Química (Lic.)
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Item Vanilla pompona (Orchidaceae), especie de orquídea de los humedales de Madre de Dios: cuantificación por HPLC de la Vainillina y otros componentes aromáticos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-03-09) Naka Kishimoto, Angelica Mariko; Maruenda Castillo, HelenaLas vainas de vainilla, debido a su refinado sabor y apreciado aroma, se utilizan desde hace mucho tiempo para aromatizar alimentos, especialmente postres y bebidas. El extracto de vainas de vainilla es una mezcla extremadamente complicada de cientos de compuestos diferentes, entre los que se encuentran alcoholes, ácidos, ésteres, éteres, terpenoides, entre otros. De todos ellos, la vainillina (4-hidroxi-3- metoxibenzaldehído) es el componente mayoritario y el principal responsable del característico aroma y sabor del extracto. En el mercado, se comercializa tanto vainas de vainilla curadas como extracto de vainas de vainilla. Sin embargo, debido a que éstas no pueden cubrir la gran demanda (más de 12 000 toneladas anuales), existe también la esencia sintética, de muy bajo precio, pero que consiste únicamente en una solución etanólica de vainillina. La desventaja de esta esencia es que no posee todos los componentes de aroma y sabor característicos del extracto de vainas de vainilla. Dada la gran demanda actual de vainillina y las ventajas que ofrece el extracto natural, surgió el interés en evaluar el perfil aromático de Vanilla pompona, especie poco estudiada pero abundante en los humedales del departamento de Madre de Dios. Diversos extractos de vainas de Vanilla pompona, preparadas por hidrólisis enzimática (empleando Viscozima y Celuclast), fueron analizados mediante Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC). Se cuantificó el contenido de alcohol phidroxibencílico, alcohol-4-hidroxi-3-metoxibencílico, ácido p-hidroxibenzoico, phidroxibenzaldehído, ácido vainíllico y vainillina. El perfil aromático de Vanilla pompona se comparó con el de la vainilla de Madagascar (Vanilla planifolia) obtenida comercialmente, especie muy importante a nivel internacional.Item Obtención de quitosanas con peso molecular y grado de acetilación controlados(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-23) Sánchez Zárate, Luis Felipe Alberto; Nakamatsu Kuniyoshi, JavierLa quitina es un polisacárido estructural que se encuentra en algunos crustáceos, insectos, hongos y levaduras. La desacetilación de la quitina produce quitosana, la cual ha sido estudiada por su alto potencial en aplicaciones como el transporte de fármacos, la absorción de iones metálicos, membranas e ingeniería de tejidos. La quitosana es un copolímero lineal conformado por unidades N-acetil-D-glucosamina y D-glucosamina. Las propiedades fisicoquímicas y mecánicas de la quitosana están determinadas principalmente por tres parámetros: el grado de acetilación (DA) y el peso molecular (Mw). La gran mayoría de estudios reportados se han realizado con quitosanas extraídas de distintas fuentes y por diferentes métodos, por ello es de espera que cada una de estas quitosanas tengan diferentes DA y Mw, y con ello diferentes propiedades. Además, varios estudios no reportan todos los parámetros antes mencionados. Así, en algunos casos, se reportan diferencias en las propiedades con, por ejemplo, solubilidad, viscosidad y ángulo de contacto. Esto genera incongruencia en las propiedades reportadas sobre la quitosana. Por lo mencionado, es importante contar con muestras de quitosana a medida; es decir, con características estructurales conocidas y que se hayan determinado rigurosamente. En este trabajo se evaluaron métodos que permiten obtener estas quitosanas a medida, con Mw y DA específicos, este se realizó a partir de una quitosana de un DA igual a 10,6% y su posterior reacetilación con anhidrido acético en medio acuoso ácido y con cloruro de acetilo en un líquido iónico en los que se obtuvo valores de DA entre 28 y 89%. Además, se evaluaron formas para reducir el Mw de manera controlada con la aplicación de ultrasonido y la hidrolisis en medio ácido, en los que se obtuvo valores de Mw entre 131 y 1300 kDa. Estos dos parámetros mencionados se determinaron por espectroscopía de resonancia magnética nuclear, espectroscopía infrarroja, cromatografía de permeación en gel y viscosimetría capilar.Item Obtención de quitosanas con alto grado de desacetilación(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-05-07) Cánepa Ivazeta, Jimmy Laurence; Nakamatsu Kuniyoshi, JavierLa quitina es el segundo polisacárido en abundancia en la naturaleza y a partir de ella se obtiene la quitosana, un polielectrolito catiónico cuando se disuelve en soluciones acuosas ácidas que es biodegradable, biocompatible, bacteriostático, antifúngico y tiene la capacidad para formar películas, fibras y matrices porosas ligeras. Así, la quitosana es un polímero natural interesante para aplicaciones en medicina, farmacia, alimentos, cosmética, agricultura, tratamiento de aguas, etc. La quitina se transforma en quitosana por medio de la desacetilación. El grado de desacetilación (DDA) indica la cantidad total de grupos acetamida convertidos en amina, lo que determina directamente sus propiedades (como solubilidad, basicidad, adsorción, entre otras), funcionalidad y, por tanto, las aplicaciones del polímero. En primer lugar, se desacetiló quitina (sólida y disuelta en base a baja temperatura) por calentamiento convencional y con microondas. En el primer método se evaluó el tiempo de reacción (entre 0,5 y 5 h), y en el segundo, el número de ciclos de reacción sin variar el tiempo neto de irradiación (10 min). En segundo lugar, se desacetiló quitosana por el método convencional cambiando la concentración de la base. Además, se realizó la desacetilación con microondas, con la variable del número de ciclos de irradiación, cada uno de 1,5 min. Finalmente, se compararon los métodos entre sí. Los resultados fueron evaluados en función al DDA, analizado por espectrometría infrarroja (FT-IR) y espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protón (1H-RMN), y al peso molecular, cuantificado por cromatografía de permeación de gel (GPC) y viscosimetría capilar. En general, todos los resultados muestran que se produce la degradación del polímero durante la desacetilación. Sin embargo, los métodos con microondas y de quitina alcalina no son tan agresivos como el método convencional, de manera que reducen el rompimiento de las cadenas. Se logró obtener quitosanas totalmente desacetiladas (>99% DDA) y con relativamente alto peso molecular (>700 kDa).Item Análisis metabolómico de extractos de Vanilla sp. (Orchidaceae) mediante resonancia magnética nuclear(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-01-31) Zevallos Ventura, Jorge Álvaro; Maruenda, HelenaEl género Vanilla pertenece a la familia Orchidaceae y es la mayor fuente de esencia natural de vainilla. Esta esencia es base en productos de consumo diario como bebidas, comestibles, suplementos y perfumes. Su agradable y refinado aroma se encuentra constituido por más de 200 sustancias químicas; de todas ellas la más importante es la vainillina. Las especies de importancia comercial son tres, Vanilla planifolia (Madagascar, México), Vanilla tahitensis (Tahiti) y Vanilla pompona (Guadalupe y Martinico). En el Perú, si bien se conocen siete especies de Vanilla repartidas en los humedales de Madre de Dios, estas carecen de frutos en la naturaleza debido a la ausencia de polinizadores naturales. Estudios anteriores han señalado la presencia de los glucósidos A y B, tanto en los frutos como en las hojas y tallos, y su posible relación con los metabolitos asociados al particular sabor y aroma de la vainilla. Dado el limitado acceso a los frutos, se han estudiado las hojas de tres de estas especies de Vanilla nativas. Este trabajo consiste en el estudio metabolómico, mediante la espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN), de la V. pompona, V. riberoi y V. palmarum en búsqueda de los mencionados posibles precursores. Se hará uso también de la espectrometría de masas (MS) y análisis multivariable (MVA) como técnicas complementarias. Se identificaron 22 metabolitos, entre primarios y secundarios, mediante RMN, para las tres Vanilla sp. estudiadas, en comparación con la literatura. Entre los metabolitos determinados están el glucósido A, el glucósido B y el alcohol 4-hidroxibencílico, como glucósido y aglicona. Se observaron los pesos moleculares de los metabolitos identificados mediante MS. A través del PCA se logró una marcada distinción basada en los perfiles metabolómicos de cada Vanilla sp. estudiada. Asimismo, mediante OPLS-DA se identificaron los posibles biomarcadores y su correlación con cada especie de Vanilla. III Por lo tanto, los resultados preliminares sugieren que la metodología desarrollada en este trabajo de investigación puede ser implementada para el estudio de productos naturales. Al final de este trabajo se incluyen ciertas recomendaciones para futuras investigaciones.Item Metabolismo post-cosecha de Maca (Lepidium meyenii, Wapers) durante su secado tradicional e industrial, con énfasis en la formación de amidas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-01-31) Hadzich Girola, Antonella; Cosio Caravasi, Eric GabrielLepidium meyenii (Walpers), conocida como maca, es una planta perenne de la familia de las Brasicaceae que crece entre los 3800 y 4500 m.s.n.m. en regiones de puna, generalmente en los departamentos de Junín y Pasco (Perú). Se han identificado principios activos de interés y ha sido reconocida por su alto valor nutricional, energizante y afrodisiaco. Por otro lado, se ha evaluado el perfil químico y la composición de maca fresca y la secada de manera tradicional, y se han encontrado diferencias debidas a procesos bioquímicos post-cosecha que resultan en la formación de compuestos bioactivos adicionales (macamidas). En el presente trabajo se estudió la variación del perfil de compuestos de maca durante su proceso de secado tradicional e industrial. Se ha demostrado que el procesamiento tradicional, el cual consiste en exponer en el campo a los hipocotilos a ciclos diarios variables en temperatura y a radiación ultravioleta (UV) intensa, durante ocho a doce semanas, es esencial para la generación de distintos metabolitos bioactivos, en comparación con otros procesos de secado directo, como la liofilización, que no conducen a los mismos resultados. Por tanto, se optimizaron métodos cuantitativos de análisis para los diferentes compuestos existentes de la maca con el fin de reducir tiempos de análisis y minimizar varianzas. Asimismo, se identificaron algunos compuestos o variables que pueden servir como indicadores de control de calidad para la comercialización y exportación de este producto andino. Finalmente, se evaluó el efecto de procesos post-cosecha de secado tradicional e industrial sobre el perfil y rendimiento de compuestos bioactivos en maca, y se compararon las cinéticas de conversión para analizar la influencia de las variables ambientales sobre la producción de compuestos indicadores de este producto andino.Item Caracterización estructural de metabolitos secundarios de Capparis Ovalifolia(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-08-06) Camacho Huerta, Madelaine Zoila; Pastor de Abram, AnaLa presente investigación tiene como objetivo el estudio fitoquímico de la especie Capparis ovalifolia, buscando identificar algunos metabolitos presentes en sus hojas, las cuales son utilizadas en la medicina tradicional y como insecticida natural. Se colectó la muestra de Capparis ovalifolia en la localidad Batán Grande (1000 msnm), provincia de Ferreñafe, departamento de Lambayeque. El material vegetal colectado, fue estudiado taxonómicamente en el Museo de Historia Natural de la UNMSM, para luego ser analizado químicamente en nuestros laboratorios. El análisis de este material vegetal consistió en la obtención de aceites esenciales por el método de destilación por arrastre de vapor. Posteriormente se prepararon extractos crudos en diversos solventes, a partir de ellos se aislaron metabolitos secundarios usando diversas técnicas cromatográficas para la separación y purificación de fracciones y metabolitos. Finalmente en base a métodos espectroscópicos IR, UV-V, RMN mono y bidimensional y espectrometría de masas, se procedió a la elucidación estructural de algunos de los metabolitos presentes en esta especie. Mediante GC-FID se reconoció la composición estructural del aceite esencial de esta planta. A partir del extracto de acetato de etilo se aisló un compuesto cristalino, incoloro, de punto de fusión 210-212 °C, sus datos espectroscópicos confirman que se trata del triterpeno C30H50O llamado lupeol. Se ha demostrado la potencialidad antioxidante de esta especie en función a su contenido de lupeol. El estudio de RMN mono y bidimensional permitió determinar su estereoquímica. Se aisló un metabolito sólido, amorfo, de color blanco, que corresponde a un hidrocarburo ácido de cadena larga y un compuesto sólido de color amarillo, amorfo, de tipo terpeno. El aceite esencial de las hojas de Capparis ovalifolia contiene como productos mayoritarios al mentol, acetato de metilo, 3-octenona, viridiflorol, neo-mentol, piperitona, mentona e isomentona. Cabe destacar que el contenido de mentol en esta especie es de 51,7 % convirtiéndolo en una fuente natural de esa sustancia de probada actividad antiespasmódica.