Revista de la Sociedad Química del Perú

Visión y Perspectivas de la Química Teórica o Computacional

Antioxidant and antimicrobial activity of the hydrolyzate of gelatin skin from Sarda chiliensis chiliensis “bonito”

RESUMEN Los residuos de la actividad pesquera contienen altas cantidades de colágeno y gelatina, que sometidos a procesos de hidrólisis enzimáticas podrían manifestar alguna actividad biológica. El presente trabajo tuvo como objetivo determinar la actividad antioxidante y antimicrobiana del hidrolizado de gelatina obtenido del colágeno de las pieles de Sarda chiliensis chiliensis “bonito”. Para ello, la gelatina obtenida de las pieles de bonito se hidrolizó con la enzima alcalasa a diferentes condiciones de pH, temperatura, tiempo y relación enzima/sustrato. La actividad antioxidante in vitro de quince hidrolizados se evaluó mediante radical 2,2-difenil- 1-picrilhidracilo (DPPH) y radical catiónico 2,2-azino-bis-3-etilbenzotiazolin-6-sulfónico (ABTS). La actividad antimicrobiana se evaluó mediante difusión en disco y microdilución en placa para la concentración mínima inhibitoria (CMI). Los hidrolizados de gelatina de bonito presentaron grado de hidrólisis superiores a 10 %, con un máximo de 33,67 % y evidenciaron la IC50 para DPPH entre 0,459 y 1,830 mg/mL y para ABTS entre 0,075 y 0,200 mg/mL. El valor más bajo y el más alto de TEAC fue 61,76 y 165,38 µmol de trolox/g para los hidrolizados H7011 y H7012, respectivamente. Ocho hidrolizados (1000 µg/mL) presentaron efecto inhibitorio frente a Staphylococcus aureus y Bacillus subtilis con CMI igual o mayor a 500 µg/mL. Se puede concluir que los hidrolizados obtenidos mostraron actividad antioxidante y antimicrobiana para el modelo experimental aplicado.

ABSTRACT Fishing activity residues contain high amounts of collagen and gelatin, which with enzymatic hydrolysis processes could manifest some biological activity. The present work aimed to determine the antioxidant and antimicrobial activities of gelatin hydrolysate obtained from Sarda chiliensis chiliensis “bonito” skin collagen. For this, collagen protein fractions were hydrolyzed with alcalase enzime at different conditions of pH, temperature, time and enzyme/ substrate ratio. The in vitro antioxidant activity was evaluated for the fifteen hydrolysates obtained, by 2,2-diphenyl-1-picrylhydracil radical (DPPH) and cationic radical 2,2-azino- bis-3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic (ABTS). The antimicrobial activity was evaluated by disk diffusion and broth microdilution for the minimum inhibitory concentration (MIC). Bonito gelatin hydrolyzates indicated hydrolysis degree above 10 % with a maximum of 33.67 % and showed the IC50 for DPPH between 0.459 and 1.830 mg/mL and for ABTS between 0.749 and 0.200 mg/mL. The lowest and highest TEAC value were 61.76 and 165.38 µmol of trolox/g for hydrolysates H7011 and H7012 respectively. Eight hydrolysates (1.0 mg/mL) presented inhibition halos against Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis, and equal or greater MIC than 500 µg/mL. It can be concluded that the obtained hydrolysates showed antioxidant and antimicrobial activities for the experimental model applied.

Biochemical analysis of two fractions with anticoagulant action of the leaves of Oenothera rosea "Chupasangre"

RESUMEN Tradicionalmente las hojas de Oenothera rosea “chupasangre” son usadas para reducir los hematomas, por lo que, esta investigación estuvo dirigida a la evaluación de los componentes capaces de retardar la coagulación sanguínea. Del extracto etanólico de O. rosea se separó por cromatografía de capa fina en celulosa, usando etanol: agua (1:5), dos fracciones F-2 y F-5, que luego fueron preincubadas por 10 minutos con trombina y el veneno de la serpiente Lachesis muta, rico en Enzima Semejante a Trombina (EST) y luego se midió la actividad coagulante sobre plasma humano citratado y fibrinógeno bovino (Fb), así como el sustrato cromogénico BApNA. Los resultados mostraron que F-2 alargó el tiempo de coagulación sobre Fb en 58,58 % y el F-5 en 67,78 %, mientras que usando veneno los retardos fueron para F-2 10,67 % y F-5 36,27 %. Usando plasma, los valores fueron para F-2 34,14 % y F-5 70,59 %. Asimismo, empleando trombina la actividad amidolítica se redujo en F-2 48,48 % y F-5 67,32 %, mientras que con la EST de L. muta la inhibición de F-2 50,20 % y F-5 69,10%. Mediante estos ensayos in vitro se concluye que F-2 y F-5 podrían ser flavonoides anticoagulantes, con probable acción antitrombolítica.

ABSTRACT Traditionally the leaves of Oenothera rosea "chupasangre" are used to reduce the bruising in humans. Therefore, this research was focused at evaluating of the fractions capable of retarding blood clotting. From the ethanolic extract of O. rosea separated by thin layer chromatography on cellulose using ethanol: water (1: 5), F-2 and F-5, wich were preincubated for 10 minutes with thrombin and the venom of the Lachesis muta snake rich in EST (Thrombin-like enzyme) and then coagulant activity was measured on citrated human plasma and bovine fibrinogen, as well as the BApNA chromogenic substrate. The results showed that F-2 lengthened the clotting time over Fb 58,58 % and F-5 67,78 %, while using poison the delays were for F-2 10,67 % and F-5 36,27 %. Using plasma, the values were for F-2 34,14 % and F-5 70,59 %. Likewise, by using thrombin the amidolytic activity was reduced by F-2 48,48 % and F-5 67,32 % while with the EST of L. muta the inhibition of F-2 50,20 % and F-5 69, 10%. These in vitro tests conclude that F-2 and F-5 will be anticoagulant flavonoids with probable antithrombolytic action.

Biosorption of dye methylene blue using the cladodes of the tuna (Opuntia ficus indica)

RESUMEN La biosorción es un proceso efectivo para la remoción de colorantes sintéticos desde soluciones acuosas. Se estudió el uso de la biomasa de los cladodios de la tuna (BCT) para remover el colorante catiónico azul de metileno (AM) de la solución acuosa. Las técnicas de caracterización: FTIR, SEM y punto de carga cero (pHPCC) muestran las características químicas y físicas de la BCT. Se evaluaron los parámetros experimentales que afectan el proceso de biosorción, como el pH, tiempo de contacto y la dosis de biomasa/volumen, en un sistema estacionario. Los datos experimentales del equilibrio se ajustaron al modelo de la isoterma de Langmuir, la capacidad máxima de biosorción del AM fue de 156,25 mg/g con una dosis de BCT/volumen de 4 g/L, pH 8 y tiempo de contacto de 120 min. Los datos cinéticos se pueden describir bien con el modelo de pseudo-segundo orden, la biosorción parece estar controlada por la quimisorción y puede estar involucrada con la adsorción sobre la superficie y la difusión en los poros durante todo el proceso de biosorción. Se demostró que la BCT se constituye como un biomaterial prometedor, eficiente y biodegradable para eliminar el AM de las aguas residuales.

ABSTRACT Biosorption is an effective process for removing synthetic dyes from aqueous solutions. The use of prickly pear cladode biomass (PCB) was studied to remove the methylene blue cationic dye (MB) from the aqueous solution. The characterization techniques: FTIR, SEM and point of zero load (pHPZC) show the chemical and physical characteristics of PCB. Experimental parameters that affect the biosorption process, such as pH, contact time and biomass / volume dose, were evaluated in a continuous system. The equilibrium experimental data were adjusted to the Langmuir isotherm model, the maximum biosorption capacity of the MB was 156.25 mg / g with a dose of PCB/volume of 4 g / L, pH 8 and contact time of 120 min. Kinetic data can be well described with the pseudo-second order model, biosorption appears to be controlled by chemisorption and may be involved with adsorption on the surface and diffusion into the pores throughout the biosorption process. PCB was shown to be a promising, efficient, and biodegradable biomaterial for removing AM from wastewater.

Chemical physical characterization of volatile components of Tecoma fulva subsp. arequipensis (cahuato)

RESUMEN El género Tecoma consta de 14 especies, distribuidas en toda América; crece en zonas tropicales. En la región Arequipa - Perú, existen tres especies, siendo una de ellas la T. fulva subsp. arequipensis, la cual fue recolectada en el distrito de Sogay a 2 600 m.s.n.m. de la región Arequipa. Los componentes volátiles fueron extraídos por destilación con arrastre de vapor en agua, el rendimiento fue del 0,40 % en hojas y flores de muestra fresca obteniendo una resina blanca, densidad 0,85 g/mL, índice de refracción 1,464 a 20°C y soluble en etanol; se detectó la presencia de terpenos por cromatografía en capa fina. Por el método de extracción de maceración en diclorometano y éter de petróleo de hojas y flores de muestra seca con 13% de humedad residual, se concentró en rotaevaporador obteniendo 5,4 % de extracto seco, el extracto fue analizado por cromatografía de gases acoplado a un espectro de masas (GC/ EM), se identificó 11 componentes en hojas, siendo el componente mayoritario el terpinen- 4-ol con 37,45 % de abundancia, del extracto diclorometánico. En el extracto etéreo de flores se identificaron 18 constituyentes, siendo el componente mayoritario el fitol con 16,38 % de abundancia. En el extracto etanólico de hojas de T. fulva subsp. arequipensis purificado por CC - CG/EM en tres fracciones se detectó la presencia de: fracción 1 se identificó γ-sitosterol con 50,1 % de abundancia, fracción 3 se identificó ácido hexadecanoico con 55,2% de abundancia y en la fracción 4 se identificó 1,3-dihidro-3,3-dimetil-2H-indol-2-ona con 36,1 % de abundancia. El espectro infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) confirmó la presencia de: alcoholes, fenoles, ácidos carboxílicos, cetonas α, β insaturadas, alquenos, hidrocarburos aromáticos y aminas; es importante resaltar que los componentes detectados e identificados son terpenoides y sesquiterpenoides.

ABSTRACT The genus Tecoma consists of 14 species, distributed throughout the Americas; grows in tropical areas. In the Arequipa - Peru region, there are three species, one of them being T. fulva subsp. arequipensis, which was collected in the Sogay district at 2 600 m.s.n.m. of the Arequipa region. The volatile components were extracted by steam distillation in water, the yield was 0.40% in fresh sample leaves and flowers, obtaining a whitresin, density 0.85 g / mL, refractive index 1.464 at 20°C and soluble in ethanol; the presence of terpenes was detected by thin layer chromatography. By the extraction method of maceration in dichloromethane and petroleum ether of leaves and flowers of a dry sample with 13 % residual humidity, it was concentrated in a rotary evaporator obtaining 5.4 % of dry extract, the extract was analyzed by gas chromatography coupled to In a mass spectrum (GC/MS), 11 components were identified in leaves, the majority component being terpinen-4-ol with 37.45% abundance, of the dichloromethane extract. In the ether extract of flowers, 18 constituents were identified, the main component being phytol with 16.38 % abundance. In the ethanolic extract of leaves of T. fulva subsp. arequipensis purified by CC-GC/ MS in three fractions the presence of was detected: fraction 1 γ-sitosterol was identified with 50.1% abundance, fraction 3 hexadecanoic acid was identified with 55.2 % abundance and in fraction 4 1,3-dihydro-3,3-dimethyl-2H-indol-2-one was identified with 36.1% abundance. The Fourier transform infrared spectrum (FTIR) confirmed the presence of: alcohols, phenols, carboxylic acids, α, β unsaturated ketones, alkenes, aromatic hydrocarbons and amines; It is important to highlight that the components detected and identified are terpenoids and sesquiterpenoids.

Arsenic distribution in superficial water and sediment at the carrizal river basin,manabi-ecuador

RESUMEN En diversas fuentes naturales de agua superficial de Ecuador, así como en otras a nivel mundial, la concentración de arsénico supera los límites permisibles (10 µg/L) establecidos por la Organización Mundial de la Salud. El objetivo de la presente investigación fue determinar los niveles de arsénico en agua superficial y sedimentos en la cuenca del río Carrizal (Manabí, Ecuador), zona que posee una importante actividad agropecuaria. Se monitorearon 21 estaciones en tres zonas, cubriendo una extensión de 51 km. Las concentraciones de arsénico en agua y sedimento se evaluaron mediante espectrometría de absorción atómica con el equipo PerkinElmer® AAnalyst™ 200, de acuerdo con los lineamientos del Standard Methods Edición 2015, por la metodología APHA AWWA WEF 3114-B. Se utilizó el diseño experimental de bloques al azar, con arreglo factorial de las tres zonas de muestreo. Los resultados indican que se encontraron concentraciones de arsénico de hasta 35,64 mg/L en agua superficial y de 47,41 mg/kg en sedimentos. Se concluye que estos altos niveles de arsénico en la cuenca del río Carrizal podrían ser de origen antrópico.

ABSTRACT In various natural sources of surface water in Ecuador, as well as in others worldwide, the concentration of arsenic exceeds the permissible limits (10 µg / L) established by the World Health Organization. The objective of these investigation was to determine the levels of arsenic in surface water and sediments in the Carrizal river basin (Manabí, Ecuador), an area that has an important agricultural activity. 21 stations in three areas were monitored, covering an area of 51 km. Arsenic concentrations in water and sediment were evaluated by means of atomic absorption spectrometry with the PerkinElmer® AAnalyst ™ 200 kit, in accordance with the guidelines of Standard Methods Edition 2015, by the APHA AWWA WEF 3114- B methodology. The experimental design of random blocks was applied, with a factorial arrangement of the three sampling areas. The indicated results are found for arsenic of up to 35,64 mg / L in surface water and 47,41 mg / kg in sediments. It is concluded that these high levels of arsenic in the Carrizal river basin could be of anthropogenic origin.

Extraction and characterization of sodium alginate from the macroalgae Macrocystis pyrifera

RESUMEN En el presente trabajo se propuso un proceso de extracción de alginato de sodio, el cual fue obtenido a partir de la macroalga parda Macrocystis pyrifera recolectada en La Punta- Callao. El proceso de extracción presentó un rendimiento del 12 % y el alginato obtenido fue caracterizado mediante las técnicas de IR-TF y RMN 13C en estado sólido, el cual fue comparado con un alginato comercial. Se ha llevado a cabo la evaluación de la presencia de bloques manurónicos y gulurónicos IR-TF, mediante el uso de la 2da derivada obteniendo señales características a 894 cm-1 para C -H α-L-gulurónico del alginato extraído de la macroalga Macrocystis pyrifera (AlgM) y a 885 cm-1 para la región anomérica C -H del β-D- manurónico para el alginato comercial de Sigma Aldrich (AlgC). Asimismo, se asignaron señales características para el espectro del alga a 902 cm-1 y a 812 cm-1 correspondiente a vibraciones de los bloques α-L-gulurónico. Mediante 13C RMN en estado sólido se obtuvo un pico característico a 102,4 ppm para AlgM asociado al carbono anomérico C1-H α-L- gulurónico, mientras que en AlgC se visualizaron dos picos a 101,8 ppm y a 99,8 ppm asignados a C1-H α-L-gulurónico y C1-H β-D-manurónico, respectivamente, indicando así la presencia tanto de bloques G y bloques M en el alginato comercial.

ABSTRACT In the present work, it was proposal a process for the extraction of sodium alginate, which was obtained from the brown macroalgae Macrocystis pyrifera collected in La Punta-Callao. The extraction process presented a yield of 12 % and the alginate obtained was characterized by FT-IR and 13C NMR techniques in solid state, which was compared with a commercial alginate. The evaluation of the presence of mannuronic and guluronic blocks has been carried out through the use of the 2nd derivative, obtaining characteristic signals at 894 cm-1 for C -H α - L - guluronic in AlgM and at 885 cm-1 for C1-H anomeric region of the β-D-mannuronic in AlgC. Moreover, characteristic signals were assigned for the algae spectrum at 902 cm-1 and at 812 cm-1 corresponding to vibrations of the α - L - guluronic blocks. By 13C NMR in solid state, a characteristic peak was obtained at 102.4 ppm for AlgM associated with the anomeric carbon C1-H α - L-guluronic, while in AlgC two peaks were visualized at 101.8 ppm and 99.8 ppm assigned to the C1-H α - L - guluronic and C1-H β - D - mannuronic respectively thus indicating the presence of both G blocks and M blocks in commercial alginate.

Environmental management in the teaching of analytical chemistry

RESUMEN El objetivo del presente artículo es generar reflexión respecto al compromiso docente de actualizarse en la problemática ambiental e introducir la asignatura Educación Ambiental en el desarrollo de los principales contenidos teóricos y prácticos de los cursos de la Escuela Profesional de Química en la formación de futuros profesionales quienes, además de dominar la ciencia, dentro de su campo y rango de acción, profundicen con el suficiente rigor, el compromiso con el ambiente, además de minimizar las emisiones nocivas que sus actividades generan, para contribuir al desarrollo sostenible. Una forma de incluir los principios de la Educación Ambiental, es mediante la realización de una gestión participativa en las prácticas de laboratorio, en base al principio de reducción en la fuente que, además de ayudar en la preservación ambiental, puede generar beneficios económicos como la disminución del consumo de reactivos del orden del 33,33 al 80 %. Asimismo, en el orden formativo, propicia el ejercicio del pensamiento crítico del estudiante y, motiva su participación activa como ciudadano en cuanto a los problemas ambientales, que no sólo son exclusivos al campo de la tecnología, además, tienen el encargo social de formar valores, actitudes y conductas que influyan en las personas y grupos de su entorno.

ABSTRACT This article was written with the objective of stimulating reflection on the commitment of teachers to be updated on environmental issues and introduce the Environmental Education subject in the development of the main theoretical and practical contents of the Professional School Chemistry courses on the training of future professionals. These individuals besides of mastering science in their field and range of action, should deepen in the commitment to the environment with sufficient rigor, besides minimizing the harmful emissions their activities would generate in order to contribute to sustainable development. One way to include the principles of Environmental Education is through participatory management in laboratory practices based on the principle of source reduction which, in addition to helping environmental preservation, can generate economic benefits such as reduction in reagent consumption of order 33.33 to 80 %. Furthermore, it fosters the exercise of the critical thinking of the student and motivates their active participation as a citizen in terms of environmental problems, which are not only exclusive to the field of technology, but it also has the social responsibility of forming values, good habits and behaviors that influence people around them.

Reuse in textile bleaching processes of effluents from dyeing with reactive black dyes decolored by the fenton method

RESUMEN Se reusaron efluentes textiles provenientes de teñidos negros reactivos, decolorados por el método de oxidación avanzada Fenton en procesos de blanqueo de fibra celulósica por agotamiento. Se recolectaron efluentes textiles provenientes de dos teñidos reactivos negros: Corafix Black SD y Corazol Black B 133 %, simulados y reales, para ser decolorados con el tratamiento Fenton. Se monitoreó la decoloración usando espectrofotometría UV-visible, se determinaron las proporciones óptimas de reactivo Fenton (sal de Fe (II) (g)/H2O2 (mL)): 0,0156 g/mL y 0,0251 g/mL con un tiempo de reacción de 90 minutos y pH óptimos de tratamiento de 3,70 y 3,88 para los efluentes textiles provenientes de teñido con colorantes Corafix Black SD y Corazol Black B 133%, respectivamente. Los efluentes tratados se caracterizaron, adecuaron y usaron en el blanqueo de tejidos celulósicos. Se obtuvo textiles con un grado de blancura de 74,73 °Be y 73,41 °Be, similares al sustrato blanqueado con agua blanda (76,61°Berger). Se compararon: las curvas de reflectancia con el espectrofotómetro Datacolor SF550, hidrofilidad y capilaridad según métodos normalizados. Finalmente se concluyó que el tratamiento Fenton es viable para este tipo de efluentes negros reactivos, pues se obtuvieron sustratos blanqueados con propiedades similares al blanqueo con agua blanda.

ABSTRACT Textile effluents from reactive black dyes, decolorized using the advanced Fenton oxidation method, were reused in cellulosic fiber exhaustion bleaching processes. Textile black reactive effluents were collected, provided from two recipes of reactive blacks; Corafix Black SD (Black SD) and Corazol Black B 133 % (Black 5), simulated and real, due to being decolored by the Fenton treatment. The discoloration was monitored using UV- visible spectrophotometry, the optimal proportions of Fenton reagent (Fe (II) salt (g) / H2O2 (mL)) were determined: 0,0156 g / mL and 0,0251 g / mL with 90 minutes of reaction time, and optimal treatment pH of 3,70 and 3,88 for textile effluents from dyeing with Corafix Black SD and Corazol Black B 133 % dyestuffs respectively. The discolored effluents were characterized, adequated, and used in bleaching of cellulosic fabrics. Textiles with a degree of whiteness of 74,73 °Be and 73,41 °Be were obtained, similar to the substrate bleached with soft water (76,61 °Be). The reflectance curves were compared with the Datacolor SF550 spectrophotometer, hydrophilicity and capillarity according to standardized methods. Finally, it was concluded that the Fenton treatment is viable for this type of reactive black effluent since bleached substrates with properties similar to bleaching with soft water were obtained.

Synthesis, caracterization and evaluation of biological activity of cobalt with pyrazinamide coordination compounds

RESUMEN En este estudio se han sintetizado dos nuevos compuestos de coordinación de cobalto con pirazinamida: Co-PZA (1) y Co-PZA (2), a partir de dos sales precursoras de cobalto y el fármaco pirazinamida. El objetivo de este estudio ha sido elucidar la estructura química de cada complejo sintetizado mediante el uso de las técnicas de caracterización conocidas, así como evaluar y comparar su actividad biológica respecto al fármaco libre pirazinamida. Con respecto a la caracterización, se usaron las técnicas de análisis elemental de C, H y N, espectroscopía de absorción atómica de cobalto, análisis termogravimétrico, susceptibilidad magnética, espectroscopía de UV-Visible, infrarrojo y Raman. La actividad biológica fue evaluada determinando la concentración mínima inhibitoria en cultivos de Mycobacterium tuberculosis. La fórmulas moleculares propuestas a partir de los resultados de la caracterización fueron: [Co(PZA)2Cl2] para el complejo Co-PZA (1) y [Co(PZA)2(NO3)2].H2O para el complejo Co-PZA (2). Los dos complejos presentaron mayor capacidad antimicrobiana que pirazinamida.

ABSTRACT In this study, two new cobalt with pyrazinamide (PZA) coordination compounds: Co-PZA(1) and Co-PZA (2) were synthesized from two cobalt precursor salts. The aim of this study is to elucidate the chemical structure of each synthesized complex by using characterization techniques, as well as to evaluate their anti-tuberculous activity compared to pyrazinamide. The characterization techniques comprised, C, H and N elemental analysis, atomic absorption spectroscopy of cobalt, thermogravimetric analysis, magnetic susceptibility, UV-Visible, infrared and Raman spectroscopy. The antibiotic activity was tested by determining the minimum inhibitory concentration in a Mycobacterium tuberculosis culture. The predicted molecular formulas from characterization results were: [Co(PZA)2Cl2] for Co-PZA (1) complex and [Co(PZA)2(NO3)2].H2O for Co-PZA (2) complex. The two complexes showed a higher antimicrobial capacity than pyrazinamide.

Seasonal variation of the chemical constituents of the essential oil of the leaves from Ophryosporus peruvianus

RESUMEN El arbusto efímero Ophryosporus peruvianus fue recolectado por cinco meses (diciembre 2018 hasta abril 2019) en Andahuaylillas (Cusco). El aceite esencial de las hojas del arbusto fue obtenido por hidrodestilación y analizado por cromatografía gaseosa acoplado a espectrómetro de masas. Fueron identificados 89 componentes del aceite esencial entre monoterpenos oxigenados, hidrocarburos sesquiterpénicos, sesquiterpenos oxigenados, diterpenos oxigenados, entre otros, de los cuales los componentes mayoritarios fueron los hidrocarburos sesquiterpénicos β-cariofileno, (Z)-β-farneseno y β-sesquifelandreno y estuvieron presentes en las muestras de los 5 meses de colecta.

ABSTRACT The ephemeral shrub Ophryosporus peruvianus was collected for five months (December 2018 - April 2019) in Andahuaylallas (Cusco). The oil essential from leaves of the bush was obtained by hydrodistillation and analyzed by gas chromatography coupled to a mass spectrometer. Eigthy nine components of the essential oil were identified among oxygenated monoterpenes, sesquiterpenes hydrocarbons, sesquiternes oxygenated, oxygenated diterpenes, among others, of which the major components were the sesquiterpenes hydrocarbons β-caryophyllene, (Z)-β-Farnesene y β-Sesquiphellandrene and were presents in the samples of the five months of collection.