Biopreservantes de maderas basados en taninos y otros extractivos de la corteza de pino
Enviado por marta_alessandrini
Biopreservantes de maderas basados en taninos y otros extractivos de la corteza de pino
y su acción antioxidante: antecedentes y perspectivas
- Biopreservantes de maderas basados en taninos y otros extractivos
- Agricultura sostenible
- Composición química de la corteza de pino
- Extractivos
- Biodegradación de la madera
- Durabilidad natural
- El papel de los Flavan-3-ols y las proantocianidinas en la defensa de las plantas
- Actividad antifúngica
Los antioxidantes son encontrados de muchas formas, y los más reconocidos son indudablemente las vitaminas, tales como la vitamina A, C y E, pero también estos productos se encuentran en forma de aminoácidos, fitoquímicos o "moléculas vegetales" y antioxidantes minerales. Son de interés desde este punto de vista los derivados de plantas.
Las plantas con principios activos antioxidantes contienen fitoquímicos que estimulan las enzimas antioxidantes benéficas del cuerpo humano y se ha demostrado que son mucho más fuertes que la misma vitamina E. Estos vegetales son también conocidos como "ayudantes de vida", porque ayudan a crear y mantener las vías de desintoxicación en el cuerpo humano.
La activación del oxígeno, lleva a la formación de oxígeno reactivo, (oxiradicales o productos de la reducción monovalente del oxígeno, entre estos el radical superoxido (O2-) e hidroxilo (OH-), así como radicales orgánicos y peróxido (H2O2) resultantes de la reacción con los oxiradicales (Figura 4), estos últimos pueden generar la oxidación de las proteínas celulares, llevándolas a su inactivación, ellos también rápidamente reaccionan con los lípidos insaturados y los oxidan. Este proceso es facilitado por la transición de los metales tales como hierro y cobre o proteínas sanguíneas a estados hipervalentes que rápidamente atacan los lípidos insaturados.
Los radicales orgánicos también pueden ser creados por la descomposición de ácidos grasos y químicos, tales como drogas, aditivos y preservantes de alimentos, humo del cigarrillo, contaminantes, luz solar, radicación y estrés emocional (Feutch & Treutter, 1999).
Estos compuestos dañan las células en el organismo humano, generando más de 80 enfermedades relacionadas con el envejecimiento del ser humano, entre ellas podemos resaltar las enfermedades del corazón, cáncer, artritis reumatoide, cataratas y la enfermedad de Alzheimer,. así como problemas con la piel. Los antioxidantes combaten los radicales libres y protegen el cuerpo humano de estas enfermedades (Passwater, 1998).
Fig. 4. La reducción monovalente del oxígeno y la formación de oxiradicales.
Las etapas comprendidas en la oxidación de un típico ácido graso insaturado (ej. ácido linoleico) son, inicialmente formación de un radical peroxil lipídico, originado por la adición de oxígeno al radical intermedio alkil lipídico, que es resultante a su vez de la reacción del lípido con el peróxido de hidrógeno o con metales hipervalentes. El radical peroxil, reacciona rápidamente con otro lípido y genera un nuevo radical peroxil y un lípido hidroperoxidado. Esta reacción ocurre a una tasa constante de 106 moles/s y representa el nivel cinético adecuado para la propagación de los lípidos peroxidados (Figura 5). La acumulación de estas reacciones lleva al deterioro de los lípidos y a la formación de una gran cantidad de oxígeno reactivo que genera muchos de los efectos anotados arriba.
Fig. 5. Etapas de la oxidación de un ácido graso insaturado.
Los antioxidantes de origen vegetal están constituidas por catequinas polifenólicas, y se cuentan entre las más conocidas la epicatequína y la epigalocatequina y sus compuestos relacionados, así como proantocianidinas, todos estos compuestos son potentes antioxidante, y pueden neutralizar los radicales libres, suprimiendo la propagación de los lípidos peroxidados, asimismo, los primeros compuestos promueven la activación de macrófagos, linfocitos-B, y linfocitos-T en las células blancas de la sangre, aumentando indirectamente el sistema inmunológico humano.
Las proantocinidinas, además, presentan efectos antimutagénicos, inhibiendo la mutación del ADN y tienen un valor "cosmético" ya que protegen el colágeno y la elastina, manteniendo la tersura de la piel y evitando la pérdida de elasticidad.
BIOPRESERVANTES DE MADERAS BASADOS EN TANINOS Y OTROS EXTRACTIVOS
En la actualidad, el alto consumo de madera y sus productos derivados hacen que este material sea valioso, hecho significativo para el campo de la preservación de estos productos, pues deben ser tratados cuidadosamente para prolongar su periodo de servicio o vida útil. La durabilidad natural de la madera puede ser efectivamente incrementada por la protección química. Sin embargo, los químicos contaminan el ambiente y perjudican al ser humano, por esto, y hasta donde sea posible, el uso de fungicidas e insecticidas químicos debiera ser minimizado y debiera buscarse otras formas de protección de la madera (Weissenfeld, 1988). De acuerdo con esto, la preservación química de la madera podría ser minimizada y aplicada solamente cuando sea necesario (Willeitner, 1991).
Esto es muy pertinente, fundamentalmente cuando restricciones ambientales recientes limitan el uso de una gran cantidad de biocídas para la preservación de la madera y cuando los estándares son más exigentes, cambiando dramáticamente el espacio donde actúa la preservación de la madera, fenómeno más notorio en los países desarrollados. En estos países surgen otros problemas relacionados: el incremento de los problemas de deposición de la madera tratada y que se encuentra fuera de servicio, como en el desarrollo de nuevos métodos, ambientalmente más amigables para el control de hongos e insectos xilófagos, sin contar con el periodo de "re-educación" para asimilar y asumir estos cambios.
Este enfoque ecológico implica el desarrollo de la llamada "protección natural" con preservantes menos dañinos al ambiente y al ser humano y que sean selectivos solamente a organismos que destruyan la madera. Estos preservantes deberán ser biológicamente degradables (Barnes,1992).
Así, los preservantes de madera basados en flavonoides y extractos fenólicos, fundamentalmente taninos, han despertado interés y están siendo desarrollados (Lakes et.al., 1988; Dirol, 1994; Pizzi & Baecker, 1996), debido a su habilidad de formar quelatos insolubles con varios iones metálicos, incluyendo cobre (McDonald, et.al., 1996). Este tipo de preservantes son muy ventajosos por generar un bajo impacto ambiental tanto en su preparación como durante su aplicación, además, por la posibilidad de brindar una gran seguridad a los usuarios y finalmente por los potenciales beneficios sociales y económicos de estos productos como sustitutos de los derivados del petróleo (Gonzáles, 1996).
Los compuestos tanino-metal se basan en la afinidad de un metal por los grupos oxidrilo en el anillo – B del flavonoide, Figura 6. El metal utilizado frecuentemente como biocida ha sido cobre (Pizzi, 1998). Existen investigaciones donde este metal ha sido reemplazado por Zinc. Los compuestos así formados son influidos por la naturaleza del tanino, la concentración tanto de estos compuestos, como del cobre, así como la precipitación de este metal. (Mila, et.al., 1995). Por todo esto, se hace necesario optimizar los parámetros de fijación del cobre y el zinc para lograr su insolubilización en la madera, lo que garantizará el empleo de estos compuestos como preservantes de la madera. (McDonald, et.al., 1996).
Figura 6. Complejo tanino-metal, señalando la afinidad de un metal por los grupos oxidrilo en el anillo – B del flavonoide
Los resultados reportados son aceptables, pero mucho más pobres que los preservantes a base de sales CCA. Las maderas preservadas con estos compuestos son para uso fuera de contacto con el suelo y que no se encuentren en contacto directo con el suelo (Dirol, 1994). Complejos de preservantes atóxicos de taninos con boro, utilizando en muchos casos colágeno de proteínas están en una etapa experimental (Thevenon, et.al., 1998). Desafortunadamente se han demostrado hasta el momento inapropiados por que pueden ser muy fácilmente lixiviados de la madera (Dirol, 1994). Sin embargo, una nueva reacción entre los componentes de boro y taninos, las cuales fueron desarrolladas para la aplicación de adhesivos de taninos pueden ser utilizados, mejorando la fijación y retardando la lixiviación del boro de la madera tratada. (Meikleham et.al., 1994). Los resultados obtenidos señalan que pueden ser desarrollados preservantes que contienen boro y taninos, para uso fuera de contacto con el suelo, a pesar de que son poco efectivos, con la ventaja de que ese material no es tóxico para los humanos (Pizzi & Baecker, 1996).
También las propiedades insecticidas de los extractos han sido probados, en este caso contra termitas subterráneas, los que han resultado bastante efectivos; sin embargo, se debe pensar en diversificar los métodos de control a las formas de tóxicos, repelentes, atrayentes, baños tóxicos, tratamientos en las barreras de suelo y tratamiento tópicos de la madera (Hutchins, 1997).
Sin embargo, deben realizarse todavía muchos estudios antes que estos productos sean aplicados corrientemente en el campo de la preservación de maderas en forma comercial (Gonzales, 1996).
Por otra parte, poco se conoce acerca de la capacidad que tienen los antioxidantes que pueden obtenerse de la corteza de pino. No existen mayores referencias al respecto.
La agricultura sostenible puede ser definida como aquella que utiliza recursos naturales racionalmente con el fin de suplir las necesidades de generaciones presentes y futuras, a través de la utilización de compuestos químicos presentes en las plantas que son resultantes del metabolismo primario y secundario. El primer grupo corresponde a sustancias indispensables en la planta que se forman como resultado del proceso fotosintético. El segundo grupo (metabolitos secundarios), aparentemente sin actividad en la planta, posee otros efectos notables. Estas sustancias denominadas principios activos o compuestos secundarios son: aceites esenciales, resinas, alcaloides, flavonoides, taninos, entre otros.
Los organismos interactúan em forma variable com los diversos componentes del ambiente; responden y a su vez, influyen sobre éstos. Dichas interaccionmes químicas tienen cierta estructura detectable y entendible, em la que está involucrada uma compleja serie de atributos químicos, los cuales se denominan infoquímicos, o sea metabolitos secundarios que median las interacciones químicas. Los alcaloides, esteroides y glucósidos son algunos ejemplos de metabolitos secundarios que producen las plantas.
A su vez, existen ciertas sustancias que constituyen un sistema de defensa. Estas sustancias llamadas "alelo químicos alomónicos", son compuestos moleculares que actúan como señales o como mensajeros de disuasión, produciendo efectos repulsivos, antialimentarios, tóxicos, alteradores de la fisiología y/o comportamiento sexual o poblacional de insectos.
Estos productos naturales tienen múltiples efectos, que van desde la inhibición o la estimulación de los procesos de crecimiento de las plantas vecinas, hasta la inhibición de la germinación de semillas, o bien evitan la acción de insectos y animales comedores de hojas, así como los efectos dañinos de bacterias, hongos y virus.
Los productos naturales conforman una parte muy importante de los sistemas de defensa de las plantas con la ventaja de ser biodegradables. Los árboles y plantas grandes producen sustancias que los hacen poco digeribles como son los taninos y las ligninas, mientras que las plantas pequeñas, de vida más corta, se defienden con sustancias tóxicas como los alcaloides. Esto es sobre todo importante en los trópicos, donde gran parte de las cosechas se pierden consumidas por plagas como insectos u hongos (Vargas y col., 2002).
Cálculos confiables indican que más de 5 000 metabolitos secundarios han sido aislados de plantas verdes y de hongos, y que el número de compuestos aislados e identificados es cercano a los 600 000. Estas sustancias y sus derivados constituyen una fuente valiosa para sintetizar los herbicidas del futuro, especialmente para el control de malezas por medio de sustancias naturales, menos dañinas al ambiente.
Composición química de la corteza de pino.
La composición química de la corteza es muy compleja, existe un gran número de diferentes tipos de compuestos químicos en la corteza, los mismos, son una fuente inagotable de productos naturales biológicamente activos, muchos de los cuales han constituido el modelo para la formulación de fármacos, venenos e insecticidas (Delle, 1997). A pesar de ello, desde el punto de vista económico, el aislamiento, separación y purificación de los compuestos químicos se hace inviable por los altos costos en los que se incurren para realizar estas operaciones ( Laver, 1991).
Según Vázquez et al. (1987), citado por Vargas (1991), la composición química de la corteza depende de muchos factores, tales como: localización, edad, condiciones de crecimiento del árbol y los métodos de obtención de las muestras.
Químicamente la corteza difiere de la madera por la presencia de polifenoles y suberina, así como por la presencia de un menor porcentaje de polisacáridos y un porcentaje más alto de extractivos (Fengel y Wegener, 1994). El contenido mineral de la corteza es también mucho más alto que en la madera (Sjostron, 1981).
La corteza libre de extractivos contiene carbohidratos, suberina, ácidos fenólicos, pequeñas cantidades de lignina y materiales inorgánicos (Bender, 1968). Una gran proporción de la corteza está constituida por polifenoles (Vargas, 1991) y puede presentar grandes variaciones dependientes de factores como especie, edad, condiciones de crecimiento y otros (Encinas, 1977).
El término polifenol se refiere a un gran número de compuestos relacionados entre sí, derivados principalmente de flavenos. Los más comunes en la corteza pertenecen a dos grupos de polímeros, los flavonoides y la lignina (Vargas, 1991).
Los flavonoides de acuerdo a su solubilidad o a su tamaño molecular pueden clasificarse en:
1. Proantocianidinas: Grandes flavonoides dímeros y trímeros, solubles en acetato de etilo).
2. Taninos condensados: polímeros solubles en mezcla acetona-agua.
3. Polímeros fenólicos ácidos (solubles sólo en álcali diluido).
En su composición química, los tres grupos poseen carácter de poliflavonoides, presentando monómeros con estructuras similares a las catequinas. Respecto a la lignina, en general, los porcentajes reportados para la misma son realmente mezclas de lignina y poliflavonoides, ambos polímeros fenólicos de alto peso moléculas (Camero, 1990).
En la tabla 1 a continuación se puede observar la variación de la composición química entre madera y corteza de coníferas.
Tabla 1. Comparación en la composición química de madera y corteza de coníferas.
Sustancia | Madera | Corteza |
Lignina | 25-30% | 40-55% |
Polisacáridos | 66-72% | 30-48% |
Extractivos | 0,2-0,9% | 0,2-2,5% |
Cenizas | 0,2-0,6% | > 2,0 |
Fuente: (Einsparh, 1976).
Bajo esta denominación se incluye una inmensa variedad de compuestos orgánicos que en términos de trabajo se pueden remover de la pared celular mediante disolventes neutros (alcohol, acetona, éter, hexano, agua, etc.) o bien mediante arrastre de vapor.
Son materiales no fibrosos de bajo peso molecular, no son parte integral de la estructura de la pared de las fibras (Syilvain, 1997), a menudo se encuentran dispersos y depositados en el lumen celular o impregnando las paredes de las células (Tsoumis, 1997). Los extractivos en general, representan un 5% de la masa seca de la corteza, aunque su cantidad puede estar sujeta a amplias variaciones en función de la dotación genética de la planta y medio ambiente (desde 2% hasta más de 50%), (Lombardo, 1995).
Estos materiales extraños difieren significativamente en clases y composición química, por lo que es difícil establecer un sistema rígido de clasificación y han sido agrupados como materiales orgánicos e inorgánicos ( Fengel & Wegener, 1984).
Los materiales inorgánicos consisten en trazas de minerales como sales de calcio e inclusiones de sílice, los cuales no son solubles en disolventes orgánicos y representan entre el 0,1% al 1,0 % de la masa seca de la madera (Tsoumis, 1977).
A pesar de que los extractivos representan un porcentaje muy bajo en cuanto al peso de la madera, los mismos contribuyen apreciablemente en muchas de las propiedades de la madera:
– las propiedades organolépticas de la madera, como son el color y el olor.
– las propiedades biológicas como la resistencia al ataque de microorganismos,
son producto de los extractivos. Además, estos compuestos contribuyen a las propiedades físicas de la madera como la dureza, peso específico y densidad, tanto la anatomía como la presencia de extractivos ayudan a distinguir las especies entre sí (Young, 1991).
Diversos factores externos del árbol pueden causar degradación de la apariencia, estructura y composición química de la madera, la cual puede comprender desde una simple decoloración hasta convertirla en un producto sin utilidad futura. Este efecto no solo ocurre en la madera en servicio, ya que se ha observado en árboles en pie, madera aserrada y subproductos de madera (Tsoumis, 1997).
El proceso de la degradación disminuye la durabilidad de la madera en el transcurso del tiempo. El proceso en general puede ser lento o rápido, dependiendo del uso potencial al cual está confinado la madera, su composición, la estructura de la superficie y la agresividad del medio ambiente que la rodea y lo más importante, el tipo de organismos que pueden atacarla. El proceso puede ser descrito utilizando modelos de degradación, los cuales expresan la degradación de la madera en términos de los niveles de los agentes degradantes, de la exposición ambiental y del tiempo de exposición (Odeen, 2000).
Las tres áreas principales del análisis de degradación son:
- Caracterización del deterioro ambiental.
- Mecanismos de deterioro.
- Métodos de ensayo.
Los microorganismos más importantes que deterioran la madera forman parte de un grupo primitivo de microorganismos, mejor conocidos como hongos, los cuales tienen la capacidad de secretar enzimas especializadas a través de estructuras conocidas como hifas, las cuales degradan la materia orgánica, modificándola químicamente para así ser utilizadas como fuente de carbono y alimento. Antes de que el hongo pueda colonizar la madera, requiere de cuatro condiciones:
- Suministro de oxígeno.
- Temperatura adecuada.
- Suministro de humedad.
- Sustrato como fuente de alimento.
La eliminación de algunos de estos requerimientos puede prevenir el ataque (Smulski, 1996).
El deterioro de la madera por efectos de los hongos, está referido a una cantidad de términos que incluyen:
- pudrición marrón.
- pudrición blanca.
- pudrición blanda.
Pudrición marrón:
Es producida por hongos basidiomicetos, éstos son los más abundantes en las coníferas, pero pueden ser encontrados en otros tipos de ambientes tales como varios suelos. Estos hongos pueden atacar madera sin tratar y madera preservada, pero tiene preferencias por maderas que no han sido tratadas. Uno de los hechos característicos del ataque de la pudrición marrón es que la celulosa es rápidamente despolimerizada, aún en las etapas más tempranas de la pudrición y así la pérdida de la resistencia puede ser muy grande ( Singh and Kim, 1997).
Durante la pudrición los carbohidratos son extensivamente despolimerizados y removidos. Además, la lignina también puede ser modificada, aunque residuos de de la lignina permanecen. La degradación de la madera aparece marrón debido a la gran presencia de lignina (Sing and Kim, 1997).
Pudrición blanca:
Los hongos que producen este tipo de pudrición también pertenecen a los basidiomicetos. Son particularmente activos en los ecosistemas forestales produciendo una extensiva pudrición en los árboles caídos dentro del bosque. Las especies latifoliadas son más susceptibles que las coníferas y las maderas no tratadas son más fácilmente atacadas que las maderas preservadas.
Los hongos de pudrición blanca pueden degradar todos los componentes de la pared celular, incluyendo la lignina y algunas especies están especializadas en la degradación primaria de la lignina con una amplia falta de ataque a la celulosa. Además, pueden originar posteriormente la oxidación de los azúcares formados. Estos hongos causan "blanqueamiento de la madera". Otras especies pueden degradar simultáneamente todos los componentes de la pared celular, por ejemplo: lignina, celulosa y hemicelulosa.La formación de canales de erosión dentro de la pared celular es el hecho morfológico característico de este tipo de ataque (Singh, 1997).
Pudrición blanda:
A este grupo pertenecen ciertos miembros de los Ascomicetes y Deuteromicetes, los cuales son particularmente activos bajo condiciones en las que la pudrición marrón y blanca no lo son ( madera preservada, elevados contenidos de humedad).
El ataque en las coníferas resulta en la formación de cavidades en la pared secundaria, la cual se observa al microscopio óptico como perforaciones en un corte transversal a las fibras: en la sección longitudinal estas cavidades se observan orientadas paralelas a las microfibrillas de la celulosa; en las latifoliadas se observa como erosión de la pared celular (Singh & Kim, 1997).
A continuación se presenta en la tabla 2, un resumen de las etapas de ataque de los hongos de pudrición parda y pudrición blanca:
Los mecanismos de acción de los hongos xilófagos responsables de la pudrición blanca y pudrición blanca no están completamente elucidados en la actualidad, aunque existen diversos trabajos publicados acerca del modo de acción de estos microorganismos (Kerem et. al., 1999; Mester, 1998; Bruce y Palfreyman, 1998; Barreal 1995; Eriksson,1990):
Tabla 2. Resumen de las etapas durante el mecanismo de hongos xilófagos.
PUDRICIÓN | ETAPA | ACCIÓN | MECANISMOS |
BLANCA (Trameter versicolor). Las pudriciones blancas son producidas por hongos que se alimentan preferentemente de la Celulosa, Hemicelulosa y Lignina. | I: Colonización de la madera.
II: Lignina es oxidada. | w Rápida despolimerización de la celulosa con pérdida de peso en regiones amorfas.
w Mn(II)—– Mn (III) El Mn III difunde y penetra los tejidos lignocelulósicos y sirve como un mediador para la reacción de radicales libres, que pueden detectarse con un ensayo específico (KTBA). w Ambos fenómenos se relacionan con los procesos de degradación de lignina por los hongos de pudrición blanca. | w Vía enzimática: Endoglucanasas (EGs) Celobiohidrolasas (CBHs). Beta-glucosidasa. w Sistema lignolítico que requiere cofactores de bajo peso molecular (alcohol veratrílico y manganeso). w Manganeso Peroxidasas (MnP) representa el grupo más abundante de enzimas lignolíticas en los hongos de pudrición blanca. . |
MARRÓN (Gloeophyllum trabeum) Las pudriciones marronas son producidas por hongos que se alimentan preferentemente de la Celulosa y Hemicelulosa, dejando un residuo pardo oscuro frágil y fácilmente degradable entre los dedos.
| I: Colonización de la madera.
II. Cambios en la pared celular. | w Despolimerización de la Celulosa. w Producción de 2,5-dimetoxi-1,4 benzoquinona que se reduce a 2,5dimetoxihidroquinona. w Reducción Fe (III)-Fe(II). w Producción de peróxido de hidrógeno extracelular. w Penetración de agentes de degradación (peróxido de hidrógeno) y formación de radicales libres. w Las fibrillas de celulosa son reducidas por los radicales a fragmentos, atacados por las enzimas del hongo. |
w Agente oxidativo NO ENZIMÁTICO.
w |
Como se puede apreciar, ambos mecanismos de acción son completamente diferentes, pero poseen como elemento común la liberación de radicales libres durante los estadios iniciales de colonización de hongos xilófagos, por lo que pudiera ser probable que la actividad atrapadora de radicales libres (antioxidantes) del extracto ensayado potencie la acción fungistática del mismo.
La resistencia natural de la madera a factores que pueden causar degradación es llamada durabilidad, y puede ser expresada como el tiempo en el cual la madera conserva sus propiedades y características en óptimas condiciones sin la aplicación de protección especial.
La madera y los productos de madera requieren de una durabilidad biológica adecuada para su potencial uso final. Este objetivo puede ser alcanzado seleccionando la especie forestal a ser utilizada o por medio de la introducción de biocidas sintéticos ( Vanacker & Stevens, 2000).
Tabla 3. Expectativa de vida útil de estacas de 2*2 pulgadas, en contacto directo con el
suelo (Findlay, 1985).
Durabilidad natural | Inglaterra | Trópico |
1 | > 25 años | > 10 años |
2 | 15-25 años | 5-10 años |
3 | 10-15 años | No proporcionado. |
4 | 5-10 años | 2-5 años |
5 | < 5 años | < 2 años |
Otro factor que para muchos autores está correlacionado con la resistencia y el deterioro es la densidad de la madera. Sin embargo, desde el punto de vista práctico, muchas de ellas exhiben elevada densidad y son naturalmente durables, pero otras maderas densas son rápidamente degradadas, por lo que se puede deducir que la densidad no es indicativo de durabilidad natural, ésta se encuentra mejor correlacionada con la composición química de los extractivos.
El papel de los flavan-3-ols y las proantocianidinas en la defensa de las plantas.
Los flavonoles poseen una estructura compleja y se encuentran íntimamente ligados a los procesos de interacción de las plantas y el medio ambiente. En relación a la defensa de las plantas, el mayor énfasis se concede a las diferentes respuestas de las plantas utilizando la diversidad de flavonoides. Cada proceso de defensa es el resultado de la combinación no sólo de aspectos bioquímicos, sino también de mecanismos anatómicos. Las reacciones histológicas, incluyendo la construcción de barreras físicas, participan en la compleja regulación de la resistencia. Los niveles y la localización de flavonoides en las células puede determinar la resistencia o susceptibilidad del hospedero.
Muchas investigaciones han descrito el carácter antioxidante a través de la actividad atrapadora de radicales libres (AARL) de los flavan-3-ols, los cuales están asociados a vitaminas, ácido ascórbico, tocoferol, así como a otros compuestos fenólicos. Los flavonoles contribuyen al mantenimiento de la integralidad de las membranas según Baumann y col. (1980) y Mukherjee & Choudhouri (1983), citados por Feutch & Treutter (1999).
Los flavonoles naturales de la pared celular se pueden apreciar a través del reactivo compuesto por vainillina y p-dimetilaminocinamaldehído (DMACA). La medición de la intensidad fotocolorimétrica del producto coloreado a longitudes de onda entre 500 – 640 nm, expresa el resultado cuantitativo. La concentración de oligómeros de proantocianidinas solubles es determinada después de ebullición del extracto en ácido mineral fuerte, produciendo las antocianidinas coloreadas, las cuales son cuantificadas fotocolorimétricamente.
La actividad antifúngica de los flavan-3-ols se asume con frecuencia, pero raramente es demostrada. Los ensayos de difusión en agar algunas veces muestran un anillo de color carmelita alrededor de la zona de inhibición, lo que indica oxidación fenólica vía intermediarios quinónicos. Se ha especulado que dichos intermediarios son los actuales compuestos activos y no los flavan-3-ols originales (Feutch & Treutter, 1999).
Tabla 4. Fungitoxicidad de los flavan-3-ols. (Feutch & Treutter, 1999).
Flavan-3-ols | Microorganismos | Referencias. |
Catequinas | Rhizoctonia solana | Hunter, 1978 |
Catequinas | Trichoderma viride | Malterud, et al., 1985. |
Catequinas | Fomes annosus | Alcubilla et al., 1971. |
Procianidinas | Rhizoctonia solana | Rao and Rao, 1986. |
Propelargonidina | Rhizoctonia solana | Rao and Rao, 1986. |
Prorobinetinidina | Rhizoctonia solana | Rao and Rao, 1986. |
La patogenia por hongos ocasiona alteraciones en las membranas celulares, tornándolas extremadamente permeables con la consecuente descompartimentación del almacén de compuestos fenólicos.
Los fenoles son liberados a las células en diferentes cantidades. El ácido abscícico es capaz de inducir la liberación de fenoles dentro del especio extracelular. En los tejidos invadidos por patógenos, se elevan los niveles de ácido abscícico con una alteración de la permeabilidad de la membrana y la acumulación de flavonoles se observa en la periferia celular: la disociación de flavonoides hacia la pared celular refleja los disturbios metabólicos (Feutch & Treutter, 1999).
Por último, es necesario señalar que en los últimos años, trabajos desarrollados por diferentes autores demuestran que no sólo los compuestos tánicos o los flavonoides son ensayados como sustancias preservantes de madera, sino también otros metabolitos secundarios de plantas como terpenos, quinonas, alcaloides, entre otros, los cuales desempeñan una función relevante en los mecanismos de resistencia a los organismos patógenos, debido a sus propiedades antifúngicas ( Singh & Kim, 1997; Rocha et. Al, 2001; Encinas et al, 2000; Morita et al. 2000).
Los conocimientos obtenidos hasta la fecha han permitido abrir nuevas puertas en este interesante campo de los productos naturales aplicados a la agricultura y en particular a la actividad forestal, en una rama de la tecnología de la madera de suma importancia como es el caso de la preservación de maderas a partir de compuestos menos agresivos al medio ambiente, lo que permitirá desarrollar estudios similares y aplicar los resultados a mediano y largo plazo, pues todavía será necesario transitar por etapas obligadas de evaluaciones de campo y desarrrollo de tecnologías viables desde puntos de vista ecológico y económico.
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Palabras clave: hongos xilófagos, preservantes de madera, antioxidantes.
Autor:
Dra. Marta Alessandrini Díaz
Universidad de Pinar del Río, Cuba :
Dr. Julio O. Vargas Muñoz
Universidad de San Simón, Bolivia: