Biopreservantes de maderas basados en taninos y otros extractivos de la corteza de pino
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 | I: Colonización de la madera.
II: Lignina es oxidada. | w
w El Mn III difunde y penetra los tejidos w Ambos | w Endoglucanasas (EGs) Celobiohidrolasas (CBHs). Beta-glucosidasa. w w Manganeso . |
MARRÓN (Gloeophyllum trabeum) Las pudriciones marronas son producidas por hongos fácilmente degradable entre los
| I: Colonización de la madera.
II. Cambios en la pared celular. | w w Producción de 2,5-dimetoxi-1,4 w w Producción de peróxido de w w Las atacados por las enzimas del hongo. |
w Agente
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., |
Catequinas | Fomes annosus | Alcubilla et al., |
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
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Autor:
Dra. Marta Alessandrini Díaz
Universidad de Pinar del Río, Cuba
:
Dr. Julio O. Vargas Muñoz
Universidad de San Simón, Bolivia: