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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD CONSERVANTE DE EXTRACTOS A PARTIR DE HOJAS DE Kalanchoe pinnata EN UNA EMULSIÓN O/W, MEDI-
ANTE LA METODOLOGÍA DEL CHALLENGE TEST.
Autora
Stephanie Paola Terán Tamayo
Año2018
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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD CONSERVANTE DE EXTRACTOS A
PARTIR DE HOJAS DE Kalanchoe pinnata EN UNA EMULSIÓN O/W,
MEDIANTE LA METODOLOGÍA DEL CHALLENGE TEST.
Trabajo de Titulación presentado en conformidad con los requisitos
establecidos para optar por el título de Ingeniera Agroindustrial y de Alimentos.
Profeso Guía
MSc. Pablo Vladimir Coba Santamaría
Autora
Stephanie Paola Terán Tamayo
Año
2018
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DECLARACIÓN DEL PROFESOR GUÍA
Declaro haber dirigido el trabajo, Evaluación de la actividad conservante de
extractos a partir de hojas de Kalanchoe pinnata en una emulsión O/W,
mediante la metodología Challenge Test, a través de reuniones periódicas con
la estudiante Stephanie Paola Terán Tamayo, en el semestre 2018-2,
orientando sus conocimientos y competencias para un eficiente desarrollo del
tema escogido y dando cumplimiento a todas las disposiciones vigentes que
regulan los Trabajos de Titulación.
________________________________ Pablo Vladimir Coba Santamaría
Magister Etnobiofarmacia. CI: 1716475734
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DECLARACIÓN DEL PROFESOR CORRECTOR
Declaro haber revisado este trabajo, Evaluación de la actividad conservante de
extractos a partir de hojas de Kalanchoe pinnata en una emulsión O/W,
mediante la metodología Challenge Test, de Stephanie Paola Terán Tamayo,
en el semestre 2018-2, dando cumplimiento a todas las disposiciones vigentes
que regulan los Trabajos de Titulación.
_________________________________ María Elizabeth Mosquera Quelal
Magister Docencia Universitaria y Administración Educativa. CI: 1715044192
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DECLARACIÓN DE AUTORÍA DEL ESTUDIANTE
Declaro que este trabajo es original, de mi autoría, que se han citado las
fuentes correspondientes y que en su ejecución se respetaron las disposiciones
legales que protegen los derechos de autor vigente.
________________________________
Stephanie Paola Terán Tamayo CI: 1719597815
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AGRADECIMIENTOS
En primer lugar agradezco a Dios,
por su guía y bendiciones, a mis
padres por darme el apoyo
incondicional necesario para
culminar mi carrera. A mi profesor
guía Pablo Coba por sus
conocimientos y apoyo brindado a lo
largo de mi carrera y en especial en
cada etapa del Trabajo de Titulación.
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DEDICATORIA.
A los padres más maravillosos,
Marcela y Héctor que con todo su
esfuerzo y dedicación facilitaron la
posibilidad de obtener mi Título
Universitario y cada logro en mi vida.
Ellos me enseñaron a que tengo que
luchar por mis sueños y nunca
rendirme. A mis hermanos, Sebas y
Bryan por darme luz, paz y
enseñanzas para crecer juntos. A
mis abuelitos por haberme enseñado
todos esos valores, por su amor
incondicional y por nunca dejarme
sola. Gracias a ellos he llegado lejos
y espero cumplir con cada sueño
tanto profesional como personal.
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RESUMEN
Los avances tecnológicos, tendencias y cambios alimentarios de los
consumidores, en los últimos años, han hecho que la industria elabore nuevos
productos con tendencias hacia lo saludable, ecológico, natural, entre otros
aspectos; tanto en la industria alimentaria como cosmética, los productos
naturales en especial los que no contengan conservantes, colorantes sintéticos,
entre otros. Siendo así, el siguiente estudio propone el uso de conservantes
naturales, mediante la utilización de extractos vegetales de las hojas de la
especie Kalanchoe pinnata, aplicado como conservante natural en una unidad
experimental (emulsión cosmética O/W), la misma que fue sometida a varios
análisis microbiológicos, con ayuda de la técnica de conteo por placa, según la
metodología del Challenge test; Este protocolo indica los microrganismos que
causan contaminación microbiana en productos cosméticos. El ensayó se
realizó con cinco microrganismos diferentes, dos hongos (Candida albicans,
Aspergillus niger) y tres bacterias (Escherichia coli, Pseudomona aeruginosa y
Staphylococcus aureus), donde cada uno de los microrganismos fue evaluado
con tres concentraciones de extracto acuoso de la especie Kalanchoe pinnata
0,5%, 1% y 1,5% en una emulsión cosmética O/W siendo estos valores
utilizados para conservantes. Según el análisis estadístico realizado y la prueba
de Tukey al 0,5% se obtuvo resultados confiables. Se comprobó la hipótesis 1,
la cual indica que existe disminución en la carga bacteriana de la emulsión O/W
en 3 microrganismos de los 5 evaluados. En este caso el extracto acuoso de la
planta Kalanchoe actúa como conservante natural para C. albicans, S. aureus y
Aspergillus niger con valores altos de significancia, pues inhibe el crecimiento o
proliferación microbiana en la emulsión O/W, contario a esto en Pseudomona
aeruginosa y Escherichia coli no existió disminución significativa en los distintos
tratamiento. Se concluye que el extracto acuoso de Kalanchoe pinnata tiene
eficacia como conservante natural para cosméticos según a metodología
aplicada.
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ABSTRACT
The technological advances, tendencies and food changes of the consumers, in
the last years, have caused that the industry elaborates new products with
tendencies towards the healthy, ecological, natural, among other appearances;
both in the food industry and cosmetics, natural products especially those that
do not contain preservatives, synthetic dyes, among others. Thus, the following
study proposes the use of natural preservatives, using vegetable extracts of the
leaves of the species Kalanchoe pinnata, applied as a natural preservative in an
experimental unit (cosmetic emulsion O / W), the same that was submitted to
several microbiological analyzes, with the help of the plate counting technique,
according to the Challenge test methodology; This protocol indicates the
microorganisms that cause microbial contamination in cosmetic products. The
test was carried out with five different microorganisms, two fungi (Candida
albicans, Aspergillus niger) and three bacteria (Escherichia coli, Pseudomona
aeruginosa and Staphylococcus aureus), where each of the microorganisms
was evaluated with three concentrations of aqueous extract of the Kalanchoe
species Pinnata 0.5%, 1% and 1.5% in an O / W cosmetic emulsion, these
values being used for preservatives. According to the statistical analysis
performed and the Tukey test at 0.5%, reliable results were obtained.
Hypothesis 1 was verified, which indicates that there is a decrease in the
bacterial load of the O / W emulsion in 3 microorganisms of the 5 evaluated. In
this case, the aqueous extract of the Kalanchoe plant acts as a natural
preservative for C. albicans, S. aureus and Aspergillus niger with high values of
significance, as it inhibits the growth or microbial proliferation in the O / W
emulsion, as opposed to Pseudomonas. aeruginosa and Escherichia coli there
was no significant decrease in the different treatments. It is concluded that the
aqueous extract of Kalanchoe pinnata has efficacy as a natural preservative for
cosmetics according to the applied methodology.
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ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN ................................................................................ 1
1.1. Objetivos .................................................................................................. 4
1.1.1. Objetivo general. ................................................................................... 4
1.1.2. Objetivo específico. ............................................................................... 4
2. MARCO TEÓRICO ............................................................................ 5
2.1. Hoja de vida (Kalanchoe pinnata) ................................................ 5
2.1.1. Caracterización botánica ................................................................ 5
2.1.2. Descripción fitoquímica ................................................................... 6
2.1.2.1. Esteroides y Titerpenoides ....................................................... 6
2.1.2.2. Ácidos grasos, minerales y otros ............................................. 7
2.1.2.3. Fenoles, flavonoides y fenilpropanoides .................................. 7
2.1.3. Actividad biológica y usos ............................................................... 8
2.1.3.1. Actividad anticonvulsiva ........................................................... 8
2.1.3.2. Actividad anticancerígena ........................................................ 8
2.1.3.3. Tónico a base de hierbas ......................................................... 8
2.1.3.4. Actividad Antidiabética ............................................................. 9
2.1.3.5. Actividad Antileishmanial.......................................................... 9
2.1.3.6. Actividad Hepatoprotectora y nefroprotectora .......................... 9
2.1.3.7. Actividad Antibacterial ............................................................ 10
2.1.4. Usos tradicionales ........................................................................ 10
2.1.5. Habitat y distribución geográfica ................................................... 11
2.2. Cosméticos naturales .................................................................... 11
2.2.1. Agricultura ecológica, natural y orgánica ...................................... 12
2.2.2. Cosméticos naturales, orgánicos y biológicos .............................. 12
2.2.3. Emulsiones cosméticas ................................................................ 13
2.2.3.1. Emulsión aceite-agua (O/W) .................................................. 13
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2.2.3.2. Emulsiones agua-aceite (W/O) .............................................. 13
2.2.4. Emulsión o/w ................................................................................ 13
2.2.5. Aplicación de emulsiones ............................................................. 14
2.2.5.1. Industria cosmética ................................................................ 14
2.2.5.2. Industria farmacéutica ............................................................ 14
2.2.5.3. Industria agrícola .................................................................... 14
2.2.5.4. Industria alimentaria ............................................................... 15
2.2.5.5. Industria de textil .................................................................... 15
2.2.6. Cremas o emulsiones cosméticas ................................................ 15
2.2.7. Estabilidad de las emulsiones....................................................... 15
2.2.8. Formulación de emulsiones cosméticas ....................................... 16
2.2.8.1. Grasas.................................................................................... 16
2.2.8.2. Agua ....................................................................................... 16
2.2.8.3. Emulgentes ............................................................................ 16
2.2.8.4. Emolientes ............................................................................. 16
2.2.8.5. Humectantes .......................................................................... 17
2.2.8.6. Sustancias especiales o activos cosméticos .......................... 17
2.2.8.7. Preservantes .......................................................................... 17
2.2.8.8. Agentes colorantes y odorizantes .......................................... 17
2.2.8.9. Otros: ..................................................................................... 17
2.2.9. Métodos para formulación de emulsiones .................................... 17
2.2.9.1. Método Hydrophile-Lipophyle Balance (HLB) ........................ 18
2.2.9.2. Método Phase Inversion Temperature (PIT) .......................... 18
2.2.10. Formulación para cosméticos naturales .................................... 18
2.3. Conservantes para cosméticos naturales ................................. 19
2.3.1. Conservantes................................................................................ 19
2.3.2. Tipos de conservantes .................................................................. 19
2.3.3. Conservantes más utilizados en cosméticos ................................ 20
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2.3.3.1. Parabenos .............................................................................. 20
2.3.3.2. Formaldehídos ....................................................................... 20
2.3.3.3. Triclosan................................................................................. 20
2.3.3.4. Alcoholes y sus diferentes mezclas ....................................... 21
2.3.3.5. Ácidos grasos ......................................................................... 21
2.3.3.6. Conservantes alternativos ...................................................... 21
2.3.3.7. Antioxidantes .......................................................................... 21
2.3.4. Sistemas de conservación ............................................................ 22
2.3.5. Conservación física ...................................................................... 22
2.3.5.1. Secado ................................................................................... 22
2.3.5.2. Esterilización .......................................................................... 22
2.3.5.3. Frío ......................................................................................... 22
2.3.5.4. Radiación con rayos gamma o UV ......................................... 22
2.3.6. Conservación química .................................................................. 23
2.3.7. Requisitos para un sistema conservante ...................................... 23
2.3.8. Tipos de conservantes según el modo de acción ......................... 24
2.3.9. Conservantes naturales ................................................................ 24
2.4. Eficacia del conservante frente actividad
microbiológica (método Challenge Test) .................................. 25
2.4.1. Preparación del inóculo ................................................................ 26
2.4.2. Estandarización de la turbidez por el estándar Mc Farlan ............ 27
2.5. Microrganismos ............................................................................... 28
2.5.1. Candida albicans .......................................................................... 28
2.5.2. Aspergillus niger. .......................................................................... 29
2.5.3. Escherichia coli. ............................................................................ 30
2.5.4. Pseudomona aeruginosa .............................................................. 32
2.5.5. Staphylococcus aureus ................................................................. 33
2.6. Compuestos fenolicos como autoconservación ...................... 35
2.6.1. Compuestos fenolicos y sus usos ................................................. 35
2.6.1.1. Fenoles simples ..................................................................... 36
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2.6.1.2. Ácidos fenólicos ..................................................................... 36
2.6.1.3. Taninos .................................................................................. 36
2.6.1.4. Cumarinas .............................................................................. 36
2.6.1.5. Lignanos................................................................................. 36
2.6.1.6. Quinonas ................................................................................ 36
2.6.1.7. Flavonoides ............................................................................ 37
2.6.2. Clasificación de los compuestos flavonoides ................................ 37
2.6.2.1. Flavanona .............................................................................. 37
2.6.2.2. Flaván-3.4-diol ....................................................................... 37
2.6.2.3. Flavonol.................................................................................. 37
2.6.2.4. Isómero de isoflavona ............................................................ 38
2.6.2.5. Chalcona ................................................................................ 38
2.6.2.6. Dihidroflavonol ....................................................................... 38
2.6.2.7. Flavona .................................................................................. 38
2.6.2.8. Antocianinas ........................................................................... 38
2.6.2.9. Isómero neoflavona ................................................................ 39
2.6.2.10. Aurona ................................................................................... 39
2.6.3. Propiedades de los compuestos flavonoides ................................ 39
2.6.3.1. Antioxidación .......................................................................... 39
2.6.3.2. Solubilidad .............................................................................. 39
2.6.3.3. Formación de quelatos ........................................................... 39
2.6.3.4. Acidez .................................................................................... 40
2.6.4. Funciones protectoras y biológicas. .............................................. 40
2.7. Compuestos fenólicos en extractos naturales
(Kalanchoe pinnata) ........................................................................... 41
2.7.1. Cuantificación de fenoles (método Folin-Ciocalteu) ...................... 42
2.7.2. Extractos vegetales ...................................................................... 43
-
2.7.3. Tipos de extracto vegetal .............................................................. 43
2.7.4. Métodos de elaboración de extractos vegetales ........................... 43
2.7.4.1. Fluidos supercríticos (EFS) .................................................... 44
2.7.4.2. Extracción por solución .......................................................... 44
2.7.5. Estandarización de extractos vegetales ....................................... 45
3. MARCO METODOLÓGICO ........................................................ 46
3.1. Hipótesis ........................................................................................... 46
3.2. Método experimental ..................................................................... 46
3.3. Recolección del material vegetal ................................................ 47
3.4. Elaboración del extracto acuoso del material vegetal y
eliminación de clorofilas. ......................................................................... 48
3.5. Cuantificación de la fracción fenólica del extracto
(kalanchoe pinnata), mediante el método Folin Ciocalteu. ............. 49
3.6. Formulación de la emulsión O/W ................................................ 51
3.7. Elaboración de medios de cultivo. .............................................. 52
3.8. Prueba de eficacia microbiológica del conservante.
(Metodología Challenge Test) ............................................................... 54
3.8.1. Estandarización del inóculo (Escala Mc Farlan) ........................... 54
3.8.2. Método experimental .................................................................... 55
3.8.3. Metodología Challenge Test ......................................................... 57
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................. 58
4.1. Elaboración del extracto acuoso de la especie y
eliminación de clorofilas .......................................................................... 58
4.2. Cuantificación de la fracción fenólica del extracto
(Kalanchoe pinnata), mediante el método Folin Ciocalteu ............. 60
4.3. Formulación de la emulsión o/w ................................................. 67
4.4. Prueba de eficacia microbiológica del conservante.
(Metodología Challenge Test) ............................................................... 70
4.4.1. Análisis estadístico .................................................................. 72
4.4.1.1. Aspergillus niger. ....................................................................... 73
-
4.4.1.2. Pseudomona Aeruginosa. ......................................................... 79
4.4.1.3. Escherichia coli. ......................................................................... 83
4.4.1.4. Staphylococcus aureus. ............................................................. 89
4.4.1.5. Candida albicans. ...................................................................... 94
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................... 102
5.1. Conclusiones. ................................................................................ 102
5.2. Recomendaciones. ...................................................................... 103
REFERENCIAS ..................................................................................... 104
-
1
1. INTRODUCCIÓN
Desde la antigüedad, los babilonios, asirios, sumerios utilizaban lodos, plantas,
ungüentos, emplastos de productos obtenidos de la naturaleza (Aceite de
castor, anís, belladona, canela, cardamomo, matón, mirra, mostaza) con la
finalidad de curar enfermedades, alimentación y también para cosméticos. Por
lo que, Egipto muestra importancia en la utilización de productos cosméticos
naturales desde hace miles de años, puesto que ellos utilizaban esencias de
plantas en las momificaciones, con el fin de evitar el deterioro de los cuerpos,
los colorantes obtenidos de las plantas lo utilizaban en ojos, tintes de cabello,
entre otros (González. F, Y, Díaz. B, 2017, p.p. 4.6).
Se extraía aceites vegetales, ya que las creencias espirituales afirmaban que
las esencias de dichas plantas tenían poderes sobrenaturales y por lo tanto
tenían diferentes usos en cosméticos, tintes de cabellos, sahumerios y hasta
para diferentes patologías de la piel y enfermedades (González. F, Y, Díaz. B,
2017, p.p. 6.8).
En los años 936-1013 D.C, surgió la enciclopedia médica, escrita por el médico
Abu´al-Qasim Al Zahraw, donde uno de los capítulos se encontraban
antecedentes cosméticos de las culturas de Roma y Grecia por lo que se
consideró una rama de la medicina llamada Adwiyat al-Zinah, que significa
“Medicina de la Belleza”. En el año 1100 aparece el primer tratado de
productos de bellezas, donde se figuran 96 plantas para uso cosmético
(González. F, Y, Díaz. B, 2017, p.p. 7.9).
La industria cosmética fue fundada en el siglo XX en USA y Francia por
farmacéuticos y químicos, inspiradas en las nuevas tendencias de moda por la
diseñadora Gabrielle Chanel o Coco Cannel después de la Primera Guerra
Mundial (González. F, Y, Díaz. B, 2017, p.p. 5.7). En 1938, ingresaron
productos cosméticos por primera vez a la regulación por parte de Food And
Drugs Administration (FDA) y a finales de la Segunda Guerra Mundial aparece
el uso de cosméticos de forma global, pasando a la sociedad civil la utilización
-
2
de jabón de higiene, cremas con pigmentos, maquillaje, cremas con protección
solar, entre otros productos (González. F, Y, Díaz. B, 2017, p.p. 5.7).
En el año 2017, en el congreso llamado “In Cosmetics” se presenta la nueva
tendencia hacia la cosmética natural, sostenible, libre de químicos y sobre todo
para el cuidado de la piel, esta se denominó “tendencia verde”, donde se
desarrollan jabones sin sulfatos, aceites naturales con bienestar en la
reparación de tejidos, agentes gelificantes con polisacáridos y fosfolípidos que
ayudan al cuidado de la piel, entre otros productos innovadores (García. J,
2017, p. 2). Según las cifras de Mintel (Ministerio de Telecomunicaciones y de
la Sociedad) muestran que en Alemania ya se observa un crecimiento en la
utilización de dichos productos de un 15%, igual que en Reino Unido hubo un
crecimiento del 20%, donde los consumidores aportan su confianza en
productos saludables (García. J, 2017, p. 2).
Por tanto, se pretende evitar el uso de productos sintéticos, con la ayuda de
ingredientes de origen natural, siendo estos los que contienen un 95 % de
compuestos naturales y el restante de sustancias auxiliares y conservantes,
procedentes de la agricultura biológica; para que Ecocert (Organismo de
certificación ecológica y orgánica) apruebe dichos productos es necesario
conocer las materias primas y procedimientos que estén permitidos. En la
agricultura ecológica, se utilizan extractos acuosos, secos, alcohólicos e
hidroglicéridos, entre estos están los macerados oleosos, aceites esenciales y
extractos; así también, se nombran los procedimientos que pueden realizarse
como son la desecación, hidrólisis, destilación; teniendo en cuenta que la
irradiación, etoxilación no se encuentran permitidos (Montero. T, 2008, p.p.
3.4).
La investigación está centrada en evitar los componentes sintéticos para la
conservación en productos cosméticos, con el uso de ingredientes de origen
vegetal, los cuales contengan compuestos polifenólicos. Estos compuestos son
los que realizan una actividad antibacteriana y antifúngica contra distintas
bacterias y hongos demostrados en estudios demostraciones científicos
(Pattewar. S, 2014, p.p. 3.4).
-
3
La colonización microbiana hacia un cosmético puede presentarse a partir de
materias primas (extractos vegetales, agua), envases, manipulación del
personal durante la elaboración, medio ambiente, equipo de fabricación y
manejo del producto por el consumidor. Los microorganismos pueden originar
cambios en los aspectos físicos del producto o también cambios que no se
puedan observar a simple vista, ocasionando riesgo para la salud. Por tanto,
para evitar la colonización microbiana del producto se incorporan ingredientes
específicos, llamados conservantes (Leranoz. S, 2002, p.p. 1.2). Los
conservantes son sustancias químicas que contienen compuestos
antimicrobianos utilizados en pequeñas concentraciones y añadidas al producto
durante su fabricación, los mismos evitan que los productos se deterioren por la
colonización y reproducción de microrganismos y aumenten su vida útil (Pérez.
C, 2014, p.p. 1.2).
La especie a evaluar es Kalanchoe pinnata, también llamada kalanchoe, hoja
del aire, hoja de la vida, campanas de la catedral, planta de Goethe, entre
otros. Es una planta perenne, de color verde, proveniente de Madagascar y
también se puede encontrar en regiones de Nueva Zelanda, India, Australia,
Asia, Galápagos, Polinesia, Macaronesia, Hawái, Melanesia y Mascareñas, su
hábitat se encuentra en climas cálidos, templados y semicálidos, es decir
desde el nivel del mar hasta los 2600msnm (Muñoz. L, Ferreira. I, García. P,,
2016, p.p. 25.32).
En trabajos realizados por Pattewar. S (2014, pag 5-6) indica que la especie
Kalanchoe pinnata tiene diferentes usos como agente terapéuticos y preventor
de enfermedades. Esta planta contiene diferentes actividades biológicas
importantes como la actividad antimutagénica, antioxidante,
neurofarmacológica, hepatoprotectora, antiúlceras, antidiabética,
inmunosupresora, antibacterial, antiinflamatoria, cicatrizante, relajante
muscular, sedante, diurética, antiurolótica, nefroprotectora, entre otras; siendo
estas utilizadas anteriormente en décadas pasadas por los beneficios hacia la
salud (Pattewar. S, 2014, p.p. 5.7).
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4
El alcance del proyecto de investigación es la evaluación de la actividad
conservante de extractos a partir de las hojas de Kalanchoe Pinnata en una
emulsión cosmética O/W, mediante la metodología Challenge Test; la cual
servirá para el análisis de la actividad microbiológica y la eficacia de
conservantes en cosméticos, frente a varios microorganismos como; hongos
ATCC (Aspergillus niger y Candida albicans) y bacterias ATCC (Escherichia
coli, Pseudomona aeruginosa y Staphylococcus aureus) en diferentes
concentraciones de extractos con compuestos polifenólicos en la emulsión
O/W. El presente proyecto de investigación culminará con la comprobación de
la eficacia del conservante natural (extracto) en el producto final que constituye
una crema base.
1.1. Objetivos
1.1.1. Objetivo general.
Evaluar la actividad conservante de extractos a partir de hojas de Kalanchoe
pinnata en una emulsión O/W, a partir de la metodología Challenge Test.
1.1.2. Objetivo específico.
Cuantificar la fracción fenólica del extracto puro de la especie kalanchoe
pinnata, mediante el método de Folin-Ciocalteu.
Formular la emulsión O/W para aplicación cutánea con componentes naturales
y libres de conservantes sintéticos.
Analizar la actividad antibacteriana y antifúngica en la emulsión O/W, mediante
la metodología Challenge Test.
-
5
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Hoja de vida (Kalanchoe pinnata)
2.1.1. Caracterización botánica
En la siguiente tabla 1 se muestra la descripción botánica de la especia
Kalanchoe pinnata, según la clase a la cual pertenece.
Tabla 1. Descripción taxonómica de la especie Kalanchoe pinnata.
Reino Plantae
Sub Reino Plantas vasculares
Super división Magnoliophyta
División Plantas con floración
Clase Magnolipsida
Subclase Rosidae
Orden Saxifragales
Familia Crassulaceae Stonecrop family
Género Kalanchoe
Especie Kalanchoe pinnata
Sección Bryophyllum
Nombre botánico Kalanchoe pinnata
Nombres comunes Planta del aire, Planta de Goethe,
Campanas de la catedral, Katakataka and
Planta milagrosa.
Sinónimos Bryophyllum pinnatum, Bryophillum
calycinum, Verea pinnata, B. germinans, C.
pinnata, Crassula pinnata, Cotyledon
calcycina, C. rhizophilla, Crassuvia
floripendia, C. calyculata.
Adaptado de Patterwar, 2012.
La planta es originaria de Madagascar, también se ha encontrado en Bengala y
en el norte de Fort Dauphin, se introdujo como planta ornamental en diferentes
partes del mundo en lugares tropicales y templados. Botánicamente hablando
es un arbusto perenne, que crece en lugares semicálidos, cálidos, húmedos y
-
6
templados a una altitud hasta los 2600 msnm, la altura de la planta es de 1-2
m, los tallos son huecos, cilíndricos, de cuatro ángulos y generalmente poco
ramificados, las hojas miden entre 6-8, 8-12 cm y hasta 20 cm de largo, son
opuestas, con bordes crenados, producen brotes en las hojas, tallos y raíces en
las extremidades de los nervios laterales, las cuales se convierten en nuevas
plantas. Las hojas inferiores son de color verde oscuro, carnoso y simple,
aquellas que realizan la inflorescencia son casi iguales a las hojas de su follaje,
pero con la particularidad de ser más pequeñas. Las flores de dicha planta
tienen forma de campanillas colgantes, su color es púrpura rojizo, tiene ramas
grandes, un cáliz tubular de color verde y rojo. Las frutas se encuentran
cubiertas por una vaina que tiene varias semillas lisas, las cuales están
encerradas en el cáliz y la corola. Las semillas son de tamaño pequeño,
estriadas y también las hojas producen dichas semillas en los extremos de los
nervios laterales, las cuales al caerse se convierten nuevamente en plantas. El
florecimiento está entre los meses de noviembre-marzo y los frutos a principios
del mes de abril (Quazi Majaz, Tatiya, Molvi, Sayyed , & Shaikh, 2011, p. 1)
(Patterwar. S, 2012, p.p. 1.2).
2.1.2. Descripción fitoquímica
Kalanchoe pinnata es una planta que contiene varios compuestos químicos
como flavonoides, alcaloides, glucósidos, bufadienolides, lípidos, titerpenos y
cardenólicos. Adicional a estos, contienen macroelementos como son
magnesio, potasio, calcio. En las hojas existe variedad de compuestos
químicos como los bufadienolidos, los cuales dentro de este gran grupo está la
bryotoxina A, B y C; con respecto a los glucósidos cardiacos están la digoxina y
digitoxina (Quazi Majaz, Tatiya, Molvi, Sayyed , & Shaikh, 2011, p.p. 2.3)
(Patterwar. S, 2012, p.p. 2.3).
2.1.2.1. Esteroides y Titerpenoides
Dentro de este grupo de compuestos están los alfa-amirina, glutinol, alfa-
amirinacetato, fridelin, B-amirina, 18 alfa-oleanane, Beta-amirinacetato, pseudo
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7
taraxasterol, bryophollenone, taraxerol, bryophyllin B, brofilol, isofucosterol,
codisterol, pebsterol, demosterol, patuletin, 24-etil-hidroxicolesterol,
isofucosterol, pebsterol, 24-epiclerosterol, 22-dihidrobrassicaterol (Patterwar. S,
2012, p. 3).
2.1.2.2. Ácidos grasos, minerales y otros
En los ácidos grasos que contiene dicha planta se encuentran un 89.3% el
ácido palmítico, el 7% del ácido esteárico y lo restante en composiciones
pequeñas, contiene ácido behénico y araquídico, contienen ácido cítrico,
málico, succínico, isocítrico y oxálico. La planta Kalanchoe es rica en
aminoácidos y vitaminas como son fenilalanina, tirosina, riboflavina, piridoxina,
glicina, tiamina, ácido glutámico, niacina. También es rica en fuentes minerales
como Fe, Ca, P, K, Mg, Na, Mn, Zn, Cu, respecto del azúcar ésta contiene
están los compuestos como la sacarosa, galactosa, rafinosa, glucosa, lactosa,
fructosa y también contienen grupos de alcaloides, taninos, alcanos (Patterwar.
S, 2012, p. 3).
2.1.2.3. Fenoles, flavonoides y fenilpropanoides
En este grupo se encuentran los compuestos como el ácido cafeico, siríngico,
ácido protocateúico aislado de las hojas, ácido p-hidroxicinámico, 4-hidroxi-3-
metoxi-cinámico, fosfoenolpiruvato, astragalin, 3,8-dimetoxi-4,5,7-
trihidroxiflavona, ácido 4-hidroxibenzoico, rutina, kampferol, quercetin,
epigalocatequina-3-osiringato, quercetina, luteolina (Patterwar. S, 2012, p. 3).
2.1.2.4. Enzimas.
Entre las proteínas que actúan de forma enzimática figuran la oxidasa,
anhidrasa, quinada, glicolato de ADN topoisomerasa, antidiabético un
ortofosfato de piruvato (PPDK), carboxiquinasa (PCK), fosfoenolpiruvato
carboxilasa (PEPC), las cuales se encuentran presentes en las hojas de la
planta (Quazi Majaz, Tatiya, Molvi, Sayyed , & Shaikh, 2011, p. 3).
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8
2.1.3. Actividad biológica y usos
Entre las actividades biológicas importantes que contiene la especie Kalanchoe
pinnata se encuentran:
2.1.3.1. Actividad anticonvulsiva
Según estudios realizados en ratas se demostró que, en el extracto de la hoja
gracias al compuesto Bryophyllum, fueron positivos en varias pruebas como la
prueba anticonvulsiva y pruebas por inmersión de cabeza y evasión. La
concentración de extracto utilizada en el estudio fue de 50-100 y 200 mg/kg,
demostrando que se puede utilizar una dosis máxima de 20 g/kg (Quazi Majaz,
Tatiya, Molvi, Sayyed , & Shaikh, 2011, p. 3).
2.1.3.2. Actividad anticancerígena
Los compuestos Bryophyllin y los bufadienolides han mostrado resultados
positivos con respecto a valores terapéuticos para evitar el cáncer. En los
Bryophyllin tiene resultados buenos en varias células para inhibir el cáncer
como es la célula 15 Bersaldegenin-1, 2,3-ortoacetato, pero la bryophyllin A,
tiene mejores resultados para la inhibición de dichas células. Y con los
bufadienolides se comprobó que inhibe crecimiento y activación del virus Epstin
Barr en células promotoras de tumores como células Raji (Patterwar. S, 2012,
p. 7) (Quazi Majaz, Tatiya, Molvi, Sayyed , & Shaikh, 2011, p. 3).
2.1.3.3. Tónico a base de hierbas
Kalanchoe por ser rico en fuentes de aminoácidos y vitaminas como el ácido
ascórbico, riboflavina, tiamina y niacina. Se ha comprobado que ayuda al
rendimiento del cuerpo, con respecto a la creación de sustancias intercelulares,
como es el colágeno, dientes, matriz ósea, por lo que se asocia directamente
con el metabolismo del tejido conectivo y ayuda la eliminación de toxinas
(Patterwar. S, 2012, p.p. 3.4).
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9
2.1.3.4. Actividad Antidiabética
La diabetes se refiere directamente a altos niveles de glucosa en la sangre por
acción de la insulina. Por lo que, la planta contiene un macro elemento
importante como es el zinc, el cual puede ayudar a mejorar el manejo de la
diabetes por extractos de las hojas. Comprobando que con la utilización del
extracto hidroalcohólico a una concentración de 500 mg/kg de la planta
Kalanchoe, se puede reducir los niveles de glucosa en la sangre que contenga
diabetes, postprandial, triglicéridos, lipoproteínas de baja y alta densidad
(Patterwar. S, 2012, p. 5) (Quazi Majaz, Tatiya, Molvi, Sayyed , & Shaikh, 2011,
p. 3).
2.1.3.5. Actividad Antileishmanial
El compuesto flavonoide quercitrina es el que ayuda a esta actividad. Generada
por una enfermedad causada protozoos del género Lerishmania, la cual ha sido
de emergencia mundial. Pero los estudios en ratones demostraron que existen
tres flavonoides que son la quercetrina, afzelina y la quercetina extraído de la
hoja fueron efectivos por contener dichos compuestos, mediante la activación
de macrófagos por vía de nitrógeno (Patterwar. S, 2012, p. 4).
2.1.3.6. Actividad Hepatoprotectora y nefroprotectora
El compuesto quercetina es el que le brinda esta actividad, ya que según
estudios la utilización de la extracción etanólica del jugo de las hojas y su
concentrado, dieron resultados efectivos en investigaciones in vitro. El
resultado se efectivizó mediante la disminución de los niveles de bilirrubina y
SGPT, utilizado un concentrado de 105.50 % y con la parte etanólica hasta
92,47 %. Mientras que para la actividad nefroprotectora, el compuesto que
genera la actividad es la gentamicina, la cual da un efecto de nefrotoxicidad
contra oxidante (Patterwar. S, 2012, p. 4).
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10
2.1.3.7. Actividad Antibacterial
Los compuestos responsables de esta actividad son los compuestos fenólicos,
por lo que según estudios realizados se comprobó que el extracto metanólico
de la hoja de Kalanchoe pinnata es capaz de inhibir el crecimiento microbiano,
a una concentración de 25 mg/ml. Él estudió fue realizado en diferentes tipos
de microrganismos los cuales mostraron resistencia como es la Pseudomona
aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, E. coli, S. pygenes, Salmonella spp, B.
subtilis, S. dysentriae, P. vulgaris S. marcescens, Proteo spp y Candida
albicans. Esto quiere decir que tiene gran cantidad de compuestos fenólicos de
las hojas (Quazi Majaz, Tatiya, Molvi, Sayyed , & Shaikh, 2011, p. 3).
También ha sido comprobada en enfermedades como son la infecciones
bacterianas, fiebre tifoidea; las cuales son causados por diferentes
microorganismos como son S. typhi, P. aeruginosa, aerogenes, S. aureus, K.
pneumoniae y B. subtilis. Mediante extractos metanólicos e infusión de las
hojas de Kalanchoe pinnata (Patterwar. S, 2012, p. 5).
El extracto de esta planta inhibe una gran diversidad de bacterias, tanto gram-
negativas como gram-positivas, utilizando una concentración de extracto del 5
% v/v; de igual manera utilizan alcaloides aislados puros y sintéticos, los cuales
ayudan a dicha actividad como también a otros agentes medicinales
(Patterwar. S, 2012, p. 5).
2.1.4. Usos tradicionales
Generalmente se utilizan las hojas de la planta Kalanchoe, en zumo para
tratamiento con infecciones, golpes, fiebre, picaduras, quemaduras, heridas,
dolores de cabeza; por su acción antinflamatorio y cicatrizante, es utilizado
como diurético. Otras formas de utilización son ungüentos, té, jarabes, las
hojas directamente e infusiones (Del Rocío. M, 2017, p. 34).
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2.1.5. Habitat y distribución geográfica
Esta planta se puede encontrar en hábitat de gran diversidad porque puede
crecer lugares con rocas, bosques de todo tipo, en la montaña;
específicamente en peñas y orillas de caminos, generalmente se las pueden
encontrar en los jardines domésticos, la distribución de ésta se encuentra en
zonas de bioclimas como es el bosque mesófilo, selva de la zona alta
perennifolia y de la zona baja caducifolia; así como también en una distribución
altitudinal desde los 1500 msnm (Calvopiña. G, 2010, p. 13).
2.2. Cosméticos naturales
Ecocert es el Organismo Europeo que controla y certifica el desarrollo de
productos cosméticos ecológicos y naturales, el cual indica una definición de
productos cosméticos, “sustancias o preparaciones distintas de los
medicamentos con el fin de estar puestas en contacto con las diversas partes
superficiales del cuerpo humano, particularmente la epidermis, los sistemas
piloso y capilar, uñas, labios y órganos genitales externos o dientes y mucosas
bucales, para exclusivamente limpiarlas, perfumarlas, modificar su aspecto,
protegerlas, mantenerlas en buen estado o corregir sus olores corporales”
(Ecocert, 2003, p. 9).
Los productos naturales son los que provienen de origen natural y que son
amigables con el medio ambiente, utilizan ingredientes naturales como son los
de origen animal, vegetal, componentes marinos y minerales que no tengan
ninguna transformación y que sean obtenidos por la producción agrícola
(Alcalde. M, 2008, p. 2).
Según Ecocert, afirma que un cosmético natural es el que contiene un 95 % de
ingredientes naturales y como máximo permitido el 5 % de ingredientes de
síntesis. Dentro de este reglamento se menciona que debe contener un mínimo
del 5 % proveniente de la agricultura biológica, el cual utiliza un mínimo del 50
% de componentes vegetales y un mínimo del 5 % proveniente de la agricultura
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12
ecológica (Alcalde. M, 2008, p. 3) (Ecocert, Cosmeticos naturales y ecológicos,
2012, p. 2).
Cosmético natural y ecológico es el que contiene un 95 % de ingredientes
provenientes de origen natural, un 5 % de ingredientes por síntesis y un mínimo
del 10 % provenientes de la agricultura biológica, el cual contiene un 95 % de
ingredientes vegetales (Alcalde. M, 2008, p. 3).
2.2.1. Agricultura ecológica, natural y orgánica
Es el uso eficaz de recursos naturales, sin utilizar productos químicos por
síntesis y OMG, los cuales son organismos genéticamente modificados en
algún componente, manteniendo la fertilidad del sustrato como es la tierra y
cuidando el medio ambiente (Alcalde. M, 2008, p. 2).
2.2.2. Cosméticos naturales, orgánicos y biológicos
Las materias primas utilizadas en la agricultura ecológica son extractos secos,
acuosos, aceites esenciales, hidroglicericos, extractos utilizados para
perfumería, alcohólicos y macerados oleosos. La utilización de conservantes
para este tipo de productos son ácido benzoico, alcohol bencílico, sórbico y sus
respectivas sales, colorantes minerales, entre otros, que se encuentran
enlistados en el reglamento de certificación de productos cosméticos naturales,
realizadas por Ecocert, los procedimientos que se pueden realizar para
productos cosméticos son desecación, hidrólisis, destilación y filtración
(Alcalde. M, 2008, p. 4).
También existen sustancias prohibidas para cosméticos ecológicos y naturales
como derivados del petróleo, glicoles, amonio cuaternario, la mayoría de
conservantes (fenoxietanol, parabenos), silicones, síntesis de colorantes y
perfumes carbómeros, entre otros (Alcalde. M, 2008, p. 4).
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2.2.3. Emulsiones cosméticas
La emulsión es un sistema termodinámica inestable, dispersa; formada por dos
o más líquidos inmiscibles o fases líquidas. Las cuales se constituyen de dos
fases, la fase dispersa que es el líquido desintegrado en glóbulos y fase
continua que es la externa o líquido circundante. Las propiedades de las
emulsiones dependen directamente de la distribución de tamaños y tamaño de
la gota, el tamaño de la gota se encuentra entre los 10 nm hasta los 100 um.
Las emulsiones son sustancias inestables que pueden convertirse en
sustancias estables por acción de agentes tensoactivos o emulsificantes
(Aranberri. I, 2006, p. 2). Generalmente dichas emulsiones se componen de
una fase acuosa y una fase aceite polar, por lo que se conocen dos tipos de
emulsiones:
2.2.3.1. Emulsión aceite-agua (O/W)
Conformada por una fase discontinua que es el aceite y una fase continua que
es al agua, siendo estas emulsiones oleoacuosas (Aranberri. I, 2006, p. 2).
2.2.3.2. Emulsiones agua-aceite (W/O)
Conformada por una fase discontinua que es el agua y una fase continua que
es el aceite, siendo estas emulsiones hidrooleosas (Aranberri. I, 2006, p. 2).
Y se diferencia según el balance en las propiedades hidrófobas e hidrófilas del
ingrediente emulsificante (Aranberri. I, 2006, p. 2) (Fernández. A, 2006, p.p.
99.101).
2.2.4. Emulsión O/W
La composición de este tipo de emulsión se conforma con tres fases, fase
oleosa: 15-30 %, fase acuosa: 100 g y emulgente: 5 % (Fitó. C, 2011, p.p. 1.2)
(Mosquera, T; Noriega, P; Tapia W y H. Pérez, S;, 2012, p.p. 15.16).
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La fase oleosa está conformada por ingredientes hidrofílicos como es el agua o
que son afines a la misma, estos ingredientes pueden ser humectantes como
es la glicerina o propilenoglicol, conservantes, polímeros hidrosolubles y
principios activos, los cuales se conforma de extractos tanto de plantas como
frutas o también por proteínas hidrolizadas (Fitó. C, 2011, p.p. 2.3).
La fase oleosa contiene ingredientes que no son afines con el agua, siendo
estas las grasas, ceras y aceites y derivados como son ésteres, glicéridos,
hidrocarburos, siliconas, alcohol y ácidos grasos (Fitó. C, 2011, p.p. 2.3).
Emulgente o emulsionante es el ingrediente que ayuda a que se forme la
emulsión, evita que se separen las fases anteriormente mencionadas,
formando emulsiones estables (Fitó. C, 2011, p.p. 2.3).
2.2.5. Aplicación de emulsiones
Existen diferentes industrias las cuales utilizan emulsiones para obtener
diferentes productos como:
2.2.5.1. Industria cosmética
Se utilizan en cremas y emulsiones tipo O/W o W/O, parafinas, silicona,
lociones capilares, pastas dentífricas, lanolina, ácido esteárico, entre otras
materias primas utilizadas para formar emulsiones (Fernández. A, 2006, p.p.
110.111).
2.2.5.2. Industria farmacéutica
Se encuentran productos como liposomas activos, ungüentos, entre otros
(Fernández. A, 2006, p.p. 110.111).
2.2.5.3. Industria agrícola
En protectores de cosechas, insecticidas naturales, herbicidas, fungicidas
(Fernández. A, 2006, p.p. 110.111).
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15
2.2.5.4. Industria alimentaria
En productos de panadería y pastelería, chicles, caramelos, helados, esencias
(Fernández. A, 2006, p.p. 110.111).
2.2.5.5. Industria de textil
En materias primas como plásticos y polímeros, resinas (Fernández. A, 2006,
p.p. 110.111)
2.2.6. Cremas o emulsiones cosméticas
Las cremas cosméticas son emulsiones semisólida que se encuentran
formadas por dos fases, oleosa y acuosa; principalmente es un producto
emulgente que otorga estabilidad y que tiene una separación de fases
(Rodriguez. J, 2004, p.p. 19.20).
2.2.7. Estabilidad de las emulsiones
La estabilidad en las emulsiones es una de las propiedades más importantes
de control, puesto que se trata de la ruptura de su estructura. La cual puede
ocasionarse por varios mecanismos, la sedimentación por acción de la
gravedad, la floculación puesto que se rompen las fuerzas de atracción
electrostáticas de van der Waals, las cuales ocurren mediante adhesión de las
gotas que se van a mezclar, por lo tanto no hay variación en la distribución de
las gotas, la coalescencia las cuales se crean gotas más grandes, eliminando
su interface líquido/líquido y el engrosamiento de las gotas es la existencia de
gotas más grandes y pequeñas, las cuales desaparecen por la solubilidad entre
fases y la presión interna (Aranberri. I, 2006, p. 4) (Fernández. A, 2006, p.p.
133.135).
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2.2.8. Formulación de emulsiones cosméticas
Es importante tener en cuenta que los ingredientes o materias primas que se
utilizan para la formulación de emulsiones cosméticas influyen en las
propiedades sensoriales, textura y consistencia del producto (Araya. I, 2012,
p.p. 7.9).
2.2.8.1. Grasas
Grasas y aceites de síntesis o de origen natural, entre estos se encuentran los
aceites vegetales, ésteres de ácido hidrofóbicos, ceras y aceites minerales
(Araya. I, 2012, p.p. 7.9).
2.2.8.2. Agua
Agua purificada o esterilizada, ya que es una fase muy importante para la
formación de emulsiones (Araya. I, 2012, p.p. 7.9).
2.2.8.3. Emulgentes
Las cuales se dividen en categorías. Sintéticos (tesoactivos), Aniónicos
(alquilsulfonato, jabones alcalinos y alquilsulfato), catiónicos (derivado de
amonio cuaternario), no-iónicos (ésteres y éteres), coloides hidrílicos (alginatos,
gomas, carragenatos) y partículas divididas según el tipo de emulsión O/W y
W/O (silicato de aluminio, bentonita y magnesio). (Araya. I, 2012, p.p. 7.9).
2.2.8.4. Emolientes
Es el ingrediente que da efecto de flexibilidad, suavidad y piel lisa (Araya. I,
2012, p.p. 7.9).
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2.2.8.5. Humectantes
Generalmente se utilizan ingredientes como la glicerina o la urea, puesto que
da controlan e incrementa la hidratación en la piel (Araya. I, 2012, p.p. 7-9).
2.2.8.6. Sustancias especiales o activos cosméticos
Son compuestos antioxidantes, vitaminas, extractos proteicos y vegetales,
filtros solares, entre otros y se utilizan según el uso que tenga la emulsión
(Araya. I, 2012, p.p. 7.9).
2.2.8.7. Preservantes
Son sustancias que se adicionan al producto para evitar el crecimiento y
proliferación microbiana, donde se utilizan parabenos generalmente (Araya. I,
2012, p.p. 7.9).
2.2.8.8. Agentes colorantes y odorizantes
Para brindar un mejor aspecto al cosmético, se agregan compuestos volátiles,
generalmente se utilizan fragancias y colorantes naturales o vegetales, para
dar olor y color al producto final (Araya. I, 2012, p.p. 7.9).
2.2.8.9. Otros:
Productos para cambiar el pH de la formulación, para mejorar su estabilidad,
los cuales adicionan ácido cítrico, NaOH, entre otros, compuestos antioxidantes
BHT para evitar enranciamiento (Araya. I, 2012, p.p. 7.9).
2.2.9. Métodos para formulación de emulsiones
Los métodos para la formulación de emulsiones en las industrias son:
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2.2.9.1. Método Hydrophile-Lipophyle Balance (HLB)
Es un método experimental semi-empírico, el cual mide la afinidad que tiene el
compuesto surfactante en las diferentes fases de la emulsión, con el fin de
obtener una emulsión completamente estable (Rodriguez. J, 2004, p. 36).
2.2.9.2. Método Phase Inversion Temperature (PIT)
Es la temperatura donde las propiedades lipofílicas e hidrofílicas se encuentran
balanceadas. El cual determina el HLB de los compuestos surfactantes
(Rodriguez. J, 2004, p. 37).
2.2.10. Formulación para cosméticos naturales
Ecocert es el organismo internacional francés que certifica y controla materias
primas y productos naturales y ecológicos utilizados en cosméticos, indica una
formulación adecuada para cremas naturales y ecológicas, en este caso se
utilizan productos que han sido certificados como naturales y ecológicos según
la normativa que define “los productos cosméticos orgánicos y naturales del
decreto Francés N° 95-354 sobre la certificación de productos industriales y
servicios para cosméticos” (Alcalde. M, 2008, p. 4). En la siguiente tabla se
encuentran las materias primas que se utilizan en cremas ecológicas y
naturales.
Tabla 2.
Materias primas reguladas por Ecocert, para la elaboración de cremas
ecológicas y naturales.
CREMA ECOLÓGICAS Y NATURAL
INGREDIENTES PORCENTAJE
Alcohol cetílico 3,70 %
Cocoato de sucrosa 2 %
Aceite de ricino orgánico 1.5 %
Behenato de isostearilo 5 %
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Palmito de etilo 5 %
Extracto de plantas orgánico 8 %
Principio activo vegetal 1 %
Glicerina de origen vegetal 3 %
Agua 55 %
Agua floral bio 15 %
Conservante 0.5 %
Perfume bio 0.3 %
Adaptado de Alcalde, 2008.
2.3. Conservantes para cosméticos naturales
2.3.1. Conservantes
Según el ICCR (Cooperación Internacional en Materia de Reglamentación de
los Cosméticos) indica que un conservante es una sustancia añadida algún
producto o sistema completo, el cual reduce o evita el crecimiento y
proliferación bacteriana o fúngica, también aumenta la vida comercial del
producto durante su utilización y almacenamiento; los conservantes cosméticos
ayudan a mantener las propiedades físico-químicas de los ingredientes,
protegen a los consumidores de algún tipo de infección por agentes patógenos
y afirman su calidad microbiológica del producto (FAQ, 2014, p. 3).
Los conservantes se diferencian por su capacidad de conservar los productos y
varían según la cantidad y los tipos de microorganismos que puedan controlar
por las diferentes características que tiene cada producto (FAQ, 2014, p. 3).
2.3.2. Tipos de conservantes
Existen dos tipos de conservantes, los conservantes antimicrobianos (bacterias
y hongos) que son sustancias tanto sintéticas como naturales, con poderes
bacteriostáticos que evitan el crecimiento y proliferación microbiana. Y los
conservantes con agentes antioxidantes que son sustancias que evitan la
oxidación en los productos que generalmente lo utilizan en formulaciones
magistrales por alterar dichas características (Tapiolas. J, 2015, p. 1).
-
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2.3.3. Conservantes más utilizados en cosméticos
Los conservantes más utilizados en la industria cosmética se encuentran:
2.3.3.1. Parabenos
Sustancia química conservadora de aquil hidroxil benozato y se le conoce
como etilparebeno, metilparabeno, butilparabeno y propilparabeno; por sus
cadenas laterales y son los más utilizados en productos cosméticos. Son
considerados seguros hace mucho tiempo atrás, pero se ha comprobado que
existen efectos nocivos para la piel como hipersensibilidad y dermatitis a la piel,
la concentración recomendada es de 0,1-0,3 % (Lemmel. J, 2008, p.p. 5.6).
2.3.3.2. Formaldehídos
Sustancia química que combate contra microbios, es carcinógeno, por lo que
no se debe utilizar en productos cosméticos, pero se utilizan para productos en
el cuidado personal como son el enjuague y también se le conoce con
diferentes nombres como cuaternario 15, diazolidinilo-urea, hidroxiglicinato de
sodio, entre otros. La concentración recomendada de 0,01-0,4 % (Lemmel. J,
2008, p.p. 5.6).
2.3.3.3. Triclosan
Generalmente se utilizan en productos de limpieza como detergentes y
cosméticos, con el fin de utilizarlo como conservantes para evitar el crecimiento
microbiano, también ayuda como desinfectante, antiséptico, entre otras. Hoy en
día existen problemas con estos conservantes ya que pueden proliferar
bacterias que son resistentes a antibióticos. La concentración limpita es de 0,03
% (Lemmel. J, 2008, p.p. 5.6).
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2.3.3.4. Alcoholes y sus diferentes mezclas
El compuesto utilizado es el fenoxietanol y sus diferentes mezclas por su alta
actividad bactericidas y se utilizan altas concentraciones si se encuentra como
único conservante, la concentración recomendada de 0,4-1 % (Lemmel. J,
2008, p.p. 5.6).
2.3.3.5. Ácidos grasos
Son fungicidas, por lo que inhibe el crecimiento de levaduras, baja toxicidad. La
concentración recomendada de 0,2-0.5 % (Lemmel. J, 2008, p.p. 5.6).
2.3.3.6. Conservantes alternativos
En busca de productos naturales, en este caso se utilizan aceites esenciales
(canela, comino, rosa, té, lavanda, entre otros) ya que se ha demostrado que
tienen actividades antibacterianas y antifúngicas, pero también tienen sus
desventajas puesto que están añaden ciertas características organolépticas
como son color y olor, las cuales las vuelven inestables, generan residuos y
tienen un costo alto por su extracción (Lemmel. J, 2008, p.p. 5.6).
También se encuentran los extractos de plantas, los cuales han tenido buenos
resultados comprobados para inhibir el crecimiento microbiano. Tienen un
coste mucho más barato, no generan residuos y son eficaces. Entre otros
compuestos naturales como son: ácido úsnico, perfumes, esteres de glicerilo,
polialcoholes, hidroxiácidos, sistemas enzimáticos (Lemmel. J, 2008, p.p. 5.6)
(Tapiolas. J, 2015, p.p. 2.3).
2.3.3.7. Antioxidantes
Son compuestos que evitan la oxidación, los cuales alteran las propiedades
fisicoquímicas del producto. Los más utilizados son los tocoferoles, la cual es la
vitamina E, ácido sórbico, BHA, BHT, ácido gálico, compuestos sulfurados,
vitamina C (Tapiolas. J, 2015).
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2.3.4. Sistemas de conservación
Controlar cada uno de los procesos de elaboración, envasado y transporte del
producto final, también un control de materias primas, equipos, manipulación e
insumos utilizados en cada uno de los procesos es indispensable para evitar
contaminación en el producto final y alargar su vida útil (Lemmel. J, 2008, p.p.
1.2).
2.3.5. Conservación física
2.3.5.1. Secado
Se elimina el agua y generalmente se utiliza para productos que se van a
utilizar inmediatamente (Lemmel. J, 2008, p. 2).
2.3.5.2. Esterilización
Se utiliza calor y sirve para cosméticos con envases desechables o que van a
ser para un solo uso (Lemmel. J, 2008, p. 2).
2.3.5.3. Frío
Productos finales en cámaras frigoríficas para aumentar su vida útil (Lemmel. J,
2008, p. 2).
2.3.5.4. Radiación con rayos gamma o UV
Es un sistema de conservación adecuado para higiene mas no tanto para
conservación, puesto que no eliminan los gérmenes, evitan la multiplicación de
los mismos (Lemmel. J, 2008, p. 2).
-
23
2.3.6. Conservación química
La conservación química se refiere a la utilización de agentes sintéticos que
evitan el deterioro. En este caso se utilizan compuestos llamados conservantes
los cuales tienen un efecto antimicrobiano, que impiden el crecimiento y
proliferación de microorganismos, los cuales pueden dañar sus propiedades
fisicoquímicas del producto final. Estos compuestos crean agentes fungistáticos
y bacteriostáticos, que no matan a los microorganismos pero evitan su
proliferación o crecimiento; es decir quedan inactivos o efectos fungicidas y
bactericidas, los cuales en ese momento si eliminan definitivamente a los
microorganismos que están presentes en el producto, dependiendo de la dosis
y la naturaleza del conservante (Lemmel. J, 2008, p. 2).
Para la utilización de los conservantes es necesario que se conozcan ciertos
aspectos importantes para el uso de cada tipo de conservante, puesto que no
todos actúan de la misma manera y no todos los microorganismos atacan a los
mismos productos. En este caso se debe conocer las propiedades tanto del
producto como del conservante, tipo de cosmético, envase y elaboración del
mismo (Lemmel. J, 2008, p. 2).
2.3.7. Requisitos para un sistema conservante
Los requisitos para un sistema conservante según la normativa de Ecocert,
está aprobado por los organismos de control, Europa, USA y Japón, tiene
efectividad a la mayoría de microorganismos, no tiene que ser corrosivo para
otro ingrediente del producto, debe tener compatibilidad en las diferentes
formulaciones, compuestos activos y envases, tener costo adecuado.,
estabilidad frente a diferentes cambios de temperatura en almacenamiento,
facilidad de manipulación y de uso, no tenga toxicidad, sensibilidad o
irritabilidad para el uso diario, conservar su efecto en presencia de sales
minerales, seguridad para su uso, sin características organolépticas que
puedan intervenir en el producto y cambiar las características del mismo,
-
24
actividad en muy bajas concentraciones, no tiene que ser volátil, efecto positivo
en diferentes pH, eficacia por la solubilidad del mismo (Lemmel. J, 2008, p. 3).
2.3.8. Tipos de conservantes según el modo de acción
Los conservantes con gran actividad en diferentes microorganismos tanto en
bacterias, levaduras y hongos son los xilenoles, cloruros de
polihexametilenbiguanido, nitrodioxanos, derivados undecilenicos, oxazolidinas,
Ácido salicílico, entre otros. Los conservantes para bacterias de todo tipo se
utilizan productos como fenoxietanol, nitropropanodioles, imidazolidinilureas,
etre otros. Y los conservantes con más efectividad en hongos de topo tipo se
encuentran los parabenos, sornato potásico, benzoato sódico, alcoholes
diclorobencílicos, entre otros (Lemmel. J, 2008, p. 8).
2.3.9. Conservantes naturales
Según la normativa Europea para productos cosméticos N° 1223/2009, nos
dice que un conservante natural es un compuesto bioactivo derivado de
sustancias de origen inorgánico-mineral, botánico o animal y conservantes
naturales idénticos. Las sustancias de origen natural provienen de la naturaleza
y de materias primas naturales con calidad ecológica y deben ser extraídas por
procesos fisiológicos, reacciones químicas y biotecnológicas. Las sustancias
naturales contienen compuestos bioactivos de dicha materia prima, en este
caso se pueden aislar; lecitinas, proteínas, aceites, grasas, compuestos
polifenólicos, los cuales contienen propiedades o agentes con actividades
farmacológicas (NATRUE, 2015, p.p. 4.5).
También nos indica que para tener un certificado NATRUE, se debe
considerara el impacto medioambiental que produzcan dichas sustancias,
puesto que no debe causar ningún problema al medio ambiente. Y deben
cumplir requisitos para la biodegradabilidad en el reglamento N° 648/2004
(NATRUE, 2015, p.p. 4.5).
-
25
Las sustancias naturales-idénticas son sustancias reguladoras con propiedades
positivas. En este caso el uso de minerales inorgánicos y pigmentos en la
elaboración también son listados que se pueden utilizar en cosméticos
naturales, al igual que los conservantes naturales en el mismo reglamento
(NATRUE, 2015, p.p. 4.5) (EEE, 2009, p.p. 70.144).
Los conservantes naturales más utilizados y que son permitidos en la
cosmetología natural son alcohol bencílico, ácido benzoico, ácido salicílico y
ácido sórbico. Estos compuestos son síntesis de origen natural y orgánico,
formando parte del 5 % de sustancias permitidas para cosméticos naturales,
sin embargo se utilizan conservantes alternos como extractos y aceites
esenciales que contengan agentes antimicrobianos, que eviten el crecimiento y
proliferación microbiana y sobre todo prevenir el cambio de las propiedades
fisicoquímicas del producto final (Ecocert, 2012, p.p. 4.5).
2.4. Eficacia del conservante frente actividad microbiológica (método
Challenge Test)
Es una metodología Europea, establecida por la Farmacopea Europea y
acreditada por el ENAC, según la normativa UNE-EN ISO11930-2012. Para
evaluar productos cosméticos, por efecto de un conservante contra acciones
microbiológicas que puedan afectar al producto final (Farmacopea europea,
2012, p. 3) (IVAMI, 2012, p.p. 1.2).
Este método consiste en inocular distintos microorganismos al producto final
junto con el conservante que se requiera, posterior a esto se almacena los
productos a una misma temperatura, donde se van a ir contabilizando las
colonias presentes en el producto en diferentes intervalos de tiempo
establecidos por la normativa. La eficacia de esta prueba se basa en que si
existe disminución, aumento o efecto nulo en el producto, las propiedades del
conservante están reaccionando. Las cepas de microrganismos están
establecidas por la normativa y son las que generalmente afectan a los
-
26
productos cosméticos indicados en la siguiente tabla (Farmacopea europea,
2012, p. 3) (IVAMI, 2012, p.p. 1.2).
Tabla 3.
Microorganismos establecidos por la normativa N°11930-2012, para la
metodología del Challenge Test.
Microrganismo Tipo Origen N° cepa
Candida albicans Hongo ATCC 10231
Aspergillus niger Hongo ATCC 16404
P. aureofaciens Bacteria Ambiental Wt006
Escherichia coli Bacteria ATCC 8739
P. cepacia Bacteria Ambiental Wt005
Pseudomona
aeruginosa
Bacteria ATCC 9027
P. putida Bacteria Ambiental Wt004
Staphylococcus
aureus
Bacteria ATCC 6538
P. aeruginosa Bacteria Ambiental Wt003
P. cepacia Bacteria Ambiental Wt002
P. fluorescens Bacteria Ambiental Wt001
Adaptado de Farmacopea europea, 2012
2.4.1. Preparación del inóculo
Para la preparación de los inóculos de las distintas cepas antes mencionadas,
se debe revitalizar dichas cepas. La revitalización de microorganismos indica
que deben ser sembradas en caldo peptona de 18-24 horas como máximo,
tiempo establecido para empezar la valoración. Una vez revitalizadas las
cepas, se procede a utilizar la escala Mc Farlan 0.5 con el fin de estandarizar
las muestras a una sola concentración, la cual el protocolo a seguir nos indica
-
27
que la concentración de microorganismos deben estar entre 105 y 106
(Farmacopea europea, 2012, p. 4).
2.4.2. Estandarización de la turbidez por el estándar Mc Farlan
La escala Mc Farlan es una metodología de estandarización que ayuda a medir
la turbidez del estándar con respecto a una dilución celular; la cual contabiliza
el número de microorganismos que están presentes en un fluido. Éste estándar
es una solución de 0.5 ml de cloruro de bario en estado deshidratado
BaCl2*2H2O, a una concentración de 1.175 % p/v y 99.5 ml del reactivo ácido
sulfúrico H2SO4, a una concentración del 1 % v/v. Éste resultado se corrobora
con la medición de la absorbancia, mediante un espectrofotómetro, con una
longitud de onda de 625 nm para su mayor exactitud. El estándar 0,5 Mc Farlan
contiene 108 UFC/ml, unidades formadoras de colonias por mililitro, y se las
compara con las suspensiones de microorganismos, llegando a la misma
concentración por su nivel de absorbancia (CDC & OMS, 2011, p.p. 9.13).
Teniendo en la siguiente tabla las concentraciones de cada uno de los
reactivos para preparar el estándar Mc Farlan.
Tabla 4. Elaboración del estándar Mc Farlan, para la estandarización de inóculos. Número de turbidez Cloruro de bario
1,175%
Ácido sulfúrico 1% Densidad de
bacterias aprox.
0.5 0.5 ml 99.5 ml 1 x 108
1 0.1 ml 9.9 ml 3 x 108
2 0.2 ml 9.8 ml 6 x 108
3 0.3 ml 9.7 ml 9 x 108
4 0.4 ml 9.6 ml 12 x 108
5 0.5 ml 9.5 ml 15 x 108
6 0.6 ml 9.4 ml 18 x 108
7 0.7 ml 9.3 ml 21 x 108
8 0.8 ml 9.2 ml 24 x 108
9 0.9 ml 9.1 ml 27 x 108
10 1 ml 9 ml 30 x 108
Tomado de CDC y OMS, 2011
-
28
2.5. Microrganismos
2.5.1. Candida albicans
Es un hongo filamentoso, di mórfico; el cual crece a una temperatura óptima de
37°C y 25°C en la naturaleza, pertenece a la familia Ascomycota, tiene una
reproducción por gemación de forma asexual, la forma es de levaduras,
ovalada o redonda, con un tamaño de 3-8*2-7 micras, pero también pueden
presentarse de forma de hongo filamentoso, conteniendo un pseudo-micelio;
teniendo un comportamiento saprófito y patógeno respectivamente. El agar con
mejor resultado para la evidencia de este microorganismo es el agar
Sabouraud, el cual se puede visualizar mediante colonias de color blanco, lisas,
cremosas y blandas (INSHT, 2011, p. 1).
El origen de este hongo se encuentra en el humano en el tracto
gastrointestinal, microflora de la piel, sistema genitourinario, cavidad oral y en
heces, también se puede encontrar en el ambiente, por que reacciona de
buena manera con su huésped. Existen ciertas afectaciones contra salud como
son infecciones llamadas candidiasis o moniliasis, efectos alérgicos y efectos
en la maternidad (INSHT, 2011, p.p. 1.3).
Uno de los medios de cultivo empleados para el crecimiento de este hongo es
SDA, que significa agar dextrosa sabouraud. Este medio de cultivo no selectivo
sirve para el mantenimiento y cultivo de hongos tanto patógenos, como no
patógenos; logrando una mayor selectividad, con el uso de cloranfenicol en su
solución. Contiene fuentes de peptonas, siendo estos un crecimiento
nitrogenado, dextrosa la cual es fuente de energía para microrganismos y
cloranfenicol es un compuesto antibiótico que amplía su crecimiento de
bacterias gram positivas y negativas. Tiene un pH de 5.6, ideal para el
crecimiento de hongos, específicamente dermatofitos. Las cepas que
generalmente se utilizan con este medio de cultivo es Candida albicans,
trichophyton mentagrophites, aspergillus brasiliensis, Escherichia coli (BD,
2015, p.p. 1.2).
-
29
Las características representativas para Candida albicans en este medio de
cultivo es que presentan colonias de forma redonda, con coloraciones blancas-
blanco grisáceo. Se necesita un tiempo de incubación de 2, 5 y 7 días para su
crecimiento óptimo a una temperatura de 25-30 °C, como se observa en la
siguiente Figura 1 (BD, 2015, p. 3).
Figura 1. Características macro y microscópicas del microorganismos Candida
albicans.
Tomado por INSHT, 2012
2.5.2. Aspergillus niger.
Es un hongo filamentoso saprófito, hialino, pertenece a la familia Ascomycota,
el cual produce micotoxinas y es un microorganismo termófilo, reproducción es
sexual y asexual, evidenciándose por la formación de hifas hialinas. Las
distintas especies de este género se diferencian en sus características físicas
como es el tamaño, textura, color; generalmente tienen una textura
algodonosa, aterciopelada y de color verde-amarillentos para A. flavus,
coloración marrón para A. terreus y una coloración negro para A. niger (INSHT,
2012, p.p. 1.2).
Generalmente se encuentran en el suelo o en vegetales que están en
degradación, pero también pueden hospedarse en animales bovinos, aves,
equinos, cetáceos y hasta en humanos. Tiene resistencia a altas temperaturas
y crecen desde los 12 °C hasta los 57 °C, las vías de transmisión pueden darse
-
30
mediante esporas presentes en el ambiente y transmitirse por vía olfatorio
hacia los humanos, siendo estos los responsables de varias sintomatologías
como son infecciones llamada micosis, efectos alérgicos, intoxicaciones
alimenticias. (INSHT, 2012, p.p. 2.3).
Uno de los medios de cultivo certificados para el crecimiento óptimo de hongos
como Aspergillus niger es el SDA, que significa agar dextrosa sabouraud;
siendo este medio de cultivo no selectivo para mantenimiento y cultivo de
hongos tanto patógenos como no patógenos. (BD, 2007, p.p. 1.2)
En este caso para el crecimiento de Aspergillus niger, se necesita un tiempo de
incubación de 2,5 y 7 días a una temperatura de 25-20 °C, las colonias de este
microrganismo se presentan con coloraciones de marrón a negro, como se
observa en la siguiente Figura 2 (BD, 2007, p. 3).
Figura 2. Características macro y microscópicas del microorganismos
Aspergillus niger.
Tomado de Muredzi, 2013 y INSHT, 2012
2.5.3. Escherichia coli.
Es una bacteria gram negativo, anaerobio, pertenece a la familia de las
enterobacterias, su forma microscópica es un bacilo, se encuentra usualmente
en el intestino del humano, formando parte de la flora gastrointestinal, aunque
existen cepas de la misma familia que son patógenas y pueden causar
sintomatologías graves (Rodriguez. G & M. Angeles, 2007, p.p. 2.3). La
-
31
temperatura óptima de crecimiento del microrganismos es de 37 °C, las cuales
pueden ser aisladas en agar nutritivo y van a tener una apariencia rugosa y lisa
(Aquili. D, 2007, p. 23). Los grupos E.coli patógenos, se encuentran la ETEC
enterotoxigénica, EAEC enteroagregativa, EPEC enteropatógena, EHE
enterohemorrágica, DAEC adherencia difusa y EIEC enteroinvasiva
(Rodriguez. G & M. Angeles, 2007, p.p. 2.3).
La transmisión de esta bacteria puede causar enfermedades graves, como son
infecciones urinarias, bacteriemia, meningitis, gastroenteritis, entre otras
infecciones localizadas, presentando cuadros de cólicos, diarrea y en
ocasiones hasta la muerte; provienen de alimentos contaminados por los
mismos o por el agua, generalmente en productos lácteos y cárnicos (Aquili. D,
2007, p. 26).
Un medio selectivo para el crecimiento de Escherichia coli, es el medio EMB;
que tiene como significado Eosin Methylene Blue Agar, siendo este medio de
cultivo ligeramente diferenciador y selectivo para microrganismos gram
negativos, bacilos entéricos, especialmente enterobacterias entre otros con
estas características. Este agar tiene en su formulación eosina y azul de
metileno, los cuales inhiben las bacterias gram positivas. Estos colorantes
utilizados sirven para identificar fermentación láctica o sacarosa por los
microrganismos (BD, 2013, p. 1).
Los microrganismos que crecen en este medio de cultivo son Escherichia coli,
Salmonella typhimurium, Shigella flexneri, Enterococcus faecalis. En este caso
las características físicas de las colonias de E. coli, son de corma redonda,
grandes, con coloraciones de negro azulado, con un brillo metálico
representativo, como se puede observar en la siguiente Figura 3 (BD, 2013, p.
2).
-
32
Figura 3. Características macro y microscópicas del microorganismos
Escherichia coli.
Tomado de Aquili, 2007
2.5.4. Pseudomona aeruginosa
Forma parte de la familia Psudomonadaceae, siendo la P. aeruginosa un
microorganismos importante en la parte clínica, ya que pueden ocasionar
infecciones graves en humanos, este microrganismos se puede encontrar en la
naturaleza en sí, tanto en la parte terrestre y acuática, son especies patógenas
en animales, humanos y plantas, es gram negativo, aerobio, tiene forma de
bacilo y no produce esporas. Mide entre 1.5-5 um * 0.5-1.0 um, presenta
flagelos polares, que ayudan a este género a movilizarse. La temperatura
óptima de crecimiento oscila entre los 30-37 °C, en condiciones extremas y el
agar apropiado para su crecimiento es el agar MacConkey; diferenciándola
macroscópicamente por tener un color rojo similar al óxido (Martinez. L, 2007,
p.p. 22.28).
Un medio de cultivo adecuado para el crecimiento de Pseudomona aeruginosa
es el medio llamado Mueller hinton, el cual es un medio para el crecimiento
acelerado de bacterias aerobias o anaerobias facultativas, entre los cuales
están enterococos, estafilocos, enterobacterias y bacilos aerobios gran
negativos (BD, 2017, p. 6).
-
33
Para el crecimiento de Pseudomona aeruginosa se necesita un tiempo de 16-
18 horas de incubación a una temperatura de 35+/- 2 °C, se diferencian en la
placa mediante una prueba de sensibilidad según lo descrito en la ficha técnica,
donde se mide el diámetro de inhibición que tiene este microorganismo, se
utilizan reactivos especiales para poder diferenciarlos, en este caso se utiliza la
gentamicina y este microrganismo tiene un diámetro de halos de inhibición
entre los 16 a 21 mm (BD, 2017, p. 3).
Estas características se evidencian en la siguiente Figura 5, que muestra las
características físicas y microscópicas del microrganismo.
Figura 4. Características macro y microscópicas del microorganismos
Pseudomona aeruginosa.
Tomado de Chan, 2016.
2.5.5. Staphylococcus aureus
Es una bacteria gram positiva, forma parte de la familia Staphylococcaceae, su
forma característica es de coco, generalmente se presentan en pares, racimos
o cadenas, tienen un tamaño entre los 0,8-1.5 um, siendo un microorganismos
inmóvil, es un anaerobio facultativo (INSHT, 2012, p.p. 1.2).
Se encuentra en mamíferos, humanos, aves, agua y alimentos, sobreviven un
tiempo amplio en tejidos, órganos, piel, suelo, superficies, cadáveres y las vías
de transmisión son los alimentos contaminados por dicha bacteria o por sus
toxinas; creando un riesgo alto para la salud como infecciones tanto en
mucosas como en piel, producen endocarditis, neumonía, artritis séptica y
-
34
osteomielitis, las cuales pueden ser mortales; esta bacteria también se
diferencia por producir micotoxinas como son enterotoxinas estafilocócicas,
generando intoxicaciones alimentarias, shock tóxico, exfoliativas, entre otras
(INSHT, 2012, p.p. 2.3).
Un medio adecuado para el crecimiento y proliferación de la bacteria
Staphylococcus aureus es el manitol salado agar, este medio de cultivo sirve
para la diferenciación y aislamiento de microrganismos llamados estafilococos,
en la formulación consta de peptona y extracto de carne y tripteína, siendo así
un medio para los microrganismos que producen manitol y resisten a altas
concentraciones sal (Britania, 2015, p. 1).
Para un buen crecimiento de los microrganismos en este medio, se necesitan
una temperatura de inhibición de 35 a 37 °C y con un tiempo de 18 a 24 horas;
las características físicas de la bacteria Staphylococcus aureus se diferencian
por tener colonia de forma redonda, con una coloración amarilla y rodeada por
un halo amarillo, como se observa en la siguiente Figura 6 (Britania, 2015, p.
2).
Figura 5. Características macro y microscópicas del microorganismos
Staphylococcus aureus.
Adaptado de INSHT, 2012.
-
35
2.6. Compuestos fenólicos como autoconservación
2.6.1. Compuestos fenólicos y sus usos
Compuestos solubles en agua que contienen funciones fenol, la mayoría de
estos se encuentran en la naturaleza; por lo que son importantes para el
metabolismo de las plantas. Su estructura química es un hidroxibenceno, junto
con diferentes estructuras aromáticas (Garcia. M, 2009, p. 1). Tienen una masa
molecular entre los 500 y 4000 Da, que contienen grupos hidróxilos fenólicos
de hasta 16 y en su estructura son carentes de hidróxidos y tienen más de un
anillo fenólico (Agudelo. I, 2015, p.p. 2.4).
Los compuestos flavonoides son el grupo grande de los compuestos fenólicos,
contienen además otros grupos como los derivados del pirano, benzo y ácidos
fenólicos, donde el grado de oxidación se divide en varios compuestos como
los flavonoles, isoflavonas, antocianinas, flavonas, flavononas e isoflavonas.
Sin embargo los dos grandes grupos que contienen los compuestos
flavonoides son, los no flavonoides (ácidos fenoles y fenoles no carboxílicos) y
flavonoides (antocianos, taninos condensados, flavanoles, entre otros), en la
siguiente Figura 7 se observa la estructura molecular de los compuestos
flavonoides (Creus. G, 2008, p. 3).
Figura 6. Estructura base molecular de compuestos flavonoides.
Adaptado de Carrión y García, 2010.
Los compuestos polifenólicos forman parte de los metabolitos secundarios,
siendo estos los componentes orgánicos que contiene una planta, los cuales
se derivan de las vías metabólicas, las cuales contienes actividades biológicas
(Agudelo. I, 2015, p.p. 2.5). Se clasifican en:
-
36
2.6.1.1. Fenoles simples
Contienen las plantas que tienen forma de heterósidos y son poco habituales
(Carrión. A, García. C,, 2010, p.p. 27.28).
2.6.1.2. Ácidos fenólicos
Se forman con la unión del ácido quínico o incluso con otro ácido fenólicos y
hasta azúcares. Pero también se los puede encontrar libres, sin ninguna unión
(Carrión. A, García. C,, 2010, p.p. 27.28).
2.6.1.3. Taninos
Son compuestos hidrosolubles con varios fenoles en su estructura, llamados
polifenoles (Carrión. A, García. C,, 2010, p.p. 27.28).
2.6.1.4. Cumarinas
La gran mayoría de este grupo son derivados de compuestos fenólicos, en este
caso del benzo-alfa-pirona (Carrión. A, García. C,, 2010, p.p. 27.28).
2.6.1.5. Lignanos
Su estructura es la unión de dos compuestos fenilpropano (Carrión. A, García.
C,, 2010, p.p. 27.28).
2.6.1.6. Quinonas
Compuestos que se cambian a polifenoles por acción de una reducción. Son
aromáticos que contienen dos grupos cetona (Carrión. A, García. C,, 2010, p.p.
27.28).
-
37
2.6.1.7. Flavonoides
Estos compuestos provienen de los metabolitos secundarios de las plantas, por
las diferentes rutas como es el policétido o ácido shikímicos; es decir que
generalmente se encuentran en las plantas, exactamente partes aéreas como
son las hojas, flores y frutos. Son un grupo de fenoles naturales, los cuales se
localizan como heterósidos o agliconas libres (Carrión. A, García. C,, 2010, p.p.
27.28).
2.6.2. Clasificación de los compuestos flavonoides
Los siguientes compuestos son la clasificación de los compuestos fenólicos,
con sus características importantes.
2.6.2.1. Flavanona
Tiene un grupo carbonilo en su estructura, justamente en la posición cuatro. Se
los puede encontrar en las plantas cítricas con altas concentraciones (Carrión.
A, García. C,, 2010, p.p. 30.34).
2.6.2.2. Flaván-3.4-diol
Reducción del grupo carbonilo dihidroflavonol que se encuentra en la cuarta
posición (Carrión. A, García. C,, 2010, p.p. 30.34).
2.6.2.3. Flavonol
Tiene un doble enlace en la posición dos y tres, en la estructura del
dihidroflavonol. Uno de los más importantes compuestos es la Quercetina, la
cual se encuentra dentro de este grupo de flavonoides (Carrión. A, García. C,,
2010, p.p. 30.34).
-
38
2.6.2.4. Isómero de isoflavona
La estructura difiera por la unión del anillo C, al carbono tres y cuatro (Carrión.
A, García. C,, 2010, p.p. 30.34).
2.6.2.5. Chalcona
La estructura no forma una estructura heter
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