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Extracción y caracterización de los compuestos fenólicos de las uvas vitis vinifera

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Jess Luuzhan

on 9 May 2014

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Transcript of Extracción y caracterización de los compuestos fenólicos de las uvas vitis vinifera

INTRODUCCIÓN
Los compuestos polifenólicos son muy comunes en las plantas. Estos compuestos proporcionan color, facilitan el crecimiento e incrementan la resistencia contra los depredadores. Los compuestos polifenólicos que incluyen los antocianos y las procianidinas son de gran interés para la salud humana, ya que este tipo de compuestos son de gran utilidad para neutralizar los radicales libres que se producen dentro y fuera del organismo (Casazza et al., 2011; Liu y White, 2012; Caravaca y Edurne, 1999).
EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS FENÓLICOS DE LAS UVAS


METODOLOGÍA
Identificación de compuestos fenólicos
A. Colorimetría.
Identificación de compuestos fenólicos.
B. Espectrometría de masas (identificación de estructura) e infrarrojo cercano (detección de compuestos activos)
Identificación de compuestos fenólicos.
C. HPLC
Bibliografía

Conclusiones.
Las técnicas de extracción estudiadas buscan condiciones óptimas para la recolección de compuestos de importancia biológica y farmacéutica presentes en la uva además de considerar el costo beneficio de las técnicas. La técnica de alta presión y alta temperatura resulta ser efectiva para la obtención de compuestos fenólicos de las uvas. Los altos rendimientos en la producción total de polifenoles y de flavonoides fueron obtenidos trabajando a 150°C. El análisis por cromatografía HPLC revelo diferentes compuestos fenólicos simples, variando la temperatura de extracción y el tiempo de contacto.
Las proantocianidinas son una clase de flavonoides biológicamente activos y uno de los más potentes antioxidantes de la naturaleza. Los extractos de proantocianidinas de semillas de uva poseen un amplio espectro de propiedades biológicas, farmacológicas y quimioprotectivas contra los radicales libres y el estrés oxidativo. Son varios los métodos viables para la extracción de proantocianidinas de las semillas de uva, usando solventes orgánicos y una combinación de agua y solventes polares.
 
El proceso de extracción aplicado sobre las muestras de hollejos de distintas variedades ha permitido aislar los compuestos antociánicos presentes en los mismos. La técnica combinada HPLC-PDA ha hecho posible la determinación y la identificación de los distintos antocianos presentes en los extractos.


La HPLC se utilizó para separar y cuantificar los principales compuestos monoméricos presentes en los extractos. El problema con este método es la falta de capacidad de correlacionar datos entre diferentes experimentos. Sin una fase móvil y estacionaria estándar, los datos no pueden ser correlacionados entre diferentes experimentos debido a los tiempos de retención diferentes de los propios compuestos con las fases. Los métodos de identificación expuestos son la espectroscopia de masas que se utiliza principalmente para la determinación de la composición; la RMN también usada para fines de identificación específica dentro de un grupo compuesto de moléculas; la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS), que es capaz de detectar y medir un número complejo de componentes generales y específicos, así como los métodos coloriimétricos, tales como el ensayo de Folin-Ciocalteu que permite determinar el contenido de compuestos activos en los extractos.

Mediante los cromatogramas se identificó a los antocianos en base a sus tiempos de retención los cuales están ligados con la polaridad de los mismos debido a que los más polares eluyen primero.

PROCIANDINAS

Para estos compuestos los cromatogramas obtenidos no son bien definidos debido a que muestran una línea base muy irregular y su identificación definitiva se sigue investigando.


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La semilla de la uva contiene muchos grupos fenólicos que poseen potenciales efectos benéficos para la salud. Entre estos compuestos se encuentran las proantocianidinas, también conocidas como taninos condensados, los cuales pertenecen al grupo de los flavonoides. Los favonoides están ampliamente distribuidos en plantas, pero la semilla de la uva tiene un contenido muy alto. Este estudio examinó las tecnologías de extracción y purificación para la obtención de proantocianidinas de las semillas y las cáscaras de la uva, así como los métodos e instrumentos de análisis para la caracterización de los mismos (Liu y White 2012).

El estudio se centró en el uso de una tecnología de extracción no convencional mediante el empleo de un reactor de mezcla a alta temperatura y presión para extraer polifenoles de la cáscara de las uvas. El tiempo de extracción (15-330 min.) y la temperatura (15-130°C) fueron seleccionados como variables independientes y fueron estudiados sus efectos. Un estudio cinético preliminar reveló que el modelo de segundo orden encajaba satisfactoriamente con los resultados experimentales (R2 >0.9798). Se analizó el rendimiento total de polifenoles y de flavonoides, así como el poder anti radical de los extractos. El uso de la tecnología de alta presión y temperatura permitió obtener extractos ricos en polifenoles con un alto poder anti radical. El contenido total más alto de polifenoles y flavonoides se obtuvo a 150°C por 270 min y a 150°C por 15 min, respectivamente. La técnica HPLC fue empleada para analizar compuestos fenólicos. Fueron extraídas cantidades considerables de compuestos fenólicos individuales. Los rendimientos más altos fueron los correspondientes al ácido gálico, 5-hidroximetilfurfural, al ácido protocatéquico, catequina, ácido vinílico, ácido siríngico, ácido cumárico, trans-resveratrol y la quercetina (Casazza et al., 2011)
El método que se ha utilizado con más frecuencia en la separación de proantocianidinas de semillas de uva es la extracción líquido / líquido utilizando diversos disolventes polares, como el Acetato de etilo y el agua. El acetato de etilo por sí solo no puede penetrar a través de las semillas de la uva; combinando el acetato de etilo con agua se afecta directamente a la velocidad de reacción debido a que el agua ayuda a aumentar la permeabilidad. El agua añadida al sistema muestra una relación directa con un aumento en el rendimiento y también en la velocidad de reacción de la extracción de las proantocianidinas.
El tiempo de reacción óptimo es de 24 horas para la extracción de los polifenoles a partir de las semillas de la uva. Mientras que las cantidades máximas pueden obtenerse después de 15 horas, en la mayoría de los casos, 15 horas es tiempo suficiente para recoger cantidades considerables de proantocianidinas de semillas de uva.


Discusión de resultados

Se ha comprobado que tanto los extractos de la cáscara como de las semillas de la uva Vitis vinífera poseen actividad anti radical, la cual conlleva a beneficios para la salud, tales como protección contra la eterosclerosis, la enfermedad cardíaca coronaria y ciertos tipos de cáncer.

El objetivo de las investigaciones analizadas fue desarrollar un método eficiente de extracción para la recuperación de antioxidantes de los extractos de las cáscaras y de las semillas de las uvas, que puedan ser utilizados para la producción de compuestos nutracéuticos después de algunos tratamientos preliminares.


VITIS VINIFERA
Objetivo
Se ha comprobado que tanto los extractos de la cáscara como de las semillas de la uva Vitis vinífera poseen actividad anti radical, la cual conlleva a beneficios para la salud, tales como protección contra la eterosclerosis, la enfermedad cardíaca coronaria y ciertos tipos de cáncer. El objetivo de las investigaciones analizadas fue desarrollar un método eficiente de extracción para la recuperación de antioxidantes de los extractos de las cáscaras y de las semillas de las uvas, que puedan ser utilizados para la producción de compuestos nutracéuticos después de algunos tratamientos preliminares.


Facultad de Química, Universidad Autónoma del Estado de México, Paseo Colón esq. Paseo Tollocan SN  50120 Toluca de Lerdo, Edo. de México, México.

Objetivo
Se ha comprobado que tanto los extractos de la cáscara como de las semillas de la uva Vitis vinífera poseen actividad anti radical, la cual conlleva a beneficios para la salud, tales como protección contra la eterosclerosis, la enfermedad cardíaca coronaria y ciertos tipos de cáncer. El objetivo de las investigaciones analizadas fue desarrollar un método eficiente de extracción para la recuperación de antioxidantes de los extractos de las cáscaras y de las semillas de las uvas, que puedan ser utilizados para la producción de compuestos nutracéuticos después de algunos tratamientos preliminares.


Facultad de Química, Universidad Autónoma del Estado de México, Paseo Colón esq. Paseo Tollocan SN  50120 Toluca de Lerdo, Edo. de México, México.

OBJETIVO
RESUMEN
Método de separación de compuestos fenólicos: extracción líquido / líquido.
Se deja reposar la uva en una mezcla de solvente (Etanol, Metanol, Acetato de etilo o Acetona) con Agua para separar los compuestos fenólicos de interés.
Extracto.
Identificación de compuestos fenólicos.

Muestra:
Diluir el extracto agregar nitrito de sodio al 5%.
Agregar 0.15 ml de Cloruro de Alumnio.
Adicionar 0.5ml de NaOH 1 M
Medir absorbancias a 510 nm
Fin.
Se introduce la muestra en un solvente inerte como el cloroformo o dependiendo las propiedades del compuesto que no interfiera con este y se usa principalmente para la identificación de compuestos en este caso compuestos fenólicos presentes en los extractos de la uva.
Utiliza una fase móvil de Ácido acético y Agua.
Se hace pasar el extracto con la fase móvil por el equipo de cromatografía para separar los componentes por medio de sus polaridades.
Mediante los cromatogramas se identificó a los antocianos en base a sus tiempos de retención, los cuales están ligados con la polaridad de estos compuestos debido a que los más polares eluyen primero (Caravaca y Edurne, 1994)



Para estos compuestos los cromatogramas obtenidos no son bien definidos debido a que muestran una línea base muy irregular y su identificación definitiva se sigue investigando.

RESULTADOS
Procianidinas.
Cromatograma del SOL II variedad Berde Xarie.
Cromatograma del SOL III variedad Berde Xarie.
Cromatograma SOL II variedad Berdexa. Baltza.
Cromatograma del SOL III variedad Berdexa Baltza.
Cromatograma de SOL II variedad Tempranillo.
Cromatograma de SOL III variedad Tempranillo.
Compuestos antocianicos.
El método que se ha utilizado con más frecuencia en la separación de proantocianidinas de semillas de uva es la extracción líquido / líquido utilizando diversos disolventes polares, como el Acetato de etilo y el agua. El acetato de etilo por sí solo no puede penetrar a través de las semillas de la uva; combinando el acetato de etilo con agua se afecta directamente a la velocidad de reacción debido a que el agua ayuda a aumentar la permeabilidad. El agua añadida al sistema muestra una relación directa con un aumento en el rendimiento y también en la velocidad de reacción de la extracción de las proantocianidinas (Liu y White, 2012)

El tiempo de reacción óptimo es de 24 horas para la extracción de los polifenoles a partir de las semillas de la uva. Mientras que las cantidades máximas pueden obtenerse después de 15 horas, en la mayoría de los casos, 15 horas es tiempo suficiente para recoger cantidades considerables de proantocianidinas de semillas de uva (Liu y White, 2012)

La HPLC se utilizó para separar y cuantificar los principales compuestos monoméricos presentes en los extractos. El problema con este método es la falta de capacidad de correlacionar datos entre diferentes experimentos. Sin una fase móvil y estacionaria estándar, los datos no pueden ser correlacionados entre diferentes experimentos debido a los tiempos de retención diferentes de los propios compuestos con las fases. Los métodos de identificación expuestos son la espectroscopia de masas que se utiliza principalmente para la determinación de la composición; la RMN también usada para fines de identificación específica dentro de un grupo compuesto de moléculas; la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) es capaz de detectar y medir un número complejo de componentes generales y específicos. También el contenido de compuestos activos en los extractos se puede determinar con un método colorimétrico usando el ensayo de Folin-Ciocalteu (Casazza et al., 2011; Liu y White, 2012; Caravaca y Edurne, 1999).

DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Las técnicas de extracción estudiadas buscan condiciones óptimas para la recolección de compuestos de importancia biológica y farmacéutica presentes en la uva además de considerar el costo beneficio de las técnicas. La técnica de alta presión y alta temperatura resulta ser efectiva para la obtención de compuestos fenólicos de las uvas. Los altos rendimientos en la producción total de polifenoles y de flavonoides fueron obtenidos trabajando a 150°C. El análisis por cromatografía HPLC revelo diferentes compuestos fenólicos simples, variando la temperatura de extracción y el tiempo de contacto.

Las proantocianidinas son una clase de flavonoides biológicamente activos y uno de los más potentes antioxidantes de la naturaleza. Los extractos de proantocianidinas de semillas de uva poseen un amplio espectro de propiedades biológicas, farmacológicas y quimioprotectivas contra los radicales libres y el estrés oxidativo. Son varios los métodos viables para la extracción de proantocianidinas de las semillas de uva, usando solventes orgánicos y una combinación de agua y solventes polares.

El proceso de extracción aplicado sobre las muestras de hollejos de distintas variedades ha permitido aislar los compuestos antociánicos presentes en los mismos. La técnica combinada HPLC-PDA ha hecho posible la determinación y la identificación de los distintos antocianos presentes en los extractos.

CONCLUSIONES
1.- Alessandro A. Casazza, Bahar Aliakbarian, Eugenia Sannita, Patrizia Perego. High-pressure high-temperature extraction of phenolic compounds from grape skins. International Journal of food, science and tegnology. Págs. 47, 399–405. (2011)
2. Sean X. Liu, Elizabeth White. Extraction and Characterization of Proanthocyanidins from Grape Seeds. The Open Food Science Journal.Págs. 5-10. (2012)
3. Elejalde Caravaca, Edurne. Extracción y caracterización de antocianos y procianidinas de distintas variedades de uva empleadas en la elaboración del txakoli tinto de Bizkaia. Departamento de Química Orgánica. Facultad de Ciencias, Universidad del País Vasco. Págs. 67-81. (1999)

BIBLIOGRAFÍA
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