Lupanina.docx 5u5l3f

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGÍA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARÍAS

TOXICOLOGIA DE LOS ALIMENTOS (TA - 454)

PRACTICA Nº 09

“DETERMINACIÓN DE LUPANINA EN TARWI” PROFESOR

:

ALUMNOS

:

Ing. SABINA CONTRERAS CARRAZCO.     

GUZMÁN SOTO, Lizbeth E. LAINES LAINES, Santos. MASCCO GUZMÁN, Eduard. TAYPE MUCHA, Gerson U. ZUÑIGA VARGAS, Aracely.

AYACUCHO PERU 2011

I.

OBJETIVOS

 Determinar el contenido de lupanina en tarwi  Correlacionar la presencia de lupanina con problema de toxicidad II.

FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. TARWI

El tarwi es una leguminosa de la cual se utiliza en la alimentación el grano conocido como chocho en el norte del Perú y ecuador. Esta especie es pariente de los lupinos o altramuces (GROSS, 1982). Los alcaloides (esparteína, lupanina ,lupanidinaetc) se emplean para controlar ectoparásitos y parásitos intestinales de los animales. Figura 0,1.Flor de tarwi

Clasificación científica Reino:

Plantae

División:

Magnoliophyta

Clase:

Magnoliopsida

Orden: Familia: Subfamilia: Tribu: Género:

Fabales Fabaceae (Leguminosas) Faboideae Genisteae Lupinus

Subgénero:

Platycarpos

Especie:

L. mutabilis

Nombre binomial

LupinusmutabilisSweet

Ullush, talwish, tauri, talhue, chuchsmuti, chocho, chochos, lupino. FUENTE: (http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tarwi.png). Nombrecomún

2.2. CARACTERÍSTICAS BOTÁNICAS Es una planta anual, de altura determinada por el eje principal que varía entre 0,5 a 2 m. Tallo: Generalmente muy leñoso. Según el tipo de ramificación puede ser: de eje central predominante, con ramas desde la mitad de la planta, tipo candelabro, o con ramas terminales; y, de ramificación desde la base, con inflorescencia a la misma altura. El número de ramas varía desde unas pocas hasta más de 50.

Hojas: Digitadas, generalmente compuestas por 8 folíolos de forma ovalada a lanceolada. Flores: De color azul, que puede cambiar a blanco y rosado; con inflorescencia en forma de espiga. Corola papilionada, grande, de 1 a 2 cm de longitud, compuesta por un estandarte, dos quillas y dos alas. Cáliz con 5 sépalos soldados. Estambres 10,. Pistilo con un estilo y un estigma. Según el tipo de ramificación que presente, la planta puede tener hasta tres o más floraciones sucesivas. Frutos: Vainas o legumbres de 5 a 12 cm de longitud, conteniendo un número variable de semillas. Semillas: de 0.5 a 1.5 cm de diámetro y 0.2 – 0.3 g de peso, recubiertas por un tegumento endurecido. Forma variada: redonda, ovalada o ligeramente cuadrada. De colores diversos: blanco, amarillo,gris, ocre, pardo, castaño, marrón y combinados. Raíz: Pivotante, votorosa, de hasta 3 m de profundidad; con nódulos de variados tamaños (1-3 cm diám.), formados por un proceso de simbiosis con bacteriasnitrogenantes (Rhizobiumsp.) (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). 2.3. QUÍMICA DE LA DROGA VEGETAL Ensayos de Composición Química:Se realizó el análisis fitoquímico de las semillas del LupinusmutabilisSweet (Tarhui). En los extractos de tarhui se detectó la presencia de Isoflavonoides. (Hormonas Vegetales), Quinolizidinicos(lupininaespartèina). Para la extracción de Isoflavonoides de LupinusmutabilisSweet (Tarhui), se utilizó un método de extracción de flavonoides con una solución de NaCl 3%. Los isoflavonoides de Tarhui pueden ser utilizados en la industria farmacéutica. Ambos grupos de compuestos han sido determinados mediante métodos cromatográficos y espectrofotométricos (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). 2.4. COMPOSICIÓN QUÍMICA Y VALOR NUTRICIONAL Composición Tarwi cocido

por con

100 cáscara

Energía kcal Agua g Proteína g Grasa g Carbohidrato g Fibra g Ceniza g Calcio mg Fósforo mg Hierro mg. Tiamina mg Riboflavina mg Niacina mg 0.95 2.10 -----Acido Principios

ascórbico

gramos de Tarwi crudo sin

porción cáscara

comestible8 Tarwi harina

151 69.7 11.6 8.6 9.6 5.3 0.6 30 123 1.4 0.01 0.34

277 46.3 17.3 17.5 17.3 3.8 1.6 54 262 2.3 0.6 0.4

458 37.0 49.6 27.9 12.9 7.9 2.6 93 440 1.38 -----------

0.00

4.6

-----activos

La semilla de Tarwi es rica en aminoacidos: lisina, metionina, triptofano, isoflavonoides11, proteina (44%) grasa (16.5%), con contenido de acido linoleico (omega6)1, carbohidratos (28%), alcaloides: esparteína (lupinidina)6. Lupinina, y otros, cuyo porcentaje varia según el ecotipo de 0.3 – 3.5% Estos alcaloides se usan de acuerdo a la dosificación y formas de istración de otra manera son tóxicos, dando un sabor extremadamente amargo a la semilla, por lo que tiene que tratarse antes de consumirlo como alimento y los s conocen a cabalidad estos procedimientos (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

2.5. LUPANINA La lupanina o hidroxilupanina y la lupinina o hidroximetilquinolidizona son los principales del lupinus muto biliar. Se han descrito 26 alcaloides diferentes, todas derivados de la quinolizidina y cuya naturaleza varia sobre de lupino; asi el esqueleto de quinolidizinapuede estar enlazado con otros mas, como sucede en la espartaina o con un anillo piperidinaco. Como estos alcaloides (2%) comunican al lupino ciertos suberamargo y son de carácter toxico deben eliminarse. Esto se logra con cocción de agua de la semilla entera y remojada previamente durante unos 30 minutos, seguida de inmersión prolongada (3-4 días) en corriente de agua (SCHMIDT-HEBBEL, 1986). 2.6. CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS ALCALOIDES DE LUPINUS: Lupinina.- C10H10N0. Octahidroquinolizina-1-metanol, fué aislada en los granos del lupino amarillo en 1835 por Cassola y obtenida por primera vez por Zinert (1865). Según Leonard (1953) la fórmula molecular correcta fue asignada en 1962 por Willstaster; siguiendo los trabajos realizados anteriormente se comprobó que los grupos funcionales en la molécula solamente fueron un átomo de hidrogeno terciario y un carbonil, la presencia del grupo hidroxilo fue firmemente establecida por la formación de derivados de benzoil y un feniluretano y por deshidratacion de la Lupanina anhidra C10H17N, por medio del ácido súlfurico y la posible biosíntesis de la Lupinina del aldehído aminovalérico(de la lisina) ha sido mencionada por Schop(Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). La Lupinina se caracteriza por tener la forma de prismas ortorómbicos, es soluble en agua, éter, alcohol o cloroformo, es una base fuerte. La forma racémica de la Lupanina fue sintetizada por Becheleide en 1951. Laigon, estableció que la Lupanina, al igual que la Esparteina y Trilupanina, tiene acción estimulante sobre el músculo uterino de conejo. Alfa Isolupanina C15H24N20, es un isómero ciscis de la Lupanina, Mariot et. al. citados por Leonard (1953) establecieron 10 cíclico de este isómero de la Lupanina y además por espectrometría (absorción infrarroja), determinaron la posicion del enlace con el oxígeno. La D aIfaisolupanina es entoces un diasteroisómero de la Lupanina. En la determinación de alcaloides en una muestra de Lupinus con un promedio de 12 determinaciones por Cromatografia de Gases (5), realizado en el año 1981 por el Instituto Nacional de Salud informe N°7 de Noviembre de 1981 por el DrRainerGrossGraff y el Dr Luis Tuesta Vargas se tiene los siguientes datos (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007):

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

2.7. TOXICOLÓGICA Se realizó el ensayo de toxicidad aguda determinándose la DL50 (mg/Kg), de acuerdo al Modelo de Lichfield JT et al (25)., para 10 cual se formaron grupos de seis ratones cada uno, distribuidos al azar entre hembras y machos, istrándose el extracto acuoso en cocimiento por vía peroral con la ayuda de sondas metálicas orales en dosis crecientes teniendo en cuenta un nivel de dosis para un solo grupo de animales en estudio, asimismo se tuvo un grupo control al que se le istró agua destilada. Los animales fueron observados durante 24 horas para registrar las condiciones de morbilidad o supervivencia u otros parámetros de actividad motora como convulsiones y dificultades de movimiento y a los sobrevivientes se les observó durante 7 días, evaluándose los resultados mediante los Probits Log (dosis-respuesta) (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). Fig. grafica de la DL50 (dosis respuesta) en ratones albinos del extracto acuoso de las semillas del lupinusmutabilisSweet (Chocho) Instituto de Medicina Tradicional Andina- FMH USMP

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). 2.8. DL50 DE ALCALOIDES TOTALES: 600 MG/KG La DL50 para el extracto acuoso en cocimiento fué de 3,500 mg/Kg de peso y para los alcaloides totales de 600 mg/Kg de peso, asimismo podemos mencionar que la toxicidad del Lupinus se manifiesta por convulsiones tónico-clónicas intensas que llevaron a la muerte a los animales de experimentación y asumimos que posiblemente esta toxicidad pueda estar dada por los alcaloides presentes en el Lupinus, sin embargo a dosis menores no se evidenció la muerte de ningún ratónhasta los 7 días. De acuerdo a la Clasificación de Williams (DL50=3,500 mg/Kg) esta especie se ubica dentro de plantas ligeramente tóxicas y la causa de muerte podría deberse a la depresión respiratoria por agotamiento, como sucede con los neuroestimulantes en general (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). 2.9. DOSIS Tabla 07. dosismínima letal (DML) para los alcaloides de lupino sin tratar 0,0744% de alcaloide. Peso corporal (kg) DML (masa de Lupino diario alcaloide) (kg) 60 18,000 760 Adulto 24 7,200 300 Niño 12 3,600 150 Niña Fuente (SCHMIDT-HEBBEL, 1986). 2.10.

USOS

La harina de tarwi que se usa hasta en 15 % en la panificación, por la ventaja de mejorar considerablemente el valor proteico y calórico el producto. Los alcaloides (esparteína, lupinina, lupanidina, etc) se emplean para controlar ectoparásitos y parásitos intestinales de los animales. En estado de floración, la planta se incorpora a la tierra como abono verde, con buenos resultados mejorando la cantidad de materia orgánica, estructura y retención de humedad del suelo.Los residuos de la cosecha (tallos secos) se usan como combustible por su gran cantidad de celulosa que proporciona un buen poder calorífico (http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tarwi.png). Parásitos internos (Tomar el cocimiento de las semillas en ayunas con igual cantidad de miel). Caspa, caída de cabello (Aplicar cataplasmas con las semillas molidas crudas o sancochadas)

Estreñimiento (Tomar el cocimiento de las Fiebre y gripe (Infusión de 4 semillas y unas ramitas de (http://golpedegato.blogspot.com/2006/09/tarwi-otra-maravilla-peruana.htmlç).

semillas). verbena).

Se emplea en dolores reumáticos, artritis, gota, hinchazones, neuralgias, dolores de riñón e hígado (Cataplasma con el cocimiento tibio de las semillas o con las semillas molidas). Reumatismo, artritis, gota (maceración (1 noche) de 6 semillas molidas, tomar diario en ayunas) Uso medicinal: los alcaloides (esparteína, lupinina, etc) se emplean para controlar ectoparásitos y parásitos intestinales de los animales. La esparteina tiene efectos cardiovasculares6, es tónico cardiaco, antiespasmódico y sedante la dosis de uso Farmacológico es de .0.10 -0,20 g por día (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007).

Fuente (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). III.

  

MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 MATERIALES Y REACTIVOS  Balanza  Fiolas de 100 mL y 500 mL vacio  Probetas de 100 mL  Matraz de erlenmeyer de 250 mL  Buretas  Vasos de precipitado 40%  Varillas de vidrio  Mortero con pilón  Baño María metilo

- Pipetas de 1, 5, 10 mL - Equipo de filtración al - Cloroformo - Subnitrato de bismuto - Acido acético glacial - Yoduro de potasio al - KOH al 15% - NaOH al 0.01N - Al2O3 y Rojo de

3.2 METODOLOGÍA 1.2.1 PREPARACIÓN DEL REACTIVO DE DRAGENDORF Solución A: 0,8 g de subnitrato de bismuto+10mL de acido acético glacial+40mL de agua destilada. Solución B: Yoduro de potasio al 40 % Mezclar un volumen de A (2,0 mL) con un volumen de B (2,5 mL) + 4 mL de ácido acético glacial y 50 mL de agua destilada.

      

1.2.2 EXTRACCIÓN DE LUPANAMINA Moler la muestra en un mortero y pesar 1,0 g. Tratar esta muestra en el mortero con 1 mL de KOH al 15%. Agregar 3 g de Al2O3 , moler hasta polvo seco y transferir a erlenmeyer de 100 mL Añadir 20 mL de cloroformo, agitar y separar la fase acuosa por filtración al vacío. Repetir la operación con 25 mL de cloroformo. Comprobar la presencia de lupanina en la fase sólida con el reactivo de Dragendorf. Si persiste la presencia del alcaloide, realizar una nueva extracción con 25 mL de cloroformo adicionales. Concentrar el extracto hasta +/- 5 mL en rotavapor Añadir 10 mL de H2SO4 0,01N y calentar a 70ºC en baño maría para eliminar el cloroformo Enfriar, añadir 2 gotas de rojo de metilo y titular con NaOH 0,01N. % Lupanina = (a-b)*0,234*100 Donde a = Volumen ácido x N del ácido b = Volumen de la base x N de la base

IV.

RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1. RESULTADOS

Volumen de gasto=20,5ml Normalidad de NaOH=0,01N volumen de H2SO4 = 10 ml Normalidad de H2SO4 =0,01N % Lupanina = (a-b)*0,234*100 % 𝐿𝑢𝑝𝑎𝑛𝑖𝑛𝑎 = (𝑎 − 𝑏) ∗ 0.234 ∗ 100 % 𝐿𝑢𝑝𝑎𝑛𝑖𝑛𝑎 = (𝑏 − 𝑎) ∗ 0.234 ∗ 100 % 𝐿𝑢𝑝𝑎𝑛𝑖𝑛𝑎 = (20,5 ∗ 0,01 − 10 ∗ 0,01) ∗ 0,234 ∗ 100 % 𝑳𝒖𝒑𝒂𝒏𝒊𝒏𝒂 =2,457% 4.2. DISCUSIONES Según:(SCHMIDT-HEBBEL, 1986). En la tabla 07, muestra que la dosis en (masa de alcaloide) para una persona de adulto de 60kg es de 18, para niño con peso de 24kg es de 7,2 y para niña con peso de 12kg es de 3,6; los cuales sopn de 0,074%, lo cual es mucho menor al de obtenido en la practica que es de 2,457% lo cual produciría mayor daño y/o una cantidad bastante para hacer daño. Según: (SCHMIDT-HEBBEL, 1986),lupanina o hidroxilupanina y la hidroximetilquinolidizona son los principales del lupinus muto biliar o de tarwi.

lupinina

o

Según: (SCHMIDT-HEBBEL, 1986), Se han descrito 26 alcaloides diferentes, todas derivados de la quinolizidina y cuya naturaleza varia sobre de lupino; asi el esqueleto de quinolidizina puede estar enlazado con otros mas, como sucede en la espartaina o con un anillo piperidinaco. Según: (SCHMIDT-HEBBEL, 1986), Como estos alcaloides (2%) comunican al lupino ciertos suberamargo y son de carácter toxico deben eliminarse. Esto se logra con cocción de agua de la

semilla entera y remojada previamente durante unos 30 minutos, seguida de inmersión prolongada (3-4 días) en corriente de agua Según: (Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007), La Lupinina se caracteriza por tener la forma de prismas ortorómbicos, es soluble en agua, éter, alcohol o cloroformo, es una base fuerte. La forma racémica de la Lupanina fue sintetizada por Becheleide en 1951.Laigon, estableció que la Lupanina, al igual que la Esparteina y Trilupanina, tiene acción estimulante sobre el músculo uterino de conejo.Alfa Isolupanina C15H24N20, es un isómero ciscis de la Lupanina, Mariot et. al. citados por Leonard (1953) establecieron 10 cíclico de este isómero de la Lupanina y además por espectrometría (absorción infrarroja), determinaron la posicion del enlace con el oxígeno.La D aIfaisolupanina es entoces un diasteroisómero de la Lupanina. En la determinación de alcaloides en una muestra de Lupinus con un promedio de 12 determinaciones por Cromatografia de Gases (5), realizado en el año 1981 por el Instituto Nacional de Salud informe N°7 de Noviembre de 1981 por el DrRainerGrossGraff y el Dr Luis Tuesta Vargas. Según:(Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). Menciona en su investigación, que La DL50 para el extracto acuoso en cocimiento fué de 3,500 mg/Kg de peso y para los alcaloides totales de 600 mg/Kg de peso, asimismo menciona que la toxicidad del Lupinus se manifiesta por convulsiones tónico-clónicas intensas que llevaron a la muerte a los animales de experimentación y asumimos que posiblemente esta toxicidad pueda estar dada por los alcaloides presentes en el Lupinus, sin embargo a dosis menores no se evidenció la muerte de ningún ratón hasta los 7 días. De acuerdo a la Clasificación de Williams (DL50=3,500 mg/Kg) esta especie se ubica dentro de plantas ligeramente tóxicas y la causa de muerte podría deberse a la depresión respiratoria por agotamiento, como sucede con los neuroestimulantes en general. Según: (SCHMIDT-HEBBEL, 1986) mostrado en la tabla 07, la dosis letal mínima para alcaloides de lupino sin tratar 0,0744% la cantidad depende factores como la edad, peso corporal, mostrando DML (masa de alcaloide) para un adulto de 60 kg de peso corporal es de 18,000 lo cual representa 760 Lupino diario (kg) y para una niña de 12 kg de Peso corporal el DML es de 3,600, lupino diario (kg) es 150; de lo cual se puede mencionar que en la practica se obtuvo un alto contenido de lupino en tarwi, la muestra fue obtenida en mercado Nery Garcia. Según:(Castañeda; Manrique; Y OTROS; 2007). Se puede analizar cualitativamente la presencia de alcaloides de lupino con el reactivo de Dragendorff en la cual se muestra coloración rojisa en presencia de lupinos lo caul no se ha realizado en la practica por falta de reactivos. V. CONCLUSIONES  Se determino lupanina de tarwi obteniendo 2,457% de lupanina en tarwi.  según tablas obtenidas de las bibliografías se pudo comparar y mencionar de que la lupanina es gran capacidad de toxicidad para el consumo humano para eliminar se tiene que remojar en varias; y se puede mencionar según bibliografías de que la lupanina de tarwi es soluble en agua. VI.

BIBLIOGRAFÍA  SCHMIDT-HEBBEL, Hernán, 1986. “TOXICO QUIMICOS EN ALIMENTOS AVANCES EN NSU IDENTIFICACION, PREVISION Y DESINTOXICACION” editado por fundación chile pag. 27-28.  http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tarwi.png  http://golpedegato.blogspot.com/2006/09/tarwi-otra-maravilla-peruana.htmlç  Castañeda ;Manrique; Y OTROS;2007, Evaluación del Efecto Antiinflamatorio del ExtractoAcuoso de las Semillas de LupinusmutabilisSweet (Tarwi, Chocho), en Animales de Experimentación.