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Investigación » Biotecnología y Bioquímica » Profesores/Investigadores » Dra. López Pérez Mercedes Guadalupe » Laboratorio de Química de Productos Naturales

 

Las principales líneas de investigación de nuestro laboratorio son tres: Caracterización estructural de molécules volátiles y no volátiles (fundamentalmente carbohidratos y ácidos grasos), biodistribución de dichas moléculas en sistemas biológicos como plantas y ratas y finalmente, propiedades nutracéuticas de carbohidratos (fructanos) de Agaves en sistemas in vivo. Todos estos estudios se realizan con diferentes técnicas de espectrometría de masas como GC-MS, MALDI-TOF-MS, GC-IR-MS, ESI-MS, principalmente.

 

a) Compuestos orgánicos volátiles (VOC's).

Los compuestos volátiles son compuestos orgánicos conocidos como VOC (Volatile Organic Compounds por sus siglas en Inglés) generados por plantas, alimentos, animales, etc. Dentro de las principales funciones que este tipo de compuestos tienen se encuentran las siguientes: Estan involucrados en el sabor y aroma de casi todos los alimentos, sirven como atrayentes o repelentes de plagas, insectos, bichos, contaminantes ambientales, etc. Por otra parte, son marcadores de rutas metabólicas, ya sea en alimentos procesados o no, lo que es de gran ayuda, ya que permiten señalar en donde se esta presentando una problemática durante el procesamiento o maduración. Dentro de los puntos a resaltar en este tema, es el uso de herramientas analíticas que no requieren del uso de solventes que pudieran enmascarar la presencia de un compuesto no deseado. El sector beneficiado es muy amplio, ya que va desde el campo hasta el medio ambiente, pasando por el consumidor. Por otra parte, en los alimentos procesados, el estudio de volátiles también es parámetro de calidad y aceptación del producto, por lo que otro sector beneficiado con este tipo de análisis es el sector industrial.

 

b) Fructanos.

 

Los fructanos son oligosacáridos de reserva encontrados en muchas especies de Agaves del territorio Mexicano. Estos carbohidratos se encuentran en un 15% del reino vegetal, sin embargo en los Agaves constituyen casi el total de los carbohidratos, por lo que su importancia se potencia. Es sabido que la síntesis se lleva a cabo en las hojas pero se transporta hacia los tallos de las plantas, en donde se acumula y de ahí es suministrado de acuerdo a las demandas energéticas de la planta. Además de la importancia fisiológica de los fructanos en los Agave, éstos son la fuente de azúcares fermentables en el proceso de elaboración del tequila. Sin embargo, estos mismos fructanos presentan varios aspectos benéficos para la salud humana, entre los que se pueden mencionar: Efecto bifidogénico, poder anticancerígeno, mejora del sistema inmune, aumento de absorción de minerales, entre otros. Por lo que hemos iniciado varios tipos de ensayos, principalmente el uso de ratas para definir la relevancia de los fructanos de Agaves en aspectos de la salud. Los bioensayos con células in vitro y/o con ratas arrojarán resultados de gran importancia, ya que permiten correlacionar la estructura, cantidad y función de un compuesto. Los beneficiados serán todos los seres humanos.

 

 

Figura 1. Fragmento base de la estructura de los fructanos de Agaves con ramificaciones.

 

 

Figura 2. TLC de los diferentes grados de polimerización de varias especies de Agaves y otros cultivos que sintetizan fructanos.

 

 

Figura 3. Grado de polimerización (DP) de fructanos de Agave tequilana Weber var. azul, A. angustifolia y A. potatorum de 6 años por MALDI-TOF- MS.

 

c) Estudios isotópicos para establecer origen de especie y geográfico.

 

La autenticidad de muchos productos alimenticios es de gran importancia no sólo para proteger su origen geográfico sino principalmente su origen natural. El caso de las bebidas alcohólicas (tequila, mezcal, bacanora, sotol, etc.) étnicas de México es de los más relevantes y de mayor interés para nuestro grupo. Este tipo de estudio es el único que permite establecer la autenticidad de un producto, independientemente del alimento o compuesto que se trate. La base científica se encuentra en la correlación de la materia prima, ruta fotosintéica utilizada por los Agaves, en este caso, y la isotopía encontrada en los compuestos principales en la bebida alcohólica. En estos estudios se pretende establecer la huella isotópica de etanol de tequila para obtener los indices de autenticidad que permitan certificar al tequila elaborado de Agave tequilana Weber var azul, y producido en la zona de denominación de origen. De esta manera se puede protejer adecuadamente las denominaciones de origen y la reputación del país así como compañías que elaboran dichos productos. Por lo cual los sectores beneficiados en este caso es toda la cadena Agave-Bebida, donde se incluye a los agricultores, industriales, país y consumidores.

 

Tabla 1. Valores promedio de isotópos estables para la autenticidad de Tequila. plantas CAM (13/12C = -11.5 a -14.2).

 

 

Isótopo Tequila A. tequilana
13/12C  (Ruta fotosintética) -12.64 11.76
18/16O (Origen geográfico)  +22.45 +26.96

 

 

d) Productos Nutracéuticos

 

 

Los nutracéuticos tienen su origen en la prevención o mejora en la salud a partir del consumo de alimentos o ingredientes de éstos, pues muchas funciones del organismo dependen de substancias de origen alimenticio. Los nutracéuticos, cuando son consumidos tienen una función muy específica (impactan positivamente la salud de un individuo) a través de: incremento de los mecanismos de defensa, prevención contra enfermedades específicas, recuperación y control de las condiciones físicas y/o mentales del organismo. Nuestros sistemas modelo son fructanos de agaves y nopal, principalmente. Así como adición de ácidos grasos omega 3 y 6 de amaranto e insectos. Otros componentes de gran interés son ajo, brasicas, fresa y varias especies.