7 y como en las PC-3. Ambos análogos mostraron actividad a bajas concentraciones en células normales de riñón de mono (VERO), lo que nos indica que los compuestos no son selectivos, y actúan indistintamente en las células cancerígenas y las normales, por lo cual no puede ser utilizado como agente citotóxicos, ya que la relación riesgobeneficio no es conveniente. Trabajos realizados por González y otros (s.f.), indican que los derivados de Tiazolo[5,4-b]quinolina, pueden mostrar actividad antineoplásica como intercaladores. Además, que los mencionados derivados ocasionan muerte celular debido a la fragmentación del ADN y a la formación de cuerpos apoptóticos, con lo que se sugiere fuertemente que la muerte celular inducida por estos derivados es del tipo apoptótica. La formación de complejos por intercalación es reversible, la unión y por tanto estabilidad del complejo droga-ADN, va a estar determinada por las interacciones electrostáticas que pueda formar la droga; estas interacciones, pueden ser del tipo de puente de hidrógeno, Van der Waals e hidrofóbicas. El anillo quinolínico posee anillos aromáticos planos fusionados, y con similares dimensiones al de las parejas de 175

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte bases nitrogenadas en el ADN, lo que lo vuelve agente indicado para la intercalación con dicha molécula (Avendaño, 1993). Dada la presencia del anillo de quinolina (plano) en los análogos sintetizados, se podría pensar que su actividad citotóxica, podría atribuirse a la posible habilidad que tendrían estas moléculas para intercalarse con el ADN. En el caso del análogo más activo, 7-cloro-N-(3-hidroxifenil)-4aminoquinolina (1), la presencia del grupo hidroxilos, le permitiría formar puentes de hidrógeno con las bases nitrogenadas de ADN e intercalarse para así inhibir la replicación de la célula. En el caso del análogo 7-cloroN-(3-clorofenil)-4-aminoquinolina (4), la presencia del grupo cloro, hace pensar que las interacciones que podría establecer con el ADN, serían más bien del tipo Van der Waals. Sin embargo, en este contexto, se necesitan estudios para elucidar el mecanismo antitumoral que presentan los mencionados compuestos. Los otros compuestos sintetizados y ensayados presentaron valores de CI50 muy altos, por lo que no pueden utilizarse como agentes anticancerígenos, ya que las dosis a administrar tendrían que ser elevadas, lo que los haría demasiado tóxicos para el organismo. CONCLUSIONES En la investigación realizada se logró sintetizar los análogos de 7-cloroN-(3-fenilsustituido)-4-aminoquinolina a partir de 4,7-dicloroquinolina y anilinas sustituidas mediante una reacción de sustitución nucleofílica aromática, activada por un protón que actuó como catalizador de la reacción al activar al anillo quinolínico. Los análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-aminoquinolina obtenidos fueron caracterizados a través de las técnicas espectroscópicas (IR y RMN ¹H de 1D), registrando las señales esperadas para los mismos. Se logró determinar la actividad biológica de los análogos de 7-cloroN-(3-fenilsustituido)-4-aminoquinolina a través de pruebas en líneas Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Síntesis de análogos de 7-cloro-N-(3-fenilsustituido)-4-amino quinolina con posible actividad antineoplásica celulares de próstata humana (PC-3), adenocarcinoma de mama humana (MCF-7) y células epiteliales de riñón de mono (VERO). El compuesto 7-cloro-N-(3-hidroxifenil)-4-aminoquinolina (1), evidenció mayor actividad, y el compuesto 7-cloro-N-(3-clorofenil)-4-aminoquinolina (4) le siguió, Ahora, si bien es cierto que estas sustancias presentaron actividad en las células cancerígenas, estos no son selectivos y por lo tanto, resultarían tóxicos para el organismo. REFERENCIAS Anand, P., Kunnumakara, A., Sundaram, C., Harikumar, K., Tharakan, S., Lai, O., Sung, B., (2008). Canceris a Preventable Disease that Requires Major Life style Changes. PharmaceuticalResearch, 25(9), 2097-2116 Arias, F.G. (1997). El proyecto de Investigación. Guía para su elaboración. 2da edición. Caracas: Episteme Avendaño, C. (1993). Introducción a la Química Farmacéutica. España: McGraw-Hill Bonilla, J.A., Mesón, M.G. y Cartin, W. (s.f.). Modificación de un método colorimétricoque usa XTT, para la determinación de linfoproliferación.19-25 Fernandes, I., Vale, N., De Freitas, V., Moreira, R., Mateus, N., Gomes, P. (2009). Anti-tumoral activity of imidazoquines, a new class of antimalarials derived from primaquine. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters (19) 6914–6917, Ferrer, R., Lobo, G., Gamboa, N., Rodriguez, J., Abramjuk, C., Jung, K., Lein, M., Charris, J.E. (2009), SciPharm.; 77, 725-741 Florez, J. (2008). Farmacología Humana [Libro en línea]. Tercera Edición. Disponible: http://www.scribd.com/doc/19477461/Farmacologia-Humana -J-Florez-3ra-Ed. [Consulta, 2016, Noviembre 13] González, I., Cerbón, M.A., Lira, R.A., Solano, J.D., Loza, M.A. y Olvera, V.S. (s.f.). Muerte celular en la línea de leucemia mielogénica crónica K-562 inducida por el compuesto D3CLP, un nuevo derivado de tiazolo [5,4-b]quinolina. 2do Congreso Nacional de Química médica. Hardman, J.G., Limbird, L.E., Molinoff, P.B., Ruddon, R.W. y Goodman Gilman, A. (1996). Las Bases Farmacológicas de la Terapéutica. Novena Edición. México: McGraw- Hill Interamericana 177

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Hégira Ramírez Padilla, Jaime Charris y Arthur Barazarte Ma, Z., Hano, Y., Nomura, T. y Chen, Y. (2004). Novel quinazoline-quinoline alkaloids with cytotoxic and DNA topoisomerasa II inhibitory activities. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters (14) 1193–1196 Mahajan, A., Yeh, S., Nell, M., van Rensburgc, C. E. J. y Chibalea, K. (2007) Synthesis of new 7-chloroquinolinyl thioureas and their biological investigation as potential antimalarial and anticancer agents. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters (17) 5683–5685 Pretsch,E., Clerc, T., Seibl, J. y Simon, W. (1980). Tablas de elucidación estructural de compuestos orgánicos por métodos espectroscópicos. España: Alhambra Registro Central de Cáncer del Ministerio del Poder Popular para la Salud (2009). Frecuencia del Cáncer en Venezuela [Documento en línea]. Disponible: http://www.fundacionbadan.org/30temaspdf/fasc-nro2.pdf. [Consulta: 2009, Noviembre 10] Salamanca, E., Ruiz, G., Ticona, J.C., Giménez, A. (2008). Método colorimétrico XTT: como evaluación de alto rendimiento de sustancias con actividad leishmanicida. BIOFARBO (16), 21-27 Solomón, E.P., Berg, L.R. y Martin, D.W. (1999). Biología. Quinta Edición. México: McGraw-Hill Interamericana. Wade, L.G. (2004). Química Orgánica. 5ta Edición. España: Pearson Prentice Hall

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RESEÑA DE LIBRO Betancourt, Catalina (Ed.); Delgado, Maryorie (Ed.); Castro, Santiago; Contreras, Yanetti; Pujol, Rafael y Murillo, Liliana. (2015). Química Básica I. Dirección de Publicaciones de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador: Caracas. Por: Rafael Pujol Michelena rpujolmich@gmail.com Universidad Pedagógico Experimental Libertador. Instituto Pedagógico de Caracas, Venezuela

Cuando una propuesta académica está fundamentada en las experiencias de aula y en la investigación tiene un valor agregado muy importante, y este es el caso del libro Química Básica I. El equipo de trabajo conformado, a través de muchos años, por los miembros de la Cátedra de Química General del Departamento de Biología y Química, perteneciente al Instituto Pedagógico de Caracas de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador, ha ido recopilando las experiencias con sus propios estudiantes, lo que ha permitido elaborar materiales de apoyo, que se convirtieron en complemento de los libros de texto universitarios. Ello ha facilitado los aprendizajes en temáticas que conforman ejes primordiales en la comprensión de los fenómenos fisicoquímicos. Aunado a este hecho, diversos trabajos de investigación realizados por este equipo, además de significativos aportes de estudiosos en el campo de la didáctica de la Química han permitido apuntalar esta obra, dirigida a quienes se inician en el estudio de la ciencia de los materiales. Se han elaborado diversas versiones de los módulos, dando como resultado los que actualmente se presentan en el libro Química Básica I: Módulo 1: Trabajemos con las Mediciones Módulo 2: Nomenclatura Química de los Compuestos Inorgánicos 179

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Química básica I. Dirección de Publcaciones de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador: Caracas. Por: Rafael Pujol Michelena Módulo 3: Estequiometría: Una Vía para Contar Partículas Módulo 4: Equilibrio Químico: Un Mundo Dinámico En el primer módulo se da una perspectiva histórica del desarrollo del Sistema Internacional de Unidades (SI); los conceptos de cantidad física, unidad y magnitud física; las definiciones de las siete unidades básicas del SI; las magnitudes básicas y derivadas; una detallada explicación de cómo escribir una cantidad física y de cómo usar los factores de conversión; así como la medición en ciencias, que incluye: precisión, exactitud, error de medición y cifras significativas. El módulo 2 se inicia con una resumida historia del desarrollo de la nomenclatura química. Luego se presentan conceptos básicos de la estructura de los átomos y moléculas, de tal forma que se pueda establecer la conexión entre este nivel submicroscópico y el representacional a través de símbolos y fórmulas de las sustancias químicas. Sobre estos fundamentos, se van introduciendo las reglas oficiales de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) para la nomenclatura de los más importantes tipos de compuestos inorgánicos. En el módulo 3 se aborda una de las temáticas más complejas en Química: la estequiometria de las sustancias. El conocimiento de las enormes dificultades de los estudiantes para el aprendizaje de toda la red conceptual de este tema orientó el desarrollo de las estrategias para abordarlo minuciosamente. Aquí se incluyen, entre otros conceptos: masa atómica, masa molecular, cantidad de sustancia, mol, volumen molar y constante de Avogadro. Así, a través de una perspectiva histórica se va analizando cómo se logró establecer el número de átomos o moléculas que constituyen a determinada masa o volumen de una sustancia, permitiendo que el lector desentrañe los eslabones teóricos que conectan los niveles macroscópico y submicroscópico de la materia. Finalmente, en el módulo 4 se desarrolla otro tema de alta complejidad, cuya didáctica ha sido estudiada por diversos autores: el equilibrio químico. Aquí se destaca la necesidad del concepto de sistema y el carácter Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 dinámico de las reacciones químicas cuando se encuentran en equilibrio, así como los factores que influyen sobre este fenómeno: la temperatura, la presión y la cantidad de las sustancias. También, a través de las constantes de equilibrio se incluyen los aspectos cuantitativos. Además, se presenta el proceso industrial de Haber y la contaminación atmosférica por lluvias ácidas y emisiones de monóxido de nitrógeno como ejemplos de aplicaciones del equilibrio químico. A lo largo de todos los temas abordados en el libro, se insertaron: hechos curiosos, reflexiones, aplicaciones en la vida diaria, información que se encuentra en la web, aspectos históricos, analogías, trabajos de laboratorio, lecturas complementarias y problemas. Al poner a la disposición de los lectores el libro Química Básica I, sus autores aspiran que esta propuesta didáctica permita a los estudiantes comprender mejor, al menos parte, del complejo y fascinante mundo de los materiales químicos.

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Red Latinoamericana de Química. http://www.relaq.mx

RESEÑA DE PAGINA WEB Red Latinoamericana de Química. http://www.relaq.mx Tulio Villorín tuliovillorinsimosa@gmail.com Universidad Pedagógica Experimental libertador -Instituto Pedagógico de Caracas, Venezuela

Con el auge de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) se ha incrementado el diseño y uso de páginas web con el propósito de brindar acceso a la información en cuanto a conocimiento científico se refiere. El caso particular, “Red Latinoamericana de Química” (http:// www.relaq.mx/), es un espacio público financiado por la Organización de los Estados Americanos (OEA) a través del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), con sede en el Departamento de Química del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV), y coordinada por el Dr. Eusebio Juaristi. La misma contiene materiales de investigación científica, así como un directorio de las instituciones y profesionales del área de la química en América Latina, con la finalidad de promover la comunicación y la colaboración entre los químicos latinoamericanos; destacando los siguientes países: Argentina, Venezuela, Uruguay, Perú, República Dominicana, Puerto Rico, Paraguay, Panamá, Nicaragua, México, Honduras, Guatemala, El Salvador, Ecuador, Cuba, Costa Rica, Colombia, Chile, Brasil y Bolivia. Entre las virtudes con que cuenta la Red Latinoamericana de Química destaca un amplio menú de contenidos programáticos que amplían la utilidad e importancia de la página. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 Las herramientas más destacadas se describen a continuación: a) Químicos de Latinoamérica: Es una plataforma o directorio que permite el registro de colaboradores e investigadores en química de toda Latinoamérica e induce a la creación de alianzas entre instituciones a fin de socializar productos en las diferentes líneas de investigación. Entre otras bondades se le señala como un amplio buscador de investigadores por orden alfabético, para dar a conocer la trayectoria y los diferentes aportes de investigación. b) Juegos educativos: Es un espacio virtual que funciona como un banco de estrategias lúdicas, propuesto por diferentes investigadores de Latinoamérica; Se presentan como propuestas didácticas que han aportado significativamente en el aprendizaje de contenidos de química. Es importante destacar que, por cada propuesta, se presenta el título del juego, correo electrónico y país de procedencia del(os) autor(es) a fin de interactuar y ofrecer aportes al contenido del mismo. c) Servidores de Química en Latinoamérica: Al ingresar al servidor se muestran diferentes buscadores de noticias y páginas web enlazadas con diferentes países Latinoamericanos. Cada país ofrece un espacio para divulgar las tendencias y las últimas propuestas de proyectos que se ejecutan en las diferentes instituciones educativas. Entre los servidores más visitados se encuentran: Universidade Federal do Rio de Janeiro: Brasil Instituto de Química, Red Latinoamericana de Química: México y IVIC Chemistry Center: Venezuela. d) Noticias: Espacio diseñado para la divulgación de eventos científicos de diferentes países del continente relacionados con la química; los descubrimientos actuales y aportes relevantes a la ciencia. El impacto de Red Latinoamericana de Química como portal de información en investigaciones en el área de la química, es de suma importancia desde su creación el 22 de enero de 1996, más de trescientos ochenta mil usuarios han ingresado a la página, permitiendo así, la masificación y divulgación del conocimiento científico. Establece así, una plataforma digital de gran impacto que sirve como punto de referencia ante otros países del mundo.

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46º Congreso Mundial de Química. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada: “La sostenibilidad y la diversidad a través de la Química”.

EVENTO 46º Congreso Mundial de Química. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada: “La sostenibilidad y la diversidad a través de la Química”. Sao Pablo, Brasil 9 al 14 de Julio de 2017 La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) es un ente integrado por químicos de la industria y académicos del área, abocados en propiciar colaboración, intercambio libre y actualización de información científica, apoyados en la estandarización del lenguaje, procesos y procedimientos propios de la disciplina; unidos en la búsqueda de soluciones a los problemas globales que involucran la química y su impacto en la sociedad, y fomentando a su vez, el desarrollo sostenible. Este organismo coordina cada dos años un congreso en el que se abordan temas especializados en el área de química. Este año se reunirán por primera vez en Latinoamérica, Sao Pablo, Brasil; y el tema del evento versará de “La Sostenibilidad y Diversidad a través de la Química”. Los tópicos principales a abordar son: Química Analítica y de los Alimentos, Educación en Química, Química para la Innovación Industrial, la Síntesis Química, Energía, Agua y Ciencias Ambientales, Química Verde y Biotecnología, Química Inorgánica y Estructural, Macromoléculas y Materiales, Química Médica y Química Biológica, Nano Ciencia y Tecnología, Productos Naturales y Biodiversidad, Físico-química, Biofísico-química y Química Computacional. El evento organizado por la Asociación Brasileña de la Industria Química (Abiquim) permitirá a los científicos presentar investigaciones multidisciplinares, actualizar la información en áreas de interés profesional, compartir experiencias, propiciar mayor intercambio entre la academia y la industria y, permitir el establecimiento de contactos entre colegas de todo el mundo. Los jóvenes científicos e investigadores de América Latina son invitados a participar y presentar sus hallazgos recientes. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 El programa incluye conferencias, plenarias, sesiones paralelas, así como presentaciones orales, pósteres y talleres científicos; y contará con la presencia de prestigiosos investigadores Premios Nobel de la Química. El Congreso Mundial de la Química se llevará a cabo desde el 9 al 14 de Julio de 2017 en el Centro de Eventos del World Trade Center, ciudad de Sao Pablo cerca del aeropuerto internacional de Guarulhos municipio brasileño del estado de Sao Paulo y el aeropuerto de Congonhas. Para mayor información sobre el congreso, el programa, participación en diferentes modalidades, inversión y facilidades relativas al sitio del evento, dirigirse a: http://www.iupac2017.org/ o solicitar información a través del correo electrónico: iupac2017@sbq.org.br y número telefónico: +55 11 3056-6000.

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CURRÍCULO DE LOS AUTORES Arthur Barazarte. Profesor en Ciencias Naturales. Mención Química. UPEL-IPC. Doctor en Química de Medicamentos UCV. Investigador Invitado del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, del Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de Investigación: Síntesis Orgánica. Autor de artículos en el área de química de medicamentos, en revistas nacionales e internacionales. Investigador PEII A-2. Caritza León. Profesora en Ciencias Naturales. Mención Química. IPCUPEL. Profesor Titular. PhD en Química de Medicamentos. Facultad de Farmacia. UCV. Post Doc Educación, Sociedad y Ambiente. IPCUPEL. Coordinadora del Programa de Maestría en Educación Ambiental. Miembro activo del CICNAT y del NIEDAMB. Autora de artículos, en revistas nacionales e internacionales. PEII A-2. Catalina Betancourt Díaz. Profesora en Ciencias Naturales, Mención: Química, UPEL - IPC. Magíster en Educación, Mención Enseñanza de la Química, UPEL–IPC. Doctora en Educación, UPEL – IPC. Coordinadora de la Maestría Enseñanza de la Química. Jefa de la Cátedra de Química General UPEL-IPC. Coordinadora del Laboratorio Educación en Química adscrito al CICNAT. Autora de artículos en el área de enseñanza de la química, en revistas nacionales. Investigadora PEII nivel C. Emildo Marcano. Profesor de Química UPEL – IPC, Doctor en Ciencias Básicas, Mención Química de la UCV. Coordinador de los Laboratorios de Química Básica y Aplicada y Química Computacional, adscritos al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Autor de artículos en el área de Química Computacional, en revistas nacionales e internacionales.

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 Hégira Ramírez Padilla. Profesora en la Especialidad de Química, UPEL - IPC. Estudiante del Doctorado en Química de Medicamentos UCV. Investigador activo del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de Investigación: Síntesis Orgánica. Hernán López. Profesor en la especialidad de Química UPEL IPC. Investigador Invitado del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de Investigación: Análisis Químico. Ismael Oropeza. Técnico Superior Universitario. Egresado de IUT. Dr., Federico Rivero Palacios. Profesor en la Especialidad de Química. UPEL – IPC. Investigador activo del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de Investigación: Análisis Químico. Jaime Charris. Farmacéutico graduado en la USM. Doctor en Química de Medicamentos graduado en la UCV. Actualmente Profesor y Director de la Facultad de Farmacia de la UCV. Investigador Invitado del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Autor de artículos en el área de Química de medicamentos, en revistas nacionales e internacionales. Johana Alayón. Profesora de Química. Instituto Pedagógico de Caracas. Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Investigadora Invitada del Laboratorio de Química Computacional, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de Investigación: Química Teórica y Computacional

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 José Gregorio Cisneros. Profesor de Química. Instituto Pedagógico de Caracas. Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Investigador Invitado del Laboratorio de Química Computacional, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de Investigación: Química Teórica y Computacional José N. Domínguez. Profesor Titular. Facultad de Farmacia, Universidad Central de Venezuela. Lic. Química. Universidad Iberoamericana. MéxicoDF; MSc Colorado State University, USA. PhD Imperial College of Science and Technology, London University. UK. Post Doc. Stanford University, Harvard University, University of California. San Francisco, USA. Asesor Químico de Patentes. Autor de artículos en el área de Química de Medicamentos, en revistas nacionales e internacionales. Julia L. Flores E. Licenciada en Ciencias (Botánica). Profesora de Química y Ciencias Generales, Magister en Educación Mención Enseñanza de la Química, Doctorado Internacional en Enseñanza de las Ciencias. Jefatura o coordinación: Cátedra de Bioquímica, Servicio de Centralización Académica, Maestría en Educación Mención Enseñanza de la Química, Estudios de Postgrado No Conducentes a Grado Académico, Estudios de Postgrado, Programa Nacional de Doctorado UPEL. Investigadora PEII, nivel B; tutora en pregrado-postgrado; artículos y textos escolares publicados. Liliana Murillo. Profesora de Química, UPEL - IPC. Estudiante de Doctorado en Química, USB. Miembro activo del Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Investigadora PEII nivel A1. Autor de artículos de investigación a nivel nacional. Áreas de investigación: análisis químico, desarrollo de nuevos métodos analíticos en la determinación de metales pesados. Lisney Mendoza. Profesora de Química. Instituto Pedagógico de Caracas. Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Investigadora Invitada del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de Investigación: Síntesis Orgánica. Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 Margarita González. Profesora en Ciencias Naturales, mención Química (UPEL-IPC), Magíster en Educación, mención Enseñanza de la Química (UPEL-IPC), Magíster Scientiarum, mención Química (UCV). Investigadora del Laboratorio Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Autora de libros y artículos en el área de la enseñanza de la Química. María Elena González Romero. Profesora de Química y Ciencia General UPEL - IPC. Master of Science in Chemistry: University of Colorado. USA. Investigadora Invitada del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Autora de artículos nacionales e internacionales en la enseñanza de la Química. Marine Rosario. Profesora de Química. Egresada de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador- Instituto Pedagógico de Caracas. Ejerce como Docente en Química en el Liceo Miguel Antonio Caro. Investigadora Invitada del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de investigación: Química de los alimentos. Maryorie A. Delgado R. Profesora de Química. UPEL - IPC. Magister Scientiarum en Ciencia y Tecnología de los alimentos. UCV. Estudiante Doctorado de Educación UPEL - IPC. Investigadora activa del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Investigadora acreditada en el PEII nivel A-1. Autora de artículos de revisas nacionales. Área de investigación: Enseñanza de las Ciencias y Tecnología de los alimentos. Paola Petillo Flores. Profesora de Química UPEL - IPC, Especialista en Gerencia de los procesos educacionales UNESR, Magister de Ciencia y tecnología Química, Universidad de Milán - Bicocca, Italia. Investigadora en la compañía Teva - Milán. Investigadora Invitada del Laboratorio de 189

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Rafael Pujol Michelena. Profesor de Química y Ciencia General. Instituto Pedagógico de Caracas (1975). Magister en Ciencias en la especialidad de Química Orgánica. Universidad de Oklahoma. USA (1981). Profesor titular (Jubilado) del Departamento de Biología y Química de la UPEL-IPC. Autor de artículos en enseñanza y aprendizaje de la Química en revistas nacionales e internacionales. Reynaldo Chang. Estudiante de Filosofía. UCAB – ITR. Actualmente residenciado en Hong Kong como prenovicio de la Orden De Predicadores. Traductor y orador bilingüe por Oxford International Center. Noveno semestre de profesor de química, UPEL – IPC. Investigador Invitado del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Sindy Sandoval. Profesora de Química. Instituto Pedagógico de Caracas. Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Investigadora Invitada del Laboratorio de Química Básica y Aplicada, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Área de investigación análisis químico. Tulio Villorín. Profesor de Química UPEL - IPC. Estudiante de la Maestría en Educación, mención Enseñanza de la Química UPEL - IPC. Investigador activo de los Laboratorio de Química Básica y Aplicada y Educación en Química, adscrito al Centro de Investigaciones en Ciencias Naturales “Dr. Manuel Ángel González Sponga” (CICNAT). Áreas de investigación análisis químico y didáctica de las ciencias. Yanetti Contreras. Profesora de Ciencias Naturales mención Química, UPEL-IPC. Maestría en Ciencias y Tecnología de Alimentos (UCV). Cursante del Doctorado en Educación Ambiental (UPEL-IPC). Investigador acreditado PEII. Miembro activo del CICNAT y del NIEDAMB. Autora de Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017

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Revista de Investigación Nº 90 Vol. 41 Enero-Abril, 2017 artículos, en revistas nacionales. Área de investigación: enseñanza de las Ciencias y la Tecnología de los Alimentos. Ysbelia Sánchez. Profesora de Biología (UPEL). Doctora en Ciencias, mención Botánica (UCV). Profesora de Pregrado y Postgrado en la UPEL-IPC. Curadora del Herbario Francisco Tamayo (HFT-UPEL-IPC). Coordinadora del Centro de Investigación en Ciencias Naturales (CICNATUPEL-IPC). Autora de artículos en revistas nacionales e internacionales. Investigadora PEII nivel B.

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