Estrategias analíticas avanzadas de obtención y análisis de compuestos bioactivos en muestras de origen vegetal

Resumen

El objetivo principal de esta Tesis ha sido el desarrollo de nuevas metodologías avanzadas basadas en la extracción asistida por microondas (MAE) o por ultrasonidos (UAE) y en la extracción con líquidos presurizados (PLE), para la obtención de extractos multifuncionales, así como la caracterización de estos extractos mediante cromatografía de gases y de líquidos acopladas a espectrometría de masas (CG-MS y LC-MS), y la evaluación de sus propiedades bioactivas, estabilidad y seguridad para dos matrices vegetales: corteza de abedul (Betula sp.) y hojas de menta (Mentha sp.). Para la obtención de extractos multifuncionales de abedul se ha optimizado un método MAE, evaluándose por primera vez la influencia de temperatura, tiempo de extracción y número de ciclos, sobre la extracción de compuestos bioactivos de B. pendula, así como sobre su actividad antilipasa y antioxidante. La evaluación de la estabilidad y la viabilidad celular de los extractos obtenidos en condiciones óptimas puso de manifiesto su potencial como ingredientes multifuncionales estables y seguros. El análisis de los extractos de distintas especies de abedul, permitió determinar 22 compuestos (terpenoides con estructura tipo lupano, compuestos fenólicos, etc) con una elevada variabilidad a nivel cuantitativo en función de la especie considerada. Estos estudios subrayan la utilidad de la MAE como metodología rápida y eficaz para la obtención de extractos multifuncionales de corteza de abedul, contribuyendo así a la revalorización de este residuo de la industria maderera como una nueva fuente de ingredientes bioactivos de aplicación en distintos campos. Respecto a la obtención de extractos de hojas de Mentha sp., en primer lugar, se evaluó el efecto del disolvente extractante. En el caso de los extractos etanólicos, la MAE resultó ser la técnica más ventajosa en cuanto a rendimiento y reproducibilidad (en comparación con la extracción sólido-líquido y la UAE) para la extracción de terpenoides bioactivos. La optimización de las condiciones MAE, permitió obtener extractos ricos en dichos compuestos bioactivos así como con un alto contenido en polifenoles totales y con actividad antioxidante a partir de hojas de M. rotundifolia. El tratamiento con carbón activo de los extractos dió lugar a su enriquecimiento en terpenoides, pero disminuyó su actividad antioxidante, por lo que este tratamiento fue descartado. El análisis por GC-MS permitió determinar 46 compuestos, principalmente terpenoides (monoterpenos, monoterpenos oxigenados, sesquiterpenos, etc.). Otros compuestos detectados, como los isómeros del neofitadieno, se han descrito por primera vez en estos extractos. Asimismo, se ha llevado a cabo una comparación entre MAE, PLE y UAE para la obtención de extractos acuosos multifuncionales (antioxidantes y antimicrobianos) a partir de hojas de M. rotundifolia. La optimización mostró que, tanto PLE como MAE, resultaron adecuadas para este fin, seleccionándose MAE para su aplicación a distintas especies de menta, por presentar ventajas en cuanto al contenido en compuestos fenólicos totales y al volumen de disolvente empleado. El análisis por LC-MS de estos extractos permitió la caracterización de 43 compuestos fenólicos y la cuantificación de los mayoritarios. Los estudios de bioactividad demostraron que todos los extractos MAE poseían actividad antioxidante, presentando la mayoría de ellos actividad moderada frente a Staphylococcus aureus y Escherichia coli y siendo ésta diferente en función de la especie considerada. Es de destacar que ésta es la primera vez que se lleva a cabo una caracterización exhaustiva sobre la composición y actividad de extractos MAE de Mentha sp. Los resultados multidisciplinares aquí descritos, suponen una contribución destacable al desarrollo de nuevos ingredientes alimentarios, conservantes naturales, etc. de aplicación en diversos campos dentro de un marco de producción sostenible, tema éste de gran repercusión científica, económica y social.