ESTUDIO DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE EXTRACTOS VEGETALES OBTENIDOS A PARTIR DE HOJAS DE BRÁSSICAS

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1 Vol. 3 no. 2, Verno de l Investigción Científic, 2017 ESTUDIO DE LA ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA DE EXTRACTOS VEGETALES OBTENIDOS A PARTIR DE HOJAS DE BRÁSSICAS Frnco Rmírez Alejndr Cecili (1), Gutiérrez Robles Mrtin Edurdo (1), Abrhm Juárez M. del Rosrio (2), Cerón Grcí Abel (2), Ozun Césr (2) 1 [Licencitur en Ingenierí en Alimentos, División de Ciencis de l Vid, Cmpus Irputo-Slmnc, Universidd de Gunjuto] [c.frnco_rm@hotmil.com] 2 [Deprtmento de Alimentos, División de Ciencis de l Vid, Cmpus Irputo-Slmnc, Universidd de Gunjuto] [cesr.ozun@ugto.mx] Resumen Actulmente, el uso de extrctos nturles como gentes ntimicrobinos en limentos es un tem de grn interés. El objetivo generl de est investigción fue determinr l ctividd ntimicrobin de extrctos vegetles obtenidos prtir de hojs externs de brócoli, coliflor y col en un hongo deteriordor de limentos (Alternri spp.). Ls muestrs fueron deshidrtds 60 C y posteriormente se relizron extrctos de cd un de ells con un mezcl de metnol-gu (80:20 v/v). Finlmente, se eliminó el metnol de los extrctos emplendo un rotevpordor (65 C y 45 min). Los extrctos fueron crcterizdos midiendo su contenido de compuestos bioctivos y su cpcidd ntioxidnte. L ctividd ntimicrobin de los extrctos se relizó medinte l técnic plc envenend. Los extrctos de hojs de coliflor mostrron un myor contenido en compuestos fenólicos totles, flvonoides totles y porcentje de neutrlizción del rdicl DPPH (438.86±27.39 mg EAG/g P.S., ±7.40 mg EQ/g P.S. y 95.87%, respectivmente), lo cul fue correlciondo con un lto porcentje de inhibición del crecimiento del micelio del hongo (24.14±0.58%) frente los otros extrctos estudidos. Los resultdos obtenidos muestrn un potencil de los extrctos de coliflor, brócoli y col pr el control de enfermeddes postcosech y preservción de fruts y hortlizs. Abstrct PALABRAS CLAVE Currently, the use of nturl extrcts s ntimicrobil gents in foods is topic of gret interest. The generl im of this reserch ws to determine the ntimicrobil ctivity of plnt extrcts obtined from externl leves of broccoli, culiflower nd cbbge on food-deteriorting fungus (Alternri spp.). The smples were dehydrted t 60 C nd their extrcts were prepred in methnol-wter mixture (80:20 v/v). Finlly, the methnol ws removed from the extrcts using rotvportor (65 C nd 45 min). The extrcts were chrcterized by mesuring their bioctive compound content nd their ntioxidnt cpcity. The ntimicrobil ctivity of the extrcts ws determined by the poisoned plque test. The extrcts from culiflower leves showed the highest totl phenolic content, totl flvonoid content nd percentge of DPPH rdicl neutrliztion (438.86±27.39 mg GAE/g DW, ±7.40 mg QE/g DW nd 95.87%, respectively) in comprison to the other studied extrcts. Moreover, culiflower lef extrcts lso showed high percentge of mycelil growth inhibition of the fungus (24.14±0.58%). The results obtined in this work point to the potentil of culiflower, broccoli nd cbbge leve extrcts for post-hrvest disese control nd fruit nd vegetble preservtion. Coliflor; Brócoli; Col; Compuestos bioctivos; Alternri spp. 1933

2 Vol. 3 no. 2, Verno de l Investigción Científic, 2017 INTRODUCCIÓN Desde tiempos prehistóricos los seres humnos hn utilizdo plnts con fines medicinles. Actulmente, se h demostrdo que lguns especies de plnts contienen sustncis de importnci biológic [1]. Además, l recuperción de compuestos bioctivos prtir de subproductos vegetles es un tem de grn interés en el áre de tecnologí de los limentos y en el desrrollo sustentble. L industri grolimentri produce un grn cntidd de desperdicios y subproductos que representn un fuente de contminción. Sin embrgo, estos desechos pueden ser un fuente de compuestos ntioxidntes y ntimicrobinos [2]. Los subproductos de ls fruts y hortlizs (hojs, tllos, cáscrs y semills) pueden poseer un lto contenido de compuestos fenólicos, los cules juegn un ppel importnte en l protección de estos productos contr gentes ptógenos [3]. Por otro ldo, los flvonoides incrementn cierts ctividdes bioctivs (ntibcteril, ntifúngic, ntivirl, etc.) en los extrctos obtenidos prtir de este tipo de mtrices vegetles [4]. Por otro ldo, los microorgnismos fitoptógenos son de grn preocupción debido que constituyen un fctor de riesgo pr l slud públic y pérdids económics en l gricultur [5]. El género Alternri spp. puede deteriorr limentos y forrjes produciendo micotoxins ptógens. Este hongo puede comportrse como oportunist o infectr por si solo l fruto y sus lesiones iniciles umentn cubriendo el producto con un moho negro durnte su desrrollo, su etp postcosech y/o comercilizción [6]. Por tl motivo, el objetivo generl de este trbjo fue determinr l ctividd ntimicrobin de extrctos vegetles obtenidos prtir de hojs externs de brócoli, coliflor y col en un hongo deteriordor de limentos (Alternri spp.). MATERIALES Y MÉTODOS Mteri prim Ls hojs externs de brócoli (Brssic olerce itlic), coliflor (Brssic olerce vr. botrytis) y col (Brssic olerce vr. cpitt L.) fueron dquirids en l centrl de bstos de l ciudd de Irputo, Gunjuto, México. Posteriormente, fueron trnsportds l División de Ciencis de l Vid de l Universidd de Gunjuto pr su procesmiento. Pr el proceso de deshidrtción, ls muestrs fueron cortds en form cudriculr (1x1 cm, espesor 0.23±0.05 mm) evitndo los nervios de ls hojs. Posteriormente, 30 g de cd muestr fueron deshidrtdos 60 C emplendo un horno de secdo (CE3F, Shel Lb, Estdos Unidos) hst lcnzr un peso constnte [7]. Posterior su deshidrtción, ls muestrs fueron procesds inmeditmente. Preprción de los extrctos vegetles Se empleron 4.5 g de muestr deshidrtd, ls cules se triturron en un mortero gregndo 150 ml de un mezcl de metnol-gu (80:20 v/v). El sobrendnte se recuperó en tubos ámbr con tp y durnte 1 h con gitción continu se relizó l extrcción. Posteriormente, el extrcto se centrifugó (10 min 5000 rpm) pr seprr ls frcciones líquid y sólid. Finlmente, se lmcenó en frscos ámbr 4 C pr su nálisis correspondiente. Pr l concentrción de los extrctos vegetles (brócoli, coliflor y col), se colocó 110 ml del extrcto en un mtrz de bol pr concentrrse trvés de un rotvpor (65 C, 45 min) hst obtener un volumen de 22 ml, dndo como resultdo extrctos libres de metnol [8]. Compuestos bioctivos y cpcidd ntioxidnte L determinción de compuestos fenólicos totles de los extrctos concentrdos se relizó trvés de l metodologí propuest por Slinkrd & Singleton [9]. Los vlores de bsorbnci se leyeron 765 nm y el contenido fenólico totl de ls muestrs se reportó en equivlentes de ácido gálico por grmo de peso seco (EAG/g P.S.). El contenido de flvonoides totles de los extrctos se llevó cbo siguiendo el método propuesto por Khnm et l. [10] leyendo los vlores de bsorbnci un longitud de ond de 415 nm. Los resultdos se reportron como 1934

3 Neutrlizción del rdicl DPPH (%) Vol. 3 no. 2, Verno de l Investigción Científic, 2017 equivlentes de quercetin por grmo de peso seco (EQ/g P.S.). Pr l determinción de l cpcidd ntioxidnte de los extrctos se siguió el método propuesto por Soengs et l. [11] con ligers modificciones. Se prepró el rectivo DPPH metnólico un concentrción de 100 µm, se probron diferentes concentrciones del extrcto 100, 50 y 25 µl, con 100 µl del rectivo DPPH preprdo. Ls muestrs se mntuvieron 30 min en oscuridd y l lectur se relizó 517 nm en un lector de microplcs pr bsorbnci (xmark Microplte Mnger). Los resultdos se expresron como porcentje (%) de neutrlizción del rdicl DPPH. Tods ls lecturs de compuestos bioctivos y ctividd ntioxidnte se relizron por triplicdo. Actividd ntimicrobin Pr l determinción de l ctividd ntimicrobin de los extrctos se empleó l técnic plc envenend empled por Sntos et l. [12] se inoculó el hongo de Alternri spp. en plcs de gr PDA y se incubó 28 C. Los extrctos concentrdos de brócoli, coliflor y col se esterilizron por medio de crodiscos (filtros) estériles de 0.22 μm. Se relizron diluciones de los extrctos vegetles filtrdos pr ls concentrciones de 1 mg/ml, 10 mg/ml y 20 mg/ml. En plcs estériles se colocó 1 ml de los extrctos vegetles en ls diferentes concentrciones estudids y 20 ml de gr PDA. En ls plcs solidificds que contenín extrcto vegetl y gr PDA se les colocó un disco de 6 mm de diámetro con micelio de Alternri spp. Se relizó un control positivo (gr PDA, ntifúngico Azoxistrobin y micelio del microorgnismo), sí como un control negtivo (gr PDA y micelio del microorgnismo). Ls pruebs se relizron por triplicdo. RESULTADOS Y DISCUSIÓN mg EQ/g P.S. mg EAG/g P.S b 2 b c 3 En l Imgen 1.1 se observ que los extrctos obtenidos prtir de hojs externs de brócoli y coliflor presentron un myor concentrción de compuestos fenólicos totles (440.61±5.27, ±27.39 mg EAG/g P.S., respectivmente) en comprción los extrctos de hojs col (379.23±14.53 mg EAG/g P.S.). IMAGEN 1: Concentrción de compuestos fenólicos totles (1), flvonoides totles (2) y ctividd ntioxidnte (3) en extrctos de brócoli, coliflor y col. Los subíndices, b y c muestrn diferencis significtivs (Tukey, p 0.05). 1935

4 Vol. 3 no. 2, Verno de l Investigción Científic, 2017 En l Imgen 1.2 se muestr un myor contenido de flvonoides totles en el extrcto de brócoli, seguido por el de coliflor y col (687.65±7.40, ±15.68 y ±11.40 mg EQ/g P.S., respectivmente). Gutiérrez-Robles et l. [7] obtuvieron vlores inferiores pr el contenido de fenoles ( mg EAG/g P.S.) y flvonoides totles ( mg EQ/g P.S.) en extrctos de hojs de brócoli, coliflor y col deshidrtds 60 C. Sin embrgo, es importnte mencionr que estos utores estudiron extrctos metnólicos. Ests diferencis se podrín tribuir l hecho de rotvporr los extrctos y concentrrlos. En el cso de l cpcidd ntioxidnte de los extrctos, no se observó entre ellos un diferenci significtiv (p 0.05) en el porcentje de neutrlizción del rdicl DPPH, los cules oscilron entorno un 95% (Imgen 1.3). inhibición de crecimiento (%) b b b c c c Dís IMAGEN 2: Efecto de los extrctos de brócoli ( ), coliflor ( ) y col ( ) en el porcentje de inhibición del crecimiento del micelio de Alternri spp. Control positivo ( ) y control negtivo ( ). Los subíndices, b y c muestrn diferencis significtivs (Tukey, p 0.05). Respecto l porcentje de inhibición del crecimiento del micelio de Alternri spp., previmente se estudió el efecto de l concentrción de l dilución de los extrctos estudidos, siendo l de 1 mg/ml l más efectiv pr l inhibición del crecimiento del hongo (dtos no mostrdos). El control positivo mostró un porcentje de inhibición 55.17±0.58% en el dí 2. En ese punto, los extrctos de hojs de coliflor mostrron un myor porcentje de inhibición de crecimiento (24.14±0.58%) en comprción con los extrctos de col y brócoli (20.69±0.58% y 17.24±0.58%, respectivmente) (Imgen 2). El myor porcentje de inhibición presentdo en los extrctos de hojs de coliflor frente los de brócoli y col puede ser socido con ls lts concentrciones de compuestos bioctivos y cpcidd ntioxidnte que posee en comprción con los extrctos de brócoli y coliflor (Imgen 1). Sin embrgo, prtir del dí 4 se observó un disminución en el porcentje de inhibición de todos los extrctos vegetles, hst un vlor de 12%. Este vlor se mntuvo constnte hst el finl del trtmiento (dí 6). Los resultdos obtenidos en est investigción son congruentes con los obtenidos por Rodríguez-Mturino et l. [13]. Estos utores nlizron el extrcto de chile chiltepín (Cpsicum nnum vr. glbriusculum) contr Alternri lternt y mostrron un disminución en el porcentje de inhibición de crecimiento del hongo durnte el tiempo de trtmiento. Rodríguez-Mturino et l. [13] tribuyeron l inhibición del crecimiento del micelio de Alternri lternt un intercción de los compuestos fenólicos y flvonoides presentes en el chile con l pred celulr del hongo, inhibiendo lguns enzims fúngics y permitiendo el bloqueo de ruts enzimátics vitles. CONCLUSIONES Con bse en los resultdos obtenidos en est investigción, los extrctos de hojs externs de brócoli, coliflor y col precen ser un fuente de compuestos bioctivos y cpcidd ntioxidnte. Además, los extrctos presentn un importnte ctividd ntimicrobin contr Alternri spp. Por tl motivo, dichos extrctos podrín se empledos pr el control de enfermeddes postcosech y preservción de fruts y hortlizs. Sin embrgo, serí necesrio profundizr en estudios que permitn crcterizr estos extrctos con el objetivo de grntizr l clidd e inocuidd de los mismos en los limentos los que podrín ser plicdos. 1936

5 Vol. 3 no. 2, Verno de l Investigción Científic, 2017 AGRADECIMIENTOS Los utores grdecen el poyo de PRODEP Apoyo l incorporción de nuevos PTC (SEP- MEXICO). Proyecto UGTO-PTC-557. REFERENCIAS of Agve sisln. Africn Journl of Biotechnology, 8 (22), [13] Rodríguez-Mturino, A., Troncoso-Rojs, R., Sánchez-Estrd, A., González-Mendoz, D., Ruiz-Sánchez, E., Zmor-Bustillos, R., Ceceñ-Durn, C., Grimldo-Juárez, O & Aviles-Mrin, M. (2014) Efecto ntifúngico de extrctos fenólicos y de crotenoides de chiltepín (cpsicum nnum vr. glbriusculum) en Alternri lternt y Fusrium oxysporum. Revist Argentin de Microbiologí, 47 (1), [1] Rmírez, L. E. (2009). Metodologís pr evlur in vitro l ctividd ntibcterin de compuestos de origen vegetl. Scienti et technic ño XV, 42, [2] Ayz, F. A., Hyırlıoglu-Ayz, S., Alpy-Kroglu, S., Grúz, J., Vlentová, K., Ulrichová, J., & Strnd, M. (2008). Phenolic cid contents of kle (Brssic olercee L. vr. cephl DC.) extrcts nd their ntioxidnt nd ntibcteril ctivities. Food Chemistry, 107(1), [3] Nilkr, S., Chiewchn. N. & Devhstin. S. (2009) Production of ntioxidnt dietry fibre powder from cbbge outer leves. Food nd Bioproducts Processing, 87, [4] Ayl- Zvl, J. F., Ross- Domínguez, C., Veg- Veg, V., & González-Aguilr, G. A. (2010). Antioxidnt enrichment nd ntimicrobil protection of fresh- cut fruits using their own byproducts: Looking for integrl exploittion. Journl of Food Science, 75(8), R175- R178. [5] Corzo, B. D. C. (2012). Evlución de l ctividd ntimicrobin del extrcto etnólico. Revist Mexicn de Ciencis Frmcéutics, 43(3), [6] Cro, C. J. J (2016). Cpcidd ntgonist de ctinomicetos isldos de l rizosfer de pp (Solnum tuberosum sp. ndigen) pr el control de hongos fitoptógenos de importnci grícol. Tesis de licencitur en biólogo Microbiologo Prsitologo, [7] Gutiérrez, M. E. G., Rmírez, A. C. F., Grcí, A. C., Juárez, M. D. R. A., & Ozun, C. (2017). Extrcción de compuestos bioctivos prtir de subproductos vegetles del sector grolimentrio del Estdo de Gunjuto. Jóvenes en l Cienci, 2(1), [8] Jiswl, A. K., Rjuri, G., Abu- Ghnnm, N. & Gupt, S. (2011). Phenolic composition, ntioxidnt cpcity nd ntibcteril ctivity of selected Irish Brssic vegetbles. Nturl Product Communictions, 6(0), 1-2. [9] Slinkrd, K., & Singleton, V. L. (1977). Totl phenol nlysis: utomtion nd comprison with mnul methods. Americn Journl of Enology nd Viticulture, 28(1), [10] Khnm, U. K. S., Ob, S., Ynse, E., & Murkmi, Y. (2012). Phenolic cids, flvonoids nd totl ntioxidnt cpcity of selected lefy vegetbles. Journl of Functionl Foods, 4(4), [11] Soengs, P., Crte, M. E., Frncisco, M., Sotelo, T., & Velsco, P. (2012). New insights into ntioxidnt ctivity of Brssics crops. Food Chemistry, 134, [12] Sntos, J., Brnco, A., Silv, A., Pinheiro, C., Goés, N. A., Uetnbro, A., Queiro, S. & Osun, J. (2009) Antimicrobil ctivity 1937