New analytical approaches to assess the phenolic composition of guava (Psidium guajava L.) leaves with anti-diabetic related risk factors bioactivity

Resumen

Esta memoria recoge nuevas herramientas analíticas para evaluar la composición fenólica de las hojas de guayabo (Psidium guajava L.) como una posible fuente como nutraceutico frente a la diabetes mellitus (DM), incluyendo la identificación, la cuantificación y la evaluación de la bioactividad, in vivo, de los compuestos fenólicos presentes en dichas hojas frente a la DM y alguno de los factores de riesgos asociados a la misma. La memoria está dividida en dos apartados principales; la primera de ellas es la INTRODUCCIÓN, la cual hace acopio de una breve explicación de la DM y de todo lo relacionado con la descripción y la importancia del guayabo, así como el valor nutricional del fruto y la composición y los métodos empleados para el análisis de los compuestos fenólicos en la hoja, útil para conocer el estado actual de la investigación analítica y focalizar estudios futuros. La segunda parte incluye la PARTE EXPERIMENTAL, RESULTADOS Y DISCUSIÓN llevada a cabo durante el periodo predoctoral, y está subdividida a su vez en dos secciones. La Sección I contiene una extensa caracterización de los compuestos fenólicos presentes en las hojas de guayabo, empleando para ello diversas técnicas analíticas avanzadas. El Capítulo 1 recoge la optimización del remedio antiguo más común, la infusión, mediante la alteración de una variable, y es comparada con la extracción asistida por baño de ultrasonidos, en un primer intento de caracterizar los extractos de hoja de guayabo ricos en compuestos fenólicos mediante la identificación y cuantificación a través de la plataforma HPLC-DAD-ESI-Q-MS, así como la evaluación de su capacidad antioxidante a través de los ensayos con FRAP y ABTS. El Capítulo 2 trata de la optimización de la extracción de los compuestos fenólicos de la hoja de guayabo asistida por baño de ultrasonidos, alterando una variable, así como la identificación de un gran número de compuestos, alguno de ellos identificados por primera vez en las hojas, mediante la plataforma HPLC-DAD-ESI-QTOF-MS. Además, incluye la comparación entre las variedades más comunes de hoja (pyrifera y pomífera), en función de su composición fenólica y de su capacidad antioxidante a través de los ensayos FRAP y ABTS. El Capítulo 3 estudia la influencia de los diferentes estados oxidativos en la composición fenólica (determinada mediante la plataforma HPLC-DAD-ESI-QTOF-MS) y en la capacidad antioxidante de las hojas, siguiendo el método de extracción optimizado en el capítulo previo. En este caso se estudian los estados oxidativos en la variedad pyrifera. Además, la cianidina-3-O-glucósido ha sido identificada por primera vez. Los Capítulos 4 y 5 han sido realizados en colaboración con el “Inter-departamental Center for Agri-Food Industrial Research” (CIRI Agrifood) y el Departamento “Agro-Food Sciences and Tachnologies” de la Universidad de Bolonia gracias a una beca de movilidad pre-doctoral del CEI-Biotic de 3 meses de duración. En el Capítulo 4 se lleva a cabo la optimización, mediante la metodología de la superficie respuesta con un diseño Box-Behnken, de la extracción asistida por baño de ultrasonidos de proantocianidinas de las hojas de guayabo variedad pyrifera. Se evalua la influencia de los factores tiempo, temperatura, porcentaje de disolvente y de ácido, en la respuesta de la suma de los compuestos de interés. La identificación y cuantificación de esta familia de compuestos bioactivos es llevada a cabo mediante NP-HPLC-FLD-ESI-Q-MS. Además, se evalua el efecto de los factores en la composición de las hojas en diferentes estados oxidativos, bajo las condiciones óptimas. En el Capítulo 5 se evalúa la eficiencia de la extracción asistida por sonda de ultrasonidos, basándose en la metodología de la superficie de respuesta (diseño Box-Behnken), mediante el estudio de la respuesta de los factores (tiempo, porcentaje de disolvente y potencia del aparato) en la capacidad antioxidante (DPPH y ABTS) y las principales familias de compuestos bioactivos presentes en la hoja. La identificación y cuantificación de los compuestos es llevada a cabo mediante HPLC-ESI-QqQ-MS. Además, las condiciones optimizadas se emplean para comparaar las variedades pyrifera y pomífera. La Sección II se centra en la bioactividad de las hojas de guayabo. En primer lugar, el Capítulo 6 ofrece una visión, a lo largo de la última década, de los efectos beneficiosos para la salud que ofrecen las hojas de guayabo, en el que se incluyen los estudios in vitro e in vivo, así como varias aplicaciones alimentarias. En segundo lugar, el Capítulo 7 ha sido realizado en colaboración con el Centro de Investigaciones Biomédicas (CIBM) y el Departamento de Farmacología (CIBER-EHD y CIBER-Enfermedades Cardiovasculares, respectivamente) pertenecientes a la Universidad de Granada (UGR). Siguiendo el mismo esquema analítico que el capítulo 2, se evalúa la bioactividad de un extracto de la variedad pyrifera en un modelo de obesidad inducida en ratones frente a factores de riesgos asociados a la diabetes mellitus. En último lugar, el anexo ha sido realizado en colaboración con el grupo de investigación “Advanced NMR methods and metal-based catalysis” pertenenciente a la Universidad de Almería (UAL). Este apartado incluye la huella dactilar de la hoja de guayabo (variedad pyrifera) realizada mediante la técnica espectroscópica de Resonancia Magnética Nuclear. La estructura de este trabajo no tiene la misma apariencia que el resto de capítulos ya que no se ha concluido el trabajo. No obstante, ha sido incluído en la tesis ya que se ha realizado durante dicho periodo.