Estudian en BUAP aceite esencial de plantas mexicanas como antioxidante natural para sustituir a los sintéticos

Los químicos artificiales utilizados en la actualidad, BHT y BHA, principalmente, son perjudiciales para la salud
 

Mantener la vida de anaquel de un alimento el mayor tiempo posible requiere, en muchas ocasiones, de agentes antioxidantes; sin embargo, hay fuertes indicios de que los artificiales utilizados en la actualidad (BHT y BHA, principalmente) son perjudiciales para la salud y tienen efectos secundarios, por lo que es necesario buscar una alternativa más natural y saludable.

Lilia Alejandra Conde Hernández, profesora investigadora de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ), señaló que ante la tendencia de sustituir los conservadores sintéticos por extractos de productos naturales con propiedades antioxidantes, en la FIQ se realiza una investigación cuyo objetivo es extraer y estudiar el aceite esencial de tres plantas mexicanas para determinar su uso como antioxidantes naturales.

Muchos aceites esenciales obtenidos a base de plantas mexicanas han sido poco explorados, no se conoce su composición química, por lo que es de gran interés su estudio. En este estudio, mediante procesos de hidrodestilación o destilación por arrastre de vapor, a diferentes condiciones, se extraerá el aceite esencial de las plantas, luego se determinará la actividad antioxidante por dos métodos diferentes y se caracterizarán los compuestos químicos volátiles obtenidos.

“Mediante una revisión bibliográfica se observa que hasta ahora la mayor fuente de antioxidantes es sintética y solamente un porcentaje mínimo se obtiene a partir de hierbas o especias, por lo que surge la idea de aprovechar hierbas o especias de origen mexicano, obtener sus aceites esenciales y probar su actividad antioxidante para ser consideradas una alternativa a los conservadores sintéticos”, comentó.

La doctora en Ciencia de Alimentos dio a conocer que una de las plantas seleccionada es el toronjil de menta, también conocida como toronjil rojo o toronjil de monte, se trata de una especie que posee pequeñas flores rojas, suele presentar una altura de 30 a 80 centímetros. Es una hierba perenne, endémica de los estados de Hidalgo, Guerrero, Oaxaca y Veracruz, que pertenece al grupo de las fanerógamas dicotiledóneas y a la familia de las Lamiaceae.

“Al toronjil rojo se le atribuyen propiedades tranquilizantes, por lo que la población suele consumirla en preparaciones acuosas como remedio para dolencias nerviosas, inducir el sueño y como agente sedante y analgésico. A pesar de su uso intensivo en la medicina tradicional mexicana y que estudios fitoquímicos arrojan la presencia de flavonoides libres y glicósidos, existe poca información acerca de la actividad biológica o la composición de las partes aéreas de dicha planta y ninguna de su aceite esencial”, informó.

Como parte de este trabajo ya se ha obtenido el aceite esencial de toronjil rojo mediante hidrodestilación y destilación por arrastre con vapor. Los resultados mostraron que su rendimiento fue de 1.4 y 1.1 gramos de aceite esencial / gramos de planta seca para hidrodestilación, y de 1.1 y 0.9 gramos de aceite esencial / gramos de planta seca para destilación con arrastre con vapor, para un tiempo de dos y cinco horas respectivamente.

Con respecto a la actividad antioxidante se probaron los aceites esenciales obtenidos y tres antioxidantes sintéticos (ácido ascórbico, BHT y trolox), todos a la misma concentración, para observar qué tan efectivos pueden ser los primeros con respecto a los sintéticos.

Conde Hernández informó que al realizar la determinación de la actividad antioxidante (IC50) se encontró que para la técnica de DPPH, el aceite esencial obtenido por hidrodestilación por cinco horas mostró mayor actividad antioxidante que los tres antioxidantes sintéticos e incluso fue superior en un orden de cinco veces mejor que el ácido ascórbico. Sin embargo, con la técnica ABTS, los antioxidantes sintéticos mostraron mayor actividad antioxidante que los aceites esenciales.

El siguiente paso de la investigación es obtener el aceite esencial de las otras dos plantas seleccionadas mediante los mismos procesos a diferentes condiciones; posteriormente se determinará su composición química a través de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) y se realizará la determinación de la actividad antioxidante de los aceites, también por medio de ABTS y DPPH.

En la identificación de las tres plantas mexicanas se cuenta con la colaboración del Jardín Botánico Universitario, además de que esta investigación también forma parte de la tesis de doctorado de Anette Gisela Botello Ojeda.

De acuerdo con la académica, los aceites esenciales, también llamados bioconservadores o químicos verdes, parecen ser una alternativa al poseer buena actividad antioxidante y no ser dañinos para la salud. Dichos beneficios están relacionados con dos características principales: su actividad antioxidante y antimicrobiana, por lo que se usan principalmente en la industria farmacéutica, sanitaria, cosmética, agricultura y alimentaria.

Se han realizado estudios de la adición de aceite esencial de albahaca en el aceite de palma para freír papas fritas, de aceite esencial de cedrón y muña en aceite de girasol, de aceite esencial de cilantro en pastel, de aceite esencial de clavo y canela en chuletas de cerdo, de aceite esencial de limón en aceite de girasol, de aceite esencial de orégano en aceite de oliva, por mencionar algunos de ellos. A nivel industrial se procesan aceites de romero, tomillo, canela, clavo, lavanda, árbol de té, anís, menta, limón, naranja, eucalipto, orégano, para diversos usos.

Puebl@Media
Puebla, México
Sábado 20 de febrero 2021.


La idea es crear materiales que sean absorbidos por el cuerpo, contribuyan a una mejor recuperación y sean de bajo costo


Con la finalidad de crear biomateriales que puedan utilizarse para la recuperación física de las personas, un grupo multidisciplinario de investigadores de las facultades de Ingeniería Química (FIQ), Medicina y Ciencias Químicas (FCQ) de la BUAP creó unas prótesis compuestas que tienen la función de reparar en su totalidad fracturas o imperfecciones de los huesos largos.

          Marco Antonio Morales Sánchez, investigador de la FIQ y responsable de este proyecto, explicó que generalmente “los defectos provocados en los huesos por accidentes o enfermedades, como osteoporosis o cáncer, son tratados con prótesis de titanio, cuyo costo va de 10 mil hasta 30 mil pesos, y el de la cirugía más de 80 mil pesos; aunado a esto el mismo cuerpo las absorbe, por lo que el paciente tiene que tomar medicamento para evitar un envenenamiento por metales”.

          Por ello, en este trabajo se buscó recrear la forma de los huesos a través de modelos de computadora, para que esos moldes fueran impresos en 3D en biopolímeros que pueden ser absorbidos por el cuerpo humano, como el ácido poliláctico (PLA), utilizado como hilo para las suturas en cirugía.

          Una vez que estos andamios fueron impresos se recubrieron con calcio, lo que dio como resultado un material compuesto o mixto, el cual fue probado en ratas y sometido a un análisis dentro del tomógrafo computarizado industrial del Centro Avanzado de Pruebas Analíticas no Destructivas de la BUAP.

          “Gracias a los datos y medidas cuantitativas que arrojó el tomógrafo comprobamos que la composición del material tiene una gran similitud a la de un hueso real, también corroboramos que el calcio está bien pegado al biopolímero, además de que el tamaño de los poros se encontraba en un rango de 400 a 600 micras, algo que no había sido explorado anteriormente en procesos biológicos para la reconstrucción de huesos”, señaló el investigador.

          Una vez que la prótesis fue implementada en los animales se realizó la primera prueba con el tomógrafo, donde las imágenes mostraron una notable diferencia entre el biomaterial y el hueso; sin embargo, en la segunda prueba, realizada 28 días después, ya no se notaba la diferencia entre la prótesis y este.   

          Por su parte, Jorge Cerna Cortez, director de la FCQ, unidad académica responsable del centro, señaló que gracias a la tecnología con la que cuentan fue posible un seguimiento de la recuperación de los huesos de los ratones, sin la necesidad de sacrificarlos o de hacer cirugía en cada prueba, de tal forma que el animal era introducido en el tomógrafo para ser escaneado, a una baja intensidad de rayos x, para comprobar el grado de regeneración.

          Con este proyecto desarrollado por los investigadores será posible fabricar prótesis que tengan la cualidad de volverse parte de los huesos, sin complicaciones futuras, además de regenerarlos, y que estén a un precio accesible para la gente que las necesite.

          Los primeros resultados sobre este trabajo, basados en las pruebas de resistencia de las prótesis en un cuerpo, fueron plasmados en el artículo Polylactic acid/sodium alginate/hydroxyapatite composite scaffolds with trabecular tissue morphology designed by a bone remodeling model using 3D printing, que recientemente fue publicado en el volumen 54, de la revista Journal of Material Science.

           Los investigadores planean escribir un segundo artículo en el que se muestren los resultados de los análisis obtenidos con el tomógrafo, acerca de la fusión de la prótesis con el hueso.

          Marco Antonio Morales Sánchez, doctor en Física Aplicada por la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la BUAP, señaló que el siguiente paso es crear implantes que puedan ser probados en personas que han sufrido accidentes en los que sus huesos han quedado severamente dañados, con la intención de que puedan recuperar la movilidad.

            El proyecto ya cuenta con un registro de solicitud de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial. Gracias a este, en 2017 ganaron el Premio Nacional de Ingeniería.   

Puebl@Media
Ciudad de Puebla
Martes 15 octubre 2019.


Investigadora de la National University of Pharmacy impartió una conferencia sobre el tema en esa unidad académica


Contar con mecanismos y técnicas adecuadas para la purificación de aguas contaminadas es un tema relevante para científicos de México y de otras naciones.


Con el fin de dar a conocer las investigaciones que se realizan en Ucrania, Kateryna Taran, profesora investigadora de la National University of Pharmacy (NUPh), impartió una conferencia en la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) de la BUAP.

          La experta del Departamento de Química Farmacéutica de la NUPh habló sobre un nuevo equipo diseñado para la purificación y desinfección del agua contaminada por sustancias químicas y bacterias, y cómo esta tecnología podría ser utilizada a gran escala en las industrias.

           Durante la charla, hizo hincapié en las áreas de oportunidad que existen para establecer colaboraciones académicas y científicas entre estudiantes de la BUAP, de la NUPh y de la National Aeroespace University (NAU), universidad ucraniana con la cual colabora en proyectos de investigación.

           “Los científicos de la BUAP tienen un alto y reconocido nivel en este campo y es por eso que la idea de esta presentación es generar el interés entre los alumnos y profesores sobre la investigación que realizamos, e invitarlos a participar en actividades que sean de beneficio mutuo para nuestras instituciones”, expresó.

           Por su parte, Octavio Olivares Xometl, docente de la FIQ e integrante del Cuerpo Académico Control de la Contaminación Ambiental, señaló que esta conferencia es una de las actividades encaminadas al establecimiento de un convenio de colaboración entre la BUAP, la NUPh y la NAU, el cual permitiría a profesores y alumnos participar en programas de movilidad, estancias de investigación y proyectos conjuntos enfocados en el tratamiento de aguas residuales, entre otros.  

            Asimismo, adelantó que se prevé que esta colaboración se concrete a principios de 2019, la cual fortalecerá las carreras en Ingeniería Química, Ambiental, y en Materiales.

Puebl@Media
Ciudad de Puebla
Miércoles 5 de diciembre 2018.


Para preservar especies vegetales contaminadas por la presencia de metales en zonas mineras, investigadores del Cuerpo Académico de Control de la Contaminación Ambiental, de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) de la BUAP, llevan a cabo un trabajo de biorremediación de suelos, que consiste en incorporar bacterias promotoras del crecimiento de plantas, para mejorar los procesos de fitorremediación.

“La biorremediación es un proceso en el que se utilizan microorganismos para degradar, transformar o estabilizar compuestos tóxicos. En este método existe un subproceso conocido como fitorremediación, que consiste en aprovechar las capacidades de las plantas para acumular metales y evitar que lleguen al aire y a los mantos acuíferos”, explicó José Carlos Mendoza Hernández, investigador de la FIQ e integrante del citado cuerpo académico.

De acuerdo con el académico, los residuos de jales de mina, además de afectar el crecimiento de las especies vegetales, pueden filtrarse y contaminar los mantos acuíferos profundos que llegan a las regiones habitadas cerca de las minas, así como dispersarse a través del aire, lo que pondría en riesgo a la población.

Explicó que su método consiste en una fitoestabilización de compuestos tóxicos como arsénico, plomo, mercurio, zinc, manganeso, cromo, hierro, cobre y níquel, con la ayuda de bacterias que son resistentes a éstos.

“Para conseguir la estabilización utilizamos microbios que contribuyen a que las plantas resistan las condiciones adversas. Las bacterias son capaces de tolerar diferentes concentraciones de metales, pueden biosorberlos y además son promotoras del crecimiento vegetal”, detalló.

Estos microbios, continuó, “segregan fitohormonas para propiciar el crecimiento y mediante un control de enzimas disminuyen el estrés de las plantas. De igual forma, proporcionan una mayor cantidad de fosfato a través de un proceso de solubilización, así como la captura de hierro por medio de sideróforos, compuestos secretados por las bacterias, lo que ayuda a la inhibición de organismos patógenos”.

Las bacterias son obtenidas de la rizósfera de las zonas contaminadas cercanas a las minas, mismas que al estar en contacto con los metales generan una resistencia natural.

El también coordinador de la Licenciatura en Ingeniería Ambiental, de la FIQ, informó que han aislado 20 cepas que cumplen con las propiedades anteriormente mencionadas, entre las que se encuentran Serratia, Enterobacter, Klebsiella y Pseudomonas, entre otras, las cuales fueron obtenidas en Zimapán, Hidalgo.

A la fecha, han realizado pruebas en invernaderos con girasoles e higuerillas, con buenos resultados. “Sin la ayuda de los microorganismos el crecimiento es muy lento, debido a las condiciones adversas en las que se encuentran, pero gracias a este método su desarrollo mejora considerablemente”.

El investigador, quien es doctor en Ciencias Ambientales por la BUAP, detalló que una vez que los microbios son aislados en medios selectivos, se mezclan con diferentes fuentes de nitrógeno, para verificar que se produzca la actividad de promoción de crecimiento.

“Posteriormente, replicamos esta metodología a gran escala para obtener una suspensión bacteriana que es aplicada a las plantas. A los diez días se observan los efectos benéficos de las bacterias sobre las especies vegetales, a diferencia de aquéllas a las que no se les suministró la suspensión, las cuales mostraron un crecimiento mucho más lento”, afirmó.

Esta investigación, en la que participan las doctoras Gabriela Pérez Osorio y Janette Arriola Morales, del Cuerpo Académico de Control de la Contaminación Ambiental de la FIQ, sigue en etapa de desarrollo. El siguiente paso es hacer pruebas de campo para conseguir la fitoestabilización de los metales, una vez que se ha probado en el laboratorio el efecto de las bacterias en las plantas.

El video sobre este texto puede verse en el siguiente enlace: https://youtu.be/FDPdwMLKPw4.

Puebl@Media
Ciudad de Puebla
Domingo 22 de mayo de 2016.

El producto obtenido es libre de conservadores y aporta un bajo contenido de calorías

El maguey pulquero es un recurso natural de suma importancia en México, especialmente en la región del Altiplano, integrada por los estados de México, Tlaxcala, Hidalgo y Puebla. Sin embargo, hoy es una planta endémica en peligro de extinción. Para darle un valor agregado, aparte del pulque, investigadores del Laboratorio de Alimentos de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) de la BUAP desarrollan un proyecto para obtener un sustituto de azúcar a partir del aguamiel. Al ser libre de conservadores, aditivos y bajo en calorías, es ideal para la dieta de personas con diabetes.

Dicho hidrato de carbono se obtiene sólo por un proceso de secado por aspersión y con una mínima cantidad de aditivos químicos, siendo así un sustituto de la azúcar refinada, producto semejante a la stevia. “La idea es obtener un azúcar libre de conservadores y aditivos, para ser utilizada como endulzante por personas con diabetes”, explicó la doctora Claudia Santacruz Vázquez, académica de la FIQ y responsable de la investigación.

Este producto está compuesto en su mayoría por glucosa, fructuosa, maltosa, sacarosa y en menor proporción por fibra dietética, por lo que es ideal para endulzar bebidas e incluso postres. De este modo, al fomentar un mayor aprovechamiento, investigadores de la BUAP recuperan una planta emblemática, que en la segunda mitad del siglo XX comenzó a decaer debido a su irracional y clandestina explotación, por las escasas e inadecuadas siembras y las políticas tendientes a sustituir su uso, ya sea como fibra o bebida, prefiriendo otras de mayor aceptación comercial como la cerveza.

Proyecto de largo alcance

La investigación inició en marzo de 2015, por lo que aún está en desarrollo. Hasta el momento, el proceso de producción es caro, en comparación con el de la stevia, sustituto de la azúcar más conocido e industrializado. El rendimiento que se obtiene es bajo, ya que por cada litro de aguamiel se obtienen ocho gramos de edulcorante.

“La idea es que sea consumido como una alternativa de la stevia. Esto permitirá tener otro tipo de edulcorantes cien por ciento natural en polvo, estable y con una aceptación sensorial adecuada”, comentó Santacruz Vázquez, doctora en Ciencias, con especialidad en Alimentos.

A futuro se espera incrementar su rendimiento y obtener un producto acorde con las especificaciones sanitarias y normas oficiales mexicanas, el cual tenga un envase adecuado al consumidor, etiqueta nutrimental y con presentaciones en forma de sobres y jarabe. Al cubrir estas especificaciones, se pretende que sea avalado por la Asociación Mexicana de Diabetes, como un producto apto para personas con este mal.

El proyecto también incluye estudios del tiempo de vida en anaquel y de aceptación por parte del consumidor, puesto que el sabor del azúcar obtenido a partir de aguamiel tiene un gusto a caramelo, similar al merengue.

En esta investigación colaboran los doctores Verónica Santacruz Vázquez y Jesús Hinojosa Moya, quien realiza las visitas in situ para presentar opciones agronómicas que incrementen la producción del agave pulquero; así como estudiantes de licenciatura y maestría de la FIQ.

Transformación del producto

El proceso inicia con la obtención del aguamiel, a partir del agave variedad manso, el cual es llevado por campesinos de la Unión de Productores de Maguey y sus derivados en Nanacamilpa, SPR de RL, del estado de Tlaxcala, al Laboratorio de Alimentos de la Facultad de Ingeniería Química, donde es caracterizado en cuanto a su contenido de sólidos solubles, color, contenido de humedad, densidad y sabor.

Después es filtrado al vacío, para retirar partículas de mayor tamaño y agentes encapsulantes de grado alimenticio. De ahí, se somete a un proceso de secado por aspersión, donde el producto pasa por tres etapas: atomización de la alimentación del líquido, donde es convertido en un fino spray o gotas; en la segunda fase, el spray entra en contacto con la corriente de líquido y es suspendido por una corriente de gas caliente, permitiendo la evaporación del líquido y sacando el sólido seco, en esencial con el mismo tamaño y forma que las gotas atomizadas.

Finalmente, de la corriente de gas, el polvo seco es separado y colectado. El gas de secado empleado es tratado para alcanzar los requerimientos ambientales y entonces ser emitido a la atmósfera o, en algunos casos, recirculado al sistema.

De esta manera, se obtiene el azúcar en forma de polvo blanquecino cremoso con bajo contenido de humedad -aproximadamente 2.6 por ciento- y con un gran poder edulcorante, ya que una cucharada de azúcar natural de agave pulquero en polvo es equivalente a dos cucharadas de azúcar refinada comercial, destacó la académica.

El video sobre este tema puede verse en el siguiente enlace: http://youtu.be/h9JWfRcAsLg.

Puebl@Media
Ciudad de Puebla
Domingo 21 de junio de 2015.

 

El mundo es comprendido por el paradigma, es la forma por la cual es entendido el mundo, el hombre y por supuesto las realidades cercanas al conocimiento.

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