Tesis / 0022 / I.AG.

EVALUACIÓN DEL POTENCIAL AGROINDUSTRIAL DEL PERICARPIO Y SEMILLA DEL MANGOSTINO (Garcinia mangostana L.)

PAULA ANDREA LEÓN PERAZA

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA PROGRAMA INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL BOGOTÁ 2016

EVALUACIÓN DEL POTENCIAL AGROINDUSTRIAL DEL PERICARPIO Y SEMILLA DEL MANGOSTINO (Garcinia mangostana L.)

PAULA ANDREA LEÓN PERAZA

TRABAJO DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL

DIRECTOR DIEVIS SUÁREZ RIVERO INGENIERO AGRÓNOMO MÁSTER EN BIOLOGÍA VEGETAL

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA PROGRAMA INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL BOGOTÁ 2016

Nota de aceptaciรณn:

Firma del presidente del jurado

Firma del Jurado

Firma del Jurado

Bogotรก, D.C. __ de __________________ de 2016

AGRADECIMIENTOS A ti señor Dios, entidad suprema del universo, mi luz y guía en el camino, te agradezco por haberme otorgado este destino y la culminación de este proyecto.

Al Ingeniero Deivis Suárez Rivero, profesional de gran talante, cultor de la educación práctica, técnica y competente. Su guía despertó mi curiosidad científica para desarrollar este proyecto; forjador de profesionales idóneos y de individuos ávidos de conocimiento y progreso. Agradezco su paciencia, constancia, tenacidad e interés en mi formación como Ingeniera Agroindustrial; sus conocimientos, gran tesoro que me llevo y plasmo en este proyecto.

A Ingeniero Mauricio Sierra, por compartir su sapiencia y brindarme herramientas

para enfocar mi experiencia científica y profesional hacía el

desarrollo de este proyecto. Un gran apoyo indispensable de conocimiento investigativo y práctico fue su participación dentro del desarrollo del proyecto.

A la Fundación Universitaria Agraria de Colombia, especialmente a la Facultad de Ingeniería y su programa de Ingeniería Agroindustrial, por la directriz y la orientación que me brindaron durante toda mi proceso de formación educativa; a su personal docente, verdaderos guías y forjadores de excelentes profesionales, líderes pero ante todo grandes seres humanos que con sus conocimientos harán un mundo mejor.

Al Tecnoparque SENA, múltiples agradecimientos y a sus gestores Ahudrey Leal y William Pineda, quienes aportaron a mi proyecto orientación de gran valor y acompañamiento convirtiéndose en un pilar importante para lograr la culminación del presente proyecto.

Gracias a todos nuestros campesinos colombianos ya que con su esfuerzo y sudor, cultivan día a día el campo y producen esta exótica fruta llamada Mangostino.

DEDICATORIA

A Dios todopoderoso, por permitirme culminar con éxito este proyecto y por esparcir sus bendiciones todos los días de mi vida sobre mí.

A mi madre, con su abnegado y dulce amor ha llenado mi vida en los momentos felices, de reflexión y de tristeza. Un ser único y especial, que siempre ha acompañado mis días a su lado con una sonrisa

y un sabio

consejo. Es un inmenso privilegio poder ser su hija.

A mi padre, un hombre noble y amoroso progenitor. Quién me ha enseñado con ilusión a soñar; y a través de mis años ha intentado guiarme para que no me equivoque en el camino. Agradezco su infinito amor y paciencia.

Agradezco a mis padres por mi formación personal y por brindarme tanto amor.

Siempre han sido mi apoyo incondicional y quienes han creído en mí aun cuando se han presentado dificultades. Siempre me han reconfortado para seguir adelante.

Gracias por ser quienes me inspiraron a perseguir los sueños que un día decidí que quería alcanzar, y que sin duda me han ayudado a convertirme en la mujer que soy ahora. Fueron ustedes quienes me impulsaron a ir más allá de mis límites.

A mis abuelitos, quienes con su amor y sabiduría me han aportado experiencias y consejos que diariamente he puesto en práctica.

“Una vez hayas probado el vuelo siempre caminarás por la Tierra con la vista mirando al cielo, porque ya has estado allí y allí siempre desearás volver”.

– Leonardo Da Vinci-.

RESUMEN

Estudios científicos han demostrado que los métodos de extracción de materias primas vegerales en solución pueden afectar negativamente la capacidad antioxidante de las mismas. Por otra parte, el estudio del uso potencial de los residuos (pericarpio y semilla) garantiza la generación de valor agregado a las cadenas productivas y con ello una significativa disminución de emisión de estos a vertederos. Esta investigación evaluó las características fitoquímicas (pH, flavonoides, taninos, carotenoides, antraquinonas, chalconas, auronas, saponinas y cardiotónicos) y la capacidad antioxidante del pericarpio y semillas de frutos de Garcinia mangostana L. con el empleo de tres métodos de extracción (Soxhlet, hidrodestilación y arrastre por vapor). En la determinación del índice de peróxido se emplearon como patrones de comparación una muestra de aceite comercial de soya y otra de Butilhidroxitolueno (BHT) que corresponde a un antioxidante de origen sintético. En el pericarpio de G. mangostana L., los métodos de extracción soxhlet y arrastre de vapor mostraron valores relevantes en sus diferentes concentraciones, denotando un efecto antioxidante en el aceite de soya. Para la semilla, el método arrastre de vapor muestra valores de manera creciente junto a la concentración.

Palabras Claves: Pericarpio, semilla, índice de peróxidos, valor agregado

ABSTRACT

Scientific studies have shown that the methods of extraction of solutions derived from plant raw materials may adversely affect plant´s antioxidant capacity. Moreover, the study of the potential use of plant residues (pericarp and seed) ensures the generation of value-added to productive chains and, thus, a significant reduction in emissions of these to landfills. This research evaluated the phytochemical characteristics

(pH, flavonoids, tannins,

carotenoids, anthraquinones, chalcones, aurones, saponins and cardiotonics) and the antioxidant capacity of epicarp and seeds of Garcinia mangostana L. fruit with the use of three extraction methods (Soxhlet, hydrodistillation and steam stripping). In the determination of peroxid as standards of comparison, samples of commercial soybean oil and Butylated hydroxytoluene (BHT), a synthetic origin antioxidant, were employed. In the pericarp of G. mangostana L. fruit, the soxhlet extraction and steam stripping showed significant values at different concentrations, denoting an antioxidant effect on soybean oil. For seed, the vapor stripping method, higher values were found in the antioxidant activity in the most concentrated solutions.

Keywords: Pericarp, seed, peroxide, added value

TABLA DE CONTENIDO Pág.

INTRODUCCIÓN

3

I. MARCO TEÓRICO

6

1.1. GENERALIDADES DE LA Garcinia mangostana L.

6

1.1.1. Origen y distribución

6

1.1.2. Clasificación taxonómica

7

1.1.3. Descripción botánica

8

1.2. Antioxidantes

11

1.2.1. Generalidades de los Antioxidantes

11

1.2.2. Clasificación de los antioxidantes

12

1.2.3. Mecanismos de actuación

14

1.2.4. Tipos de antioxidantes

15

1.2.5. Sistemas antioxidantes endógenos no enzimáticos

17

1.2.5.1. Vitamina E

17

1.2.5.2. Carotenoides

18

1.2.5.3. Vitamina C

18

1.2.6. Sistemas antioxidantes endógenos enzimáticos

19

1.2.6.1. Superóxido dismutasa

19

1.2.6.2. Catalasa

19

1.2.6.3. Glutatión peroxidasa

20

1.2.6.4. Glutatión reductasa

20

1.2.6.5. Glutatión

20

1.2.6.6. Coenzima Q10 (Ubiquinona)

21

1.2.6.7. Ácido tióctico

21

1.2.6.8. Ácido úrico

21

1.2.6.9. Bilirrubina

22

1.2.6.10. Tiorredoxina

22

Pág.

1.2.3. Métodos de extracción de antioxidantes

22

1.2.3.1. Extracción sólido- líquido Soxhlet

22

1.2.3.2. Extracción por Hidrodestilación

23

1.2.3.3. Arrastre de vapor

23

1.2.4. Métodos analíticos para determinación antioxidante

23

II. METODOLOGÍA

25

2.1. Lugar de ejecución del proyecto

25

2.2. Descripción del material vegetal a utilizar

26

2.3. Adecuación de la materia prima y obtención de la solución

27

2.3.1. Adecuación y desinfección de la materia prima.

27

2.3.2. Obtención de la Solución

28

2.4. Caracterización fitoquímica de las soluciones obtenidas

29

2.4.1. pH

29

2.4.2. Flavonoides

29

2.4.2.1 Prueba de Shinoda

29

2.4.2.2. Prueba de Rosenhein

29

2.4.2.3. Prueba para leucoanticianidinas

29

2.4.3. Taninos

30

2.4.3.1. Prueba con cloruro férrico

30

2.4.3.2. Prueba con acetato de Plomo

30

2.4.3.4. Prueba flavonas, flavonoles, chalconas y auronas

30

2.4.4. Isoprenoides

30

2.4.4.1. Prueba reacción de reconocimiento

30

2.4.5. Quinonas

30

2.4.5.1. Prueba comportamiento ante ácido y un donador de

30

electrones 2.4.6. Saponinas

31

2.4.6.1. Prueba reacción de la espuma

31

2.5. Caracterización de la actividad antioxidante de las soluciones

31

obtenidas

Pág.

2.6. Diseño experimental

32

2.7. Variables

33

2.8. Tratamientos

34

2.9. Análisis estadístico

34

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

35

3.1. Evaluación de la influencia del método de extracción respecto

35

al rendimiento en extracto obtenido del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L. 3.2. Análisis de las características fitoquímicas de las soluciones

37

obtenidas del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L. 3.2.1 pH

37

3.2.2. Flavonoides

38

3.2.3. Taninos

41

3.2.4. Carotenoides

42

3.2.5. Antraquinonas

43

3.2.6. Chalconas y auronas

44

3.2.7. Saponinas y Cardiotónicos

45

3.3. Evaluación de la actividad antioxidante de los extractos

46

obtenidos del pericarpo y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L. según el método de extracción.

IV. CONCLUSIONES

51

V. RECOMENDACIONES

52

VI. BIBLIOGRAFÍA

54

ANEXO

62

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1.

Taxonomía Garcinia mangostana L.

7

Tabla 2.

Antioxidantes enzimáticos

13

Tabla 3.

Antioxidantes no enzimáticos

13

Tabla 4.

Antioxidantes aislados de hierbas y especias

15

Tabla 5.

Criterio de selección del fruto del Mangostino según caracteres

26

de tabla de índice de madurez para Malasia Tabla 6.

Peso de la muestra problema en función del índice de peróxido

31

que se supone Tabla 7.

Interacción entre los factores y sus niveles dentro del diseño

33

experimental Tabla 8.

Tipo

de

interacción

presentada

entre

los

diferentes

36

los

diferentes

38

Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la

39

tratamientos para la variable rendimiento Tabla 9.

Tipo

de

interacción

presentada

entre

tratamientos para la variable pH Tabla 10.

identificación de flavonoides presentes en el pericarpio y semilla Tabla 11.

Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la

41

identificación de taninos presentes en el pericarpio y semilla Tabla 12.

Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la

43

identificación de carotenoides presentes en el pericarpio y semilla Tabla 13.

Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la identificación de antraquinonas presentes en el pericarpio y semilla

44

Pág.

Tabla 14.

Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la

45

identificación de chalconas y auronas presentes en el pericarpio y semilla Tabla 15.

Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la identificación de saponinas y cardiotónicos presentes en el pericarpio y semilla

46

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1.

Mangostino: El árbol

8

Figura 2.

Flor Mangostino

9

Figura 3.

Fruto de Mangostino

10

Figura 4.

Lugares de actuación de los aditivos antioxidantes en el

11

mecanismo de la oxidación lipídica Figura 5.

Estructura química Vitamina E - Tocoferol

17

Figura 6.

Estructura química Vitamina C

19

Figura 7.

Ubicación georeferencial UNIAGRARIA

25

Figura 8.

Ubicación georeferencial TECNOPARQUE SENA

25

Figura 9.

Adecuación y desinfección de la materia prima

27

Figura 10.

Extracción mediante los métodos Soxhlet, hidrodestilación

28

y arrastre de vapor para la obtención de la solución Figura 11.

Comportamiento del rendimiento en solución según el

35

método de extracción (análisis estadístico realizado con un nivel de significancia del 95%) Figura 12.

Comportamiento del pH en solución según el método de

37

extracción (análisis estadístico realizado con un nivel de significancia del 95%) Figura 13.

Actividad antioxidante del pericarpio de G. mangostana L.,

47

por método de extracción Soxhlet Figura 14.

Actividad antioxidante de la semilla de G. mangostana L., por método de extracción Soxhlet

49

ร NDICE DE ANEXO Pรกg.

Anexo 1.

Lista de convenciones usadas en grรกficos y tablas.

62

INTRODUCCIÓN

Colombia es un país que se destaca por su riqueza en biodiversidad (SIB, 2016), lo que en el presente ha permitido desarrollar la industria de ingredientes naturales y ser parte del auge del biocomercio mundial, presentándose como una oportunidad de crecimiento económico del sector agroindustrial y como valor agregado de industrias alimentarias, farmaceúticas, cosméticas, entre otras.

Según (Zamora, 2007) los antioxidantes son sustancias químicas que se caracterizan por impedir o retrasar la oxidación de diversas sustancias principalmente de los ácidos grasos cuyas reacciones se producen tanto en los alimentos como en el organismo humano, en el cual puede provocar alteraciones

fisiológicas

importantes

desencadenantes

de

diversas

enfermedades; y de acuerdo a lo expuesto por la Organización Mundial de la Salud la baja ingesta de frutas y verduras que contienen antioxidantes ocasiona 1,7 millones de muertes anuales (OMS, 2010).

Colombia se destaca como el noveno proveedor de frutas exóticas en el mundo (PROCOLOMBIA, 2010) y se perfila con un alto potencial agroindustrial dentro del mercado; una de las especies de interés que en nuestro país se cultiva es el Mangostino (Garcinia mangostana L.), al que tradicionalmente se le atribuyen propiedades antialérgicas, anti-inflamatorias, antibacterianas y antifúngicas (Pedraza et. al. 2008). Su madera resistente es utilizada en ebanistería y como material de construcción, el látex de color amarillo proveniente del pericarpio es empleado en el curtido y teñido del cuero; además de otras aplicaciones

medicinales. Principalmente se comercializa

como fruto fresco en bebidas y conservas.

3

Es así como el biocomercio se ha convertido en un incentivo de mercado para conservar la biodiversidad, usarla y comercializarla de manera sostenible (Rodríguez y Chaúx, 2014); además de convertirse en esta presente oportunidad en una alternativa para reemplazar los compuestos sintéticos inhibidores de la oxidación, aumentando la productividad sostenible del fruto mangostino, y de las industrias correlacionadas.

Los compuestos fitoquímicos y antioxidantes que se encuentran en las plantas, cumplen

en

nuestra especie importantes funciones

de

protección y

estabilización frente a las especies activas de oxígeno (Youdim y Joseph, 2001). Asimismo Benavides et. al. (2009), afirma que los antioxidantes se han clasificado como agentes alimentarios que inhiben la carcinogénesis (quimiopreventivos) y como sustancias que tienen la capacidad de modular favorablemente

el

metabolismo

y

prevenir

algunas

enfermedades

(fitoquímicos), de acuerdo al modo de acción en la salud humana.

Enunciando las necesidades latentes de compuestos benéficos de origen natural y el potencial del biocomercio en Colombia, la presente investigación propone dar respuesta al posterior problema científico:

¿Qué influencia ejercen el método de extracción de las soluciones a partir del pericarpio y la semilla de Garcinia mangostana L., sobre la capacidad antioxidante y caracterización fitoquímica de los extractos?

Para brindar una respuesta a este problema científico, el objetivo general a desarrollar en esta investigación es: Determinar el potencial agroindustrial del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L.

4

Para ello se plantean los siguientes objetivos específicos:  Evaluar la influencia del método de extracción respecto al rendimiento en extracto obtenido del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L.  Analizar las características fitoquímicas de las soluciones obtenidas del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L.  Evaluar el índice de peróxido de los extractos obtenidos del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L. según el método de extracción.

5

I. MARCO TEÓRICO 1.1. Generalidades de la Garcinia mangostana L. Restrepo (2015) afirma que el mangostino o mangostán, también conocido como Jobo de la India (Garcinia mangostana L.), es un árbol tropical originario de Indonesia, Sudeste Asiático, más exactamente de las Islas Java y Sumatra.

Es conocida en el mundo como la Reina de las Frutas. “Cuenta la leyenda que hacia el siglo XIX la Reina Victoria de Inglaterra ofreció el reconocimiento de Sir. o Caballero a cualquier súbdito que pudiera llevarle un mangostino fresco y en perfecto estado” (Xango, 2015).

Debido a la precariedad en infraestructura, las grandes distancias desde las regiones de producción imposibilitaban a los comerciantes a transportar la fruta en óptimas condiciones. Sin embargo, “la exhaustiva búsqueda de la Reina por consumir la fruta le otorgó el título de la Reina de las Frutas al no tener un semejante igual” (Natturale, 2015).

1.1.1. Origen y Distribución El mangostino se originó en archipiélago Malayo o en las Islas menores de la Sonda. Algunas formas silvestres se ven en Malasia, Birmania, Tailandia, Molucas, Camboya y Vietnam (Radha y Mathew, 2007).

Según Orduz y Rangel (2002) el mangostino es una especie clásica de los trópicos cálidos húmedos donde se cultiva desde el nivel del mar hasta los 500 m de altitud. Es un cultivo muy exigente en humedad (2300 mm) y esta debe ser bien distribuida; lo mismo que la temperatura (28-30ºC). Exige suelos profundos y sueltos con abundante materia orgánica; el nivel freático debe estar por lo menos a dos metros de profundidad. El pH debe estar entre 5.06.5. Crece bien en áreas lluviosas, calurosas, húmedas y no estacionales. El

6

árbol no se adapta a suelos calcáreos ni a suelos aluviales arenosos con bajo contenido de materia orgánica.

El género fue nombrado por Linneo para Laurent Garcin (1683-1757), un botánico suizo con la compañía de las Indias holandesas, que había publicado la primera descripción de mangostino (Corner, 1988) (Osman, M., Milán, A., 2006).

1.1.2. Clasificación taxonómica De acuerdo con Bailey (1946), Yaacob y Tindall (1995) y León y Poveda (2000), el mangostino es una especie polígama que se cultiva por sus frutos comestibles. En el fruto y en la corteza produce una resina de color amarillento que se puede utilizar como un pigmento para obras artísticas y en la medicina popular.

Tabla 1. Taxonomía Garcinia mangostana L. Nombre Científico

Garcinia mangostana

Reino

Plantae (Phytae)

Phylum

Magnoliophita

Clase

Magnoliopsida (Magnoliatae)

Orden

Theales

Familia

Clusiaceae

Género

Garcinia

Epíteto específico

mangostana

Autor Epíteto

L.

específico Fuente: El autor

7

El mangostino es un árbol de hoja perenne de altura pequeña o mediana, de 625 m, con un tronco recto, ramificado de forma simétrica para formar una corona cónica. Las hojas son opuestas, enteras y cuspidado en el ápice, oblongo-elípticas, poco pecioladas (1-2 cm) y el par apical de las hojas en un área de las ramas juntando para ocultar la yema terminal. Hojas (15-) 19-23 (25) cm de largo y (4-5-) 7-10 (-13) cm de ancho, brillante y coriáceas, de color verde oscuro, verde raramente amarilla, glabra arriba, de color verde pálido o amarillo opaco verde debajo. Las venas centrales y laterales de las hojas son de color más pálido que la lámina y evidentes a la vista. árboles que dan flores masculinas son desconocidos: Richards (1990) afirma que esto debe haber sido la flor de una especie relacionada.

1.1.3. Descripción botánica De acuerdo a estudios realizados por Orduz y Rangel (2002), El mangostino es un árbol de hasta 15 m de altura; se caracteriza porque la copa es compacta y de forma cónica.

Las hojas son simples y opuestas, con pecíolos largos (12-25 cm) y 7-13 de ancho, de textura coriácea y verde oscura, la vena central sobresale y tiene numerosas nervaduras secundarias.

Figura 1. Mangostino: El árbol

Fuente: Bligoo. Recuperado de: http://mamberry.bligoo.es/tag/mangostan

8

Tiene flores masculinas y femeninas y hermafroditas, pero las que producen frutos son las femeninas que son partenocárpicas. Las flores se localizan en las puntas de las ramas pequeñas y tienen cuatro sépalos gruesos y coriáceos, cuatro pétalos amplios y amarillentos, ovario supero globular, de cuatro a ocho lóbulos, cada uno con una semilla apomíctica.

Las flores estaminadas salen en grupos de tres a nueve, en pedicelos largos, y tienen cuatro sépalos y cuatro pétalos; los estambres muy numerosos aparecen en cuatro grupos y al centro hay un pistilo estéril. Las flores pistiladas aparecen solitarias en las ramillas, en pedicelos cortos, gruesos y angulosos, de unos dos centímetros de largo. Los cuatro sépalos están arreglados en dos series; los dos externos son más grandes, de dos centímetros de largo, verdes o amarillentos y cubren a los dos internos más cortos y rojizos. Los pétalos son gruesos, obovados, de dos a tres centímetros de largo, amarillo verdosos con los bordes rojizos (León, 1987).

Figura 2. Flor mangostino

Fuente:

Sabelotodo.org.

Recuperado

de:

http://www.sabelotodo.org/agricultura/frutales/mangostan.html

El fruto es una baya globular indehiscente; en la base del fruto permanecen lo lóbulos del cáliz y en la parte distal persisten los restos de los estambres. El fruto es redondo de 4 a 7 cm de diámetro y de color púrpura; tiene un pericarpio suave y grueso con una resina amarilla. Además está compuesto por

9

segmentos (4 a 8) parecidos a los de la mandarina y fáciles de separar; cada uno de éstos es carnoso y de color agradable, de consistencia suave, cubierto por una capa fibrosa. Cada fruta tiene de una a dos semillas (Orduz y Rangel, 2002).

El fruto es una baya aplanada que tiene en la base los cuatro sépalos y en el ápice el estigma dividido en varios lobos en forma de estrella. El color externo varía de rojo a púrpura y el diámetro entre tres y siete centímetros. Al cortar transversalmente el fruto aparece primero el pericarpio, rosado y duro, con canales laticíferos que exudan un líquido amarillo. El centro de la fruta está dividido en gajos blancos y brillantes, cada uno encerrando una semilla. Es esta pulpa o arilo, de un sabor sui generesis, agridulce y aromático, lo que constituye la parte comestible. Por lo común en un fruto hay de dos a tres semillas, no originadas de fertilización normal ya que todos los árboles en cultivo son pistilados, sino del desarrollo apomíctico de embriones situados en las paredes de los carpelos (León, 1987).

Figura 3. Fruto de mangostino

Fuente: Revista el agro. Colombia: Primera empresa productora de mangostino certificada con Global Gap. (2013). Recuperado de: http://www.revistaelagro.com/2012/11/30/colombiaprimera-empresa-productora-de-mangostino-certificada-con-global-gap/

10

1.2. ANTIOXIDANTES 1.2.1. Generalidades de los Antioxidantes De acuerdo a Iglesias (2009), y según trabajos presentados por Halliwell y Gutteridge (2015), una sustancia antioxidante es “aquella que, cuando está presente a bajas concentraciones en comparación con el sustrato susceptible a la oxidación sobre el que actúa, produce un retardo significativo o previene la oxidación de ese sustrato”. Los antioxidantes son moléculas de tipo orgánico, que pueden actuar mediante diversos mecanismos inhibiendo el progreso de la oxidación lipídica en cualquiera de las etapas que constituyen esta reacción o interactuando con los diversos antioxidantes endógenos impidiendo su consumo durante el desarrollo de la oxidación.

Figura 4. Lugares de actuación de los aditivos antioxidantes en el mecanismo de la oxidación lipídica

Fuente: (Iglesias, 2009) En varias investigaciones realizadas por López et. al., durante el año 2012 concluyen que: 

Los antioxidantes son un conjunto de compuestos químicos o productos biológicos que contrarrestan de una manera directa o indirecta los

11

efectos nocivos de los radicales libres u oxidantes, tales como oxidación a lípidos, proteínas, y ácidos nucleicos, alterando las funciones celulares. Se han clasificado en dos principales sistemas, el sistema enzimático y no enzimático. Cuando estos sistemas antioxidantes fracasan se produce un exceso de radicales libres. 

El sistema de antioxidantes no enzimático o exógeno está determinado por una serie de compuestos llamados depuradores de radicales libres, los cuales intervienen logrando retrasar la producción y acción de los radicales libres. Algunos antioxidantes no enzimáticos de las células son el

glutatión,

ácido

lipoico,

la

bilirrubina,

las

ubiquinonas,

los

bioflavonoides, la vitamina E (alfa tocoferol), la vitamina C (ácido ascórbico), la vitamina A, los carotenoides, acetil-L- carnitina, coenzima Q10, curcumina, N-acetil-cisteína (NAC), resveratrol, selenio, vitamina B; mientras que los minerales selenio, cobre, zinc y magnesio forman parte de la estructura molecular de algunas de las enzimas antioxidantes. La vitamina C y E, los carotenoides, el selenio y flavonoides son las moléculas químicas antioxidantes más conocidas. 

El sistema de defensa correspondiente a las enzimas antioxidantes o endógenas incluye a enzimas como superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatión peróxidasa (GSH-PX), tiorredoxina reductasa y glutatión reductasa. La superóxido dismutasa es una metaloenzima ampliamente encontrada en células procariontes y eucariontes, que permite la dismutación del ión superóxido en peróxido de hidrógeno y cuya acumulación se evita por el sistema de catalasa/glutatión peroxidasa, transformándolo en oxígeno no molecular, agua y glutatión oxidado.

1.2.2. Clasificación de los antioxidantes Los antioxidantes se han clasificado en dos sistemas principales: enzimático y no enzimático. Cuando estos dos sistemas fracasan se produce un exceso de

12

radicales libres. (López, et. al, 2012). Algunos ejemplos de estos antioxidantes, se observan en las tablas 2 y 3: Tabla 2. Antioxidantes Enzimáticos.

Antioxidante

Ubicación celular

Función fisiológica

Citoplasma (SOD-1) Superóxido Mitocondria (SOD-2)

Dismutación de radicales superóxido

Dismutasa Extracelular (SOD-3)

Glutatión peroxidasa

Catalasa

Citoplasma y mitocondria

Elimina el peróxido de hidrógeno y los hidroperóxidos orgánicos

Citoplasma y

Elimina el peróxido de

mitocondria

hidrógeno

Fuente (López et. al. 2012)

Tabla 3. Antioxidantes No Enzimáticos.

Antioxidante Vitamina E

Función fisiológica Capta los radicales libres en membrana evitando la lipoperoxidación

Vitamina C

Efecto eliminador de radicales y recicla la vitamina E. Ambas vitaminas C y E trabajan como antioxidantes

Glutatión

Tiene varios efectos en la defensa antioxidante celular

Ácido lipoico

Antioxidante eficaz y sustituto eficaz del glutatión

Carotenoides

Antioxidante de lípidos

Ubiquinonas CoQ10

Efectos de gran utilidad como antioxidantes Fuente (López, et. al. 2012)

13

1.2.3. Mecanismos de actuación Conforme a Iglesias (2009): a) Inhibidores de las reacciones que implican la formación de radicales libres: son los llamados “antioxidantes preventivos”. Entre los más importantes destacan los que son capaces de evitar la descomposición de los hidroperóxidos formados en la etapa de iniciación. b) Antioxidantes que inhiben o interrumpen el mecanismo de autooxidación en

la

etapa

de

propagación,

también

llamados

“verdaderos

antioxidantes”. c) Sustancias que inhiben la activación de la oxidación lipídica promovida por la luz desactivando moléculas excitadas como el oxígeno singlete.

Son las llamadas “quencher” y normalmente son del grupo de los carotenos. d) Sustancias que actúan de forma sinérgica con los “verdaderos antioxidantes”. Pueden ser sustancias que no poseen gran actividad antioxidante por si solas pero que potencian la actividad de otros antioxidantes, tanto aditivos como endógenos. El ejemplo más claro de este tipo de compuestos es el ácido cítrico. e) Agentes reductores como los tioles, que son capaces de convertir hidroperóxidos lipídicos en compuestos más estables mediante un mecanismo no radicalario. f) Los agentes quelatantes convierten los metales prooxidantes como el Fe o el Cu en productos estables evitando el efecto catalítico de los mismos. La quercetina y los taninos son ejemplos de agentes quelatantes eficientes. g) Inhibidores de enzimas prooxidantes como las lipoxigenasas.

14

1.2.4. Tipos de antioxidantes Según Iglesias, J. (2009) los antioxidantes pueden clasificarse en: 

Sintéticos: Los antioxidantes sintéticos más importantes o más utilizados como aditivos en alimentos son el butilhidroxianisol (BHA), butilhidroxitolueno (BHT), el propilgalato (PG) y el palmitato de ascorbilo.

Otros como la terbutilhidroquinona (TBHQ) pueden utilizarse en Estados Unidos pero no en Europa.

Los antioxidantes sintéticos son ampliamente utilizados en a industria de los alimentos. BHA y BHT son muy efectivos en grasas animales y menos en las grasas y aceites vegetales.

Si bien los antioxidantes sintéticos son altamente efectivos y económicos, durante los últimos años su empleo está siendo cuestionado por sus posibles efectos adversos sobre la salud. Existen estudios que demuestran los efectos carcinogénicos de estas sustancias en animales (Botterweck, et al. 2000).



Naturales: El término alude a aquellas sustancias, con propiedades antioxidantes, que se presentan o pueden ser extraídas de los tejidos de las plantas y los animales (Pokorny y Yanishlieva, 2005). Debido a la mala imagen adquirida y al rechazo por parte del consumidor de los antioxidantes sintéticos, la utilización de antioxidantes naturales como aditivos alimentarios ha adquirido un gran interés en los últimos años.

Tabla 4. Antioxidantes aislados de hierbas y especias.

Especie/

Nombre

Hierba

Científico

Romero

Compuestos antioxidantes

Modo de acción

Rosemarinus

Carnosol,

officinalis

rosmanol,

rosmadial, radicales

diterpenos

(epirosmanol, superóxido,

15

ácido

carnósico, Elimina

los

Especie/

Nombre

Hierba

Científico

Compuestos antioxidantes

Modo de acción

isorosmanol,

rosmaridifenol, antioxidante

rosmariquinona,

ácido de lípidos y

rosmarínico)

quelante

de

metales.

Salvia

Salvia

Carnosol,

officinalis L.

rosmanol, rosmadial, ésteres de radicales metílicos

ácido y

carnósico, Eliminador

etílicos

de libres

carnosol, ácido rosmarínico.

Orégano

ácido Eliminador

Origanum

Ácido

rosmarínico,

vulgaris L.

cafeico, ácido protocatéquico, de radicales libres

2-caffeoyloxy-3-[2-(4hidroxibencil) ácido

-4,5-dihidroxi] fenilpropanoico;

flavonoides

–

eriodictiol,

apigen,

dihydroquercetin,

dihydrokaempherol, carvacrol, timol.

Tomillo

Thymus

Timol, carvacrol, ρ- Cumeno- Eliminador

vulgaris L.

2,3

diol,

ácidos

fenólicos de radicales

(ácido gálico, ácido cafeico, libres ácido rosmarínico) diterpenos fenólicos, flavonoides.

Jengibre

Zingiber

Gingerol, Shogaol, Zingerona.

officinale L.

Eliminador de radicales libres

Cúrcuma

Curcuma

Curcuminas,

domestica L.

hidroxicinamoil) metano.

(4- Eliminador de radicales libres

16

Especie/

Nombre

Compuestos antioxidantes

Hierba

Científico

Modo de acción

Pimienta

Piper nigrum Kaempferol,

negra

L.

Ramnetina, Eliminador

Quercetina.

de radicales libres

Ají Picante

Capsaicina, Capsaicinol.

Capsicum

Eliminador

frutescence

de radicales

L.

libres (Fuente: Embuscado, 2014)

1.2.5. Sistemas antioxidantes endógenos no enzimáticos 1.2.5.1. Vitamina E Existen distintas formas de tocoferol, todas ellas presentes en los aceites vegetales, que se diferencian por el número y posición de restos metilo en el anillo fenólico del cromano. Todos ellos comparten un grupo hidroxilo en posición para respecto del oxígeno y una cadena lateral isoprenoide completamente saturada.

La función principal de la Vitamina E es su efecto antioxidante. Su oxidación sirve de protección a otras moléculas, especialmente a los ácidos grasos poliinsaturados, protegiendo de esta forma las estructuras de las que forman parte como son las membranas celulares. La hemolisis es uno de los efectos carenciales más significativos, sobre todo en niños. Su función antioxidante provoca su destrucción y eliminación, lo que dificulta su acumulación en el organismo (Teijón, 2006).

Figura 5. Estructura química Vitamina E - Tocoferol

Fuente: Chemspider. Recuperado de: http://www.chemspider.com/ChemicalStructure.14265.html?rid=920d0c1f-d988-4db5-aa97-580b9851e18f

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1.2.5.2. Carotenoides Los carotenoides son tetraterpenos, compuestos de 40 átomos de carbono, formalmente derivados del fitoeno. Pueden ser de dos clases: los carotenos, compuestos hidrocarbonados, y las xantofilas, derivados oxigenados de los carotenos.

Muchas de las funciones de los carotenoides son consecuencia de su capacidad para absorber la luz, por lo que su papel natural es dar color. Sin embargo, también está bien establecida su función como antioxidante en los organismos fotosintéticos y en muchos no fotosintéticos aerobios, participando en la desactivación de radicales libres que se producen durante el metabolismo normal de las células (Hernández, 1999).

1.2.5.3. Vitamina C Según Latham (2002) El ácido ascórbico es una sustancia blanca cristalina, muy soluble en agua. Tiende a oxidarse con facilidad. No la afecta la luz, pero el calor excesivo la destruye, sobre todo cuando se encuentra en una solución alcalina. Como es un agente antioxidante y reductor poderoso, puede por lo tanto reducir la acción perjudicial de los radicales libres y es también importante para mejorar la absorción del hierro no-hemínico en alimentos de origen vegetal.

El ácido ascórbico es necesario para la formación y mantenimiento adecuados del material intercelular, sobre todo del colágeno. En términos sencillos, es esencial para producir parte de la sustancia que une a las células, así como el cemento une a los ladrillos. 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 (Latham, 2002).

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Figura 6. Estructura química Vitamina C

Fuente: Chemspider. Recuperado de: http://www.chemspider.com/ChemicalStructure.10189562.html?rid=4ffb0154-c455-4251-a6d0-ba874f02912e

1.2.6. Sistemas antioxidantes endógenos enzimáticos 1.2.6.1. Superóxido dismutasa Botello et al. 2005 concluyeron que: las SODs son un grupo de metaloenzimas que catalizan la conversión del anión superoxido reactivo (O2) para producir peróxido de hidrógeno (H2O2), el cual, por si mismo es un importante compuesto con oxígeno reactivo (ROS). El H2O2 es subsecuentemente detoxificado por dos tipos de enzima: catalasa (CAT) y glutatión peroxidasas (GPOXs). Las SOD se consideran que juegan un papel importante que radica por su presencia en todos los organismos aeróbicos estudiados. Asimismo, la tasa de SOD- catalizada por dismutación de O2 se aproxima al límite de difusión, haciéndola una de las enzimas más activas.

1.2.6.2. Catalasa De acuerdo a Cavallini et al. 2005: La catalasa es una enzima hemoproteica, que se caracteriza por poseer una estructura tetramérica, en la cual cada subunidad contiene un grupo Hem (Fe+3) . Está presente en la mayoría de las bacterias aerobias estrictas, facultativas y anaerobias aerotolerantes.

La catalasa manifiesta actividad de peroxidasa, cataliza la oxidación de sustratos acoplada a la reducción de peróxido de hidrógeno, para formar agua

19

y oxígeno molecular. En la prueba de catalasa la reacción se efectúa con dos moléculas de peróxido de hidrógeno, una de las cuales actúa como sustrato reducido y la otra como sustrato donador de átomos de hidrógeno; esto resulta en la formación de agua (sustrato reducido) y oxígeno (donador oxidado).

1.2.6.3. Glutatión peroxidasa Es una enzima citosólica e intramitocondrial que degrada la mayor parte del peróxido de hidrógeno transformándolo, en presencia de glutatión reducido, en agua y glutatión oxidado. La glutatión peroxidasa limita igualmente la propagación de radicales, reduciendo los peróxidos inestables en ácidos grasos hidroxilados. Junto a ello, la glutatión peroxidasa que se localiza en la membrana plasmática posee la capacidad de convertir los peróxidos lipídicos, formados a partir de los fosfolípidos, en alcoholes (Sabán, 2012).

1.2.6.4 Glutatión Reductasa La glutatión reductasa (GRd) es una flavoenzima dependiente del nicotinamín adenín dinucleótido fosfato reducido (NADPH) que cataliza la reducción del glutatión oxidado (GSSG) a glutatión reducido (GSH) el cual será utilizado por la glutatión peroxidasa (GPx) para la reducción del peróxido de hidrógeno (H2O2) y de lipoperóxidos (L-OOH), los cuales son elementos tóxicos. Es decir, específicamente tiene una función de pivoteo en el estrés oxidativo. Esta se encuentra en todos los organismos aeróbicos así como en algunas plantas superiores por lo que aparenta ser una enzima cuasi universal (Cisneros, 1995).

1.2.6.5. Glutatión Es un tripéptido (ac.glutámico-cisteína-glicina) que interviene en numerosas reacciones de óxido-reducción. En él la parte que se oxida son los grupos tiólicos (R-SH) de la cisteína. El glutatión inactiva sobretodo H2O2 y además actúa sobre hidroperóxidos orgánicos (R-O-O-H), haciéndolos menos tóxicos y más solubles, por lo que contribuye a la “desintoxicación” con la intervención

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de la glutatión peroxidasa. La eliminación de H2O2 en los diferentes tejidos se lleva a cabo tanto por el glutatión reducido como por la catalasa, aunque la contribución de cada uno de los sistemas está sometido a fluctuaciones en función del tipo de tejido y de otros factores (Crespo, 2006).

1.2.6.6. Coenzima Q10 (Ubiquinona) Según Iglesias, 2009: Es un compuesto de naturaleza liposoluble que se encuentra principalmente en la membrana mitocondrial de las células. La forma reducida neutraliza radicales peróxido, pero de una manera menos efectiva que el -tocoferol. Otro mecanismo antioxidante de este compuesto es la regeneración del -tocoferol a partir del radical tocoferoxilo.

1.2.6.7. Ácido tióctico Ampliamente distribuido en animales y plantas, desempeña una función elemental como coenzima en diversas reacciones, particularmente en la descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico. Todas son reacciones muy conocidas, donde el AT se desempeña como un importante factor regulador de la formación del acetil Co A. Sin embargo, la importancia de la participación del AT y del ADT en otras reacciones de activación enzimática no ha sido bien establecida. Interesa especialmente la función regulatoria en dos sistemas que se encuentran involucrados en la producción de radicales libres: la síntesis de prostaglandinas y la conversión de xantina dehidrogenasa (XD) en xantina oxidasa (Roldán, 1988)

1.2.6.8. Ácido úrico Es el producto final del metabolismo de las mieloproteínas endógenas o de las contenidas en la dieta. La degradación de las purinas da lugar a la formación de hipoxantina que, por la acción de la enzima xantina-oxidasa pasa a xantina y posteriormente a ácido úrico (AU). La síntesis de AU se acompaña de formación de radicales libres de oxígeno (Coca et. al. 2009).

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1.2.6.9. Bilirrubina De acuerdo al estudio realizado por García (2006): La sustancia que colorea la bilis es la bilirrubina, pigmento de color amarillo a pardo que se oxida en biliverdina, pigmento verde. La bilirrubina es un producto de degradación de la hemoglobina y, por ello, se forma en sitios donde se destruyen los hematíes.

Sin embargo, a diferencia de la hemosiderina, no contiene hierro y es más soluble; por ello, no tiende a permanecer en el citoplasma de los macrófagos que destruyen los eritrocitos si no se disuelve en la sangre, de la cual constatemente es extraída por las células del hígado para llegar a la bilis.

1.2.6.10. Tiorredoxina Es una proteína de 12 kd que contiene residuos proteícos de cisteína que oscilan, entre las formas reducida, sulfhidrilo; y oxidada, disulfuro. La forma reducida de la tiorredoxina activa a muchos enzimas biosintéticos al reducir los puentes disulfuro que controlan la actividad de dichos enzimas y mediante el mismo mecanismo inhibe algunos enzimas degradativos. En los cloroplastos, la tiorredoxina oxidada es reducida por la ferredoxina en una reacción catalizada por la ferredoxina-tiorredoxina reductasa. Este enzima contiene una agrupación 4Fe-4S que acopla dos oxidaciones de un electrón cada una de la ferredoxina reducida con la reducción de dos electrones de la tiorredoxina (Mark et al.

2007).

1.2.3. Métodos de extracción de antioxidantes 1.2.3.1. Extracción sólido- líquido Soxhlet Según Canosa (s.f) , Soxhlet es la técnica más antigua para la extracción de compuestos orgánicos en matrices sólidas. Desarrollada en 1879, sigue siendo hoy en día una técnica aceptada por la Agencia de protección Medioambiental (EPA), como el método 3540C, y usada como procedimiento de referencia con respecto al que se validan otras técnicas más actuales.

La extracción exhaustiva de componentes orgánicos en un sistema Soxhlet se lleva a cabo usando un disolvente orgánico, el cual refluye a través de la

22

muestra contenida en un dedal poroso de celulosa o vidrio. Las ventajas más importantes de la extracción Soxhlet son el contacto continuo de la muestra con una porción fresca de disolvente, simplicidad, bajo costo de adquisición y la posibilidad de procesar grandes cantidades de muestra.

1.2.3.2. Extracción por Hidrodestilación La hidrodestilación o destilación del material vegetal por medio del arrastre del aceite esencial con vapor de agua es un procedimiento ampliamente utilizado debido al relativamente sencillo equipo necesario y a su gran versatilidad a la hora de aplicarlo a materiales vegetales diferentes. Su principal inconveniente es la alta temperatura de operación, que lo hace inapropiado para aquellos aceites esenciales sensibles al calor (Ortuño, 2006).

1.2.3.3. Arrastre de vapor Se basa en el hecho de que muchas sustancias, cuyos puntos de ebullición son esencialmente superiores al del agua, se vaporizan, dependiendo su tensión de vapor, por burbujeo de vapor de agua y a continuación, se condensan por enfriamiento junto con el agua. Cuando la sustancia que se va a purificar es prácticamente insoluble en agua, las correspondientes tensiones de vapor apenas se alteran. Sin embargo, cuando por calentamiento la suma de las presiones parciales de ambas sustancias alcanzan la presión atmosférica, comienzan a hervir. Sustancias muy poco volátiles se pueden arrastrar con vapor de agua “sobrecalentado” y de esta forma se obtienen puras. (Beyer y Walter, 1987).

1.2.4. Métodos analíticos para determinación antioxidante La eficiencia antioxidante de especies y hierbas puede determinarse mediante el empleo de varios métodos analíticos. Las pruebas frecuentemente

son:

DPPH

analíticas utilizadas

(2,2-difenil-1-picrilhidrazil),

FRAP

(Poder

antioxidante reductor del hierro), ORAC (Capacidad de absorción de radicales de oxígeno), contenido de fenoles totales, ABTS (2,2-bis-azino (ácido 3etilbenzotiazolina-6-sulfónico), CUPRAC (Ión cúprico reductor de la capacidad

23

antioxidante), TRAP (Parรกmetro antioxidante total de captura de radicales), TEAC (Capacidad antioxidante Trolox equivalente) y otros (Embuscado, 2014).

24

II. METODOLOGÍA PROPUESTA 2.1. Lugar de ejecución del proyecto El proyecto se desarrolló en los laboratorios de la Fundación Universitaria Agraria de Colombia, sede Bogotá. Se encuentra ubicada en Calle 170 # 54A 10. Y adicionalmente en los laboratorios del Tecnoparque – SENA, nodo Bogotá, Colombia. Con ubicación: Calle 54 # 10-39. La ciudad registra un régimen pluviométrico promedio anual de 797 mm, temperatura media de 13.1°C, promedio anual 1460 horas de sol y una humedad relativa anual de 77%, según IDEAM (Boletín Climatológico Diario - IDEAM).

Figura 7. Ubicación georeferencial de UNIAGRARIA

Fuente: Google Maps. Recuperado de: https://goo.gl/maps/kEjwrhhER4J2 Figura 8. Ubicación georeferencial de TECNOPARQUE SENA

Fuente: Google Maps. Recuperado de: https://goo.gl/maps/zdzNhKJCZJK2

25

2.2. Descripción del material vegetal a utilizar Se empleó mangostino (Garcinia mangostana L.) proveniente del Municipio de Mariquita, Tolima- Colombia. Dada la complejidad de su índice de maduración, el color es el criterio utilizado para su selección. La materia prima escogida se encuentra entre los grados cinco (5) y seis (6) de maduración. La caracterización de los diferentes grados de madurez se pueden observar en la tabla 5.

Tabla 5. Criterio de selección del fruto del mangostino según caracteres de tabla de índice de madurez para Malasia.

GRADO

CRITERIO

FRUTO ENTERO Y SECCIÓN DEL FRUTO. SE INDICA CAMBIO DE COLOR

0

El fruto desarrolla un aroma y sabor deficiente si es cosechado en esta época

1

La pulpa no tiene buena calidad

2

El fruto cosechado en esta etapa es de calidad, con buen sabor y aroma

3

El fruto puede ser exportado en esta etapa

4

El fruto es exportado

5

El fruto es apto para ser consumido

6

El fruto es apto para ser consumido

idóneo

para

ser

Fuente (López y Úsuga, 2014)

26

2.3. Adecuación de la materia prima y obtención de la solución Para lograr una optimización en el proceso de adecuación de la materia prima para la extracción de la solución, se divide el procedimiento en dos (2) etapas que detallan estas actividades. A continuación se muestra cada uno de los pasos: 2.3.1. Adecuación y desinfección de la materia prima.

Esto con el fin de reducir a la mínima expresión la presencia de microorganismos que puedan impactar los resultados. Procedimiento que se describe en la figura 9.

Figura 9. Adecuación y desinfección de la materia prima.

Fruto de mangostino Separar

Pericarpio

Semilla

Mesocarpo y endocarpo

Se retiran residuos de tierra y partículas extrañas bajo agua a presión.

En agua acidificada con HCl (en proporción de tres gotas por litro de agua).

Se desecha

Inmersión durante 15 min.

Se retira de la solución y se deja secar 35°C por 24 horas.

(Fuente: El autor)

27

2.3.2. Obtención de la Solución De una buena extracción depende la calidad de la solución final que se obtenga. Se utiliza el método Soxhlet (para la obtención de principios activos de los vegetales según la descripción dada por Núñez (2008)). La hidrodestilación (permite la extracción de aceites esenciales en un lapso de tiempo muy corto), y el arrastre de vapor (es una técnica de bajo costo debido al uso de agua en lugar de solvente). Mediante la utilización de estos tres métodos podemos determinar cuál es la que más se adecua al proceso de extracción de una solución con capacidad antioxidante. Con el fin de disminuir el impacto negativo que se puede generar con la extracción, se emplea como solvente el etanol. El proceso se puede evidenciar en la figura 10.

Figura 10. Extracción mediante los métodos Soxhlet, Hidrodestilación y arrastre de vapor para la obtención de solución.

(Fuente: El autor)

28

2.4 Caracterización fitoquímica de las soluciones obtenidas 2.4.1. pH El pH se determina con un potenciómetro Thermo Scientific Orión Dual Star calibrado con soluciones amortiguadoras de pH 4, 7 y 10 a 25°C. Para realizar las mediciones se colocan 30 mL de extracto en un vaso de precipitado de 50 mL (López y Úsuga, 2014).

De acuerdo a los métodos referenciados por Bilbao (1997), se plantea efectuar la caracterización cualitativa de las soluciones así: 2.4.2. Flavonoides 2.4.2.1 Prueba de Shinoda A 1 mL de extracto etanólico en un tubo de ensayo agregar Magnesio en polvo y gotas de ácido clorhídrico y observar. Los colores rosado, anaranjado, o fresa indican prueba positiva.

2.4.2.2. Prueba de Rosenhein A 1 mL de extracto etanólico agregar la mitad del volumen de ácido clorhídrico concentrado. Mezclar y calentar por 10 minutos a 90 ºC. Enfriar y agitar con 0,4 ml de alcohol amílico. Decantar y observar el color de la fase amílica. La prueba se considera positiva si aparece color que va desde carmesí hasta el rosado claro.

2.4.2.3. Prueba para leucoanticianidinas A 1mL del extracto etanólico adicionar ácido clorhídrico al 10%, calentar durante 10 a 20 minutos, el calentamiento produce una coloración rojo intenso causada por la formación de una antocianidina. Las catequinas, tratadas en las mismas condiciones, producen polímeros de color café-amarillo.

29

2.4.3. Taninos 2.4.3.1. Prueba con cloruro férrico A 0,2 mL de extracto etanólico, agregar una gota de solución de tricloruro férrico y observar. Emplear ácido tánico al 5% como solución patrón y comparar resultados. Una coloración azul indicará taninos derivados del ácido gálico, y verde indicará taninos derivados del ácido protocatéquico.

2.4.3.2. Prueba con acetato de Plomo Verter 1 mL de extracto etanólico en un tubo de ensayo y agregar 1 ml de solución de acetato de plomo al 10% y observar. Emplear ácido tánico al 10% como solución patrón, y comparar resultados.

2.4.3.4. Prueba flavonas, flavonoles, chalconas y auronas A 1 mL de extracto etanólico adicionar ácido sulfúrico concentrado. Observar la coloración. Las flavonas y flavonoles generan color amarillo intenso; las chalconas y auronas rojo guinda a rojo azuloso.

2.4.4. Isoprenoides 2.4.4.1. Prueba reacción de reconocimiento El ensayo se lleva a cabo estratificando una solución etérea clorofórmica del carotenoide sobre H2SO4 del 85%, formándose en la zona de separación de ambas capas una coloración azul.

2.4.5. Quinonas 2.4.5.1. Prueba comportamiento ante ácido y un donador de electrones A 0,2 mL de extracto etanólico agregar Zinc en polvo y gotas de ácido clorhídrico concentrado y observar.

Las quinonas tienden a dar colores amarillos, rojos o púrpuras, en presencia de ácidos o álcalis concentrados; las antraquinonas producirán un color amarillo como respuesta positiva a la prueba.

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2.4.6. Saponinas 2.4.6.1. Prueba reacción de la espuma Introducir muestras del extracto vegetal en tubos con soluciones de HCl a pH 1, y aparte soluciones de NaOH a pH 13, agitar vigorosamente. Observar cambios en la muestra. Las saponinas y cardiotónicos disminuyen la tensión superficial del agua produciéndose espuma en altura de 2 cm que permanece hasta media hora.

2.5.

CARACTERIZACIÓN

DEL

ÍNDICE

DE

PERÓXIDO

DE

LAS

SOLUCIONES OBTENIDAS 

Actividad antioxidante. De acuerdo a lo implementado por Lozano y Moya (s.f), El ensayo se realiza con luz natural difusa o con luz artificial.

Pesar con precisión de 0,001 g en un recipiente de vidrio en función del índice de peróxidos que se presuponga, de acuerdo a la tabla 6.

Tabla 6. Peso de la muestra problema en función del índice de peróxido que se supone. Índice de peróxidos que se

Peso de la muestra

supone (meq de O2 / kg)

problema (g)

De 0 a 12

De 5,0 a 2,0

De 12 a 20

De 2,0 a 1,2

De 20 a 30

De a 1,2 a 0,8

De 30 a 50

De 0,8 a 0,5

De 50 a 90

De 0,5 a 0,3

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Abrir un erlenmeyer de 250 mL e introducir el contenido del recipiente de vidrio de 3 mL que contenga la muestra problema. Añadir 10 mL de cloroformo.

Disolver rápidamente la muestra problema mediante agitación. Añadir 15 mL de ácido acético y, a continuación, 1 mL de solución de yoduro potásico. Cerrar rápidamente el erlenmeyer, agitar durante 1 minuto y mantenerlo en la oscuridad durante 5 minutos exactamente, a una temperatura comprendida entre 12 y 25ºC. Añadir 75 mL aproximadamente de agua destilada. Valorar (agitando al mismo tiempo vigorosamente) el yodo liberado con la solución de tiosulfato sódico (solución 0,002 N si se presuponen valores inferiores a 12 y solución 0,001 N si se presuponen valores superiores a 12), utilizando la solución de almidón, como indicador.

El índice de peróxido de la matriz oleosa empleada se evaluará al inicio de la prueba y 48 horas después de la adición de los extractos a la matriz.

El índice de peróxido (I.P), expresado en miliequivalentes de oxígeno activo por kilogramo de grasa, se cacula mediante la siguiente fórmula:

∗

∗ 1000

Donde: IP= Índice de peróxidos (Meq de O2/ Kg) V= ml de solución valorada de tiosulfato sódico empleados.

N= Normalidad exacta de la solución de tiosulfato de sodio empleada.

P= Peso, en gramos de la muestra problema.

2.6. Diseño experimental Diseño bifactorial, siendo el primer factor el método de extracción con tres niveles para el pericarpio y dos niveles para la semilla. El segundo factor la parte del fruto a emplear con dos niveles; y tres repeticiones. Estos interactúan como se aprecia a continuación en la tabla 7.

32

Tabla 7. Interacción entre los factores y sus niveles dentro del diseño experimental.

Método De Extracción

Factores Niveles

Método Soxhlet (M1)

Método Hidrodestilación (M2)

Método Arrastre de Vapor (M3)

Pericarpio (P1)

M1P1

M2P1

M3P1

Semilla (P2)

M1P2

Parte Del Fruto M3P2

(Fuente: El autor)

2.7. Variables 

Variables independientes o Tipo de solvente o Método de extracción



Variables dependientes o Rendimiento de la solución o Comportamiento fitoquímico preliminar (pH, taninos, flavonoides, quinonas, Isoprenoides, saponinas) o Actividad antioxidante

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2.8. Tratamientos Los diferentes tratamientos que se tendrán en cuenta para el desarrollo de este proyecto provienen de la tabla anterior que refleja la interacción de los factores.

Por lo anterior estos son: M1P1 – Solución del Pericarpio obtenida por el método Soxhlet M2P1 – Solución del Pericarpio obtenida por el método hidrodestilación.

M3P1 – Solución del Pericarpio obtenida por el método Arrastre de Vapor.

M1P2 - Solución de la semilla obtenida por el método Soxhlet M3P2 – Solución de la semilla obtenida por el método Arrastre de vapor.

2.9. Análisis estadístico El procesamiento y análisis de la información se realizará mediante Análisis de Varianza completamente aleatorizados (ANOVA) y de existir diferencias significativas entre las medias de los tratamientos se procederá a un análisis de correlación con un nivel significativo (α) de 95%.

34

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1. Evaluación de la influencia del método de extracción respecto al rendimiento en extracto obtenido del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L. El tratamiento de extracción mediante soxhlet para el pericarpio y la semilla de G. mangostana L. presentan el mayor rendimiento del análisis, debido a que se utiliza una proporción de materia prima menor en comparación con los demás tratamientos y un óptimo resultado en las condiciones de los extractos. Además que factores importantes que intervienen en el proceso como la temperatura y el tiempo de extracción; no sufren alteraciones significativas que disuadan los resultados al realizar el análisis fitoquímico, en comparación con los demás tratamientos (ver figura 11 y anexo).

Figura 11. Comportamiento del rendimiento en solución según el método de extracción (análisis estadístico realizado con un nivel de significancia del 95%).

En el tratamiento arrastre de vapor, se empleó el punto de ebullición del agua (92ºC en Bogotá) para colectar los aceites esenciales de la muestra vegetal (Pericarpio y semilla), una temperatura crítica que probablemente volatilizó algunos metabolitos secundarios. Asimismo se observa que no existe

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separación de las fases acuosa y del aceite esencial de la muestra, por consiguiente existe alta probabilidad de hallar impurezas en el análisis fitoquímico del extracto.

El tratamiento de hidrodestilación empleado únicamente para el pericarpio de G. mangostana L., requirió una proporción 10 veces mayor de materia prima comparado con los otros tratamientos, demandó una cantidad de tiempo significativamente mayor y el resultado del extracto no permitió la separación de la fase acuosa y el aceite esencial, que denotó un color transparente y un fuerte aroma a calcinado por emplear una temperatura dominante durante una amplia fase de tiempo.

Las interacciones de los diferentes tratamientos en las partes del fruto pericarpio y semilla de mangostino, se relacionan en la tabla 8 (ver anexo).

Tabla 8. Tipo de interacción presentada entre los diferentes tratamientos para la variable rendimiento.

Contraste

Sig.

Diferencia

+/- Límites

EPS-EPH

*

79.9167

17.0328

EPS-EPAV

*

31.9967

17.0328

EPS-ESS

6.29

17.0328

EPS-ESAV

10.8033

17.0328

EPH-EPAV

*

-47.92

17.0328

EPH-ESS

*

-73.6267

17.0328

EPH-ESAV

*

-69.1133

17.0328

EPAV-ESS

*

-25.7067

17.0328

EPAV-ESAV

*

-21.1933

17.0328

4.51333

17.0328

ESS-ESAV

*Diferencia significativa

Referentes al uso de solventes, se evidencia una respuesta sobresaliente en los tratamientos en que se empleó etanol, con un mayor rendimiento, frente en los que se usó agua. Es así también como el estudio realizado por

36

Bundeesomchok et. al. (2015), donde se evaluó el rendimiento de disolventes alternativos como: D-limoneno, Carbonato de dimetilo, etanol, acetato de etilo, lactato de etilo y metiltetrahidrofurano; siendo diclorometano el solvente de mayor rendimiento por sus propiedades de solubilidad, los solventes fueron implementados en la extracción de xantonas del pericarpio de G. mangostana L. ( ver tabla 8).

3.2. Análisis de las características fitoquímicas de las soluciones obtenidas del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L. 3.2.1 pH El comportamiento del pH en solución según el método de extracción para el pericarpio y semilla de G. mangostana L., evidenció diferencias significativas en relación al método soxhlet, que empleó etanol como solvente, frente a los métodos de extracción arrastre de vapor e hidrodestilación que utilizaron agua como solvente, tal como se puede observar en la figura 12 (ver anexo).

Figura 12. Comportamiento del pH en solución según el método de extracción (análisis estadístico realizado con un nivel de significancia del 95%).

37

Se puede evidencia las interacciones presentadas entre los diferentes tratamientos para pericarpio y semilla de G. mangostana L., en la tabla 9.

Tabla 9. Tipo de interacción presentada entre los diferentes tratamientos para la variable pH. Contraste

Sig.

Diferencia

+/- Límites

EPS-EPH

*

-1.49667

0.516046

EPS-EPAV

*

-1.21333

0.516046

-0.36

0.516046

-0.986667

0.516046

0.283333

0.516046

1.13667

0.516046

0.51

0.516046

0.853333

0.516046

0.226667

0.516046

-0.626667

0.516046

EPS-ESS EPS-ESAV

*

EPH-EPAV EPH-ESS

*

EPH-ESAV EPAV-ESS

*

EPAV-ESAV ESS-ESAV

*

*Diferencia significativa

De acuerdo a los datos presentados en la tabla 9 (ver anexo), donde se evidencia el comportamiento de los tratamientos implementados, se expresa que los métodos de extracción arrastre de vapor e hidrodestilación tienen valores de pH entre 5,0 y 6,0, es decir su comportamiento es equivalente a una disolución ácida, cercana al pH neutro del solvente (agua). En el método de extracción soxhlet para el pericarpio de G. mangostana L., el comportamiento del pH oscilando en valores de 4,0 y 4,6 resulta moderadamente ácido, mientras que al someter a la semilla al método de extracción en mención su pH aumentó hasta casi lograr un valor 5,0; igualando a los tratamientos EPH, EPAV, ESAV. 3.2.2. Flavonoides De acuerdo a lo evidenciado en la metodología planteada para el desarrollo de este trabajo, se aplicaron diversas pruebas fitoquímicas preliminares en los

38

extractos obtenidos a partir del pericarpio y la semilla de mangostino para evaluar la presencia de flavonoides.

Los resultados de las pruebas aplicadas para determinar la presencia de flavonoides se presentan a continuación en la tabla 10.

Tabla 10. Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la identificación de flavonoides presentes en el pericarpio y semilla.

PRUEBA

TRATAMIENTO

Soxhlet

Arrastre de vapor Hidrodestilación

PERICARPIO

SEMILLA

RESULTADO

COLORACIÓN

RESULTADO

COLORACIÓN

Shinoda

+

Rojo

+

Naranja

Rosenhein

-

Café

+

Carmesí

Antocianinas

+

Rojo oscuro

+

Café-amarillo

Shinoda

-

Transparente

+

Naranja

Rosenhein

-

Transparente

+

Carmesí

Antocianinas

-

Transparente

+

Café-amarillo

Shinoda

-

Transparente

Rosenhein

-

Transparente

Antocianinas

-

Transparente

Para la prueba de Shinoda se obtuvo coloración roja, con el método de extracción soxhlet; lo que indica que en el extracto del pericarpio de G. mangostana L. hay presencia de flavonoides.

En la prueba de Shinoda se obtuvieron resultados positivos con coloraciones Naranja en los métodos de extracción soxhlet y arrastre de vapor, como resultado; señalando la presencia de flavonoides en la semilla de G. mangostana L. En el estudio realizado por Wittenauer et. al. (2012), se determinó la presencia de

xantonas:

1,7-Dihidroxi-3-metoxi-2-(3-metilbut-2-enil)

xantona.,

ϒ-

Mangostin.,8-Deoxigartanin., 1,3,7-Trihidroxi-2,8-di-(3-metilbut-2-enil)xantona., Gartanin., α-Mangostin., Garcinon E. La xantona es un compuesto carbonílico que consta en un heterociclo de xanteno oxidado en la novena posición.

39

En la prueba de Rosenhein, los resultados para los tres diferentes métodos de extracción, indicaron una respuesta negativa; es decir que no existe presencia de compuestos con dobles enlaces conjugados en los extractos del pericarpio de G. mangostana L. Estudios fitoquímicos realizados por Osorio (2008) de plantas pertenecientes al género Garcinia han revelado la presencia de xantonas, benzofenonas y biflavonoides. Los biflavonoides dentro del estudio fueron clasificados en cuatro grupos: Tipo morelloflavona (flavanona- (38’’) – flavona); Tipo GB1 (flavanona - (3 8’’) – flavononol); Tipo GB-1a (flavanona - (3 8’’) – flavanona) y tipo amentoflavona (flavona - (3’ 8’’) – flavona). En la prueba de Rosenhein, se obtuvieron resultados positivos en los métodos de extración soxhlet y arrastre de vapor en la semilla de G. mangostana L. Ferreira et. al. (2012), expone que el estudio de los biflavonoides han atraído el interés debido a la frecuencia y abundancia en que se encuentran en las especies de la familia Clusiaceae; 36 de este tipo de metabolitos se han registrado en 32 especies del género Garcinia, aislando biflavonoides, entre las más

comúnes

se

encuentran:

morelloflavona,

amentoflavona,

piranoamentoflavona y otros dímeros como 3,6"-binaringenina, rhusflavanona, lateriflavona, garcinianina, 3,8"-biapigenina, agathisflavona y 2',2"-biflavonol.

En la prueba para Leucoantocianinas, se alcanzó una coloración roja oscura, con el método de extracción soxhlet, afirmando la presencia de antocianinas en el extracto del pericarpio de G. mangostana L. De acuerdo a los estudios realizados por Cheok et. al. (2013), se extrajeron antocianidinas del pericarpio de Mangostino, logrando su mayor rendimiento utilizando un disolvente acuoso (metanol) con la técnica de ultrasonido, y

40

además se infiere que estos compuestos químicos aislados tienen un gran potencial industrial.

En la prueba para Leucoantocianinas, se visualizaron tonalidades café y amarillo en los métodos de extracción Soxhlet y arrastre de vapor; es decir que la semilla de G. mangostana L. los polímeros de color obtenidos fueron causados por la presencia de catequinas.

3.2.3. Taninos Según estudios realizados por Martínez et. al. (2008) los taninos son productos de excreción de muchas plantas, involucrados en mecanismos de defensa de las mismas contra organismos parásitos. Se encuentran más comúnmente en hojas, ramas y debajo de la corteza.

Los resultados arrojados al determinar la presencia de taninos en el pericarpio y semilla de mangostino se presentan en la tabla 11.

Tabla 11.

Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la

identificación de taninos presente en el pericarpio y semilla.

TRATAMIENTO

Soxhlet

PRUEBA Cloruro

PERICARPIO

SEMILLA

RESULTADO

COLORACIÓN

RESULTADO

COLORACIÓN

+

Verde

-

Amarillo

+

Verde -

+

Naranja –

Férrico Acetato

de

plomo Arrastre de

Cloruro

vapor

Férrico Acetato

Precipitado

de

-

Transparente

-

Amarillo

-

Transparente

+

Naranja –

plomo Hidrodestilación

Precipitado

Cloruro

-

Transparente

-

Transparente

Férrico Acetato

de

plomo

Precipitado

41

En la prueba de Cloruro Férrico, como se evidencia en la Tabla 11, se obtuvo una tonalidad verde con el método de extracción soxhlet, es decir que en el pericarpio de G. mangostana L hay presencia de taninos derivados del ácido protocatéquico.

Resultados similares obtuvo Marín (2009) en los extractos obtenidos de Vismia cayennensis J., observando un precipitado blanco y confirmando la efectividad de la prueba para determinar presencia de taninos.

Una coloración verde con tendencia a la formación de precipitado blanco, se originó al realizar la prueba de Acetato de plomo, en el extracto de pericarpio de G. mangostana L; reiterando la presencia de taninos en la fuente de análisis.

Como resultado para los métodos de extracción soxhlet y arrastre de vapor, el análisis en el extracto de semilla de G. mangostana L, efectuando la prueba de Acetato de plomo, resultó positiva con una coloración naranja propensa a la formación de precipitado. Indicando así la presencia de taninos en el extracto.

Análisis fitoquímicos preliminares realizados por Kuete et. al. (2007), indicaron la presencia de compuestos tales como: alcaloides, fenoles, polifenoles, saponinas, triterpenos, antraquinonas, flavonoides, esteroides y taninos en la corteza de los tallos de G. smeathmannii; indicando la presencia de estos metabolitos y resaltando a los taninos concurrentes, actúan como agentes inhibidores de crecimiento microbiano y afirman el uso tradicional que se le ha dado a esta especie en la medicina tradicional en el tratamiento de enfermedades infecciosas.

3.2.4. Carotenoides Los carotenoides

son

una clase

de pigmentos que

se encuentran

principalmente en partes aéreas de las plantas, especialmente en hojas, tallos y flores, en frutos, y en menor proporción en raíces (Martínez, 2003).

42

Los resultados arrojados al determinar la presencia de carotenoides en el pericarpio y semilla de mangostino se presentan en la tabla 12.

Tabla 12.

Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la

identificación de Carotenoides presente en el pericarpio y semilla.

TRATAMIENTO

PRUEBA

PERICARPIO

SEMILLA

RESULTADO

COLORACIÓN

RESULTADO

COLORACIÓN

Soxhlet

Carotenoides

-

Rojo oscuro

-

Rojo oscuro

Arrastre de

Carotenoides

-

Naranja

-

Ámbar

Carotenoides

-

Amarillo

vapor Hidrodestilación

Al aplicar la prueba de la reacción de reconocimiento, los resultados para los métodos de extracción y los extractos provenientes de pericarpio y semilla de G. mangostana L, ultimaron la ausencia de carotenoides.

El color del fruto se encuentra fuertemente relacionado con su estructura; la cantidad de enlaces conjugados es directamente proporcional a la longitud de onda de la luz absorbida. La presencia de carotenoides varía en tonalidades desde amarillo a rojo; por lo cual estaría relacionada su ausencia con la coloración púrpura del pericarpio y café de la semilla de G. mangostana L. Además al ser una reacción que permite distinguir pigmentos naturales, exactamente carotenoides de antocianinas; se relaciona a los resultados positivos obtenidos en la prueba de antocianinas en la tabla 12, por lo tanto la prueba para carotenoides afirma su negatividad.

3.2.5. Antraquinonas Estudios de Vélez y Villa (2012) corroboran que, las familias más ricas en compuestos antracénicos son las rubiáceas, las 33 ramnáceas y las poligonáceas; y en una menor proporción las liliáceas, leguminosas, bignoniáceas, melastomatáceas, droseráceas y vismiáceas

43

Los resultados obtenidos en la determinación de antraquinonas en el pericarpio y semilla de G. mangostana L., se expresan en la tabla 13.

Tabla 13. Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la identificación de Antraquinonas presente en el pericarpio y semilla.

TRATAMIENTO

PRUEBA

PERICARPIO

SEMILLA

RESULTADO

COLORACIÓN

RESULTADO

COLORACIÓN

Soxhlet

Antraquinonas

+

Amarillo

-

Original

Arrastre de

Antraquinonas

-

Original

-

Original

Antraquinonas

-

Original

vapor Hidrodestilación

En el análisis del extracto de pericarpio de G. mangostana L.; existe mínima presencia de antraquinonas empleando el método de extracción soxhlet.

De acuerdo a los estudios realizados por Karthiga et. al. (2012), se identificaron algunos metabolitos secundarios, entre ellos quinonas,

presentes en G.

mangostana L. y se refiere su importante participación en la biosíntesis.

Generalmente, es posible hallar antraquinonas en diversas partes de las plantas como: hojas, tallos, madera y algunos frutos. Lo que correlaciona los resultados obtenidos en la tabla 13, ya que en su mayoría demuestran la ausencia de estos metabolitos y se justifica en que las partes empleadas (pericarpio y semilla) de G. mangostana L., no son en las que comúnmente se encuentran antraquinonas.

3.2.6. Chalconas y auronas Al realizar la prueba del ácido sulfúrico concentrado y, analizar los diferentes métodos de extracción, se determina la presencia de chalconas y auronas en el método por soxhlet en el extracto de pericarpio de G. mangostana L., al suscitar una tonalidad rojo guinda (ver tabla 14).

44

Tabla 14. Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la identificación de Chalconas y Auronas presente en el pericarpio y semilla.

TRATAMIENTO

Soxhlet

PRUEBA Chalconas y

PERICARPIO

SEMILLA

RESULTADO

COLORACIÓN

RESULTADO

COLORACIÓN

+

Rojo guinda

+

Rojo guinda

-

Transparente

+

Rojo guinda

-

Transparente

auronas Arrastre de vapor Hidrodestilación

Chalconas y auronas Chalconas y auronas

Dentro de la prueba de ácido sulfúrico concentrado en el extracto de semilla de G. mangostana L. se comprueba la presencia de chalconas y auronas que se manifiestan con un color rojo guinda en los métodos de extracción soxhlet y arrastre de vapor.

Nualkaew et. al. (2012) revelan en su estudio, la presencia de una cetona aromática en el pericarpio de frutos jóvenes de G. mangostana L., donde existe presencia de un látex de color amarillo. Este enzima se denomina benzofenona sintasa, perteneciente a la familia de policétidos sintasas tipo III, quién ya se ha caracterizado en la especie Hipericum androsaemum L. 3.2.7. Saponinas y Cardiotónicos En los extractos de pericarpio y semilla de G. mangostana L., por los métodos de extracción soxhlet, arrastre de vapor e hidrodestilación; no se registra la presencia de saponinas y cardiotónicos al no producir espuma en la reacción (ver tabla 15).

45

Tabla 15. Resultados de las pruebas químicas cualitativas para la identificación de Saponinas y Cardiotónicos presente en el pericarpio y semilla.

PERICARPIO

PRUEBA

TRATAMIENTO

Soxhlet

Saponinas

SEMILLA

RESULTADO

COLORACIÓN

RESULTADO

COLORACIÓN

y

-

Original

-

Original

y

-

Original

-

Original

y

-

Original

cardiotónicos Arrastre de

Saponinas

vapor

cardiotónicos

Hidrodestilación

Saponinas cardiotónicos

Aunque estudios realizados por Olusola (2015), demostraron el efecto de disminución de glucosa en los niveles de sangre que producen las saponinas empleadas en

tratamientos antidiabéticos, estos metabolitos se aislaron a

partir de la raíz de Garcinia kola H., una fuente vegetal que confirma la presencia de saponinas en la familia Clusiaceae.

Bilanda et. al. (2009) evidencia mediante un análisis de cromatografía HPLC que en la especie Allanblackia floribunda O., perteneciente a la familia Clusiaceae,

se

Antraquinonas,

pueden fenoles

identificar

metabolitos

flavonoides,

alcaloides,

secundarios glucósidos

como:

cardíacos,

glicósidos y saponinas.

Estudios realizados por Fusco et. al. (2006) han demostrado que la especie Hypericum connatum Lam., perteneciente a la familia Clusiaceae, tiene un potencial uso como carditónico, validando la utilidad otorgada a esta especie en la medicina tradicional Argentina.

3.3. Evaluación del índice de peróxido de los extractos obtenidos del pericarpio y la semilla del fruto de Garcinia mangostana L. según el método de extracción.

El índice de peróxido mide el estado de oxidación inicial de un aceite, determinando la cantidad peróxidos en función de la capacidad de liberar yodo

46

de una disolución de yoduro potásico en ácido acético (Bolaños et, al. 2003); para el presente estudio se emplearon como patrones: una matriz oleosa (aceite comercial de soya) y una de antioxidante comercial, Butilhidroxitolueno (BHT), un antioxidante de origen sintético; y se les sometió al procedimiento para hallar su índice de peróxido inicialmente y 48 horas después de ser sometidos al efecto de los extractos; fueron usados como patrón comparativo para las demás muestras obtenidas del pericarpio y semilla de Garcinia mangostana L. La variación en la muestra problema del pericarpio de G. mangostana L. sometida al análisis del índice de peróxido, tuvo un promedio de peso de la muestra de 2,8 g, es decir que se supone que el índice de peróxido oscilará en valores de 0 a 12 expresado en miliequivalentes (meq) de oxígeno activo por kilogramo de grasa (ver figura 13).

Figura 13. Actividad del índice de peróxido en pericarpio de G. mangostana L., por método de extracción soxhlet.

Índice de Peróxido (meq O2 / g muestra)

2,5

2

1,5

1

0,5

0 ACEITE BHT DE SOYA

0,1

0,1

0,1

0,5

0,5

0,5

1

1

1

EPS

EPAV

EPH

EPS

EPAV

EPH

EPS

EPAV

EPH

Concentración (g extracto / g muestra *100)

47

Los resultados obtenidos demuestran que a mayor valor en el índice de peróxido, menor será su capacidad antioxidante en el aceite de soya; es decir que si compara los resultados de los diferentes tratamientos con el del antioxidante sintético (BHT), el efecto antioxidante de los extractos de los métodos soxhlet y arrastre de vapor en las concentraciones 0,1, 0,5 y 1% arrojaron diferencias en su índice de peróxido de 0,07 a 0,8 meq de O2/ kg respectivamente contrastado con el de BHT; igualmente en el método de extracción hidrodestilación en las concentraciones 0,1 y 1 % se valora su índice de peróxido entre 0,6 y 0,3 respectivamente en comparación con el antioxidante sintético BHT. Se infiere que los valores anteriormente mencionados tuvieron un efecto antioxidante valioso en las muestras de aceite de soya tratadas con los extractos de pericarpio obtenidos anteriormente, retrasando su oxidación por agentes externos como luz y altas temperaturas.

En el pericarpio de G. mangostana L., los métodos de extracción soxhlet y arrastre

de

vapor

mostraron

valores

relevantes

en

sus

diferentes

concentraciones, denotando un efecto antioxidante en el aceite de soya.

De acuerdo a los estudios realizados por Wittenauer et. al. (2011) y Yodhnu et. al. (2009), se caracterizaron diferentes xantonas presentes en el pericarpio de G. mangostana L., entre ellas y en orden de mayor a menor concentración: mangostin, -Mangostin, 7-Dihidroxi-3-metoxi- 2-(3-metilbut-2- enil) xantona, 8Deoxigartanin, 1, 3, 7- Trihidroxi-2, 8-di- (3-metilbut-2- enil)xantona, Gartanin, y Garcinon E.

-mangostin natural,

representa la mayoría de los beneficios clínicos de la medicina

tradicionalmente

usado

como:

antibacteriano,

antiinflamatorio,

anticancerígeno y actualmente en la industria cosmética y farmaceútica; por lo tanto su presencia y la de demás xantonas caracterizadas en el pericarpio de G. mangostana L., demuestran la presencia de

48

actividad antioxidante que

definen su potencial uso como inhibidores de oxidación y como aplicación medicinal.

Mohamed et. al. (2014), adicionalmente reseñó el aislamiento de dos nuevas xantonas a partir del pericarpio de G. mangostana L.: Mangostanxantona (I) y (III), y junto a Tjahjani et. al. (2014), afirman que la totalidad de las xantonas ailadas se presentan con una actividad antioxidante promisoria para futuras investigaciones y aplicaciones.

Estudios sobre xantonas menores, permitieron aislar compuestos como: 1, 3, 6, 7-tetraoxigenada xantona, 1, 3, 5- y 1, 3, 7-trioxigenada xantona y se sugiere que estas últimas son derivadas del mismo precursor benzofenona por ciclación alternativa en dos posiciones alternativas (Sen et. al. 1980).

La gráfica representada a continuación permite inferir que el comportamiento del índice de peróxido en el método de extracción soxhlet fue constante, mientras que el método arrastre de vapor se muestra de manera creciente junto a la concentración (ver figura 14).

Figura 14. Actividad del índice de peróxido en semilla de G. mangostana L.,

Índice de peróxido (meq O2 / g muestra)

por método de extracción soxhlet.

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 ACEITE DE SOYA

BHT

0,1

0,1

0,5

0,5

1

1

EPS

EPAV

EPS

EPAV

EPS

EPAV

Concentración (g extracto / g muestra * 100)

49

En los tratamientos soxhlet y arrastre de vapor en las concentraciones 0,1, 0,5 y 1 % se obtuvieron valores entre 0,3 y 0,5 para el índice de peróxido en comparación con el valor del antioxidante sintético BHT. Un resultado relevante se obtuvo a la concentración 0,1% en el método arrastre de vapor, donde se alcanzó un valor en el índice de peróxido menor al del antioxidante sintético BHT; que permite confirmar la eficiencia del extracto de semilla de G. mangostana L., en la inhibición de la oxidación de la muestra de aceite de soya.

De G. mangostana L., se han aislado 49 xantonas del pericarpio, 16 xantonas de la fruta completa, 21 xantonas del tronco y 3 xantonas de las hojas (Pedraza, 2008).

50

IV. CONCLUSIONES



Se pudo evidenciar influencia destacada de los métodos de extracción dispuestos sobre el rendimiento de los extractos, siendo el método de extracción Soxhlet (con etanol como solvente) para el pericarpio y semilla de G. mangostana L., el que mostró un comportamiento con valores de rendimiento significativos por encima de los demás métodos de extracción aplicados.



Los resultados del fitoquímicos preliminares demostraron la presencia de flavonoides, taninos, chalconas, auronas en ambas partes analizadas (pericarpio y semilla) del fruto del Mangostino, y existencia de antraquinonas en el pericarpio particularmente; asimismo se revela como una fuente de metabolitos de interés para futuras aplicaciones agroindustriales en manufacturas alimentarias, cosméticas, medicinales, de caucho y biocombustibles.



Al evaluar el índice de peróxido del pericarpio y semilla de G. mangostana L., considerando como referente el método de extracción Soxhlet, y valorado sobre el aceite de soya; en ambas partes del fruto se evidenció una respuesta positiva

que permitió la inhibición de la

oxidación y obstaculizó la inminente alteración de las cualidades fisicoquímicas del aceite, por agentes externos como luz y altas temperaturas.

51

RECOMENDACIONES



Se debe continuar con los estudios para reseñar otras partes del fruto y la planta que puedan presentar actividad antioxidante; debido a la importancia de los resultados obtenidos que indican que el pericarpio y la semilla del fruto de Mangostino representan una alternativa de potencial antioxidante, el cual puede ser empleado en numerosas aplicaciones en industrias alimentarias, cosméticas, medicinales, de cauchos y biocombustibles.



Analizar el potencial antioxidante del pericarpio y semilla de G. mangostana con el método DPPH, FRAP, ORAC, ABTS, CUPRAC, TRAP, TEAC; que permiten lograr resultados superiores en la evaluación y caracterización de la capacidad antioxidante de las partes del fruto reseñadas.



Se sugiere no utilizar métodos de extracción a gran escala con la semilla del fruto de Mangostino debido a la condición partenocárpica del fruto, en el que puede existir ausencia total o parcial de la semilla;

y en

consecuencia no sería rentable económicamente para posteriores investigaciones. 

Evaluar distintas concentraciones de los extractos obtenidos del pericarpio y semilla del fruto de Mangostino en la prueba para determinar el índice de peróxido, utilizando referentes variados como: aceite de girasol, oliva, maíz, entre otros; y así avalar los resultados obtenidos de su actividad antioxidante.



Efectuar la prueba de alcaloides para determinar su presencia en el fruto de Garcinia mangostana L., debido a que Semwal et. al. (2015) documentó la presencia de alcaloides en la especie Garcinia cambogia,

52

igualmente integrante de la familia Clusiaceae. Aduciendo que los alcaloides en pequeñas cantidades figuran entre los venenos más contundentes que perjudican la salud del ser humano. 

Evitar someter a trituración en molino de disco tradicional la materia prima (pericarpio y semilla de Mangostino) sujeta a extracción, argumentando que la reducción a mínimo tamaño de la partícula dificultará la conformación de la fase sólida del proceso.



Atender cuidadosamente las extracciones en las que se use agua como solvente, evidenciando que el aceite esencial obtenido del pericarpo de Mangostino, es incoloro y laborioso al diferenciar su fase de separación con el agua; y la elevada temperatura de la extracción puede afectar la presencia de xantonas, quienes ebullen a 351ºC.

53

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ANEXO Anexo 1. Lista de convenciones usadas en gráficos y tablas.

Convención EPS EPH EPAV ESS ESAV

Significado Extracción Pericarpio Soxhlet Extracción Pericarpio Hidrodestilación Extracción Pericarpio Arrastre de vapor Extracción Semilla Soxhlet Extracción Semilla Arrastre de vapor

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