ESENCIA DE VAINILLA A PARTIR DE BOTELLAS PLÁSTICAS
Patricia Basante & Iwo García
A través de los años, la sobreproducción y la falta de prácticas medio ambien-
tales sobre el reciclaje de plástico ha provocado paulatinamente la contami-
nación del planeta. Cabe destacar que cada minuto se venden más de un millón
de botellas de plástico en el mundo, de las cuales solo el 14 % se recicla (La-
ville, 2017).
La composición química de la mayoría de productos plásticos se basa en un po-
límero difícil de degradar, llamado politereftalato de etileno (PET). El PET se ca-
racteriza por tener resistencia química y térmica, barrera contra gases y alta
transparencia. Debido a estas propiedades, el PET ha alcanzado notables apli-
caciones en la producción de envases, botellas, láminas y fibras textiles; además,
curiosamente, mediante este polímero es posible obtener esencia de vainilla.
La vainilla, como se conoce, es muy utilizada en forma de esencia dentro de
la industria de alimentos, cosméticos, farmacéutica, productos de limpieza,
entre otros. Según la revista Green Chemistry (2021), la demanda de vainilla
crece rápidamente y se proyecta que el consumo sobrepase las 59 000 tonela-
das para el año 2025.
Químicamente el PET se obtiene por medio de la reacción entre ácido tereftá-
lico (AT), C8H6O4y monoetilenglicol (EG), C2H6O2, Ecuación 1.
Ecuación 1. Reacción de formación del monómero de PET
La producción de vainilla mediante la descomposición de botellas plásticas es
una vía rentable para el reciclaje del PET. Proceso donde la bacteria Eschericha
coli tiene un rol fundamental en la transformación de AT en esencia de vainilla
(Yoshida,2016; Bornscheuer, 2016).
75
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
La enzima obtenida de Eschericha coli previamente modificada ayuda a la de-
gradación del PET. El proceso para llevar a cabo la transformación del PET en
vainilla se relaciona con una síntesis microbiana, Figura 1; mismo que inicia
con el incremento de la población de Eschericha coli en un medio con condi-
ciones específicas de 37 ºC durante 24 horas. A continuación, se añade peque-
ñas cantidades de alcohol para modificar la permeabilidad de la membrana
celular de la bacteria con la intención de metabolizar el PET. Paulatinamente,
se emplean capas de ácido oleico que permite la recuperación del extracto de
vainilla, pero además reduce la toxicidad del procedimiento (Sadler & Wallace,
2021). El sabor y el color característico de la vainilla proviene del extracto al-
cohólico que se obtiene a partir de la vaina. La reacción utiliza células enteras
producidas a partir de materias primas renovables, que se producen en cuartos
de temperatura controlados y en medio acuoso, además, de no requerir cofac-
tores ni reactivos adicionales y no generar residuos peligrosos. Por lo anterior,
esta síntesis constituye un empleo óptimo de botellas de plástico, al ser vistas
como componente esencial en la degradación del PET con bajos costos de pro-
ducción industrial para obtener esencia de vainilla.
Figura 1. Proceso de degradación de PET en vainilla
Bibliografía
Bornscheuer, U. T. (2016). Feeding on plastic. Science, 351(6278), 1154–1155. https://
doi.org/10.1126/SCIENCE.AAF2853
76
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
Sadler, J. C., & Wallace, S. (2021). Microbial synthesis of vanillin from waste poly(ethy-
lene terephthalate). Green Chemistry, 23(13), 4665–4672. https://doi.org/10.
1039/D1GC00931A
Laville, S., & Taylor, M. (2017). A million bottles a minute: world’s plastic binge’as dan-
gerous as climate change’.The Guardian. https://www.theguardian.com/environ-
ment/2017/jun/28/a-million-a-minute-worlds-plastic-bottle-binge-as-dangerous-as
-climate-change
Yoshida, S., Hiraga, K., Takehana, T., Taniguchi, I., Yamaji, H., Maeda, Y., Toyohara, K.,
Miyamoto, K., Kimura, Y., & Oda, K. (2016). A bacterium that degrades and assi-
milates poly(ethylene terephthalate). Science, 351(6278), 1196–1199. https://doi.
org/10.1126/SCIENCE.AAD6359
77
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
LUZ EN LA NATURALEZA Y EN EL LABORATORIO
Caroline Rodríguez & Andrea Jaramillo
Si hay algo que llama la atención a grandes y pequeños, científicos y no cien-
tíficos es ver a algún organismo brillar, sin caer en metáforas, en realidad brillan
gracias a una reacción química que les permite producir luz, este es un fenó-
meno llamado bioluminiscencia (Kotlobay et al., 2018).
Tanto organismos marinos como terrestres pueden producir luz y, puede darse
en bacterias, hongos, artrópodos y hasta en peces. Conocer cómo funcionan
las rutas de bioluminiscencia tanto en procariotas como en eucariotas puede
ser útil en la ciencia y la medicina, ya que existen tejidos u organismos que
cambian su estado fisiológico con emisión de luz autónoma (Kotlobay et al.,
2018).
Dentro del reino de los hongos, se conocen al menos cuatro componentes in-
volucrados en la bioluminscencia: oxígeno molecular, luciferina y 3-hidroxi-
hispidina, que son productos de oxidación metabólica, y dos tipos de enzimas
la hidroxilasa dependiente de NAD(P)H y la luciferasa (Kotlobay et al., 2018).
Neonothopanus nambi es un hongo perteneciente al orden Agaricales del cual
se descubrió que la luciferina es sintetizada por su precursor de hispidina por
N nambi H3H y la hispidina puede ser directamente sintetizada por la enzima
hispidina sintasa del ácido cafeico, el cual es un metabolito celular eficiente
en la biosíntesis en varios organismos, demostrando así que el sistema biolu-
miniscente de la luciferina no es el único que existe en eucariotas (Kotlobay et
al., 2018).
En la Figura 1 se muestra la reacción en la que el ácido cafeico es convertido en
hispidina por la enzima hispidina sintasa e hidroxilado por H3H, produciendo
3-hidroxihispidina, mientras que la luciferasa agrega oxígeno molecular produ-
ciendo endoperóxido que actúa como intermediario de alta energía con des-
composición que produce oxiluciferina y emisión de luz (Kotlobay et al., 2018).
78
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
Figura 1. Vía propuesta de biosíntesis y reciclaje de luciferina fúngica
Tomada de (Kotlobay et al., 2018)
En el caso de las bacterias hasta ahora solo se ha identificado que en Vibriona-
ceae, Shewanellaceae y Enterobacteriaceae, existe bioluminiscencia con diver-
sas características de emisión de luz; estás bacterias se encuentran en hábitats
marinos. A pesar de que en otros organismos se ha identificado que la biolu-
miniscencia puede funcionar para defensa, comunicación o atracción de pre-
sas, en las bacterias marinas aún no se ha identificado su propósito (Brodl et
al., 2018).
Por otra parte, se conoce que la bioluminiscencia está guiada por reacciones
químicas en cascada y que están catalizadas por enzimas que son codificadas
por el operón lux. Los genes del operón lux (Lux ABCDE) son fundamentales
debido a que codifican todas las enzimas que producen el fenómeno de la bio-
luminiscencia en las bacterias. Una muestra de esto son los genes lux C, D y E
que participan en la síntesis de sustrato aldehído de cadena larga a través del
complejo de ácido graso reductasa. Así mismo, el mecanismo de reacción de
bioluminiscencia bacteriana (Esquema 1) es dado porque los aldehídos de ca-
dena larga, el mononucleótido de cadena reducida y el oxígeno molecular son
79
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
convertidos por la enzima luciferasa en ácidos de cadena larga, en flavina libre,
agua y emisión de luz de 490 nm. En este proceso las proteínas Lux C, D y E
suministran los sustratos de aldehído de cadena larga a la luciferasa (Brodl et
al., 2018).
Esquema 1. Mecanismo de reacción de bioluminiscencia bacteriana
Conocer cómo funciona el sistema de bioluminiscencia en procariotes y euca-
riotes nos abre una amplia ventana de posibilidades en cuanto a aplicaciones
se refiere. En el caso de los hongos, uno de los componentes para obtener luz
es la luciferina, que al ser soluble en agua y permeable a las células no depende
de la disponibilidad de ATP (Trifosfato de Adenosina) para que se dé la reacción
de emisión de luz; esta particularidad se la aprovecha en imágenes biomédicas.
Además, algunos análogos de la luciferina se pueden utilizar para mejorar la
penetración de luz en imágenes de tejidos profundos (Kotlobay et al., 2018).
Por otra parte, las bacterias al tener una expresión génica mejorada y eficiencia
enzimática aumentada, la bioluminiscencia es útil para aplicaciones en el
campo de la formación de imágenes (Brodl et al., 2018).
Esta fue solo una pequeña muestra de un tipo de organismo eucariote y un tipo
de organismo procariote productores de luz, los cuales nos muestran cómo la
química y la biología se fusionan en un fenómeno interesante como es el de la
bioluminiscencia. Estudiar este fenómeno no solo satisface la curiosidad de cien-
tíficos por ver que hay detrás de la emisión de luz de ciertos organismos, sino
que, como en muchas otras cosas que la naturaleza nos brinda, en la biolumi-
niscencia los seres humanos encontramos maneras de utilizar el conocimiento
acerca de ello a nuestro favor mediante aplicaciones en ciencia y medicina. Es
por eso que gracias a la bioluminiscencia de algunos seres vivos y sus aplica-
ciones podemos decir que tenemos luz en la naturaleza y en el laboratorio.
80
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
Bibliografía
Brodl, E., Winkler, A., & Macheroux, P. (2018). Molecular Mechanisms of Bacterial Bio-
luminescence.Computational and structural biotechnology journal,16, 551–564.
Kotlobay, A., Sarkisyan, K., Mokrushina, Y., Marcet-Houben, M., Serebrovskaya, E., Mar-
kina, M., Gonzalez Somermeyer, L., Gorokhovatsky, A., Vvedensky, A., Purtov, K.,
Petushkov, V., Rodionova, N., Chepurnyh, T., Fakhranurova, L., Guglya, E., Zigans-
hin, R., Tsarkova, A., Kaskova, Z., Shender, V. & Yampolsky, I. (2018). Genetically
encodable bioluminescent system from fungi. Proceedings of the National Aca-
demy of Sciences, 115(50).
81
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
PROTEÍNAS FLUORESCENTES: UN PASO HACIA LO VISIBLE
Ana Paula Rosero & Romina Buitrón
¿Realmente se conocen todos los procesos celulares que ocurren en el cuerpo
humano? Lamentablemente no, pues aún hay cientos de reacciones bioquími-
cas que los científicos no han descubierto. Sin embargo, gracias al hallazgo de
las proteínas fluorescentes (GFP, por sus siglas en inglés) se han podido moni-
torear y entender transformaciones biológicas nunca vistas, facilitando tanto su
visualización y la comprensión de la evolución celular y enfermedades en de-
sarrollo que a simple vista no eran detectables.
La proteína verde fluorescente fue descubierta por Osamu Shimomura, Martin
Chalfie y Roger Tsien, Nobel de Química 2008, quienes en sus investigaciones
concluyeron que la GFP es producida por la medusa Aequorea victoria, la cual
en condiciones normales posee luminiscencia de color azul (Pérez, et al., 2009)
pero, cuando los rayos ultravioletas entran en contacto con su ADN emite fluo-
rescencia de color verde.
El proceso para generar fluorescencia en otros organismos consiste en la ex-
tracción del ADN de la Aequorea victoria. Una vez que este se encuentra ais-
lada, se replica en un laboratorio para finalmente ser insertado en el ADN de
los organismos o células que se deseen analizar. A este último proceso se lo
denomina ADN recombinante.
Las GFP son muy versátiles, por lo que se emplean en diversos campos de la
ciencia, por ejemplo, en el análisis y visualización de depósitos de agua con-
taminados con especies tóxicas como el arsénico, donde investigadores han
modificado genéticamente bacterias resistentes al arsénico que florecen en pre-
sencia de éste (Pérez, et al., 2009), de esta manera, los análisis sobre la conta-
minación pueden ser interpretados con mayor facilidad.
82
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
En el área de la biología, las GFP permiten observar tumores producidos por el
cáncer, ya que estos irradian fluorescencia con mayor intensidad en las áreas
más afectadas. En la ingeniería genética, se utilizan para visualizar los genes
transmitidos de una generación a otra, puesto que estos se tornan de color verde
permitiendo una fácil identificación.
Por otro lado, la neurociencia también ha incursionado con las GFP, por ejem-
plo, se marcaron com fluorecencia neuronas de retones modificados genetica-
mente, haciendo visibles procesos neurales desconocidos hasta ese momento.
Como resultado, se lograron distinguir alrededor de 90 procesos en el cerebro
de los animales; a este experimento se lo denominó “Arco iris cerebral” (Franco
et al.,2009).
En definitiva, las GFP representan un avance en la comprensión y análisis de
procesos bioquímicos que se creían invisibles al ojo humano. Con la ayuda de
los rayos ultravioleta es posible la emisión de luz verde (fluorescencia), lo que
perrmite desarrollar nuevas técnicas de monitoreo para detección de enferme-
dades, contaminación y descubrimiento de procesos celulares que gracias a
las proteínas fluorescentes son visibles para el ser humano.
Bibliografía
Franco, A. Y., & Longart, M. (2009). Applications of Green Fluorescent Protein (GFP) in
Cell Biology and Visualization of the Nervous System. In Revista de Estudios Trans-
disciplinarios (Vol. 1). http://www.tsienlab.ucsd.edu/Default.htm
Pérez, M. & Becú,D. (2009). La proteína verde fluorescente ilumina la biociencia. Me-
dicina (Buenos Aires),69(3), 370-374. Recuperado de http://www.scielo.org.ar/
scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0025- 76802009000400015&lng=es&tlng=es.
83
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
EL KIWI: UNA MEDIDA PREVENTIVA
PARA EL ENVEJECIMIENTO
Josué Guilcapi & Eliana Velastegui
Uno de los temas que ha generado gran preocupación en los últimos años es
el envejecimiento acelerado que experimenta la población, como resultado de
una serie de factores que alteran el metabolismo celular que provocan la oxi-
dación de las células de la piel (Sanitas, 2022). El estudio de este fenómeno
dio a conocer ciertos alimentos con propiedades químicas capaces de actuar
como inhibidores del envejecimiento, entre los cuales, se encuentra el kiwi.
Para entender las particularidades de esta fruta es necesario comprender los
factores que aceleran el envejecimiento.
El envejecimiento es un término que tiene diferentes interpretaciones según el
campo que lo estudie. Desde el punto de vista científico, es un proceso donde
los átomos deficientes de electrones, presentes en las moléculas del cuerpo hu-
mano, logran su estabilidad atrayendo electrones de otras moléculas, iniciando
una reacción que afecta a las células del cuerpo. Es así, como se origina una
producción excesiva de radicales libres que ocasiona estrés oxidativo; además,
de condicionar el metabolismo celular, oxidando lípidos, proteínas, azúcares
y ácidos nucleicos, lo que causa la ruptura e incremento de la actividad oxida-
tiva al interior de la célula y un cambio estructural, y funcional de la misma,
que acelera el envejecimiento (Sanitas, 2022).
Si bien es cierto, la producción de radicales libres es un fenómeno natural de
nuestro cuerpo, este puede ser acelerado por factores externos, como la expo-
sición prolongada a los rayos ultravioleta, una mala alimentación y/o consumo
de bebidas alcohólicas, los mismos que condicionan la proliferación de radi-
cales libres.
Como reportó Karu (2018), una contramedida al estrés oxidativo es el consumo
de sustancias antioxidantes, las cuales tienen la capacidad de liberar electrones
84
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
que son captados por los radicales libres neutralizándolos, proceso que detiene
el daño y la destrucción celular.
Diversos estudios realizados sobre el kiwi han demostrado que posee propie-
dades antioxidantes, gracias a la presencia de carotenoides en su composición
química, adquiere la capacidad de actuar como agente de neutralización de
especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés) que provocan el
estrés oxidativo celular (Beatriz, 2018). Sin embargo, no todos los carotenoides
pueden combatir los daños celulares. Las propiedades antioxidantes del kiwi
se han adjudicado a los carotenoides en su composición. Diversos estudios han
demostrado que el Kiwi presenta beta-carotenos (C40H56), además de zeaxan-
tina, mismos que tienen la capacidad de reaccionar con las moléculas del
cuerpo y de esta manera retrasar el envejecimiento. Los beta-carotenos reac-
cionan en presencia de las enzimas del cuerpo para producir vitamina A, la
cual ayuda a regenerar la piel y estimula la producción de colágeno en el
cuerpo. La zeaxantina (C40H56O2) actúa como filtro de radiación ultravioleta,
evitando el exceso de absorción de fotones de alta frecuencia y energía que
podría destruir células de la piel y el ojo (Ricón, 2018; Arminet,2021). Cuando
este compuesto es metabolizado por el cuerpo, protege a la maquinaria ocular
impidiendo la formación de radicales libres que produzcan degeneración ma-
cular de los ojos, fortaleciendo las áreas del campo visual en personas de edad
avanzada ya que ayuda a neutralizar los radicales libres inducidos por la luz
que destruye las células sanas del ojo.
Como aportación final, se debería dar a conocer a las personas que los com-
puestos químicos complejos no solo están presentes en los fármacos sintetiza-
dos artificialmente, sino también en alimentos comunes como el kiwi. Es
importante que cada persona se informe sobre este tipo de alimentos para que
puedan adaptarlos a su dieta diaria.
85
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
Bibliografía
Arminet. (10 de diciembre 2021).¿Conoces acerca del mayor antioxidante del mundo?
Informate acerca del poder de la zeaxantina y la astaxantina. https://Www.hedra.
org/. https://www.hedra.org/blog/sabes-cual-es-el-mayor-antioxidante-del-mundo-
descubre-el-poder-de-la-astaxantina-y-la-zeaxantina/#:~:text=La%20zeaxan
tina%20se%20deposita%20naturalmente,las%20c%C3%A9lulas%20sanas%20d
el%20ojo.
Beatriz. (22 de Febrero del 2018).Antioxidantes, ¿qué son y para qué sirven? - Fundación
Española del Corazón. Fundaciondelcorazon.com. https://fundaciondelcorazon.
com/blog-impulso-vital/3250-antioxidantes-ique-son-y-para-que-sirven.html
Karu, C. (2018). Todo acerca de los radicales libres y antioxidantes [ funciones y cate-
gorización ] [youtube video]. inyoutube. https://www.youtube.com/watch?v=
RvsOOubfZEQ&ab_channel=KaruCl%C3%ADnico
Ricón, A. (30 de noviembre 2018).Especialistas en Nutrición Deportiva y Dietética Na-
tural. Blog de Fitness, Nutrición, Salud Y Deporte | Blog HSN. https://www.
hsnstore.com/blog/suplementos/salud-ocular/zeaxantina/
Sanitas. (2022). Estrés oxidativo. https://www.sanitas.es/sanitas/seguros/es/particulares/bi-
blioteca-de-salud/psicologia-psiquiatria/estres-ansiedad/estres-oxidativo.html
86
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
EL ELECTROHILADO EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
Felipe Castillo & Felipe Rosas
El electrohilado es una técnica de tejido industrial utilizada para la fabricación
de fibras de tamaño nanométrico (10-9 m). De acuerdo con Duque Sanchez et
al. (2013), la técnica consiste en la formación de hilos a partir de la conducción
de electricidad en disoluciones de plásticos naturales o sintéticos. Para ello, se
debe controlar minuciosamente varios parámetros como las condiciones de la
reacción, el voltaje y la velocidad de propagación de la solución plástica. La
producción de fibras por electrohilado es relativamente compleja, pero tiene
potencial en la industria alimentaria.
La Figura 1 muestra los elementos necesarios para la formación de hilos, entre
ellos se encuentra la bomba infusora (A), que es un objeto que almacena y ex-
pulsa una sustancia con propiedades necesarias para la aplicación que se le
esté dando al electrohilado; también se requiere de una fuente de voltaje (B),
un capilar (C), desde el cual se desprende el hilo, y finalmente un plato colector
(D) en el que reposan las nanofibras resultado del tejido.
Figura 1. Partes del sistema de electrohilado
(Duque, 2013)
87
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
Dentro de la industria alimentaria, las fibras nanométricas son de utilidad en
el empaquetado de alimentos para la inhibir su oxidación. El proceso consiste
en mejorar la calidad de los empaques añadiendo nanofibras a la película pro-
tectora sobre los comestibles. Como material para el capilar suele utilizarse po-
licapolactona (PCL). Este compuesto proporciona un nivel de permeabilidad al
oxígeno que facilita la respiración del producto y el efecto antioxidante de al-
guno de sus componentes, como vitamina E (Fernández, 2002; Dumitriu,
2016), protege al alimento del ataque de radicales libres evitando así su degra-
dación.
El electrohilado en la industria alimentaria hace posible la preservación de pro-
ductos de forma muy efectiva. Tanto así, que esta técnica y sus productos tienen
el potencial para reemplazar a mediano plazo a conservantes y aditivos que
actualmente representan un riesgo para la salud y el medioambiente; además,
de beneficiar al comercio y, por ende, la economía de un país productor. Dicha
técnica representa una gran oportunidad para la innovación tecnológica con
muchas ventajas para la sociedad.
Bibliografía
Dumitriu, R., Mitchell, G., Davis, F., & Vasile, C. (2017). Functionalized Coatings by
Electrospinning for Anti-oxidant Food Packaging. Procedia Manufacturing, 12, 59-
65. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.08.008
Duque Sanchez, L. M., Rodriguez, L. & López, M. (2013, enero). ELECTROSPINNING:
LA ERA DE LAS NANOFIBRAS. Revista Iberoamericana de Polímeros. https://re-
searchmgt.monash.edu/ws/portalfiles/portal/303800597/303800295_oa.pdf
Febles Fernández, C., Soto Febles, C., Saldaña Bernabeu, A., & García Triana, B. E.
(2002). Funciones de la vitamina E: Actualización. Revista cubana de estomato-
logia, 39(1), 28–32. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-
75072002000100005
88
InfoANALÍTICA 11(1)
Enero 2023
