Aceites Esenciales con propiedades antimicrobianas RESUMEN El presente estudio trata sobre la extracción y evaluación del perfil biológico antimicrobiano in vitro de aceites esenciales de especies vegetales aromáticas. Los aceites fueron obtenidos mediante destilación por arrastre de vapor de agua de diferentes órganos: partes aéreas (hojas y tallos) y dermis de cítricos (cáscara). El crecimiento del hongo saprófito Neurospora crassa fue inhibido por el aceite de Citrus limetta (Lima) a concentraciones de 0, 5 mg/ml. El aceite de Rosmarinus oficinalis (Romero), a una concentración de 1 mg/ml, inhibió el crecimiento de la bacteria Staphylococcus aureus. Mientras que los aceites de Petroselium sativum (Perejil), Satureja boliviana (Khoa), Schínus molle (Molle), Citrus aurantium (Naranja), Citrus paradisii (Toronja) y Citrus nobilis (Mandarina), inhibieron el crecimiento tanto de hongos a 0, 5 mg/ml, como bacterias a 1 mg/ml Entre estas últimas esencias, las del Perejil y Molle a 3.7 mg/ml y la Khoa a 7.5 mg/ ml inhibieron el crecimiento de Sigella flexneri. 1. INTRODUCCION Universidad Mayor de San Andrés Facultad de Ciencias Farmacéuticas y Bioquímicas Instituto de Investigaciones Fármaco Bioquímicas-IIFB Area Temática de Química Farmacéutica • A quien debe dirígírse la correspondencia • íifb@hotmail.com Bolivia presenta una diversidad de zonas geográficas con climas variados, favoreciendo de esta manera que exista una gran riqueza de flora con propiedades medicinales aún no estudiadas en su totalidad. Con este trabajo pretendemos contribuir a las investigaciones científicas sobre aceites esenciales de plantas aromáticas comunes en nuestro país. Los aceites esenciales son los constituyentes odoríferos o esencias de una planta, son productos volátiles, aromáticos, constituidos por una mezcla compleja de varias sustancias,' 2.2 generadas por lo general mediante la ruta biosintética del ácido mevalónico.4,5,6 El término aceite probablemente se origina del hecho que, el aroma de una planta existe en forma líquida inmiscible en agua, en glándulas o entre células. Los aceites esenciales se hallan en las flores, sumidades floridas, hojas, frutos y semillas de los vegetales a veces, aunque no muy frecuentemente, en los tallos y raíces. Su distribución es amplia en el reino vegetal.3,4,5 Los aceites esenciales son utilizados en la industria cosmética, farmacéutica, alimenticia y entre otros usos, son materia prima pivotal en la aromaterápia atribuyéndoseles acciones antibacterianas; antifúngicas; antivirales, etc.7 Cabe destacar que es también importante el procedimiento que se emplea para la obtención de las esencias de los vegetales, es así que existen varias técnicas, entre Vol. VII - Diciembre de 1999 FLORES, VELASCO, FIGUEROA, GIMENEZ. las más utilizadas están el método por arrastre de vapor de agua, la extracción por fluidos en estado supercrítico, la expresión en frío y otros métodos específicos que se utilizaran de acuerdo al uso final que tendrán los aceites esenciales. 8' 9 METODOLOGÍA OBTENCION DE LOS ACEITES ESENCIALES POR ARRASTRE DE VAPOR Los aceites esenciales fueron obtenidos por el método de arrastre de vapor de agua, utilizando un extractor de aluminio de capacidad de 12 litros, para procesar aprox. 1 kilo de material vegetal. Consta del reservorio de agua (3Lt) un trípode (18cm) y una rejilla milimétrica metálica sobre la cual se deposita la muestra vegetal pesada (0.5 a 1.0Kg). El extractor cerrado herméticamente esta conectado aun condensador de serpentín, que desemboca en una bureta graduada. Cuando el volumen de aceite destilado se mantiene constante, se considera punto final de la extracción. El aceite extraído es secado con Na2SO4 anhidro y conservado a -20 °C en tubos tapa rosca. 70'17,72 ATCC 12022, Escherichia coli ATCC 8739.a una población de 106 ufc/ml. La caja fue incubada 372C durante 24 hrs antes de leer el crecimiento o inhibición.14 Concentración Mínima Inhibitoria (CIM): Se realizó la técnica de microdilución utilizando el medio caldo Mueller Hinton (MHB-DIFCO), en el que se realizaron las diluciones de los aceites en estudio a partir de 30mg/ml, adicionando una población bacteriana a 3 x 106 ufc/ml de cada microorganismo, colocando en la microplaca controles de crecimiento bacteriano; control de esterilidad y control de solvente. Una vez montada toda la microplaca, se incubo a 372C por 16-18 hrs;, despues de este periodo las placas se examinaron visualmente. 14 El punto final (Concentración Mínima Inhibitoria) se considera la menor concentración de compuesto frente a la cual el microorganismo ensayado no presenta desarrollo visible. El criterio de desarrollo es una turbidez definida como se presenta en el control de crecimiento; y la CIM se observa cuando no hay turbidez, como el control de esterilidad. Concentración Mínima Bactericida (CMB): PRUEBAS BIOLOGICAS Todo el material de vidrio, medios de cultivo, y agua destilada fueron esterilizados en autoclave (Al¡ American, Mod-No 25X) a 120 °C, por 15 min a 1.5 atm. Los medios de cultivo utilizados fueron Agar Saboraud, Caldo Saboraud, Agar Muller Himton, Caldo Soya Tripticasa. Como control en las pruebas antifúngicas, se utilizó Ketoconazol (2.5 ug/ml) y en las pruebas antibacterianas, Gentamicina(10ug/ml). Evaluación antifúngica contra Neurospora crassa 1M70, ATCC 9279: En una microplaca de 24 pozos se colocaron los aceites (a 1.0, 0.5 y 0.2mg/ml) mezclados con el medio inoculado con esporas (106) de N. Crasssa. La microplaca fue incubada a 289C en estufa por 24hr antes de realizar la lectura del crecimiento o inhibición. 13 Evaluación antifúngica contra Candida albicans ATCC 10231 En una microplaca de 24 pozos se colocaron los aceites (a 1.0, 0.5 y 0.2mg/ml) mezclados con el medio, una vez solidificado, se siembró C. albicans.(106 ufc/ml) La microplaca fue incubada a 372C en estufa por 24hr antes de realizar la lectura del crecimiento o inhibición. Evaluación antibacteriana contra Bacterias: El grado de inhibición de crecimiento mediante fue determinado mediante la técnica de Mitcher, utilizando caja Petri y mezclando el aceite (1 mg/ml) con el medio de cultivo (MHA) sobre el cual se sembraron las bacterias en estudio: Staphylococcus aureus ATCC 6538 Shigella flexneri La CMI mide la capacidad del agente antimicrobiano para inhibir la multiplicación del microorganismo. En consecuencia los microorganismos presentes en el inóculo pueden ser "sólo inhibidos" por el compuesto antibacteriano, estos reinician su crecimiento si se elimina la acción del compuesto, en este caso se dice que es Bacteriostático . En caso de ser Bactericida los microorganismos no podrán volver a multiplicarse aunque sean separados del compuesto antibacteriano. Estas pruebas se basan en la anterior técnica de microdilución. Se realiza diluciones de la suspensión bacteriana inicial de 1x106 ufc/ml, para determinar el número real de unidades formadoras de colonias del inóculo. Después de realizar la lectura de la CIM, se sembraron 100 ul de todos los pocillos que no tuvieron desarrollo (no turbios) en cajas Petri con agar Nutritivo,se incubaron las cajas, a 372C por 16-18 hrs.14 Después del tiempo de incubación, realizar el recuento de colonias desarrolladas y se compara con el inóculo inicial (105ufc/ml). Dado que las substancias bactericidas no siempre esterilizan totalmente una población bacteriana, la mínima concentración del agente antibacteriano que permita sobrevivir a menos de 0,1% del inóculo original se denomina CONCENTRACION BACTERICIDA MINIMA O CONCENTRACION LETAL MINIMA.15 JARABE 15 MG AMBROLITIC CAPSULAS 30 MG C♦1 Chiesi Wassermann Ambroxol España Monosustancia de doble dimensión t Iva enso ac' M uco l ltlva - T * Fabricado bajo licencia por: Laboratorios Alfa Ltda. Vol. VII- Diciembre de 1999 ACEITES ESENCIALES CON PROPIEDADES ANTIMICROBIANAS Biológicos RESULTADOS Químicos La Tabla No 1, detalla el nombre científico, nombre común y porcentaje de rendimiento del aceite esencial destilado de cada una de las 9 plantas estudiadas. Este gráfico, representa el rendimiento relativo de los aceite obtenidos durante nuestros estudios. Puede observarse que la especie de mayor rendimiento es el Molle, dentro de las especies de los cítricos, la Naranja produce más aceite que la Toronja, la Mandarina, y la Lima, mientras que la esencia de perejil es la menos abundante. Todos los aceites esenciales fueron evaluados mediante pruebas in vitro contra bacterias Gram (+) y Gram (-), así como contra mohos y levaduras para definir su actividad antíbacteriana y antifúngica. Los resultados de las pruebas antibacterianas se detallan en la Tabla No. 2 y los resultados de las pruebas antifúngicas se presentan en la Tabla No. 4. TABLA No 2.- RESULTADOS DE LA ACTIVIDAD ANTIBACTERIANA DE LOS ACEITES ESENCIALES A 1 MG/ML TABLA No 1.- NOMBRE CIENTIFICO , NOMBRE COMUN Y RENDIMIENTO DE LAS ESPECIES VEGETALES. Nombre científico Nombre común Rendimiento Nombre científico 1 2 3 Petroselium sativum (-) (+) (-) Citrus limetta (-) (-) (-) Citrus paradisii (+) (-) (-) Citrus nobilis (+) (-) (-) Petroselium sativum Perejil 0.09% Citrus limetta Lima 0.10% Citrus paradisii Toronja 0.20% Citrus nobilis Mandarina 0.27% Citrus aurantium (+) (-) (-) Citrus aurantium Naranja 0.33% Cymbopgon citratus (+) (-) (-) Cymbopgon citratus Paja Cedrón 0.40% Satureja boliviana (-) (+) (-) Satureja boliviana Khoa 0.45% Rosmarinus oficinalis Romero 0.55% Rosmarinus oficinalis (+) (-) (-) Schinus molla Molle 0.72% Schinus molle (+) (+) (-) 1 Staphylococcus aureus: 2 Shigella flexneri: 3 Escherichia coli GRAFICO No 1 (V/P)*100 0.80% 070% 0.60%-1--0-50 %------ El Pelroseoum salivum ^'Olms limalla 110 lrus paradisii El Olmo nobilis Olma aurantium ^mlwpgan cilratus -Solurele boliviana Rosmarinus oficinalis 1 Scbinus molla 0.40%-1--0.30 % 0.20% 0.00%-I, Rendimiento Especies vegetales CREMA GRAMON BOLIVIA LTDA Av. Ecuador 2387 esq. Waldo Ballivián (Sopocachi) Teléfonos: 410215 - 411762 Fax: 411762 Casilla 1998 La Paz - Bolivia Vol. VII - Diciembre de 1999 ,,:. FLORES, VELASCO, FIGUEROA, GIMENEZ. TABLA No 3.- RESULTADOS DE CIM Y CBM DE LOS ACEITES ESENCIALES 1 Nombre científico 2 Petroselium sativum CIM 3,7 mg/ml CMB 3,7 mg/ml Satureja boliviana CIM 7,5 mg/ml CMB 30 mg/ml Schinus molle 1 Staphylococcus aureus CIM 15 mg/mI CIB 3,7 mg/ml CMB 15 mg/ml CMB 15 mg/ml 2 Shigella flexneri TABLA NO 4.- RESULTADOS DE LA ACTIVIDAD ANTIFÚNGICA DE LOS ACEITES. Neurospora crassa C. albicans Nombre científico 1,0 mg/mI 0,5 mg/mI 0,25 mg/ml 1,0 mg/mI Petroselium sativum () (+) () () Citrus limetta + Citrus paradisii (+) O O () Citrus nobilis (+} {) O {) Citrus aurantium (+) {) () () Cymbopgon citratus (+) () () () Satureja boliviana (+) (+) () () Rosmarinus oficinalis (} () () () Schinus molle {+) (+) {} (} BIBLIOGRAFÍA 1.- FERNAROLI, Giovanni."Sostance Aromatiche Natturali", Ed. Ulrico Hoepli; Milan 1963 2.- HARRISON, Jack."Curso de Farmacognosia", Universidad San Marcos; Lima, 1984 9.- DE OLIVEIRA J.V. "Recientes Pesquisas en Extracción Supercrítica No DEQUFSC", Memorias del Primer Encuntro sobre Extracción Supercríticas de Productos Naturales, UNICAMP-CAMPINAS, Brasil, 1994. 3.- BANDONI,Arnoldo, MIZRAHI Isaac, "Taller Normalización de Esencias", Programa Agroquímico CORDECO-UMSS; Cochabamba, 1993. 10.- FIGUEROA, Nelson. "Evaluación Antibacteriana, Antifúngica, Insecticida y Caracterización Química de los Aceites Esenciales Extraídos de Especies Vegetales Aromáticas, con Valor Comercial", Tesis BioquímicoFarmacéutico, UMSA. 1996. 4.- VARRO E, Tyler et al "Farmacognosy", 9Th Edition, Lea Febiger; Philadelphia, (1989). 11.- RETAMAR, Juan. "Curso Sobre Aceites Esenciales" Primera Parte, FCPN-UMSA, 1993. 5.- LOCK DE UGAZ, Olga."Investigación Fitoquímica", Ed. PUCP; Lima, 1995. 12.- MOLLI, José. "Curso Sobre Aceites Esenciales" Segunda Parte, FCPN-UMSA, 1993. 6.- TREASE ANDEVANS "Pharmacongosy" 2'' Edition WB Saunders, Londosn 1998. 13.- FLORES, Esther. "Manual de Pruebas Antifúngicas para Productos Naturales" IIFB-UMSA, 1998. 7.- www.Frontiercoop.com/aromatherapy. 8: LANCAS F., VILLEGAS J., QUEIROZ M, MARCHIE., "Proyecto Construcción Supercriticas de Productos Naturales, UNICAMP-CAMPINAS, Brasil, 1994. 14.- VELASCO, Patricia. "Manual de Pruebas Antifúngicas para Productos Naturales" IIFB-UMSA, 1998. 15.- KONEMAN W. Elmer. "Diagnóstico Microbiológico" 3ra. Ed. Panamericana, 1992. GRANULADOS FOSCAL TABLETAS El recalcificante de 1 ra. elección LABORATORIOS ALFA Ltda. ELTRIANGULO DE LA CALIDAD Vol. VII- Diciembre de 1999 40