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Evaluación antimicrobiana de extractos obtenidos de los
residuos de la corteza de Teca (Tectona grandis l.f).
Antimicrobial evaluation of Teca (Tectona grandis l.f)
extracts obtained from residues of the bark
Resumen
La madera de la Teca se caracteriza por su alta resistencia a microorganismos e insectos, característica atribuida a su composición
química que hace que su cultivo, desarrollo y explotación incremente constantemente generando residuos que no son tratados
adecuadamente, por tal motivo se planteó evaluar la actividad antimicrobiana de extractos de diferentes polaridades obtenidos de
la corteza residual generada en la industria maderera de la Teca empleando el método de extracción por Soxhlet, determinando las
sustancias extraíbles y sus rendimientos. El extracto etéreo presenta un rendimiento considerablemente mayor con un valor del
69.01% sugiriendo que la composición de la Teca es principalmente por compuestos apolares, incluyendo resinas y otras sustancias
presentes en la corteza solubles en dicho solvente, modicando el rendimiento. Al trabajar con Cromatografía en Capa Fina (CCF),
la mezcla del eluyente usado (N-butanol, ácido acético, agua 4:1:5) permitió la corrida de solutos que fueron visibles por radiación
UV a 365nm, emitiendo una coloración azul uorescente que ha sido reportada para compuestos fenólicos. En la evaluación de la
actividad antimicrobiana se empleó el método de difusión de Kirby-Bauer modicado (pozos) con cada uno de los extractos, frente
a los patógenos: Pseudomona aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli y Aspergillus niger.
Palabras claves: Teca, Tectona grandis, antimicrobiana, extractos.
Abstract
The Teak wood is characterized by its high resistance to microorganisms and insects, a characteristic attributed to its chemical
composition, which makes its cultivation, development and exploitation constantly increase the generation waste that is not treated
properly. For that, it was proposed to evaluate the antimicrobial activity of extracts of different polarities obtained from the residual
bark generated in the wood industry using the Soxhlet extraction method, determining the extractables and their yields. The ethereal
extract it presents a higher yield with a value of 69.01% suggesting that the composition of Teak is mainly by apolar compounds,
including resins and other substances present in the bark, modifying the yield. In the Thin Layer Chromatography (TLC) the eluent
mixture used (N-butanol, acetic acid, water 4: 1: 5) allowed the run of solutes that were visible by UV radiation at 365 nm, emitting
a uorescent blue coloration that has been reported for phenolic compounds. In the evaluation of the antimicrobial activity, the
modied Kirby-Bauer method was used with each extracts, against the pathogens: Pseudomona aeruginosa, Staphylococcus aureus,
Escherichia coli and Aspergillus niger.
Key words: Teca, Tectona grandis, antimicrobial, extracts.
Recibido: 13 de junio de 2019
Aceptado: 30 de octubre de 2019
Meribary, Monsalve-Paredes
1
*; Adonis, Bello-Alarcón
2
1
Dra. Química de Polímeros; Docente en la Universidad de Guayaquil-Ecuador; meribary.monsalvep@ug.edu.ec
2
Dr. Ciencias Farmacéuticas especialidad en Química Farmacéutica; Docente en la Universidad de Guayaquil-Ecuador; adonis.belloa@
ug.edu.ec
*Autor para correspondencia: meribary.monsalvep@ug.edu.ec
Revista Ciencia UNEMI
Vol. 13, N° 32, Enero-Abril 2020, pp. 63 - 68
ISSN 1390-4272 Impreso
ISSN 2528-7737 Electrónico
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Volumen 13, Número 32, Enero-Abril 2020, pp. 63 - 68
I. INTRODUCCIÓN
En la mayoría de los países resalta constantemente
la importancia de los recursos naturales renovables,
tal como ocurre con los forestales, haciendo que
continuamente se revisen políticas de reforestación
que ayuden a desarrollar proyectos de investigación
agroforestales con el n de que a futuro se mejore
la economía en países de bajos recursos (Pérez &
Fariño, 2015).
La especie Tectona grandis L.f tiene reputación
mundial como madera de alta calidad debido a
sus notables propiedades físicas y mecánicas,
particularmente elasticidad, resistencia, durabilidad
y resistencia a la descomposición (Vyas, Yadav, &
Khandelwal, 2018). Pero una de las características
que la hace tan atractiva es su resistencia a
plagas y enfermedades que suelen afectar a otras
especies vegetales, dando lugar a que se generen
investigaciones que permitan determinar y evaluar
su composición química (Blanco, Trugilho, Lima,
Gherardi & Moreira, 2014) y las aplicaciones que
pueda tener cada uno de sus componentes en áreas
que pueden beneciar al ser humano de forma
directa, como por ejemplo la curación de heridas
(Varma & Giri, 2013) o propiedades analgésicas
(Giri & Varma, 2015) y también de forma indirecta
como es la protección de cultivos de otras especies
vegetales (Das et al., 2012)
En Ecuador, la especie teca fue introducida
hace 50 años en la Estación Experimental Tropical
Pichilingue, adaptándose al clima seco y a unas
temperaturas entre 22º y 28ºC (Armijos, 2014). Con
el tiempo ha aumentado tanto su producción que en
el año 2004 se instauró la Asociación Ecuatoriana de
Productores de teca y maderas tropicales (ASOTECA),
que desde el 2008 empezó con la valoración de las
haciendas productoras de esta madera, para elaborar
un programa de diagnósticos de plantaciones que
habían instalado y monitoreado más de 380 parcelas
hasta el año 2013, es de ahí donde se ha extraído
gran cantidad de información, logrando manejar
de mejor manera el cultivo y desarrollo así como la
comercialización de dicha madera (Holguín, 2015).
En la actualidad la explotación de la madera
produce un gran benecio comercial, pero a su vez
hace que la industria genere grandes cantidades
de residuos durante el procesamiento de la misma,
aproximadamente un 50% del total. Esos residuos
en muchas ocasiones son tratados inadecuadamente
por los campesinos y empresarios de la industria
al no disponer de una alternativa que permita
establecer un posible aprovechamiento. Por ello
se debe considerar beneciarse de las propiedades
atribuidas a esta especie con algún tipo de aplicación
(Abreu, Hardt, Branco de Freitas, & Moura, 2016).
Tal como fue demostrado por Rojas y Rodríguez
(2008) que evidenciaron el efecto antibacteriano
y bacteriostático del follaje de Tectona grandis L.f,
sobre bacterias Gram positivas, como B. subtilis
ATTC 6633, S. aureus, S. aureus (Camp) y M. luteus
(Rojas & Rodríguez, 2008)
En este trabajo se decidió continuar dichos
estudios microbiológicos, pero evaluando
especícamente la actividad antimicrobiana de los
extractos de la corteza con disolventes de distintas
polaridades: etanol, metanol, propanona y éter
de petróleo sobre especies de microorganismos
frecuentes como; Pseudomona aeruginosa,
Escherichia coli, Staphylococcus aureus y el hongo
Aspergillus niger.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
La muestra de corteza se recolectó en el cantón Rio
Verde, Recinto el Achiote Provincia de Esmeraldas,
Ecuador. Se fragmentó en trozos pequeños, se trituro
y se conservó en desecadora hasta su utilización.
Para la preparación de los extractos se utilizó
el método de extracción por Soxhlet, técnica
desarrollada en 1897 y una de las más utilizadas para
la obtención de extractos a partir de especie vegetal.
en la actualidad utilizada como procedimiento de
referencia para la validación de otras técnicas más
actuales (Fidalgo-Used, Blanco-González, & Sanz-
Medel, 2007).
Para las extracciones se pesaron 25 g de la
muestra y 250 ml de disolvente por un tiempo de
4h. Al cabo de ese tiempo se retiró el extracto y se
ltró. Finalmente, el líquido se rotaevapora en un
equipo Heidolph Laborota 4001, hasta obtener
un concentrado. El procedimiento se repitió por
triplicado con cada disolvente: metanol, etanol,
acetona y éter de petróleo.
A cada uno de los extractos se le determinó el
contenido de solidos solubles, para ello se usaron
3 cápsulas de porcelana limpias y secas, en cada
una de ellas se colocaron 2ml de los extractos y se
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Monsalve y Bello. Evaluación antimicrobiana de extractos obtenidos de los residuos de la corteza.
introdujeron en la estufa VWR Scientic 1350 a
la temperatura de 60°C durante 1h. Cumplido el
tiempo se dejaron enfriar a temperatura ambiente
para proceder a su pesado, repitiendo este último
paso las veces que sea necesario hasta obtener peso
constante. Todo el procedimiento fue realizado por
triplicado con el extracto de cada solvente. Los valores
obtenidos de solidos solubles, se extrapolan para 250
mL, volumen inicial, y se calcula el rendimiento total
de cada extracto con respecto al material vegetal
empleado.
Los extractos además se evaluaron por
Cromatografía de Capa Fina (CCF) técnica factible,
rápida y económica (Vyas et al., 2018). Como fase
estacionaria se utilizaron placas de alúmina marca
FLUKA de 20 x 20 cm. La fase móvil usada fue
n-butanol: ácido acético: agua en proporciones
(4:1:5), que se seleccionó luego de realizar pruebas
preliminares. Las muestras de los extractos fueron
diluidas en proporciones 3:1 solvente-extracto y
aplicadas. Para el revelado se empleó una lámpara de
rayos UV a con longitud de onda a 365nm.
Para desarrollar la evaluación de la actividad
antimicrobiana se utilizó el método de Kirby-Bauer
modicado con las cepas de Pseudomona aeruginosa
(ATCC 85273), Staphylococcus aureus (ATCC
07184), Escherichia coli (ATCC 47396) y Aspergillus
niger (ATCC 20577). Para cada una de ellas se
preparó en suspensiones con caldo infusión cerebro
corazón, luego se inoculo cada bacteria y hongo de
acuerdo al caso, con ayuda de la pipeta automática se
colocaron 100 μl de las concentraciones preparadas
(100% y 80 %) a partir de una solución elaborada
con Tween 80 (9ml) y 5mL de extracto etanólico,
metanólico y acetónico ó 2 ml en el caso del extracto
de éter de petróleo. Las cajas se incubaron a 37 °C por
24 horas. La lectura de los halos de inhibición (mm)
fueron interpretados de acuerdo a las técnicas de
comprobación de actividad terapéutica de las plantas
medicinales: actividad antibacteriana positiva o
sensible (S) si el halo > a 9 mm; actividad intermedia
o moderada (I) halo entre 6 - 9 mm y actividad
bacteriana negativa o resistente (R) si el halo < 6 mm
(Tapia & Armas, 2014)
III. RESULTADOS
Los valores de porcentaje de rendimiento
obtenidos para cada uno de los extractos (Tabla
1) disminuyen marcadamente a medida que la
polaridad del disolvente aumenta, sugiriendo que
la composición de teca está dada principalmente
por compuestos apolares. El extracto de éter de
petróleo presentó un rendimiento superior (69,01%),
probablemente coincidiendo con los reportes de la
literatura cientíca donde se plantea en la corteza la
presencia de resinas y otros compuestos de polaridad
similar (Yamamoto, Simatupang, & Hashim, 1998).
En el caso de los extractos polares el contenido
de sólidos se atribuyen a la presencia de compuestos
fenólicos (Berrocal J. & Rojas A., 2007). Dentro de
esta variedad de compuestos se reportan la presencia
de derivados del ácidos fenólicos, cumarinas,
catequinas, fenoles condensados o taninos entre
otros (Maestro D. & Borja P., 1993).
Las variaciones en los colores de los extractos es
consecuencia de la variabilidad antes presentada de
los metabolitos secundarios (Gierlinger et al., 2004).
El análisis cualitativo de los extractos apoyó lo
Tabla 1. Rendimiento y coloración de cada extracto.
*Rendimiento calculado para los 25g de muestra inicial
Solvente Metanol Etanol Acetona Éter de petróleo
Sólido solubles (g/2mL)
0.0232 0.0477 0.0704 0.2999
Rendimiento (%)*
11.63 23.85 35.20 69.01
Coloración
Ámbar claro Ámbar Ámbar Café verdoso oscuro
anteriormente expuesto sobre la variabilidad de
la composición química. La luz ultravioleta a 254
nm mostró manchas azules de alto Rf en todas las
fracciones con excepción del extracto de éter de
petróleo, sin embargo a pesar que se aplicó la misma
cantidad de los extractos las manchas más numerosas
e intensas se observan en los extractos de etanol y
acetona. Este resultado está en correspondencia con
los informes de composición química para la especie
pues los compuestos fenólicos en general son mejor
extraído con estos disolventes (A. El-Baky, E. Baz, &
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Volumen 13, Número 32, Enero-Abril 2020, pp. 63 - 68
El-Baroty, 2009; Mendiola L., 2008).
La evaluación microbiológica de los extractos su
capacidad de inhibición se estableció por las medidas
(mm) de los halos, los resultados son señalados en
Tabla 2. Efecto antimicrobiano de los extractos de residuos de Tectona grandis con solventes de distintas
polaridades en diferentes microorganismos.
(S) actividad antibacteriana positiva o sensible; halo > a 9 mm;
(I) actividad intermedia o moderada: halo entre 6 - 9 mm;
(R) actividad bacteriana negativa o resistente; halo < 6 mm
Extracto Metanol Etanol
Micro
organismo
100% 80% 100% 80%
Pseudomona aeruginosa 2mm (R) 0,6mm (R) 2mm (R) 0,6mm (R)
Escherichia coli 4mm (R) 1mm (R) 7mm (I) 0,6mm (R)
Staphylococcus aureus 18mm (S) 8mm (I) 9mm (I) 4mm (R)
Aspergillus niger 1mm (R) - 4mm (R) -
la tabla 2. Para los extractos de éter de petróleo y
acetona no se evidenció actividad antimicrobiana
respecto ninguno de los microorganismos evaluados
ni en las concentraciones preparadas.
La resistencia de los microorganismos a los
extractos de éter de petróleo y acetona puede ser
atribuida al hecho de que en su composición química
podría encontrarse una muy baja proporción de
aquellos componentes a los cuales se les atribuye la
actividad antimicrobiana, como los ácidos fenólicos,
avonoides y taninos (Nayeem & Karvekar, 2010)
y una mayor proporción de compuestos orgánicos
de otra naturaleza como resinas y gomas, lo cual
concuerda con lo mencionado previamente respecto
al color.
En el caso de las bacterias Pseudomona
aeruginosa y Escherichia coli ambas Gram-
negativas, la resistencia registrada frente a los
extractos alcohólicos pueden ser atribuida al
conjunto de mecanismos de resistencia que ellas
tienen a su disposición, entre ellos las alteraciones de
permeabilidad que se producen en la bicapa lipídica
del microorganismo, por cambios en las porinas,
proteínas encargadas de constituir canales llenos de
agua en la membrana externa que regulan la entrada
de moléculas, hasta el punto de que su conformación
pueda llevar a que no permita el paso de algunas
sustancias y por esa razón su acción antibacteriana
será intermedia o nula (Tafur, Torres, & Villegas,
2008) .
Para los ensayos realizados con Staphylococcus
aureus se observó un crecimiento notable en el
diámetro del halo de inhibición en comparación
con las otras especies de bacterias estudiadas.
De acuerdo a lo señalado en la bibliografía la S.
aureus es una bacteria Gram-positiva, que posee
una estructura hidrofílica simple (una sola capa de
peptidoglicano), que permite el paso de moléculas
especícamente polares y por lo tanto presenta una
menor resistencia en su pared celular en comparación
con las bacterias Gram-negativas (Lanka & Parimala,
2017). Adicionalmente por la polaridad del extracto
metanólico y etanólico se debe considerar el hecho de
la posible presencia de compuestos fenólicos (lignina,
naftoquinona, antroquinonas) que pueden ejercer
efectos sinérgicos, constituyendo un to-complejo
de carácter activo en la inhibición antimicrobiana
(Espinosa R et al., 2012)
En esta investigación se realizó la evaluación
del extracto etanólico y metanólico sobre el hongo
Aspergillus niger, mostrando resistencia en ambos
casos. Comparándolo con el trabajo de Lanka (2017)
en el que se utiliza una técnica similar (técnica
de Kirby-Bauer modicado) de valoración y los
extractos son preparados a partir de los mismos
solventes pero por el método maceración, los halos
de inhibición reportados son de 20 mm y 18mm
respectivamente, resultados que indican actividad
positiva, demostrando la inuencia que tiene el
método de extracción sobre las características
composición y propiedades de los mismos y por ende
sus posibles aplicaciones (Vyas et al., 2018)
IV. CONCLUSIONES
Los extractos obtenidos con disolventes de
diferentes polaridades mostraron rendimientos
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Monsalve y Bello. Evaluación antimicrobiana de extractos obtenidos de los residuos de la corteza.
similares excepto el extracto etéreo que tuvo un
rendimiento considerablemente mayor del 69.01%.
Cada uno de los extractos fue caracterizado por
CCF, evidenciando en el momento del revelado
con lámpara UV que en los extractos alcohólicos y
acetónicos, hay presencia de compuestos fenólicos,
mientras que para el extracto etéreo por su color
se le atribuye presencia de compuestos resinosos
principalmente.
Los extractos alcohólicos mostraron actividad
antimicrobiana para el Staphylococcus aureus y
Escherichia coli., pero no antifúngica frente al hongo
Aspergillus niger.
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