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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

    1. Biopreservantes de maderas basados
      en taninos y otros extractivos
    2. Agricultura
      sostenible
    3. Composición
      química de la corteza de pino
    4. Extractivos
    5. Biodegradación de la
      madera
    6. Durabilidad
      natural
    7. El papel de los Flavan-3-ols y
      las proantocianidinas en la defensa de las
      plantas
    8. 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.

    Agricultura
    sostenible:

    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).

    Extractivos:

    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).

    Biodegradación de la
    madera:

    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.

    Durabilidad
    natural:

    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.

    Actividad
    antifúngica.

    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:

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