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LÍNEAS DE
INVESTIGACIÓN
 Obtención
y caracterización de aceites esenciales y aromas
Transformación
catalítica de productos naturales
Modelaje
molecular
Actividad
antioxidante
Análisis
ambiental
Química
forense
Obtención y
caracterización de aceites esenciales y
aromas
Los aceites esenciales son mezclas de
compuestos orgánicos volátiles productos del metabolismo secundario de las
plantas aromáticas. Se emplean para la elaboración de saborizantes,
aromatizantes, licores, perfumes, artículos de aseo, y como materias
primas para productos farmacéuticos y en la síntesis orgánica fina. El
mercado de los aceites esenciales es bastante dinámico, competitivo y en
continua transformación para adaptarse a las exigencias del consumidor. La
consolidación de una industria de aceites esenciales capaz de competir en
el nivel internacional requiere de la capacitación y formación de recursos
humanos que la respalden científicamente en áreas como extracción de
esencias, análisis, control de calidad y transformación de las mismas,
además de asesoría técnica en el cultivo, recolección de materia prima,
almacenamiento, tratamiento y control de calidad.
Los trabajos de investigación realizados dentro de este campo en el
Laboratorio de Cromatografía, incluyen estudios sobre métodos de
extracción de volátiles tales como el arrastre por vapor (SD), la
destilación-extracción con solvente simultánea (SDE), la extracción con
fluidos supercríticos (SFE) y asistida por la radiación de microondas. La
caracterización de aceites esenciales se ha llevado a cabo por
espectroscopía infrarroja, espectroscopía RMN y por cromatografía de gases
de alta resolución (HRGC) utilizando detectores de ionización en llama
(FID), selectivo de nitrógeno y fósforo (NPD), de captura de electrones
(ECD) y detector selectivo de masas (MSD).
Transformación catalítica
de productos naturales
Una estrategia adecuada para responder a
las necesidades del mercado consiste en la modificación de los productos
comerciales disponibles, por medio de diversas rutas de transformación.
Debido a que muchos de estos productos se destinan al consumo humano, las
transformaciones deben efectuarse sin introducir en ellos sustancias
tóxicas.
En el Laboratorio de Cromatografía se investiga la posibilidad de
transformar los aceites esenciales de cítricos y su principal componente,
el limoneno, por medio de catalizadores heterogéneos que, entre otras
ventajas, permiten prescindir del uso de solventes y otros reactivos
químicos incompatibles con productos para el consumo humano. También se ha
estudiado la transformación de aceites esenciales bajo la acción de la luz
ultravioleta, el calentamiento, la superficie ácida de las zeolitas ZSM-5
y HY, y por hidrogenación catalítica.
Modelaje
molecular
A través del modelaje de las interacciones
entre moléculas orgánicas y sólidos porosos, ha sido posible hallar los
sitios de adsorción del limoneno y otros dipentenos en la zeolita Y. El
modelaje molecular también permite estudiar relaciones "huésped-cavidad
receptora", tales como las que suceden en las columnas cromatográficas que
poseen ciclodextrinas en su fase estacionaria para la realización de
separaciones quirales. Nuestro interés inmediato es utilizar el modelaje
molecular para establecer relaciones cuantitativas entre la estructura y
la actividad antioxidante de compuestos heterocíclicos nitrogenados de la
familia de las tetrahidroquinolinas.
Actividad
antioxidante
Como prueba de la actividad antioxidante (in vitro)
de compuestos de diverso origen (naturales, sintéticos o extractos de
plantas), las sustancias carbonílicas volátiles, productos finales de la
degradación oxidativa de lípidos, pueden ser monitoreadas en un sistema
lipídico modelo, sometido al proceso de oxidación inducida por radicales
libres (reactivo Fenton), radiación ionizante o al calentamiento en la
presencia de O2. La disminución considerable de los niveles de compuestos
carbonílicos en el sistema lipídico modelo sometido a la oxidación,
significará la supresión del proceso de lipoxidación por varios mecanismos
("secuestro" competitivo de radicales libres por las moléculas de
antioxidante, reacciones de éstas con peróxidos, etc.), y la
manifestación, por ende, de una actividad antioxidante in vitro de la(s)
sustancia(s) de ensayo.
En el Laboratorio de Cromatografía se han desarrollado y validado
técnicas de derivación y extracción de sustancias carbonílicas volátiles,
marcadores de lipoxidación, empleando 2-hidrazinobenzotiazol (HBT) y
pentafluorofenilhidracina (PFPH) como agentes derivatizantes, y extracción
en fase sólida, como técnica de aislamiento, de estas sustancias. El
método estandarizado se aplica a diferentes sistemas lipídicos (aceites
vegetales) y acuosos (orina, bebidas alcohólicas, extractos vegetales,
etc.), para determinar el contenido de aldehídos y cetonas volátiles, y
para monitorear la actividad antioxidante de extractos vegetales (aceites
esenciales y plantas completas). Actualmente, junto con el monitoreo de
compuestos carbonílicos volátiles, también se determina la degradación de
los ácidos grasos insaturados, analizándolos vía GC-MS como sus derivados
metílicos.
Análisis
ambiental
El análisis de contaminantes orgánicos en matrices
ambientales se constituye en uno de los principales campos de acción de la
cromatografía de gases y de la espectrometría de masas. La implementación
y adaptación de las normas oficiales establecidas por organismos como la
U.S. Environmental Protection Agency (U.S. EPA) y la Comunidad Económica
Europea, para la determinación de sustancias orgánicas reguladas en
muestras de agua, de suelos y en matrices atmosféricas ha servido como
tema de investigación en varios trabajos realizados en el Laboratorio de
Cromatografía. Dentro de los contaminantes estudiados están: fenoles,
hidrocarburos poliaromáticos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs), BTEX,
compuestos nitroaromáticos, pesticidas organoclorados, organonitrogenados
y organo-fosforados en muestras de aguas superficiales, subterráneas,
suelos y lodos.
Química
forense
En el Centro se investiga la aplicación de la
cromatografía de gases y la espectrometría de masas en la detección y
cuantificación de analitos de interés en la química forense. Dentro de
estos trabajos figuran la determinación de drogas ilícitas, alcohol y
solventes, en fluidos y tejidos, control de doping, análisis de
acelerantes de incendios provocados, residuos de explosivos y
precursores.
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