Antibacterial activity evaluation of hexanic extracts of edible palm inflorescenses of Tabasco's mountains, Mexico
Dora Centurión-Hidalgo, Judith Espinosa-Moreno, Alberto Mayo-Mosqueda, Aida Frías-Jiménez y José Rodolfo Velázquez-Martínez
División Académica de Ciencias Agropecuarias, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Km 25+2 Carretera Villahermosa-Teapa, Ranchería La Huateca 2a Sección, Centro, Tabasco, México. CP 86280. Correos electrónicos: dora.centurion@ujat.mx; juespinosa@hotmail.com; amayom13@hotmail.com
Recibido: 2 febrero 2012.
Aceptado: 18 diciembre 2012.
Resumen
Con el objetivo de buscar alternativas para la prevención y tratamiento de infecciones de origen alimentario, la actividad antibacteriana de los extractos crudos de dos palmas (Astrocaryum mexicanum Liebm. ex Mart. y Chamaedorea cataractarum Mart.) contra tres bacterias (Staphylococcus aureus ATCC 25923, Salmonella typhimurium ATCC 14028 y Bacillus cereus ATCC 11778) fue evaluada. La parte comestible de las inflorescencias de cada especie se secó a 40°C por 48 horas, se molió y almacenó para su posterior estudio. Los extractos crudos de etanol y hexano, se obtuvieron mediante maceración a temperatura ambiente durante 24 horas con los respectivos solventes. La actividad antimicrobiana se evaluó mediante la técnica de difusión en agar con discos impregnados con el extracto crudo de cada especie. La determinación de la concentración mínima inhibitoria (CMI) se realizó mediante el método de dilución en caldo y la concentración mínima bactericida (CMB) sembrando las diluciones sin turbidez para observar la presencia de colonias bacterianas. Se encontró que los extractos hexánicos de la inflorescencia de C. cataractarum y A. mexicanum no presentaron actividad contra S. typhimurium. Ninguno de los extractos etanólicos presentó actividad antibacteriana a la concentración ensayada. La CMI del extracto hexánico de C. cataractarum fue de 3.85 mg ml-1 para B. cereus. Finalmente, se encontró que los extractos etanólicos de las especies estudiadas no presentaron una CMI ni CMB a la mayor concentración probada (60 mg ml-1).
Palabras clave: inflorescencia, Astrocaryum mexicanum, Chamaedorea cataractarum, concentración mínima inhibitoria, concentración mínima bactericida.
Abstract
In order to search for prevention and treatment alternatives of food infections, the evaluation of the antibacterial activity of extracts of the palms Astrocaryum mexicanum Liebm. ex Mart. and Chamaedorea. cataractarum Mart. against three bacteria strains (Staphylococcus aureus ATCC 25923, Salmonella typhimurium ATCC 14028 and Bacillus cereus ATCC 11778) was performed. The edible part of each palm inflorescences were dried at 40°C for 48 h and grounded and stored for later study. Crude extracts obtained with ethanol or hexane, by 24 h maceration at room temperature were prepared. The antimicrobial activity was assessed using the agar diffusion method with crude extract impregnated discs. Determination of Minimum Inhibitory Concentration (MIC) was performed using the broth dilution method and the Minimum Bactericidal Concentration (MBC) by inoculating the dilutions without turbidity for bacterial colony presence searching. We found that the hexanic extract of C. cataractarum and A. mexicanum showed no activity against S. typhimurium. None of the ethanol extracts showed antibacterial activity with the tested concentrations. The MIC of C. cataractarum hexanic extract was 3.85 mg ml-1for both B. cereus. Finally, it was found that ethanolic extracts of the studied species did not presented a MIC or MBC at the highest concentration tested (60 mg ml-1).
Key words: inflorescence, Astrocaryum mexicanum Liebm. ex Mart., Chamaedorea cataractarum Mart., Minimum Inhibitory Concentration, Minimum Bactericidal Concentration.
INTRODUCCIÓN
]]> Las plantas se han utilizado como materia prima para la elaboración de preparaciones tradicionales (infusiones o jugos) usadas para controlar la prevalencia de ciertas enfermedades infecciosas, resolver problemas de resistencia de los microorganismos y los efectos colaterales de algunos antimicrobianos sintéticos (Vera et al., 2007). Las plantas constituyen un recurso valioso en los sistemas de salud de los países en desarrollo. De acuerdo a Bermúdez et al. (2005), la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha estimado que más del 80% de la población mundial utiliza la medicina tradicional para satisfacer sus necesidades de atención primaria de salud y que gran parte de los tratamientos tradicionales se basa en el uso de extractos de plantas o sus principios activos. En las últimas décadas, se han realizado innumerables estudios sobre sustancias con actividad antimicrobiana provenientes de plantas superiores con la finalidad de encontrar alternativas terapéuticas efectivas contra las infecciones producidas por microorganismos resistentes a los antibióticos. En tal sentido, se hace necesaria la búsqueda de nuevas fuentes naturales con efecto antimicrobiano (Acosta et al., 1998). En los últimos años se han incrementado los estudios para evaluar la actividad antimicrobiana de las plantas debido a que han mostrado ser eficaces cuando los antibióticos convencionales fallan en determinadas comunidades microbianas (Toribio et al., 2004).Se conoce que muchas enfermedades infecciosas se han tratado con remedios herbales a través de la historia de la humanidad. Aún en la actualidad, hay una continua y urgente necesidad de descubrir nuevos compuestos antimicrobianos con diversas estructuras químicas y nuevos mecanismos de acción para tratar enfermedades infecciosas. Por lo tanto, los investigadores están volviendo su atención hacia la medicina tradicional en la búsqueda de nuevas pistas para desarrollar mejores fármacos contra infecciones microbianas (Oztuk y Ercisli, 2006).
El aprovechamiento de las plantas proviene principalmente de las costumbres culturales que los pobladores adquieren en el recorrido a través de la selva enriqueciendo su conocimiento y colecta sobre especies que usan para su alimentación, construcción, ornato, rito ceremonial donde surge un legado del uso ancestral de muchas especies que han prevalecido de generación en generación (Centurión-Hidalgo et al., 2009). Las palmas, pertenecientes a la familia Arecaceae, se encuentran en todo el mundo cuando menos en forma cultivada; sin embargo, en forma natural la mayoría de las especies están restringidas a las regiones intertropicales. En México se han encontrado 21 géneros (Ibarra-Martínez, 1988) y Quero (1989) reportó que no se puede marcar con exactitud el número de especies porque hay géneros en estudio cuyas especies no están establecidas taxonómicamente. La mayor parte de las inflorescencias de palmas son comestibles en los estados de Tabasco, Oaxaca y Chiapas, de la república mexicana (Quero, 1989). Con respecto a las palmas que se consumen tradicionalmente en Tabasco, México, se encuentran las inflorescencias inmaduras de Astrocaryum mexicanum, Chamaedorea alternans y C. cataractarum (Centurión-Hidalgo et al., 2003; Centurión-Hidalgo et al., 2011).
Existen pocos estudios sobre la composición química de estos dos géneros. Centurión-Hidalgo et al. (2009) reportaron que A. mexicanum contiene 24.9% de proteína, 10.1% de fibra cruda, 76.4% de fibra dietaria total, 13.9 mg 100 g-1 de hierro, 893.1 mg 100 g-1 de calcio y 894.5 mg 100 g-1de potasio y que C. alternans contiene 25.4 % de proteína, 9.8% de fibra cruda, 39.8% de fibra dietaria total, 25.3 mg 100 g-1 de hierro, 2458.0 mg 100 g-1 de calcio y 210.9 mg 100 g-1 de potasio. Por otro lado, Goncalves et al. (2010) analizaron el contenido de fenoles totales y la capacidad antioxidante in vitro de la fruta madura fresca de 16 especies nativas de Brasil encontrando que Astrocaryum aculeatum presentó valores altos (20 mg de catequina g-1 de muestra y 120 micromoles de equivalente de trolox g-1, respectivamente).
Con respecto a los estudios de la actividad antimicrobiana de estas especies, Camacho-Corona et al. (2009) se han dedicado a la búsqueda de compuestos de origen natural con actividad contra cepas resistentes de la bacteria que causa la tuberculosis y comprobaron que los metabolitos secundarios de Chamaedora tepejilote inciden de manera importante contra las bacterias más resistentes. Anteriormante, Jiménez-Arellanes et al. (2005) reportaron la bioactividad de las fracciones F1 y F8 del extracto hexánico de Chamaedorea tepejilote inhibiendo el crecimiento de Mycobacterium tuberculosis H37Rv a una concentración de 100 μg ml-1 en 96.24% y 74.82%, respectivamente. En la fracción F1 identificaron tres compuestos: éster metílico del ácido hexadecanoico, farnesol y escualeno (este último como el principal constituyente) y en las fracciones F3-F5 detectaron β-sitosterol. La separación de la fracción F8 produjo 11 subfracciones identificando al β-sitosterol en la F8A y al ácido ursólico en las F8E y F8F. Por otro lado, estos mismos investigadores probaron esqualeno, farnesol y ácido ursólico a una concentración de 100 μg mL-1 reduciendo el crecimiento de M. tuberculosis en 99%.
En la búsqueda de especies con actividad potencial contra tres especies bacterianas que causan enfermedades transmitidas por los alimentos cuyo consumo pueda mejorar la salud de la población rural, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad antimicrobiana de los extractos crudos de las inflorescencias de palmas comestibles (Astrocaryum mexicanum Liebm. ex Mart. y C. cataractarum Mart.).
MÉTODOS
Las inflorescencias de las palmas Astrocaryum mexicanum Liebm. ex Mart. y C. cataractarum Mart. se adquirieron en el mercado municipal de Teapa, Tabasco (Fig. 1). De cada especie (Figs. 2 y 3) se obtuvieron muestras de 2 kg de la parte comestible, se secaron a 40 °C por 48 horas, se molieron y almacenaron en frascos de vidrio ámbar a 4°C para su posterior estudio. Para la identificación de las especies se colectaron especímenes que se cotejaron con los especímenes del Herbario de la División Académica de Ciencias Biológicas de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco: Chamaedorea cataractarum Mart. UJAT-20629. Guadarrama, MA. y Ortíz. G. núm. 95.5.95., Teapa, Tabasco; UJAT-19192. Guadarrama Ma. y Ortiz G. y Zarate R. núm. 993. Tacotalpa, Tabasco; Astrocaryum mexicanum Liebm. ex Mart. UJAT-5804. Ruiz núm. 18. Macuspana, Tabasco; UJAT-3039. Samudio, S. núm. 380. Teapa, Tabasco; UJAT-5783. Ascencio 7. Teapa, Tabasco; UJAT-20333. Guadarrama, Ma. núm. 6935, los ejemplares colectados están en proceso de determinación en el Herbario de la UJAT.
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Para la preparación de los distintos extractos se pesaron 5 g de cada muestra, se obtuvo el extracto crudo con 200 ml de etanol al 95% ó 200 ml de hexano al 98.5%, mediante maceración a temperatura ambiente durante 24 h. Se filtró al vacío cada macerado y se sometió a un proceso de concentración en un rotavapor a presión reducida por debajo de 45°C hasta la eliminación del solvente. Para la preparación de las soluciones de los extractos crudos obtenidos con solventes orgánicos, se pesaron 20 mg de cada uno y se diluyó en 1 ml de agua destilada ó 1 ml de etanol por separado. De esta solución se usaron 5 μl (0.1 mg) para impregnar cada disco de papel filtro empleado para evaluar la actividad antibacteriana. Las bacterias seleccionadas para los bioensayos fueron Staphylococcus aureus ATCC 25923, Salmonella typhimurium ATCC 14028 y Bacillus cereus ATCC 11778 que se conservaron en placas de agar infusión cerebro corazón (ABHI) y en agar para métodos estándar (AME), incubándolas a 37 °C por 24 h y almacenándolas a 4°C. Cada inóculo se preparó a una turbidez equivalente al tubo núm. 5 (106 UFC ml-1) de la escala de McFarland (Rahalison et al., 1991; Kuete et al., 2006).
Para la evaluación de la actividad antibacteriana, se empleó la técnica de difusión en agar con discos. Para esto, se sembró masivamente con 0.1 ml de la bacteria correspondiente en la superficie de cajas de Petri con ABHI y se colocaron los discos de papel filtro (10 mm de diámetro) previamente impregnados con los extractos crudos (etanol al 95 %, hexano al 98.5%) y con los distintos controles positivo (ácido acético al 10%) y negativo (solución salina 0.85%). Se incubaron las cajas a 37°C por 24 h, luego del cual se procedió a realizar las mediciones de los halos de inhibición, expresados en milímetros (Rangel et al., 2001; Toribio et al., 2004). Cabe mencionar que para la dilución de la fracción del extracto hexánico, se utilizó Tween 80 al 0.01% como diluyente (Kuete et al., 2006).
La determinación de la concentración mínima inhibitoria (CMI) se realizó mediante el método de dilución en caldo infusión cerebro corazón (ICC). Con los extractos crudos etanólico o hexánico obtenidos, se ensayaron 10 diluciones en un rango de 120 a 60 000 μg de extracto seco ml-1. Se prepararon 12 tubos con 1 ml de caldo ICC estéril por triplicado para cada bacteria (S. aereus, S. typhimurium, B. cereus). En un tubo de vidrio se pesó 0.6 g de extracto y se añadieron 10 ml de agua esterilizada, disolviendo uniformemente. De esta mezcla, se usó 1 ml para el tubo número 1. El primer tubo que no presentó crecimiento fue considerado como la CMI (Hassan et al., 2006; Toribio et al., 2005). Todas las determinaciones fueron realizadas por triplicado.
Para determinar la concentración mínima bactericida (CMB) se extrajeron 100 μl de los tubos en los cuales no se observó crecimiento visible de la bacteria; esta suspensión fue inoculada en placas Petri debidamente rotuladas con la concentración correspondiente y añadiendo ABHI a 45°C. Las placas se incubaron durante 24 h a 37°C (Horna et al., 2005). Para evaluar el efecto bactericida de los extractos etanólico y hexánico se realizó el recuento de UFC ml-1 (Toribio et al., 2004).
RESULTADOS
En la determinación de la actividad antimicrobiana mediante el método de difusión en agar, se encontró que los extractos de etanol de las dos inflorescencias no presentaron actividad antimicrobiana a la concentración probada (20 μg ml-1); mientras que los extractos hexánicos de las inflorescencias de C. cataractarum y A. mexicanum mostraron un halo de inhibición específicamente contra ambas bacterias Gram positivas, B. cereus y S. aureus, no así para S. typhimurium que es Gram negativa (cuadro 1).
La concentración mínima inhibitoria (CMI) observada para el extracto hexánico de C. cataractarum fue de 3.85 mg de extracto seco ml-1 para B. cereus y una concentración mínima bactericida (CMB) de 15 mg de extracto seco ml-1 (cuadro 2). La CMI y la CMB de las otras especies se cuantificaron entre 30 y 60 mg de extracto seco ml-1 por lo se propone continuar con este tipo de estudios, reduciendo los intervalos entre las concentraciones para encontrar la que presente actividad inhibitoria para estos microorganismos.
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En el presente trabajo de encontró que los extractos etanólicos de las especies estudiadas no presentaron una CMI ni una CMB a la mayor concentración probada (60 mg ml-1) por lo que se recomienda continuar los estudios para determinar las concentraciones adecuadas.
DISCUSIÓN
Las dos especies de palmas estudiadas sólo se encuentran distribuidas en los estados mexicanos de Oaxaca, Chiapas, Tabasco y en Guatemala en Centroamérica (Quero, 1992; Castillo et al., 1994). Hasta ahora no se han encontrado reportes en la literatura sobre su actividad antimicrobiana con excepción de lo reportado por Jiménez-Arellanes et al. (2003) sobre la actividad antibacteriana de los extractos hexánico, metanólico y acuoso de 22 especies de plantas que han sido utilizadas en la medicina tradicional en México para el tratamiento de tuberculosis, en este caso sólo se retoma el extracto hexánico de Chamaedorea tepejilote donde encontraron que presentó una CMI de 200 µg ml-1 y para el extracto metanólico mayor de 200 µg ml-1. En estudios realizados por Abadia-García et al. (2008) del extracto de hojas de la palma cocoyol (Acrocomia mexicana) se encontraron halos de inhibición de 27 y 20 mm para las cepas S. aureus y E. coli respectivamente. De acuerdo con el criterio establecido por Salinas et al. (2009), para considerar un extracto crudo de especies vegetales con compuestos antimicrobianos activos es la presencia de valores de CMI menores de 8 mg mL-1, encontraron que las bacterias Gram positivas fueron las más sensibles a la mayoría de los extractos de las nueve especies medicinales de Morelos. Bajo esta perspectiva, se consideró que el extracto hexánico crudo de la inflorescencia de C. cataractarum fue activo contra las dos especies de bacterias Gram positivas estudiadas.
CONCLUSIONES
Los extractos hexánicos de las dos inflorescencias evaluadas presentaron actividad antibacteriana en los tres microorganismos estudiados. La mayor actividad antimicrobiana se encontró en el extracto hexánico de C. cataractarum con una CMI de 3.8 mg ml1 para B. cereus. En conclusión, las inflorescencias como alimento convencional representan un potencial antibacteriano inexplorado, razón por la cual es suma importancia realizar estudios sobre dichos especímenes para descubrir posibles compuestos antimicrobianos naturales que ayuden a combatir diversas infecciones, especialmente las de origen alimentario.
AGRADECIMIENTOS
]]> El presente trabajo es parte del proyecto de investigación titulado "Estudio de la actividad antimicrobiana de recursos fitogenéticos subexplotados en el estado de Tabasco, sobre microorganismos patógenos de incidencia alimentaria" apoyado por PFICA con la clave: UJAT-2007-C03-23.
LITERATURA CITADA
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