Revista de la Sociedad Química del Perú

Antibacterial activity and chemical composition of the essential oil of Aloysia aloysioides Loes

RESUMEN En la presente investigación se estudió al aceite esencial de la “lima-lima” (Aloysia aloysioides Loes y Moldenke), fue colectada en el distrito de Tintay, Apurímac-Perú, los pobladores de esta zona, lo utilizan por sus propiedades antiinflamatorias en forma de emplastos. El objetivo es extraer y caracterizar al aceite esencial de la Aloysia aloysioides Loes & Moldenke y evaluar la actividad antibacteriana. A partir de 674 gramos de muestra fresca (ramas) se obtuvo el aceite esencial por destilación por arrastre con vapor, luego, se caracterizó realizando un análisis fisicoquímico, cromatográfico por CG-EM, espectroscópico FT-IR y el análisis antibacteriano. Se obtuvo el aceite esencial con un rendimiento de 0,38%; se identificó al β-Cariofileno (10,88 %), limonelo (9.9 %), p-cimeno (7,22%), Oxido de cariofileno (5,98 %), Nerolidol (4,96 %) y α-humuleno (4,92 %) como componentes mayoritarios. Además, este aceite esencial tiene actividad antibacteriana frente a Staphylococcus aureus, hasta un 73% de efectividad cercano a la gentamicina; por estas razones podría ser usado en preparaciones farmacéuticas.

ABSTRACT In the present investigation the essential oil of the "lime-lime" (Aloysia aloysioides Loes and Moldenke) was studied, it was collected in the district of Tintay, Apurímac-Peru, the inhabitants of this area, use it for its anti-inflammatory properties in the form of plasters. The objective is to extract and characterize the essential oil of Aloysia aloysioides Loes & Moldenke and evaluate the antibacterial activity. From 674 grams of fresh sample (branches) the essential oil was obtained by steam distillation, then it was characterized by performing a physicochemical analysis, chromatographic by GC-MS, spectroscopic FT-IR and antibacterial analysis. The essential oil was obtained with a yield of 0.38%; β-Caryophyllene (10.88%), limonel (9.9%), p-cymene (7.22%), caryophyllene oxide (5.98%), Nerolidol (4.96%) and α-humulene were identified (4.92%) as majority components. In addition, this essential oil has antibacterial activity against Staphylococcus aureus, up to a 73% effectiveness close to gentamicin; for these reasons it could be used in pharmaceutical preparations.

Anti-inflamatory and antioxidant activity of three varieties of Opuntia ficus-indica “Tuna”

RESUMEN Se determinó la actividad antiinflamatoria y antioxidante del extracto hidroalcohólico de fruto de las variedades anaranjada, morada y blanca de Opuntia ficus-indica. Los métodos fueron: fenoles totales por Folin-Ciocalteu, flavonoides por cloruro de aluminio y la actividad antioxidante por DPPH, ABTS y FRAP; y la actividad antiinflamatoria in vitro por estabilización de membrana de glóbulos rojos. El contenido de fenoles totales fue 4,08, 3,87 y 3,69 mg EAG/g de extracto para las variedades anaranjada, blanca y morada, respectivamente (p>0,05); el de flavonoides fue mayor en la variedad anaranjada (2,36 mg EQ/g), seguida de la variedad morada (2,29 mg EQ/g) y blanca (2,0 mg EQ/g) (p<0,05), respectivamente. La capacidad secuestradora de radical libre DPPH de la variedad anaranjada presentó mayor actividad (6,20 μmol ET/g) (p<0,05), para ABTS la variedad morada presentó mayor actividad (25,35 μmol ET/g) (p<0,05) y para el potencial antioxidante reductor del hierro (FRAP), las tres variedades presentaron valores similares (p>0,05). El porcentaje de actividad antiinflamatoria in vitro, fueron para la variedad anaranjada (60,32%), morada (51,37%) y blanca (36,01%), respectivamente, mostrando menor actividad, frente a dexametasona (87,93%) y diclofenaco (84,60%) (p<0,05). Se concluye que la pulpa de los frutos de las tres variedades tienen actividad antioxidante y antiinflamatoria.

ABSTRACT The anti-inflammatory and antioxidant activity of the hydroalcoholic extract of the fruit of the orange, purple and white varieties of Opuntia ficus-indica was determined. The methods were: total phenols by Folin-Ciocalteu, flavonoids by aluminum chloride and antioxidant activity by DPPH, ABTS and FRAP; the anti-inflammatory activity in vitro by the red blood cell membrane stabilization method. The total phenolic content for the orange, white and purple varieties were 4.08, 3.87 and 3.69 mg GAE/g (p> 0.05). The flavonoid content was higher in the orange variety with 2.36 mg QE/g, followed by the purple and white variety with 2.29 and 2.0 mg QE/g (p <0.05). In the free radical scavenger for DPPH the orange variety presents a higher activity of 6.20 μmol TE/g (p <0.05), for ABTS the purple variety presents 25.35 μmol ET/g (p<0.05) and for the ferric reducing activity potential (FRAP) the varieties did not show differences (p> 0.05). In the anti-inflammatory activity in vitro, the orange (60.32%), purple (51.37%) and white (36.01%) varieties showed lower activity, when were compared to dexamethasone (87.93%) and diclofenac (84.60%) (p <0.05). It is concluded that the pulp of the fruit of the three varieties from Opuntia ficus-indica "prickly pear" have antioxidant and anti-inflammatory activity

Anthocyanins in the cobs and extracts of purple corn (Zea Mays L) “INIA 615” preserved under shelf

RESUMEN Se identificaron y cuantificaron por cromatografía UPLC antocianinas en corontas de maíz morado (Zea mays L) “INIA 615” o “Negro Canaán” y sus extractos conservados en envases de vidrio en anaquel. Se aplicó el método del pH diferenciado para antocianinas totales y el Diseño Factorial de Variables Mixtas 3x2^2 con 14 tratamientos, utilizando el software Statgraphics Centurión XVII para el análisis estadístico, siendo las variables independientes: a) tiempo de almacenaje/muestro: 15, 52 y 90 días; b) envases ámbar, verde e incoloro con iluminación permanente de 470 lux /m2; c) pH 3, 3,5 y 4, mientras que la variable dependiente fue la degradación de antocianinas totales. En corontas se encontró 12,98 mg/g de antocianinas totales siendo 4,94 mg/g de cianidina-3-glucósido y 3,38 mg/g de cianidina-3- (6”malonilglucósido). En los extractos se encontraron principalmente cianidina-3-glucósido (93,56 µg/mL) y cianidina-3-(6”malonilglucósido) (48,15 µg/mL). Las variables tuvieron un nivel de significancia p<0,05. A 90 días ambas cianidinas se degradaron: cianidina-3- glucósido (69,63%, ámbar, pH 3; 79,05%, incoloro, pH 4) y cianidina-3-(6”malonilglucósido) (91,61%, ámbar, pH 3; 95,35% incoloro, pH 4).

ABSTRACT Anthocyanins were identified and quantified by UPLC in purple corn cobs (Zea mays L), also called “INIA 615” or “Negro Canaán”, and their extracts were preserved in glass containers on a shelf. The differentiated pH method and 3x2^2 Mixed Factorial Design with 14 fact treatments were applied to total anthocyanins using the Statgraphics Centurion XVII for statistical analysis and taking into account the degradation of total anthocyanins as the dependent variable as well as the following independent variables: a) storage/sampling time: 15, 52, and 90 days; b) amber, green, and colorless containers with permanent lighting of 470 lux/m2; and c) pH 3, 3.5, and 4. In crowns, 12.98 mg/g of total anthocyanins were found, including 4.94 mg/g of cyanidin-3-glucoside, and 3.38 mg/g of cyanidin-3-(6''- malonylglucoside). Extracts mostly contained 93.56 µg/mL of cyanidin-3-glucoside, and 48.15 µg/mL of cyanidin-3-(6''-malonylglucoside). Variables had a significance level of p < 0.05. At 90 days, both cyanidins were degraded: cyanidin-3-glucoside (69.63%, amber, pH 3; 79.05%, colorless, pH 4), and of cyanidin-3-(6''-malonylglucoside) (91.61%, amber, pH 3; 95.35%, colorless, pH 4).

Chemistry composition and antibacterial activity of the essential oils of Citrus paradisi, Juglans neotropica Diels, Schinus molle y Tagetes elliptica Smith

RESUMEN La composición química y el efecto antibacteriano de los aceites esenciales de Citrus paradisi, Juglans neotropica Diels, Schinus molle L. y Tagetes elliptica Smith) fueron determinados por cromatografía de gases/espectrometría de masas (CG/EM) y microdilución en placa respectivamente. En Citrus paradisi, se encontraron 21 componentes, siendo los principales el D-Limoneno (83,45%), octanal (8,68%) y β-mirceno (2,48%); en Juglans neotropica Diels se encontraron 36 componentes, siendo los principales el α-pineno (39,88%), cariofileno (27,66%) y β-pineno (11,00%); en Schinus molle se encontraron 37 componentes, siendo los principales α-felandreno (19,59%), canfeno (19,10%) y α-pineno (16,56%); y en Tagetes elliptica Smith se encontraron 33 componentes, siendo los mayoritarios β-mirceno (63,49%), cis-lanalool óxido (10,07%) y 2-tujeno (7,77%). Las concentraciones mínimas inhibitorias (CMIs) para los aceites esenciales de Citrus paradisi, Juglans neotropica Diels, Schinus molle L. y Tagetes elliptica Smith fueron menores a 2,5 µL/mL para Staphylococcus aureus, y para Staphylococcus epidermidis fueron menores de 5 µL/mL, con excepción de Juglans neotropica Diels que fue > 40 µL/mL; y todos los aceites fueron inactivos contra Pseudomonas aeruginosa. Los resultados encontrados corroboran el gran potencial antibacteriano de los aceites esenciales estudiados.

ABSTRACT The chemical composition and the antibacterial effect of the essential oils of Citrus paradisi, Juglans neotropica Diels, Schinus molle L. and Tagetes elliptica Smith) were determinided for gas chromatography/Mass spectrometry (GC/MS) and plate microdilution respectively were studied. In Citrus paradisi, 21 components were found, the main ones being D-Limonene (83,45%), octanal (8,68%) and β-myrcene (2,48%); in Juglans neotropica Diels 36 components were found, the main ones being α-pinene (39,88%), caryophylene (27,66%) and β-pinene (11,00%); 37 components were found in Schinus molle, the main α-phelandrene (19,59%), camphene (19,10%) and α-pinene (16,56%); and in Tagetes elliptica Smith found 33 components, with the majority being β-mircene (63,49%), cis-lanalool oxide (10,07%) and 2-tujene (7,77%). The minimum inhibitory concentration (MIC) for the essential oils of Citrus paradisi, Juglans neotropica Diels, Schinus molle L. and Tagetes elliptica Smith were less than 2.5 µL/mL for Staphylococcus aureus, and for Staphylococcus epidermidis were less than 5 µL/mL, with the exception of Juglans neotropica Diels which was > 40 µL/mL; and all the oils were inactive against Pseudomonas aeruginosa. The results found corroborate the great antibacterial potential of the essential oils studied.

Experimental study of the degradation of the pesticide metomil in surface waters applying advanced oxidation processes

RESUMEN El uso intensivo de agroquímicos para la producción de alimentos en los países en desarrollo ha generado un problema de interés ambiental pues muchas de estas sustancias que suelen ser difíciles de biodegradar pueden alcanzar fuentes naturales generando su contaminación. Es por ello que la búsqueda de nuevas tecnologías para la eliminación de estos contaminantes ha surgido con mucho interés. Los procesos avanzados de oxidación (PAOs), cuya principal característica es la generación de especies altamente oxidantes como el radical hidroxilo, pueden lograr la modificación química del contaminante generando subproductos que pueden ser menos dañinos con el medio ambiente. En este trabajo se evaluó la degradación de metomilo, un insecticida altamente utilizado en la región de Arequipa, Perú, utilizando diferentes PAOs como la ozonización en medio alcalino, UV-C/H2O2 y procesos foto-Fenton a pH ácido. Se evaluó a escala de laboratorio el efecto de matriz de aniones como bicarbonatos, fluoruros y nitratos y posteriormente en aguas naturales superficiales. Los resultados indican que la mayor eliminación de metomilo en agua real se logró en 99.38 % bajo UV-C/H2O2 seguida del proceso fotofenton, con un 94.12 % de degradación y la ozonólisis a pH alcalino (pH 11) con un 40% de degradación, demostrando que los PAOs evaluados pueden ser una alternativa promisoria para eliminar agroquímicos de fuentes naturales.

ABSTRACT The intensive use of agrochemicals for food production in developing countries has generated a problem of environmental concern since many of these substances, which are usually difficult to biodegrade, can reach natural sources, generating their contamination. That is why the search for new technologies for the elimination of these pollutants has arisen with great interest. Advanced oxidation processes (AOP), whose main characteristic is the generation of highly oxidizing species such as the hydroxyl radical, can achieve the chemical modification of the pollutant, generating by-products that can be less harmful to the environment. In this work, the degradation of methomyl, a highly used insecticide in the Arequipa region, Peru, was evaluated using different PAOs such as ozonation in alkaline medium, UV-C/H2O2 and photo-Fenton processes at acid pH in natural surface waters. The effect of anion matrix such as bicarbonates, fluorides and nitrates were evaluated on a laboratory scale and later in natural surface waters. The results indicate that the highest methomyl removal in real water was achieved at 99.38% for UV-C/H2O2 followed by the photofenton process, with 94.12% degradation and ozonolysis at alkaline (pH 11) with 40% degradation, demonstrating that the evaluated PAOs can be a promising alternative to eliminate agrochemicals from natural sources.

Evaluation of the synergistic activity between chitosan from squid plume (Dosidicus Gigas) and citric acid in the browning of custard apple pulp (Annona cherimola Mill.)

RESUMEN El estudio de investigación consistió en tres etapas: primero obtener y caracterizar al quitosano extraído a partir de la pluma de pota, segundo seleccionar la variedad de chirimoya apropiada en función al rendimiento del fruto y tercero estudiar el efecto sinérgico entre el quitosano y ácido cítrico en el control del pardeamiento enzimático de la pulpa de chirimoya. En la caracterización del quitosano se obtuvo un valor de 846 kDa de peso molecular y 78,2% del grado de desacetilación. Empleando un Diseño Completamente al Azar (DCA) se evaluó tres variedades de chirimoya (Lisa, Impresa y Umbonata) seleccionando la variedad Lisa por el mayor rendimiento en pulpa; luego se empleó un Diseño de Bloques Completamente al Azar (DBCA) evaluando cuatro tratamientos (T) por triplicado en la pulpa estandarizada, el cuarto tratamiento (0,75% quitosano + 3% ácido cítrico) presentó la menor actividad de la polifenoloxidasa (70,80 unidades de PPO/min x g de muestra) y ralentizó la oxidación del contenido de polifenoles totales (28 mg de ácido gálico/100 g en peso de pulpa fresca) durante la evaluación. La proyección de vida útil en la pulpa se obtuvo empleando la ecuación de Arrhenius y la variación de color, presentando el cuarto tratamiento el mayor tiempo (254 días), evidencia de un efecto sinérgico que contribuye a retrasar el pardeamiento enzimático en la pulpa de la chirimoya.

ABSTRACT The research study consisted of three stages: firstly, obtaining and characterizing the chitosan extracted from the squid plume, secondly selecting the appropriate variety of custard Apple based on the yield of the fruit, and thirdly, studying the synergistic effect between chitosan and citric acid on control of enzymatic browning of custard apple pulp. In the characterization of the chitosan a value of 846 kDa of molecular weight and 78.2% of the degree of deacetylation was obtained. Using a Completely Randomized Design (CRD), three cherimoya varieties (Lisa, Impresa and Umbonata) were evaluated, selecting the Lisa variety for the highest pulp yield; then a Completely Randomized Block Design (CRBD) was used evaluating four treatments (T) in triplicate in the standardized pulp, the fourth treatment (0.75% chitosan + 3% citric acid) presented the lowest polyphenoloxidase activity (70,80 PPO units/ min xg of sample) and slowed the oxidation of the total polyphenol content (28 mg of gallic acid/100 g by weight of fresh pulp) during the evaluation. The projection of useful life in the pulp was obtained using the Arrhenius equation and the color variation, with the fourth treatment presenting the longest time (254 days), evidence of a synergistic effect that contributes to delaying the enzymatic browning in the pulp of the custard apple.

Added-value metals in the salado rivers located in the Sama and Locumba basins (Tacna Region - Peru) and their correlation with arsenic and boron

RESUMEN Los objetivos de la presente investigación fueron identificar y cuantificar metales con valor añadido potencialmente comercializables de ser recuperados o extraídos en dos ríos denominados Salado; uno ubicado en la cuenca hidrográfica de Locumba (Salado-Locumba) y el otro en la cuenca hidrográfica de Sama (Salado-Sama). Además, realizar un análisis de correlación de los contenidos de arsénico (As) y boro (B) presentes en 14 puntos de muestreo ubicados en diferentes fuentes de agua a lo largo de las dos cuencas. Se analizaron 49 elementos utilizando ICP-MS, en muestras de agua para determinar metales totales y disueltos. En los análisis de correlación, asociación y reducción de variables se aplicaron métodos estadísticos robustos. Los metales de valor añadido identificados fueron: Li, Rb, Cs y Ge en concentraciones de 1,818±0,415 mg/L, 0,248±0,048 mg/L, 0,361±0,104 mg/L y 0,005±0,002 mg/L en el río Salado-Locumba y 1,950±0,544 mg/L, 0,343±0,090 mg/L, 0,401±0,096 mg/L y 0,005±0,002 mg/L en el río Salado-Sama, respectivamente. Se determinó que la correlación entre las concentraciones de los elementos químicos de valor añadido Li, Rb, Cs y los elementos As y B presentes en 14 puntos de muestreo ubicados en diferentes fuentes de agua a lo largo de las dos cuencas, son estadísticamente significativos, positivos y altos (r>0,7 y p<0,01).

ABSTRACT The objectives of this research were to identify and quantify potentially marketable added value metals, if recovered or extracted, in two rivers called Salado; one located in the Locumba basin (Salado-Locumba) and the other in the Sama basin (Salado-Sama). In addition, perform a correlation analysis of the arsenic (As) and boron (B) contents present in 14 sampling points located in different water sources throughout the two basins. Total and dissolved metals (49) in samples were analyzed using ICP-MS. Robust statistical methods were applied in the correlation, association and reduction analysis of variables. The identified value-added metals were: Li, Rb, Cs and Ge in concentrations of 1,818±0,415 mg/L, 0,248±0,048 mg/L, 0,361±0,104 mg/L and 0,005±0,002 mg/L in the Salado-Locumba river, and 1,950±0,544 mg/L, 0,343±0,090 mg/L, 0,401±0,096 mg/L and 0,005±0,002 mg/L in the Salado-Sama river, respectively. It was determined that the correlation between the concentrations of the added value chemical elements Li, Rb, Cs and the elements As and B present in 14 sampling points located in different water sources along the two basins the two basins, are statistically significant, positive and high (r > 0,7 and p < 0,01).

Green chemistry - An eco-friendly alternative in obtaining Ag⁰ nanoparticles

RESUMEN El interés por las nanopartículas de plata (AgNPs) se debe a sus propiedades ópticas, catalíticas y antibacterianas; las cuales dependen de su tamaño, forma y estabilidad coloidal. Las AgNPs pueden ser obtenidas mediante técnicas químicas, físicas y biológicas; sin embargo, el enfoque de “Química Verde” promueve el desarrollo de investigaciones que no incluyan sustancias tóxicas o condiciones de costo elevado en la síntesis de nanopartículas, una alternativa es el uso de extractos de plantas, algas, hongos, bacterias y virus como agentes reductores y estabilizantes en el proceso de síntesis. Por tal motivo esta investigación emplea extractos etanólicos pétalos y hojas de t para la obtención de AgNPs con un tamaño de partícula menor a 50 nm. Mediante UHPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS-MS se identificaron los metabolitos secundarios mayoritarios presentes en los extractos etanólicos, las AgNPs fueron caracterizadas mediante UV-Vis, FTIR, DLS y FE-SEM.

ABSTRACT Attentiveness in silver nanoparticles (AgNPs) is due to their optical, catalytic and antibacterial properties; which depend on its size, shape and colloidal stability. AgNPs can be obtained by chemical, physical and biological techniques; However, “Green Chemistry” approach promotes the development of research that does not include toxic substances or high-cost conditions in the synthesis of nanoparticles, an alternative is the use of extracts of plants, algae, fungi, bacteria and viruses as agents. reducers and stabilizers in the synthesis process. For this reason, this research employs ethanolic extracts of petals and leaves of Solanum grandiflorum Ruiz & Pav to obtain AgNPs with a particle size less than 50 nm. Using UHPLC- ESI-Q-Orbitrap-MS-MS, the mayor secondary metabolites present in ethanolic extracts were identified, AgNPs were characterized by UV-Vis, FTIR, DLS and FE-SEM.