Caracterización de compuestos bioactivos en hojas de guayaba (Psidium guajava): técnica de valor agregado en botánicos tropicales

Lizmar Pérez Pérez1, Lynette Orellana1, Dr. Félix Román2, Dra. Edna Negrón1

1Programa de Ciencia y Tecnología de Alimentos UPR RUM, 2 departamento de Química UPR RUM.

Introducción En nuestra actualidad las muertes por enfermedades cardiacas y cáncer van en aumento. Según estadísticas del CDC: las enfermedades cardíacas y los derrames cerebrales son, respectivamente, la primera y la tercera causas principales de muerte en los Estados Unidos; más de 61 millones de estadounidenses padecen de algún tipo de enfermedad cardiovascular. En adición más de 2,600 estadounidenses mueren todos los días a causa de las enfermedades cardíacas; representando un promedio de 1 muerte cada 33 segundos. Por otro lado a excepción de algunos tipos de cáncer de piel (el cual mundialmente suma cerca del 50% entre cánceres), el cáncer de mama en los Estados Unidos es el cáncer más común en las mujeres, independientemente de su raza o del grupo étnico al que pertenezcan y la principal causa de muerte por cáncer en hispanas.

Hoy día se sugiere consumir cinco porciones de frutas y/o vegetales al día, que distintos estudios demuestran que el consumo de estas, ayudan en la prevención del cáncer y enfermedades cardiovasculares que son principales causa de muerte en EU, PR y el mundo entero. Este efecto benéfico en las frutas y vegetales es atribuido principalmente a los antioxidantes entre estos: la vitamina C, los carotenoides, la vitamina E y los polifenoles. Los antioxidantes son sustancias que se encuentran en nuestro organismo y en numerosos alimentos. Estos tienen una función reguladora y protectora en metabolismo del cuerpo humano. Su principal función es su actividad antirradical, neutralizando la acción oxidante de los radicales libres.

Los antioxidantes exógenos son encontrados en alimentos y por esa razón uno de las metas de este trabajo es analizar la guayaba una de la frutas mas consumidas en Puerto Rico aunque no se consume su hoja como té contrario o otras naciones que si lo consumen como una fuente natural rica en sustancias antioxidantes.

Figura 1: Árbol de Psidium guajava, var R-258 en Juana Díaz, Puerto Rico

Objetivos de la Investigación •Evaluar el contenido de compuestos químicos y antioxidantes presentes en la guayaba (Psidium guajava).•Cuantificar los compuesto fenólicos solubles en hojas de guayaba.

Materiales y MétodoMuestreo: para realizar dicho proceso se tomó una muestra al azar de dos de los tres bloques de las 14 selecciones de la plantación de Guayaba ubicadas en Estación Experimental Juana Díaz. Se colectaron 30 hojas maduras y saludables. Preparación y Extracción de la muestra: esto implica la limpieza de las hojas, congelación de las mismas a -80ºC durante 30min. Luego se llevó a cabo un proceso de secado mediante la liofilización aplicada durante 24 hrs. Seguido del proceso de secado se procede a la molienda. La extracción fue realizada por el método de infusión donde se evaluaron los siguientes parámetros para optimización del proceso: temperatura, tiempo y % de metanol en la fase de limpieza por SPE.Cuantificación e identificación de polifenoles por LC-MS: se evaluó cinco polifenoles (ácido gálico, rutina, ácido elágico, quercitina y naringenina). Se realizó en un sistema HPLC Agilent 1260 Infinity binario equipado con un inyector automático, un detector de arreglo de diodo y un espectrómetro de masas 6410 triplecuadrupolo, con un sistema operativo Mass Hunter versión 0.0301. La fase estacionaria utilizada fue una columna Zorbax Elipse Agilent 150 x 4.6 (mm) con un tamaño de partícula de 5µm. La fase móvil consistió de los siguientes solventes: agua:acetonitrilo (95:5) 0.1% ácido fórmico (A) y Acetonitrilo al 0.1% ácido fórmico (B).Cuantificación de fenoles totales mediante el método Folin: se realizó acorde al método modificado por Talcot et al., 2000.Análisis de la Actividad Antioxidante: se realizó acorde al método ORAC (Oxigen Radical Absorban Capacity) publicado por Huang et al., 2005.

Resultados y DiscusiónEn los análisis realizados a la hoja de la guayaba para la cantidad de fenoles totales se obtuvo para: •Las Pruebas Preliminares Para Selección de Tiempo, Temperatura y % de Metanol los siguientes: en la selección de temperatura las extracciones a 90ºC resultaron con una mayor cantidad de fenoles totales obteniendo una concentración promedio de 1012.2 ± 21.9 ppm GAE. El mayor porcentaje de metanol (en este caso un 100%) utilizado en la fase de limpieza SPE resulto con mayor efectividad para extraer los compuestos fenólicos arrojando una cantidad promedio de fenoles totales de 1071.4 ± 18.6 ppm GAE. Mientras que la evaluación del tiempo de extracción con 8 minutos resulto ser efectivo ya que a los 10 min los resultados para fenoles totales (907.0 ± 17.3 ppm GAE y 929.9 ± 40.9 ppm GAE respectivamente) fueron similares.•Extractos Acuoso los siguiente: un promedio total de 22.1 ± 2.5ppm GAE. La mayor concentración fue obtenida por la variedad M-184 reportando 34.4 ± 2.4ppm GAE mientras que la variedad con menor concentración fue 27-7-19 con 11.2 ± 1.3ppm GAE•Extracto Matanolico lo siguiente: un promedio total de 22.1 ± 2.5ppm GAE. La mayor concentración fue obtenida por las variedades M-184 y 57-10-137 reportando 1032.8 ± 34.5ppm y 1043.4 GAE mientras que la variedad con menor concentración fue 27-7-19 con 11.2 ± 1.3ppm GAE ± 87.5ppm GAE.

Figura 2: Cromatograma Total de Iones y Arreglo de Diodo de los Estándares; Ácido Gálico, Rutina, Ácido Elágico, Quercetina, Naringenina y el Estándar Interno Flavona

Figura 3: Cromatograma Total de Iones y Arreglo de Diodo en Fase Metanolica y Acuosa del Extracto de Guayaba

Referencias•Huang D., Boxin O. y Prior R.L.2005.The Chemistry behind Antioxidant Capacity Assays.Journal of Agricultural and Food Chemistry 53:1841-1856.

•Talcott, S. T., Howard, L. R., & Brenes, C. H. (2000). Antioxidant changes and sensory properties of carrot puree processed with and without periderm tissue. Journal of agricultural and food chemistry, 48(4), 1315-21.

•CDC. Cáncer. Recuperado el día 1ro de abril del 2008. Tomado del Web: http://www.cdc.gov/spanish/cancer/breast/facts.htm

Conclusiones•Los parámetros óptimos para realizar las infusiones de hoja de guayaba fueron 90ºC de temperatura y 8 minutos de tratamiento.

•El porcentaje de metanol óptimo para recuperar los compuestos fenólicos luego de la extracción en fase sólida es de un 100%.

•La cantidad de fenoles totales varió según la variedad de guayaba utilizada.

•La variedad de la guayaba no tienen efecto en la presencia de los siguientes compuestos: ácido gálico, ácido elágico, rutina y quercitina.

En el análisis mediante LC-MS se pudo identificar los siguiente compuestos fotoquímicos presentes en todas las variedades analizadas: ácido gálico, rutina, ácido elágico y quercitina. No obstante naringenina no se encontró en las catorce variedades de Psidium guajava.