UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS ESCUELA DE QUÍMICA

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1 Nombre: Lenin Ruiz Dávila. Tema: Fenoles Naturales UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS ESCUELA DE QUÍMICA Introducción Los fenoles naturales son un grupo de sustancias químicas orgánicas de importancia biológica, se encuentran formando parte de algunas estructuras celulares de las plantas y árboles, mientras que otros se forman como productos del metabolismo celular (metabolitos secundarios, entre ellos los flavonoides) o bien, son producidos por algunos vegetales como compuestos bactericidas. En la mayoría de los casos los fenoles naturales, se encuentran en forma de productos de condensación polinucleares (polifenoles) más o menos macromoleculares. Teniendo en cuenta la estructura de la molécula, los polifenoles son generalmente subdivididos en: taninos hidrolizables, que son ésteres de ácido gálico de glucosa y otros azúcares; y fenilpropanoides, como la lignina, flavonoides y taninos condensados. TANINOS CARACTERÍSTICAS Su principal característica es que las proteínas se unen y precipitan. Son compuestos polifenólicos, más o menos complejos, de origen vegetal, masa molecular relativamente elevada (entre 600 y 3000 g/mol), sabor astringente, conocidos y empleados desde hace muchos siglos por su propiedad de ser capaces de convertir la piel en cuero, es decir de curtir las pieles. Esto se debe a su capacidad para unirse a macromoléculas como hidratos de carbono y proteínas. Precipitan con sales de metales pesados, proteínas y alcaloides. FUENTES NATURALES Los taninos están ampliamente distribuidos en el reino vegetal. Son comunes tanto en gimnospermas como en angiospermas. Dentro de las angiospermas, los taninos son más comunes en Dicotiledóneas que en Monocotiledóneas. Ejemplos de las familias de Dicotiledóneas rica en taninos son los siguientes: Leguminosae: Acacia sp. (Acacia), Sesbania sp.; Lotus sp. (Trébol); Onobrychis sp. (Esparceta); Anacardiaceae: Scinopsis balansae (quebracho) Combretaceae: mirobálano Rhizophoraceae: manglares Myrtaceae: Eucalyptus sp., Mirtus sp. (Myrtle) Polinaceae: canaigre. Otros objetos que contengan taninos vegetales importantes son Quercus sp. (Roble), Acer sp. (Arce), Betula sp. (Abedul), Salix caprea (sauce), Pinus sp. (Pino), Sorghum sp. (Sorgo).

2 Los taninos se encuentran principalmente en las vacuolas o cerca de la superficie de las plantas. En esos sitios que no hagan interferencia con el metabolismo de la planta. Sólo después de la descomposición y muerte celular pueden actuar y tener efectos metabólicos. ESTRUCTURAS QUÍMICAS Los taninos se suelen subdividir en dos grupos: Taninos hidrolizables. Proantocianidinas (a menudo llamadas taninos condensados). Taninos Hidrolizables Son moléculas con un poliol (generalmente la D-glucosa) como núcleo central. Los grupos hidroxilo de estos carbohidratos son total o parcialmente esterificados con grupos fenólicos como el ácido gálico (galotaninos) o el ácido elágico (elagitaninos). Galotaninos Cada molécula de este tanino se compone generalmente de un núcleo de D- glucosa; y de 6 a 9 grupos de ácido gálico esterificados con el núcleo o dimerizados entre sí. Elagitaninos Cada molécula de este tanino se compone generalmente de un núcleo de D- glucosa y de grupos de ácido elágico esterificados con el núcleo.

3 Taninos Condensados Son oligómeros o polímeros de unidades de flavonoides (es decir, flavan-3-ol) unidos por enlaces carbono-carbono no son susceptibles de división de la hidrólisis. METODOLOGÍA GENERAL DE EXTRACCIÓN Los taninos se extraen con un solvente orgánico acuoso. 70% de acetona y 30% de agua es una mezcla más efectiva que los disolventes alcohólicos. La acetona inhibe la interacción tanino-proteína. Esto es una limitación en los ensayos de precipitación de proteínas. En muchas plantas, hay una gran parte (a veces> 50%) de los taninos que no se puede extraer (taninos insolubles). Esta fracción difícil de extraer no puede ser ignorada por sus efectos nutricionales. Los taninos necesitan ser purificados de compuestos fenólicos de bajo peso molecular y pigmentos que están presentes en los extractos crudos de las plantas. La purificación de una gran cantidad de taninos se puede hacer mediante el aprovechamiento de su absorción por Sephadex LH-20. (*Sephadex LH-20 es preparado por hidroxipropilación de Sephadex G-25, y ha sido desarrollado específicamente para la filtración en gel de los productos naturales, como

4 los esteroides, terpenoides, los lípidos y péptidos de bajo peso molecular, en solventes orgánicos.) (**Sephadex G-25 es un medio económico de filtración en gel sobre la base de dextrano. La matriz hidrófila minimiza la adsorción inespecífica y da altas recuperaciones durante la desalación y el intercambio de amortiguamiento de las proteínas y ácidos nucleicos.) APLICACIONES Curación de heridas y cuidados de la piel. Los taninos cumplen una función cicatrizante al acelerar la curación de las heridas y hemostática al detener el sangrado. Antioxidantes. Se los considera así por su capacidad para eliminar los radicales libres, previniendo la aparición de numerosas enfermedades degenerativas, entre ellas el cáncer. Antibacterianas. Esta función se da al privar a los microorganismos del medio apropiado para que puedan desarrollarse. Los taninos reducen el colesterol al inhibir su absorción y expulsarlos a través de las heces. En la industria vinífera los taninos son de gran importancia, sirven como conservantes, es decir, que determinan la capacidad de envejecimiento de un vino. FLAVONOIDES CARACTERÍSTICAS La palabra flavonoide viene del latín "flavus", que significa "amarillo". Junto con los carotenoides son los pigmentos responsables del color otoñal de las hojas y de muchas gamas del amarillo, naranja, rojo y azul en flores. Se pueden encontrar en forma libre o unidos a azúcares formando heterósidos. Las geninas son insolubles en agua pero en forma de heterósido se vuelven hidrosolubles. Son antioxidantes polifenólicos que se encuentran naturalmente en las plantas. Son metabolitos secundarios, lo que significa que son compuestos orgánicos que no tienen participación directa con el crecimiento o el desarrollo de las plantas. FUENTES NATURALES Los flavonoides son una de las clases más característicos de los compuestos en las plantas superiores. Muchos flavonoides son fácilmente reconocibles en la mayoría de las familias de angiospermas (plantas con flores). Sin embargo, su aparición no se limita a las flores, pero incluir todas las partes de la planta. Los flavonoides se encuentran en el material de la mayoría de las plantas. Las fuentes dietéticas más importantes son las frutas, el té y la soya. El té verde y té negro contienen aproximadamente 25% por ciento de flavonoides. Otras fuentes importantes de flavonoides son manzana (quercetina), cítricos (hesperidina y rutina) Los alimentos que contienen altas cantidades de flavonoides incluyen arándanos, frijoles rojos y moras. Muchos otros alimentos, incluyendo frutas

5 rojas y amarillas y vegetales y algunos frutos secos, también contienen flavonoides. El vino tinto también es rico en flavonoides. ESTRUCTURAS QUÍMICAS Los flavonoides son compuestos polifenólicos que poseen 15 átomos de carbono, dos anillos aromáticos unidos por una cadena de tres carbonos. El esqueleto de lo anterior, se puede representar como: Los flavonoides se subdividen en: - Catequinas. - Flavanonas. - Flavanonoles. - Flavonas. - Antocianinas. - Flavonoles. - Chalconas. - Dihidrochalconas. - Auronas. - Isoflavonas. Catequinas Leucoantocianina

6 Flavanona Flavanonoles Flavonas Antocianinas Flavonoles

7 Chalconas Dihidrochalconas Auronas Isoflavonas METODOLOGÍA GENERAL DE EXTRACCIÓN Un procedimiento de producción de un extracto de aglicona de flavonoide enriquecido a partir de material de partida que contiene un glicósido de flavonoide apropiado y/o conjugado del mismo, que comprende las etapas de: (i). convertir enzimáticamente el glicósido de flavonoide o conjugado del mismo en la aglicona de flavonoide; (ii). ajustar el ph para hacer soluble la aglicona de flavonoide y eliminar la fracción insoluble; y (iii). ajustar el ph para hacer relativamente insoluble la aglicona de flavonoide soluble y formar un extracto que contiene la misma.

8 APLICACIONES Las antocianinas son flavonoides de colores que atraen a los animales. Las antocianinas son de vital importancia para atraer a los animales para la polinización y dispersión de semillas. Los flavonoides podría proteger contra el daño causado por la luz ultravioleta. Flavonas y flavonoles tienen la función de proteger las células de la excesiva radiación UV ( nm), ya que se acumulan en las capas de la epidermis de las hojas y los tallos y absorben la luz con fuerza en la región del UV al mismo tiempo a lo visible (fotosintéticamente activa). Isoflavonas. Algunos, como el rotenoides, tienen fuertes acciones de insecticidas, mientras que otros tienen efectos anti-estrogénicos. Por ejemplo, el pastoreo de ovejas en trébol ricos en isoflavonas con frecuencia sufren de infertilidad. Las isoflavonas también pueden ser responsables de los beneficios contra el cáncer de alimentos preparados con soya. Investigaciones recientes indican que los flavonoides pueden ser nutricionalmente útiles mediante la activación de las enzimas que reducen el riesgo de ciertos tipos de cáncer, enfermedades cardiacas, y las enfermedades degenerativas relacionadas con la edad. Algunas investigaciones también indican que los flavonoides podrían ayudar a prevenir la caries dental y reducir la aparición de enfermedades comunes como la gripe. La rotenona es un flavonoide que viene de la raíz de Derris y Lonchocarpus hoja de especies (Familia: Leguminosae) Es un insecticida y también se utiliza como veneno para peces. Se sitúan a nivel de las pequeñas venas o de los capilares: disminuyen la permeabilidad y aumentan la resistencia. Algunos son diuréticos, antiespasmódicos, antiulcerosos, antiinflamatorios, antialérgicos, antihepatotóxicos, antitrombóticos, etc. También se les atribuyen propiedades antibacterianas y antifúngicas. BIBLIOGRAFÍA. Libros y revistas. KLAGES, Federico; Tratado de Química Orgánica, Tomo III, Editorial Reverté, 1968, págs. 455, 456. OÑA, Nathalia, Determinación de Taninos Condensados en Sorgo y su Desactivación Utilizando Úrea, Revista de la Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Central del Ecuador, abril 2010, pág. 12. TAIZ, Lincoln, ZEIGER, Eduardo; Plant Physiology, tercera edición, 2007, págs

9 Páginas Web ( ) * CA45CBF2C D0C85/$file/ AD.pdf ( ). ** df ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )