ALCALOIDES DE LA PIMIENTA NEGRA Piper nigrum

1.Explicar que son los alcaloides.1

Los alcaloides son sustancias orgánicas nitrogenadas con carácter básico y mayoritariamente de origen vegetal superiores, donde se encuentran como ácidos orgánicos. Ejercen acciones fisiológicas diversas incluso a dosis muy bajas. Son tóxicos y capaces de precipitar con ciertos reactivos específicos. Las familias vegetales donde abundan los alcaloides son: Solanáceas, Papaveráceas, Rubiáceas, Apocináceas. En los vegetales, los alcaloides suelen estar localizados en tejidos periféricos: corteza, raíces, frutos y semillas.

Los alcaloides no existen de manera única en los vegetales sino más bien en mezclas, el papel de éstos en las plantas cumplen la función de ser productos de excreción de los vegetales, función defensiva frente a parásitos o insectos, debido a su carácter tóxico y finalmente son producto de almacén de nitrógeno.

2. Explicar cuáles son las principales características de los alcaloides.2

Características de los Alcaloides.Compuestos orgánicos . Estructura compleja. Se forman a partir de los aminoácidos .Tóxicos

.Origen: Mayoritariamente vegetal y en menor proporción de origen animal y bacteriano.Sustancias nitrogenadas .Actividad fisiologíca incluso a dosis muy bajas

.Carácter básico .Precipitan con ciertos reactivos.Contienen nitrógeno heterocíclico

Características QuímicasEstructura: Compuestos Heterociclos.Solubilidad: Depende del pHpH ácido: Forma protonada soluble en agua.pH básico: Forma libre (no salina).

Sabor: Amargo.

Forma Libre: Insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos, mezcla hidroalcohólica y alcohol.

Forma de Sal: Solubles en agua, en mezclas hidroalcohólicas y en alcohol e insolubles en disolventes orgánicos apolares.Actividad óptica: Levógira. Criterio de Pureza.Nitrógeno de la estructura: Carácter +/- BásicoAlcaloides oxigenados: Sólidos cristalizables, incoloros o blancos. Se obtienen mediante extracción con disolventes.Alcaloides no oxigenados: Líquidos volátiles de olor característico. Se obtienen por destilación con arrastre de vapor.

3. DAR LA MONOGRAFÍA DE LA PIMIENTA NEGRA3

Figura 1. Piper nigrum

La pimienta ha sido cultivada desde la antigüedad, originalmente en la India. En la Edad Media era molida y utilizada para contrarrestar el sabor de los alimentos en descomposición.

Fue introducida en Grecia por Alejandro Magno. La leyenda cuenta que Eudoxo de Cícico fue el primer europeo que además de otras especias trajo la pimienta a Europa.

Los árabes controlaron el comercio de la pimienta y otras muchas especias durante siglos y después de la caída del Imperio bizantino fue Venecia quien distribuía y recogía el oro para pagar a Oriente por la pimienta y otras especias casi de un modo exclusivo. Fue un producto tan raro y caro que era usado como moneda de cambio durante la Edad Media.

Su alto valor fue una de las razones por la que los portugueses buscaron la ruta hacia las islas de las especias en oriente, rodeando África.

- Nombre científico o latino: Piper nigrum

- Nombre común o vulgar: Pimienta, Pimienta negra, Pimentero, Árbol de la pimienta

- Familia: Piperaceae (Piperáceas).

- Origen: es originaria de las costas de Malabar, en el sureste de la India.

- La India es el principal país productor. Se cultiva tambien en Indonesia, Malasia y Brasil.

- La pimienta es considerada como la reina de las especias.

- Es una de las más utilizadas y esta presente en las cocinas de casi todo el mundo.

- El pimentero es un arbusto trepador de clima tropical.

- Puede llegar a alcanzar los 6 metros.

- Sus hojas espesas recuerdan a las de picas.

- Las flores son pequeñas y blancas, en ramilletes, salen del tallo en el lado opuesto de la hoja y producen un racimo de bayas apretadas que al madurar pasan de verdes a rojas.

- La planta tarda entre 6 y 8 años en alcanzar su plena madurez y a partir de entonces, produce fruto.

- Si se cogen las bayas, antes de estar maduras y se dejan secar al sol, fermentan, se arrugan y oscurecen hasta volverse marrones, casi negras, es lo que conocemos por la pimienta negra.

- Si se dejan madurar las bayas en la planta, entonces se vuelven de color rojizo. Después de recogerlas, se mojan en agua de mar, se les quita la cáscara y el núcleo interior es de color blanco, que se pone a secar, de esta forma tenemos la pimienta blanca.

- La pimienta blanca en grano es más picante que la negra pero no tiene el perfume y sabor de la pimienta negra. Se emplea cuando se quiere dar sabor de pimienta a una salsa blanca o de nata, platos de huevos, sopas ligeras de nata, natillas especiadas o mayonesa.

- La pimienta negra posee un sabor picante, no es ni dulce ni salada por lo que puede emplearse con ambos tipos de comida.

- Los granos enteros se usan para sazonar caldos y guisos líquidos y en charcutería, y machacada ligeramente, se añade en las mezclas de especias secas y adobos.

- El mejor modo de emplear la pimienta sigue siendo el clásico, dar unas vueltas al molinillo por encima del producto cocinado poco antes de servir.

- Las bayas se cosechan dos o tres meses después de la floración, cuando tienen un color rojo amarronado y ya han llegado a su tamaño definitivo. Se secan al sol durante 7-10 días.

- Los granos de pimienta verde son los que se recogen antes de madurar, que suelen conservarse en salmuera o en vinagre.

- La pimienta verde con un sabor algo más suave y frutal aunque picante, se puede añadir a la mayonesa para mariscos o ensaladas de huevos e incluso agregarla a las salsas de nata que se sirven con carnes fritas como pechuga de pato o ternera e incluso en algunos artículos de charcutería.

4. DAR LAS PRINCIPALES FUNCIONES Y USOS DE LOS ALCALOIDES PRESENTES EN LA PIMIENTA.4

El fruto de la pimienta negra (Piper nigrum L.) y la pimienta larga (Piper longum L.) son hierbas medicinales importantes en los sistemas de medicina Ayurvédica y Unani (tradicional india), en los que los remedios generalmente consisten en mezclas de hierbas. Kirtikar y Basu (Indian Medicinal Plants, 2ª Edición, Vol.3, (1935), páginas 2128- 2135) han informado acerca de un amplio abanico de usos medicinales de la pimienta negra, incluyendo su uso en el tratamiento de la leucodermia. También se ha implicado a la pimienta negra como un posible adyuvante de la Vermonia anthelmintica en el tratamiento de la leucodermia (Indian Medicinal journal, Vol.1, 3ª Edición, (1982), 1267-1270). Estas dos hierbas se usan como constituyentes de muchas de las preparaciones de hierbas tradicionales para una gran variedad de usos, incluyendo molestias gastrointestinales y cutáneas. En el tratamiento del vitíligo se han usado composiciones que comprenden pimienta negra, jengibre y pimienta larga (Ancient Science of Life, Vol.IX, Nº 4 (1990) 202-206; sin embargo, no se ha establecido la acción terapéutica específica de la pimienta negra en esta composición de administración oral.

De igual manera se ha reportado a la piperina como un principio activo en contra de la depresión.

5. DAR LA RUTA BIOSINTÉTICA DEL COMPONENTE PRINCIPAL.5

El anillo de piperidina que forma parte de un resto amida terciaria que se incorpora a través de sí mismo piperidina es decir, el producto de reducción de D1-piperideina como se muestra. Curiosamente, el residuo de ácido en piperico se obtiene a partir de un precursor cinamoılo-CoA. La extensión de la cadena es causada por la virtud de etilo / malonato y en última instancia combina como su CoA-éster con el núcleo de piperidina obtenida previamente.

6. DAR LA MONOGRAFÍA DE LA PIPERINA6

Monografía 1. Piperina Index Merck .

Insoluble en agua, ácido y base diluidos

Fórmula: C17 H19O3N

En calentamiento con álcali acuoso da ácido pipérico (insoluble en agua pero soluble en NaOH y NaHCO3 acuosos) y la amina cíclica secundaria piperidina.

Resumen de las características de la piperina

7. PROPONER UNA TÉCNICA DE EXTRACCIÓN Y JUSTIFICAR CADA UNO DE LOS PASOS7

Extracción con disolvente en medio alcalino

Diagrama 1. Extracción de alcaloides por medio alcalino.

Etapa 1. La droga pulverizada y privada de lípidos se mezcla con una disolución acuosa alcalina que desplaza a los alcaloides de sus combinaciones salinas; las bases así liberadas se solubilizan seguidamente en un disolvente orgánico.

Normalmente se utiliza como agente de alcalinización el amoniaco. Si la estructura de los alcaloides a extraer posee un elemento frágil, como por ejemplo una función éster, el amoniaco se reemplazará por un carbonato alcalino. En algunos casos especiales, es preciso recurrir a una mezcla de hidróxido cálcico e hidróxido sódico: este es el caso de las cortezas de quina donde los alcaloides se encuentran combinados con taninos.

Cuando es necesario utilizar hidróxido sódico, no hay que olvidar que los alcaloides que poseen una función fenólica en su estructura se encuentran solubilizados bajo la forma de fenatos hidrosolubles: por lo que se puede, si es necesario, aprovechar esta circunstancia para conseguir el fraccionamiento de una mezcla alcaloídica.

El disolvente orgánico puede ser un disolvente clorado (diclorometano, cloroformo), benceno, dióxido de etilo mediante la técnica del Soxhlet.

Etapa 2. El disolvente orgánico que contiene los alcaloides bases se separa del marco y, si es necesario, se concentra parcialmente por destilación a presión reducida. Posteriormente el disolvente se agita con una disolución acuosa ácida: Los alcaloides se solubilizan en la fase acuosa bajo forma de sales, mientras que las impurezas neutras permaneces en la fase orgánica. La operación se repite tantas veces como sea necesario hasta lograr que la fase orgánica no contenga alcaloides.

Los ácidos utilizados son muy variables (Clorhídrico, sulfúrico, sulfámico, tratárico) peso siempre se emplean en disoluciones muy diluidas (1-5%).

Etapa 3. Las disoluciones acuosas de las sales alcaloides, reunidas y si es necesario –lavadas- con un disolvente apolar (hexano, éter etílico), se alcalinizan con una base en presencia de un disolvente orgánico no miscible en agua. Los alcaloides bases precipitan y se disuelven en la fase orgánica. El agotamiento de la fase acuosa se continúa hasta que todos los alcaloides se encuentren en la fase orgánica (lo que se puede comprobar fácilmente por dar negativa a la reacción de Mayer realizada sobre la fase acuosa). Esta etapa de purificación se puede realizar, como la precedente y según sean las cantidades de que se trate, en una ampolla de decantación o bien en aparatos mas o menos complejos: perforadores, extractores centrífugas.

Etapa 4. El disolvente orgánico que contiene los alcaloides bases se separa por decantación, se eliminan las trazas de agua que pudiera contener por deshidratación con una sal anhidra (sulfato sódico) y se evapora a presión reducida. Queda entonces un residuo seco: alcaloides totales.

8. DAR EL FUNDAMENTO DE LA TÉCNICA PROPUESTA 8

La extracción de alcaloides se basa, por regla general, en el hecho de que se encuentran habitualmente en la planta al estado de sales y en el de su basicidad, es decir, en la diferente solubilidad de las bases y de las sales en agua por una parte yen disolventes por otra.

El material vegetal contiene a menudo cantidades apreciables de grasas (especialmente en las semillas) así como ceras, terpenos, pigmentos y otras sustancias lipófilas que pueden interferir en el proceso extractivo, sobre todo induciendo la formación de emulsiones. Para evitar en todo o en parte estos problemas tecnológicos, se debe proceder a una deslipidación previa de la droga molturada. El éter de petróleo o el hexano se utilizan frecuentemente en esta operación: excepcionalmente los alcaloides pueden extraerse con estos disolventes si se emplean en medio nuestro.

La extracción de los alcaloides con disolventes orgánicos apolares en medio básico: método de Stas-Otto, es muy utilizado y consiste en tratar a la droga pulverizada con disolvente apolar (éter, cloroformo, etc) en medio básico. El medio básico utilizado depende de la basicidad de los alcaloides que se desea extraer, este medio libera los alcaloides, que pasan a la forma básica libre, soluble en el disolvente orgánico apolar. La transferencia de los alcaloides a la solución orgánica se puede realizar básicamente por tres métodos: maceración, percolación o Soxlet.

Posteriormente se trata la solución orgánica con agua en medio ácido en exceso para obtenerse dos fases. El medio ácido protona los alcaloides, que forman sales y pasan a la fase acuosa. Dicha fase acuosa se vuelve a tratar con un disolvente orgánico apolar en medio básico, su vuelven a obtener dos fases y los alcaloides pasan a la fase orgánica en forma libre. Por evaporación de ésta última solución orgánica se obtiene un residuo que contiene alcaloides.

REFERENCIAS

1. Kuklinski, C. (2002) Farmacognosia. Estudio de las drogas y sustancias medicamentosas de origen natural. Barcelona: Omega. pp 169-175.

2. Kuklinski, C. (2002) Farmacognosia. Estudio de las drogas y sustancias medicamentosas de origen natural. Barcelona: Omega. pp 169-175.

3. Plant cultures. Piper nigrum [http://www.kew.org/plant-cultures/plants/black_pepper_landing.html] Consultado 27/09/13 12.14 am.

4. Oficina Española de Patentes y Marcas. Uso de la piperina y sus derivados para tratar transtornos de pigmentación de la piel y cáncer de piel. [http://www.espatentes.com/pdf/2207252_t3.pdf] Consultado 26/09/13 11.50 pm

5. Biosíntesis de la Piperina. [http://biocyc.org/META/NEW-IMAGE?type=PATHWAY&object=PWY-5752&detail-level=2] Consultado 26/09/13 11.35 pm.

6. Budavari,Susan (1989). The Merck Index. An encyclopedia of chemicalas, drugs, and biological. 11a. Ed USA:Merck & Co., Inc. 7625, piperine.

7. Bruneton, J. (2001). Farmacognosia. Fitoquímica. Plantas Medicinales. España: Editorial Acribia. pp 678-680.

8. Bruneton, J. (2001). Farmacognosia. Fitoquímica. Plantas Medicinales. España: Editorial Acribia. pp 681.

Kuklinski, C. (2002) Farmacognosia. Estudio de las drogas y sustancias medicamentosas de origen natural. Barcelona: Omega. pp 171.