Resumen

Las plumas convencionales son un producto de gran utilidad y consumo en la actualidad, sin embargo estas están elaboradas con materiales no biodegradables que colaboran al aumento de la acumulación de basura en el medio ambiente. En cambio la eco pluma se elaboró con productos biodegradables, como frutas, periódicos y materiales reutilizables, estos son prácticos y se pueden conseguir en el hogar, por lo que las familias pueden concientizarse acerca del cuidado de nuestro planeta,cooperando poco a poco con nuevas ideas y usando la eco pluma para el mismo objetivo y a la vez a largo plazo reducir los gastos económicos dentro de esta, ya que la eco pluma se puede reutilizar y así solo elaborar otra tinta. La tinta de la pluma esta elaborada de frutas diferentes, una que son las moras que tienen una mayor concentración de antocianinas que es la propiedad colorante de las frutas, a diferencia del betabel que tenía un color intenso, y por eso se usó. Se observó que la fruta con una mayor concentración de antocianinas, que es la mora, se obtuvo una coloración más intensa de la tinta, a diferencia de la de betabel que no conservo su coloración y pinto con menor intensidad. Al final se concluyó que para las familias la pluma elaborada sirve como una alternativa novedosa y funcional, por lo que se puede empezar a generar conciencia dentro de muchas familias y así comenzar a reducir el problema de la contaminación generada dentro de la comunidad.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

La acumulación de basura representa un gran problema en la actualidad porque ha llegado a niveles críticos y esto genera contaminación.

El plástico con el que están elaboradas las plumas es uno de los materiales que tarde mas en degradarse y esto a su vez va generando mayor acumulación de basura.

Los materiales orgánicos tardan mucho menos en degradarse que los plásticos y esto reduce la acumulación de basura que en un futuro podría ayudar al medio ambiente, y aunque los plásticos se pueden reciclar, al final van a terminar en el basurero, y los materiales orgánicos se pueden usar para compostas después de su uso, lo que ayuda al medio ambiente.

Antecedentes

Antocianinas como pigmento.

Las antocianinas representan los principales pigmentos solubles en agua visibles al ojo humano. Pertenecen al grupo de los flavonoides y su estructura básica es un núcleo de flavón, el cual consta de dos anillos aromáticos unidos por una unidad de tres carbonos (Figura 1). El nivel de hidroxilación y metilación en el anillo “B” de la molécula determina el tipo de antocianidina, que es la aglicona de la antocianina. Aunque se han descrito doce diferentes antocianidinas, las más comunes en plantas son: pelargonidina, cianidina, delfinidina, peonidina, petunidina y malvidina. Las tres primeras son más frecuentes en frutos, en tanto que el resto lo son en flores. En las plantas las antocianidinas no se acumulan como tal, sino en su forma glucosilada; esto es, unidas a algún azúcar y en cuyo caso se denominan antocianinas. El azúcar presente en la molécula les confiere una gran solubilidad y estabilidad, generalmente se une a la antocianidina en la posición 3 del grupo fenólico, pero puede también hacerlo en las posiciones 5 y 7. Con base en el número de azúcares presentes en su estructura, las antocianinas se clasifican en: monoglucósidos (un azúcar), diglucósidos (dos azúcares) y triglucósidos (tres azúcares). Los tipos de azúcares presentes pueden ser: monosacáridos, disacáridos o trisacáridos. Los monosacáridos más comunes son: pentosas como arabinosa y xilosa, o bien hexosas, de las cuales la Dglucosa es la más frecuente, aunque también pueden estar presentes galactosa o ramnosa. Los disacáridos más frecuentes son gentobiosa, soforosa, sambubiosa y rutinosa. Los trisacáridos reportados pueden ser lineales como la gentotriosa, o bien ramificados como xilosilrutinosa o glucosilrutinosa (Strack y Wray, 1989). En algunos casos, los azúcares están acilados con grupos derivados del ácido acético o alguno de los cuatro ácidos cinámicos (p-cumárico, caféico, ferúlico o sináptico). Se ha observado que la presencia de estos grupos acilo en la molécula de antocianidina le confiere estabilidad ante condiciones extremas de pH y temperatura. Cuando en la molécula de antocianina se encuentran únicamente azúcares, se denominan no aciladas; si además de los azúcares están presentes uno o varios radicales acilo, se catalogan como aciladas (Salinas et al., 2010). Fuentes. Las antocianinas están presentes en diferentes órganos de las plantas, tales como frutas, flores, tallos, hojas y raíces (Brouillard, 1982). Estos pigmentos son normalmente encontrados disueltos uniformemente en la solución vacuolar de células epidérmicas. Sin embargo, en ciertas especies, las antocianinas son localizadas en regiones discretas de la vacuola celular, llamadas antocianoplastos (Pecket y Small, 1980). La principal fuente de antocianinas son frutas rojas, principalmente bayas y uvas rojas, cereales, principalmente maíz morado, vegetales y vino rojo entre las bebidas (Harbone, 1993; Escribano-Bailon et al., 2004). Extracción. La extracción de antocianinas es comúnmente llevada a cabo con metanol o etanol conteniendo una pequeña cantidad de ácido (15%, HCl 1M) con el objetivo de obtener la forma del catión flavilio, el cual es estable en un medio altamente ácido. No hay diferencia significativa en lecturas de absorbancia o eficiencia de extracción entre el etanol y metanol (Abdel-Aal y Hucl, 1999). Es preferible usar etanol ya que es menos tóxico, particularmente en usos alimenticios y ensayos clínicos. Adicionalmente, si los extractos contienen materiales lipídicos, la adición de un solvente orgánico tal como hexano al extracto puede eliminar algunas sustancias que contenga dichos materiales. El ácido puede causar hidrólisis parcial de las fracciones acil en antocianinas aciladas, especialmente en aquellas con ácidos dicarboxílicos tales como ácido malónico, por lo que el uso de ácidos débiles es deseable, tal como ácido tartárico o cítrico para mantener los sustituyentes dicarboxílicos intactos (Castaneda-Ovando et al., 2009; EscribanoBailon et al., 2004). El pH también ha mostrado que tiene una influencia significante sobre el color de los extractos de antocianinas, las lecturas de absorbancia y la recuperación del extracto. A valores de pH más bajos (pH < 2), los extractos de trigo azul y morados exhibieron un cambio de color rojo a rojo oscuro Aguilera Ortíz et al.: Propiedades funcionales de las antocianinas 18 después de la extracción, mientras a pH más alto (pH > 4), los extractos presentaron un color amarillo (AbdelAal y Hucl, 1999). Separación y cuantificación. La técnica empleada más comúnmente hoy en día es la cromatografía líquida de alta resolución en fase reversa (RP-HPLC) puesto que esta permite la separación simultánea, la identificación y cuantificación de los compuestos de antocianinas sin requerir pureza excesiva de los extractos (Escribano-Bailon et al., 2004). Las columnas (diámetro interno 4.6 mm y largo 100-300 mm) son usualmente mantenidas a temperatura ambiente, y los sistemas de elusión son binarios, usando solventes acidificados acuosos tales como ácido acético, ácido perclórico o ácido fórmico en un solvente orgánico tal como metanol o acetonitrilo (Zhang et al., 2004; Horbowicz et al., 2008). Las antocianinas separadas son detectadas y cuantificadas a 525 nm y la identificación de antocianinas está basada en los tiempos de retención correspondientes y espectros ultravioletavisibles (UV-Vis) comparado con la de los estándares auténticos puros tales como delfinidina-3-glucósido, delfinidina-3-rutinósido, cianidina-3-glucósido, cianidina- 3galactósido, cianidina-3-rutinósido, peonidina-3- glucósido,petunidina-3-glucósido,pelargonidina -3-glucósido y cloruro de cianidina que están comercialmente disponibles. El contenido total de antocianinas es calculado en μg/g usando una curva estándar para cianidina-3-glucósido o delfinidina-3- glucósido (las antocianinas más comunes en granos) (Abdel-Aal y Hucl, 2003). Los espectros de absorción UV-Vis de una antocianina puede proveer información sobre la naturaleza de la antocianidina, modelo de glucocilación y posiblemente de acilación (Costa et al., 2000). Las antocianinas tienen un rango de absorción amplio al final del azul del espectro visible con una absorción máxima observada en las regiones de 500-535 nm (Abdel-Aal et al., 2006). En adición, la electroforesis capilar (CE) ha sido usada para separar los compuestos iónicos de antocianinas por su carga (Castaneda-Ovando et al., 2009). El uso de la CE en la separación de antocianinas es bastante nueva, pero promisoria debido a la alta hidrosolubilidad de estos compuestos. La CE ha sido empleada para la determinación cuantitativa de antocianinas en vino como una alternativa de la RP-HPLC (Saenz-Lopez et al., 2003). Detección e identificación. Las propiedades espectrales son a menudo usadas para la caracterización de antocianinas, especialmente para identificar el tipo de antocianina. El análisis espectrométrico UV es la técnica usada comúnmente para identificar y cuantificar antocianinas. Como se describió anteriormente, el espectro de absorción de las antocianinas depende del pH. La absorción máxima a 520-540 nm en la región visible es la longitud de onda más común usada en la medición espectrofotométrica de antocianinas (Horbowicz et al., 2008). La espectrometría de masas (MS) es una técnica usada comúnmente que permite la identificación de antocianinas determinando la masa de los iones moleculares en la muestra y los fragmentos de la separación de estos compuestos a través de la aplicación de energías ionizantes más altas (Escribano-Bailon et al., 2004). La cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS) es usada para confirmar la identidad de los compuestos de antocianinas en plantas y fluidos biológicos. La LCMS combina la separación sobre el sistema LC con la selectividad y sensibilidad del detector MS permitiendo la identificación de componentes individuales de una mezcla de compuestos tales como extractos de plantas o fluidos biológicos (Costa et al., 2000). Otras técnicas las cuales han sido usadas para la identificación de antocianinas incluyen la técnica de espectrometría de masas de ionización electrospray (ESI-MS) y la resonancia magnética nuclear (NMR) (Escribano-Bailon et al., 2004). La ESI-MS es usada para la caracterización de antocianinas en matrices alimenticias complejas y es especialmente útil para la detección de metabolitos de antocianinas de nivel bajo en plasma humano (Horbowicz et al., 2008). La NMR es un método poderoso usado para la elucidación estructural de antocianinas tales como las antocianinas aciladas con derivados ramnósidos encontrados en algunas frutas como bayas negras y compuestos menores en análisis de vinos Aguilera Ortíz et al.: BIOtecnia / XIII (2): 16-22 (2011) Volumen XIII, Número 2 19 (Castaneda-Ovando et al., 2009; Kosir y Kidric, 2002). El uso de la espectroscopia NMR unidimensional y dos bidimensional 1 H y 13C con métodos de supresión de señal larga permite una identificación segura para las señales de resonancia de 1 H y 13C de antocianinas individuales en metanol deuterado (CD3 OD) (Kosir y Kidric, 2002). La espectroscopía NMR es también más simple y menos consumidora de tiempo que la LC-MS. Estas técnicas pueden servir como un complemento para los métodos más comúnmente usados. Propiedades funcionales El interés en los pigmentos antociánicos se ha intensificado recientemente debido a sus propiedades farmacológicas y terapéuticas (Astrid, 2008). Durante el paso del tracto digestivo al torrente sanguíneo de los mamíferos, las antocianinas permanecen intactas (Miyazawa et al., 1999) y ejercen efectos terapéuticos conocidos que incluyen la reducción de la enfermedad coronaria, efectos anticancerígenos, antitumorales, antiinflamatorios y antidiabéticos; además del mejoramiento de la agudeza visual y del comportamiento cognitivo. Los efectos terapéuticos de las antocianinas están relacionados con su actividad antioxidante. Estudios con fracciones de antocianinas provenientes del vino han demostrado que estas son efectivas en atrapar especies reactivas del oxígeno, además de inhibir la oxidación de lipoproteínas y la agregación de plaquetas (Ghiselli et al., 1998). Estos resultados sugieren que las antocianinas son la explicación de la conocida “Paradoja Francesa”. Existen varias hipótesis, se propone que el bajo riesgo de la enfermedad coronaria en Francia se asocia con el alto consumo de vino tinto (St. Leger et al., 1979; Xia et al., 1998). De igual manera, Wang y Jiao (2000), así como Wang y Lin (2000) han demostrado que frutos ricos en antocianinas evidencian una alta actividad antioxidante contra la presencia de peróxido de hidrógeno (H2 O2 ) y contra los radicales peróxido (ROO.), superóxido (O2 . – ), hidroxilo (- OH) y oxígeno singulete (1 O2 ). Como ejemplo tenemos al fruto de la omija (Schizandra chinensis), donde el pigmento consistente mayoritariamente de Cya-3-O-xylrut explicado como 86% (DPPH) y 98% (ABTS) demostró actividad antioxidante total de extracto acuoso del fruto (Kim et al., 2009). A las antocianinas también se les atribuye actividad antitumoral y anticancerígena. Otros investigadores (Koide et al., 1997) reportan efectos antitumorales al usar extractos de frijoles rojos de soya que contenían cianidina conjugada con glucosa y ramnosa. De igual manera, Hagiwara et al. (2002) demostraron que el suministro de papas púrpuras dulces y repollo morado a ratas de laboratorio, causan supresión de tumores. En cuanto a la actividad anticancerígena, Kamei et al. (1998) reportaron la supresión de células cancerígenas HCT-15 provenientes del colon humano y de células cancerígenas gástricas AGS al suministrar fracciones de antocianinas del vino tinto. Así también, Tristan et al. (2005) realizaron bioensayos que demuestran que los arándanos inhiben las etapas de iniciación, promoción y progresión de la carcinogénesis. Referente a la actividad antiinflamatoria, Wang y Mazza (2002) encontraron en extractos concentrados de antocianinas efecto inhibitorio de la producción de óxido nítrico en macrófagos activados. Por otra parte, Vuorela et al. (2005) encontraron efecto supresor de prostaglandina EG2 , sinónimo de actividad antiinflamatoria en extractos de antocianinas de frambuesa. Con respecto a la actividad antidiabética de las antocianinas, la cual fue reportada por Perossini et al. (1987), estudios clínicos realizados en Italia revelaron que 79% de los pacientes diabéticos consumidores de extracto de bayas rojas (160 mg dos veces al día durante un mes) mostraron alivio en los síntomas de retinopatía diabética. De acuerdo con Tristán et al. (2008) antocianinas provenientes de cuatro especies de arándanos silvestres: Amelanchier alnifolia, Viburnum trilobum, Prunus virginian y Shepherdia argéntea, muestran propiedades hipoglucémicas. Tales frutos, con alto contenido de sustancias fitoquímicas, han sido consumidos tradicionalmente por tribus norteamericanas para la protección de enfermedades crónicas como diabetes. Finalmente, el mejoramiento de la agudeza visual y del comportamiento cognitivo como resultado del consumo de antocianinas ha sido reportado por Joseph et al. (1999) y ShukittHale et al. (2005) donde han demostrado que el Aguilera Ortíz et al.: Propiedades funcionales de las antocianinas 20 comportamiento cognitivo y las funciones neuronales de ratas de laboratorio puede ser mejoradas a través de suplementación nutricional con extractos de arándanos y fresas. Ohgami et al. (2005) suministraron extractos de frutas ricas en antocianinas a ratas con deficiencia ocular, resultando en una reducción de la inflamación y aumento de la agudeza visual. Otro ejemplo de frutas con estas propiedades, es la uva y sus principales componentes como las antocianinas, flavonoides y el resveratrol tienen una variedad de bioactividades, tales como antioxidante, cardioprotectivo, anticancerígeno, antiinflamatorio, antienvejecimiento y antimicrobiano, las cuales están estrechamente ligadas a favor de la prevención de enfermedades y promoción de la salud, haciendo más grande el potencial de la uva en el campo de los alimentos y aplicación farmacéutica (En-Qin et al., 2010). Hoy en día se ha acumulado gran cantidad de información concerniente a la actividad biológica de las antocianinas, sin embargo, debemos profundizar sobre esta funcionalidad. De Pascual-Teresa y SánchezBallesta (2008) concluyen que la literatura existente sobre actividades biológicas provee suficiente evidencia para pensar que los productos ricos en antocianinas, tales como bayas o vino tinto, pueden tener un efecto protector sobre la salud humana, especialmente para la prevención de enfermedades cardiovasculares y algunos tipos de cáncer. Sin embargo, son necesarios más estudios para establecer las implicaciones reales de antocianinas en estas propiedades promotoras de la salud, donde muchos estudios han sido hechos usando extractos de frutas o vino y así, otras sustancias pueden ser totalmente o parcialmente responsables de las actividades biológicas mencionadas

Objetivo

Elaborar una pluma ecológica a base de materiales orgánicos y reutilizables.

Justificación

Las plumas están constituidas por plástico que es un material contaminante, y con la eco-pluma ayudaríamos a concientizar a la gante sobre cómo empezar a solucionar el problema de la acumulación de basura.

Las plumas son una herramienta de trabajo muy utilizada en el mundo, pero estas son elaboradas con materiales derivados del petróleo que tarda mucho en degradarse, y además de esto el petroleo es un recurso no renovable.

Por otro lado la eco-pluma estaría conformada por materiales orgánicos y reutilizables que tardan menos en degradarse, y además no son dañinos con el medio ambiente.

Hipótesis

Si logramos elaborar una pluma a base de materiales orgánicos y reutilizables, entonces tendremos una alternativa amigable con el ambiente.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

-10 gramos de betabel.

-10 gramos de moras.

-1 jeringa de 10 ml con aguja.

-250 ml de alcohol del 96.

-Trozos de periódico de 3×3 cm.

-3 recipientes pequeños con capacidad de 20 ml.

-2 bolígrafos sin tinta y limpios.

-Media o tela delgada

-Licuadora.

Procedimiento de tinta.

1. -Dejamos la fruta en reposo en alcohol durante 10 minutos.
2. -Verter la fruta y el alcohol en la licuadora.
3. -Licuar la fruta y el alcohol por 1 minuto.
4. Colar la mezcla con la media
5. -Dejar reposar la mezcla durante 6 minutos.
6. -Succionar la mezcla con la jeringa.
7. -Inyectar la mezcla dentro del tubo contenedor.
8. -Usar presión con el liquido para cerrar espacios en el tubo contenedor.
9. -Utilizar la pluma como se hace habitualmente.

Procedimiento para elaborar la carcasa de la pluma.

1. -Untar el pegamento en los trozos de periódico.
2. -Colocar los trozos de periódico sobre el tubo contenedor.
3. -Repetir este paso 10 veces.
4. -Dejar secar durante 30 minutos.

Galería Método

Resultados

Se obtuvo un cilindro de 0.4cm de ancho por 11.1cm de largo y un grosor de 1 milímetro.

La consistencia de la tinta de mora fue totalmente liquida y su coloración fue rojo vino.

La consistencia de la tinta de betabel fue totalmente liquida y su coloración fue rojo pastel.

Galería Resultados

Discusión

Como se vio en los antecedentes, reduciendo el nivel de plástico en los basureros, realmente se puede disminuir de gran manera la emisión de gases contaminantes que se generan con la acumulación de la tinta.

En cuanto a la tinta, se notó que como las moras se encuentran entre una de las frutas con mas concentración de antocianinas, pinto más que el betabel que por su fuerte coloración, se pensó que podría pintar al igual aunque tuviera menor concentración de antocianinas,  con lo que se vio que para la coloración de la tinta, necesita tener obligatoriamente una concentración elevada de antocianinas

Conclusiones

La eco pluma es una alternativa favorable para el medio ambiente, a pesar de que es menos práctica que una pluma convencional debido a que el diámetro de esta es menor al de una normal, por lo que resulta un poco incomoda al momento de escribir.

Bibliografía

Bioenciclopedia. Contaminación por basura, disponible en www.bioenciclopedia.com/contaminacion-por-basura, consultado el 9 de diciembre de 2015.

Universidad Nacional de Colombia. Las antocianinas como colorantes naturales, disponible en www.scielo.org.co/pdf/abc/v13n3/v13n3a2, consultado el 9 de diciembre de 2015.

Olga Lock Sing de Ugaz. (1997). Colorantes naturales. Perú: Fondo editorial de la pontificia universidad católica de perú, consultado el 9 de diciembre de 2015.

Summary

Conventional pens are a product of great use and consumption today, however these are made from non-biodegradable materials that contribute to increase the accumulation of waste in the environment. On the other hand the ecological pen was developed with biodegradable products, such as fruit, newspapers and reusable materials which are practical and can be achieved at home, so that the families can become aware about taking care of our planet, cooperating little by little with new ideas and using the ecological pen for the same purpose and simultaneously reducing in the long-term the economic expenses on this, because the ecological pen can be reused just producing more ink. The ink pen is made of different fruit, one of those are the blackberries which have a higher concentration of anthocyanins which are the coloring properties of the fruit as well as the sugar beet with an intense color, so that is why it was used. It was observed that the fruit with a higher concentration of anthocyanins, which is the blackberry, was the one with a more intense coloration of ink obtained, On the other hand the sugar beet did not keep the color and it painted with less intensity. At the end it was concluded that the made pen is a new and functional alternative, so it can start generating awareness in many families and start reducing the problem of pollution generated in our communities.

Research Question

Problem approach

The accumulation of garbage is a big problem nowadays because it has reached critical levels and this generates pollution. The plastic which the pens are elaborated from is one of the materials that take too much time to degrade besides it generates more garbage accumulation. Organic materials take too much less to degrade than plastics and this reduces the accumulation of garbage which in the future would help to the environment. Although plastics can be recycled, at the end they will finish in the garbage dump. On the other hand, organic materials can be used for compost after their useful term, so they help the environment.

Background

Antocianinas como pigmento.

Las antocianinas representan los principales pigmentos solubles en agua visibles al ojo humano. Pertenecen al grupo de los flavonoides y su estructura básica es un núcleo de flavón, el cual consta de dos anillos aromáticos unidos por una unidad de tres carbonos (Figura 1). El nivel de hidroxilación y metilación en el anillo “B” de la molécula determina el tipo de antocianidina, que es la aglicona de la antocianina. Aunque se han descrito doce diferentes antocianidinas, las más comunes en plantas son: pelargonidina, cianidina, delfinidina, peonidina, petunidina y malvidina. Las tres primeras son más frecuentes en frutos, en tanto que el resto lo son en flores. En las plantas las antocianidinas no se acumulan como tal, sino en su forma glucosilada; esto es, unidas a algún azúcar y en cuyo caso se denominan antocianinas. El azúcar presente en la molécula les confiere una gran solubilidad y estabilidad, generalmente se une a la antocianidina en la posición 3 del grupo fenólico, pero puede también hacerlo en las posiciones 5 y 7. Con base en el número de azúcares presentes en su estructura, las antocianinas se clasifican en: monoglucósidos (un azúcar), diglucósidos (dos azúcares) y triglucósidos (tres azúcares). Los tipos de azúcares presentes pueden ser: monosacáridos, disacáridos o trisacáridos. Los monosacáridos más comunes son: pentosas como arabinosa y xilosa, o bien hexosas, de las cuales la Dglucosa es la más frecuente, aunque también pueden estar presentes galactosa o ramnosa. Los disacáridos más frecuentes son gentobiosa, soforosa, sambubiosa y rutinosa. Los trisacáridos reportados pueden ser lineales como la gentotriosa, o bien ramificados como xilosilrutinosa o glucosilrutinosa (Strack y Wray, 1989). En algunos casos, los azúcares están acilados con grupos derivados del ácido acético o alguno de los cuatro ácidos cinámicos (p-cumárico, caféico, ferúlico o sináptico). Se ha observado que la presencia de estos grupos acilo en la molécula de antocianidina le confiere estabilidad ante condiciones extremas de pH y temperatura. Cuando en la molécula de antocianina se encuentran únicamente azúcares, se denominan no aciladas; si además de los azúcares están presentes uno o varios radicales acilo, se catalogan como aciladas (Salinas et al., 2010). Fuentes. Las antocianinas están presentes en diferentes órganos de las plantas, tales como frutas, flores, tallos, hojas y raíces (Brouillard, 1982). Estos pigmentos son normalmente encontrados disueltos uniformemente en la solución vacuolar de células epidérmicas. Sin embargo, en ciertas especies, las antocianinas son localizadas en regiones discretas de la vacuola celular, llamadas antocianoplastos (Pecket y Small, 1980). La principal fuente de antocianinas son frutas rojas, principalmente bayas y uvas rojas, cereales, principalmente maíz morado, vegetales y vino rojo entre las bebidas (Harbone, 1993; Escribano-Bailon et al., 2004). Extracción. La extracción de antocianinas es comúnmente llevada a cabo con metanol o etanol conteniendo una pequeña cantidad de ácido (15%, HCl 1M) con el objetivo de obtener la forma del catión flavilio, el cual es estable en un medio altamente ácido. No hay diferencia significativa en lecturas de absorbancia o eficiencia de extracción entre el etanol y metanol (Abdel-Aal y Hucl, 1999). Es preferible usar etanol ya que es menos tóxico, particularmente en usos alimenticios y ensayos clínicos. Adicionalmente, si los extractos contienen materiales lipídicos, la adición de un solvente orgánico tal como hexano al extracto puede eliminar algunas sustancias que contenga dichos materiales. El ácido puede causar hidrólisis parcial de las fracciones acil en antocianinas aciladas, especialmente en aquellas con ácidos dicarboxílicos tales como ácido malónico, por lo que el uso de ácidos débiles es deseable, tal como ácido tartárico o cítrico para mantener los sustituyentes dicarboxílicos intactos (Castaneda-Ovando et al., 2009; EscribanoBailon et al., 2004). El pH también ha mostrado que tiene una influencia significante sobre el color de los extractos de antocianinas, las lecturas de absorbancia y la recuperación del extracto. A valores de pH más bajos (pH < 2), los extractos de trigo azul y morados exhibieron un cambio de color rojo a rojo oscuro Aguilera Ortíz et al.: Propiedades funcionales de las antocianinas 18 después de la extracción, mientras a pH más alto (pH > 4), los extractos presentaron un color amarillo (AbdelAal y Hucl, 1999). Separación y cuantificación. La técnica empleada más comúnmente hoy en día es la cromatografía líquida de alta resolución en fase reversa (RP-HPLC) puesto que esta permite la separación simultánea, la identificación y cuantificación de los compuestos de antocianinas sin requerir pureza excesiva de los extractos (Escribano-Bailon et al., 2004). Las columnas (diámetro interno 4.6 mm y largo 100-300 mm) son usualmente mantenidas a temperatura ambiente, y los sistemas de elusión son binarios, usando solventes acidificados acuosos tales como ácido acético, ácido perclórico o ácido fórmico en un solvente orgánico tal como metanol o acetonitrilo (Zhang et al., 2004; Horbowicz et al., 2008). Las antocianinas separadas son detectadas y cuantificadas a 525 nm y la identificación de antocianinas está basada en los tiempos de retención correspondientes y espectros ultravioletavisibles (UV-Vis) comparado con la de los estándares auténticos puros tales como delfinidina-3-glucósido, delfinidina-3-rutinósido, cianidina-3-glucósido, cianidina- 3galactósido, cianidina-3-rutinósido, peonidina-3- glucósido,petunidina-3-glucósido,pelargonidina -3-glucósido y cloruro de cianidina que están comercialmente disponibles. El contenido total de antocianinas es calculado en μg/g usando una curva estándar para cianidina-3-glucósido o delfinidina-3- glucósido (las antocianinas más comunes en granos) (Abdel-Aal y Hucl, 2003). Los espectros de absorción UV-Vis de una antocianina puede proveer información sobre la naturaleza de la antocianidina, modelo de glucocilación y posiblemente de acilación (Costa et al., 2000). Las antocianinas tienen un rango de absorción amplio al final del azul del espectro visible con una absorción máxima observada en las regiones de 500-535 nm (Abdel-Aal et al., 2006). En adición, la electroforesis capilar (CE) ha sido usada para separar los compuestos iónicos de antocianinas por su carga (Castaneda-Ovando et al., 2009). El uso de la CE en la separación de antocianinas es bastante nueva, pero promisoria debido a la alta hidrosolubilidad de estos compuestos. La CE ha sido empleada para la determinación cuantitativa de antocianinas en vino como una alternativa de la RP-HPLC (Saenz-Lopez et al., 2003). Detección e identificación. Las propiedades espectrales son a menudo usadas para la caracterización de antocianinas, especialmente para identificar el tipo de antocianina. El análisis espectrométrico UV es la técnica usada comúnmente para identificar y cuantificar antocianinas. Como se describió anteriormente, el espectro de absorción de las antocianinas depende del pH. La absorción máxima a 520-540 nm en la región visible es la longitud de onda más común usada en la medición espectrofotométrica de antocianinas (Horbowicz et al., 2008). La espectrometría de masas (MS) es una técnica usada comúnmente que permite la identificación de antocianinas determinando la masa de los iones moleculares en la muestra y los fragmentos de la separación de estos compuestos a través de la aplicación de energías ionizantes más altas (Escribano-Bailon et al., 2004). La cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS) es usada para confirmar la identidad de los compuestos de antocianinas en plantas y fluidos biológicos. La LCMS combina la separación sobre el sistema LC con la selectividad y sensibilidad del detector MS permitiendo la identificación de componentes individuales de una mezcla de compuestos tales como extractos de plantas o fluidos biológicos (Costa et al., 2000). Otras técnicas las cuales han sido usadas para la identificación de antocianinas incluyen la técnica de espectrometría de masas de ionización electrospray (ESI-MS) y la resonancia magnética nuclear (NMR) (Escribano-Bailon et al., 2004). La ESI-MS es usada para la caracterización de antocianinas en matrices alimenticias complejas y es especialmente útil para la detección de metabolitos de antocianinas de nivel bajo en plasma humano (Horbowicz et al., 2008). La NMR es un método poderoso usado para la elucidación estructural de antocianinas tales como las antocianinas aciladas con derivados ramnósidos encontrados en algunas frutas como bayas negras y compuestos menores en análisis de vinos Aguilera Ortíz et al.: BIOtecnia / XIII (2): 16-22 (2011) Volumen XIII, Número 2 19 (Castaneda-Ovando et al., 2009; Kosir y Kidric, 2002). El uso de la espectroscopia NMR unidimensional y dos bidimensional 1 H y 13C con métodos de supresión de señal larga permite una identificación segura para las señales de resonancia de 1 H y 13C de antocianinas individuales en metanol deuterado (CD3 OD) (Kosir y Kidric, 2002). La espectroscopía NMR es también más simple y menos consumidora de tiempo que la LC-MS. Estas técnicas pueden servir como un complemento para los métodos más comúnmente usados. Propiedades funcionales El interés en los pigmentos antociánicos se ha intensificado recientemente debido a sus propiedades farmacológicas y terapéuticas (Astrid, 2008). Durante el paso del tracto digestivo al torrente sanguíneo de los mamíferos, las antocianinas permanecen intactas (Miyazawa et al., 1999) y ejercen efectos terapéuticos conocidos que incluyen la reducción de la enfermedad coronaria, efectos anticancerígenos, antitumorales, antiinflamatorios y antidiabéticos; además del mejoramiento de la agudeza visual y del comportamiento cognitivo. Los efectos terapéuticos de las antocianinas están relacionados con su actividad antioxidante. Estudios con fracciones de antocianinas provenientes del vino han demostrado que estas son efectivas en atrapar especies reactivas del oxígeno, además de inhibir la oxidación de lipoproteínas y la agregación de plaquetas (Ghiselli et al., 1998). Estos resultados sugieren que las antocianinas son la explicación de la conocida “Paradoja Francesa”. Existen varias hipótesis, se propone que el bajo riesgo de la enfermedad coronaria en Francia se asocia con el alto consumo de vino tinto (St. Leger et al., 1979; Xia et al., 1998). De igual manera, Wang y Jiao (2000), así como Wang y Lin (2000) han demostrado que frutos ricos en antocianinas evidencian una alta actividad antioxidante contra la presencia de peróxido de hidrógeno (H2 O2 ) y contra los radicales peróxido (ROO.), superóxido (O2 . – ), hidroxilo (- OH) y oxígeno singulete (1 O2 ). Como ejemplo tenemos al fruto de la omija (Schizandra chinensis), donde el pigmento consistente mayoritariamente de Cya-3-O-xylrut explicado como 86% (DPPH) y 98% (ABTS) demostró actividad antioxidante total de extracto acuoso del fruto (Kim et al., 2009). A las antocianinas también se les atribuye actividad antitumoral y anticancerígena. Otros investigadores (Koide et al., 1997) reportan efectos antitumorales al usar extractos de frijoles rojos de soya que contenían cianidina conjugada con glucosa y ramnosa. De igual manera, Hagiwara et al. (2002) demostraron que el suministro de papas púrpuras dulces y repollo morado a ratas de laboratorio, causan supresión de tumores. En cuanto a la actividad anticancerígena, Kamei et al. (1998) reportaron la supresión de células cancerígenas HCT-15 provenientes del colon humano y de células cancerígenas gástricas AGS al suministrar fracciones de antocianinas del vino tinto. Así también, Tristan et al. (2005) realizaron bioensayos que demuestran que los arándanos inhiben las etapas de iniciación, promoción y progresión de la carcinogénesis. Referente a la actividad antiinflamatoria, Wang y Mazza (2002) encontraron en extractos concentrados de antocianinas efecto inhibitorio de la producción de óxido nítrico en macrófagos activados. Por otra parte, Vuorela et al. (2005) encontraron efecto supresor de prostaglandina EG2 , sinónimo de actividad antiinflamatoria en extractos de antocianinas de frambuesa. Con respecto a la actividad antidiabética de las antocianinas, la cual fue reportada por Perossini et al. (1987), estudios clínicos realizados en Italia revelaron que 79% de los pacientes diabéticos consumidores de extracto de bayas rojas (160 mg dos veces al día durante un mes) mostraron alivio en los síntomas de retinopatía diabética. De acuerdo con Tristán et al. (2008) antocianinas provenientes de cuatro especies de arándanos silvestres: Amelanchier alnifolia, Viburnum trilobum, Prunus virginian y Shepherdia argéntea, muestran propiedades hipoglucémicas. Tales frutos, con alto contenido de sustancias fitoquímicas, han sido consumidos tradicionalmente por tribus norteamericanas para la protección de enfermedades crónicas como diabetes. Finalmente, el mejoramiento de la agudeza visual y del comportamiento cognitivo como resultado del consumo de antocianinas ha sido reportado por Joseph et al. (1999) y ShukittHale et al. (2005) donde han demostrado que el Aguilera Ortíz et al.: Propiedades funcionales de las antocianinas 20 comportamiento cognitivo y las funciones neuronales de ratas de laboratorio puede ser mejoradas a través de suplementación nutricional con extractos de arándanos y fresas. Ohgami et al. (2005) suministraron extractos de frutas ricas en antocianinas a ratas con deficiencia ocular, resultando en una reducción de la inflamación y aumento de la agudeza visual. Otro ejemplo de frutas con estas propiedades, es la uva y sus principales componentes como las antocianinas, flavonoides y el resveratrol tienen una variedad de bioactividades, tales como antioxidante, cardioprotectivo, anticancerígeno, antiinflamatorio, antienvejecimiento y antimicrobiano, las cuales están estrechamente ligadas a favor de la prevención de enfermedades y promoción de la salud, haciendo más grande el potencial de la uva en el campo de los alimentos y aplicación farmacéutica (En-Qin et al., 2010). Hoy en día se ha acumulado gran cantidad de información concerniente a la actividad biológica de las antocianinas, sin embargo, debemos profundizar sobre esta funcionalidad. De Pascual-Teresa y SánchezBallesta (2008) concluyen que la literatura existente sobre actividades biológicas provee suficiente evidencia para pensar que los productos ricos en antocianinas, tales como bayas o vino tinto, pueden tener un efecto protector sobre la salud humana, especialmente para la prevención de enfermedades cardiovasculares y algunos tipos de cáncer. Sin embargo, son necesarios más estudios para establecer las implicaciones reales de antocianinas en estas propiedades promotoras de la salud, donde muchos estudios han sido hechos usando extractos de frutas o vino y así, otras sustancias pueden ser totalmente o parcialmente responsables de las actividades biológicas mencionadas

Objective

To elaborate a pen made from organic and reusable materials.

Justification

Pens are formed by plastic which is a contaminant material,  with the green pen we could help to make people aware about how to contribute to solve the trash accumulation.

Pens are a working tool widely used all over the world, but they are elaborated with materials derived from petroleum that last too much in degradate, the petroleum also is a nonrenewable resource .

On the other hand, the eco-pen will be made of organic and reusable materials that take less time to degrade and they are not harmful for the environment.

Hypothesis

If we elaborate a pen made from organic and reusable materials, then we would have a friendly alternative to the environment.

Method (materials and procedure)

Materials:

-10 Grams of sugar beets.

-10 Grams of blackberries.

-1 10 ml syringe with needle.

-250 ml of 96 degrees alcohol.

-Pieces of Newspaper 3 × 3 cm.

-3 Small containers with a capacity of 20 ml.

-2 Inkless and clean pens

-Stocking or a thin cloth

-Blender.

Ink procedure.

-Let the fruit rest into alcohol for 10 minutes.

-Put the fruit and the alcohol in the blender.

-Blend the fruit and the alcohol for 1 minute.

-Strain the mixture with the stocking.

-Let the mixture stand for 6 minutes.

– Suck out the mixture with the syringe.

– Inject the mix into the container tube.

-Use pressure with the liquid to close spaces in the container tube.

-Use the pen as usual.

Process for making the pen cartridge.

– Spread the glue on the pieces of paper.

-Put The pieces of paper on the container tube.

-Repeat This step 10 times.

-Let Dry for 30 minutes

Method Gallery

Results

We obtained a cylinder 0.4 cm wide and 11.1cm long and a thickness of 1 mm .The consistence of the blackberry ink was completely liquid and the coloration was red as wine.The consistency of the sugar beets ink was completely liquid and the coloration was red as cake

Results Gallery

Discussion

As we set, in the background information, reducing the amount of plastic in garbage dumps can really decrease the emission of polluting gases generated by the accumulation of ink from pens.

Regarding the ink, it was noted that as the blackberries are one of the fruits with more concentration of anthocyanins, the color was more consistent than the one from the sugar beets which by their strong coloration, it was thought that it could paint as well, although it had a lower concentration of anthocyanins. So, we noticed that in order to have a coloring ink it was necessary to have a high concentration of anthocyanins.

Conclusions

The green pen is a favorable alternative for the environment, however it is less practice than a conventional one since the diameter of the cartridge was less than the one of a normal pen, so it becomes a little uncomfortable when you write

Bibliography

Bioenciclopedia. Contaminación por basura, disponible en www.bioenciclopedia.com/contaminacion-por-basura, consultado el 9 de diciembre de 2015.

Universidad Nacional de Colombia. Las antocianinas como colorantes naturales, disponible en www.scielo.org.co/pdf/abc/v13n3/v13n3a2, consultado el 9 de diciembre de 2015.

Olga Lock Sing de Ugaz. (1997). Colorantes naturales. Perú: Fondo editorial de la pontificia universidad católica de perú, consultado el 9 de diciembre de 2015.