Procedimiento de estabilización de las aguas de procesado de semilla de Lupinus spp., extracción de alcaloides y su uso como biocida ecológico.

La invención que se presenta pertenece al sector de la agroquímica y la agricultura y tiene como objeto proporcionar un procedimiento para la estabilización y conservación de las aguas de procesado de la semilla de Lupinus spp.

, con sulfitos o bisulfitos y su utilización con biocida. Asimismo, también aborda la separación de las fracciones alcaloideas y no alcaloideas de dichas aguas con tierra de diatomeas macroporosas y su utilización como biocida ecológico.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201301123.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE SEVILLA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MANSILLA VAZQUEZ,JOSE PEDRO, MAYA CASTILLA,Inés, FERNÁNDEZ BOLANOS,José MarÍa, MARTOS DELGADO,Sergio, PÉREZ OTERO,Rosa.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > BIOCIDAS, SUSTANCIAS QUE REPELEN O QUE ATRAEN A ANIMALES... > Artropodicidas > A01P7/04 (Insecticidas)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > BIOCIDAS, SUSTANCIAS QUE REPELEN O QUE ATRAEN A ANIMALES... > A01P3/00 (Fungicidas)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > CONSERVACION DE CUERPOS HUMANOS O ANIMALES O DE VEGETALES... > Biocidas, productos que repelen o atraen a los animales... > A01N65/20 (Fabáceas o Leguminosas [Familia del guisante o las legumbres], p.ej. guisante, lenteja, soja, trébol, acacia, robinia, derris o millettia)

PDF original: ES-2539644_A1.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de estabilización de las aguas de procesado de semilla de Lupinus spp, extracción de alcaloides y su uso como biocida ecológico.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, tiene por objeto aportar soluciones respecto al tratamiento de las aguas de procesado de las semillas que actúan como biocidas, ya que debido a la gran cantidad de materia orgánica que contienen son susceptibles de sufrir ennegrecimiento paulatino, descomposición y putrefacción. Así, en esta patente describimos la estabilización de estas aguas de procesado y su utilización como bioplaguicida ecológico.

La técnica objeto de la presente patente se encuadra en el área de la agroquímica y de la agricultura. El Sector de Actividad en el que se aplicaría la invención corresponde a la de productos fitosanitarios aislados de plantas, concretamente de distintas especies de Lupinus.

ANTECEDENTES EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA

Atendiendo al estado de la técnica, son muchas las publicaciones científicas que describen la presencia de alcaloides de tipo quinolizidínico tanto en semillas de Lupinus spp. (Resta, D.; Boschin, G.; D'Agostina, A.; Arnoldi, A. Mol. Nutr. Food Res., 2008, 52, 490-495) como en las partes aéreas de la planta (Neto, A. T.; Oliveira, C. Q.; Ilha, V.; Pedroso, M.; Burrow, R. A.; Dalcol, I. I.; Morel, A. F. J. Mol. Struct., 2011, 1004, 174-177; Cook, D.; Lee, S. T.; Pfister, J. A.; Stonecipher, C. A.; Welch, K. D.; Green, B. T.; Panter, K. E. Phytochem. Anal., 2012, 23, 278-284).

Los alcaloides, la mayor parte de ellos quinolizidínicos, suponen entre el 0.4% y el 5% en peso de la semilla (Ganzera, M.; Krüger, A.; Wink, M. J. Pharm. Biomed. Anal., 2010, 53, 1231-1235), y le aportan sabor amargo a ésta. Estos metabolitos son sintetizados por las plantas de Lupinus como mecanismo de defensa frente a insectos y herbívoros (Kordan,

B.; Dancewicz, K.; Wroblewska, A.; Gabrys, B. Phytochem. Lett., 2012, 5, 71-77), ya que presentan propiedades neurotóxicas. En humanos es necesaria una ingesta elevada para tener síntomas (Litkey, J.; Dailey, M. W. Am. J. Emerg. Med., 2007, 25, 215-217).

La lupanina es un alcaloide quinolizidínico característico del género Lupinus ya que está presente en todas las especies, siendo con frecuencia el alcaloide mayoritario. (Ganzera,

M. ; Krüger, A.; Wink, M. J. Pharm. Biomed. Anal., 2010, 53, 1231-1235) Tiene un efecto anticolinérgico sobre el sistema nervioso central, bloqueando reversiblemente los receptores del neurotransmisor acetilcolina. Algunas de las familias más comunes de insecticidas, como los nicotinoides y los carbamatos actúan de manera similar. También ha sido descrita una actividad antimicrobiana de extractos ricos en alcaloides (Villa-Ruano,

N. ; Pacheco-Hernández, Y.; Rubio-Rosas, E.; Ruiz-González, N.; Cruz-Duran, R. Lozoya- Gloria, E.; Zurita-Vásquez, G.; Franco-Monsreal, J. Arch. Biol. Sci., 2012, 64, 1065-1071; Kügükboyaci, N.; Ozkan, S.; Tosun, F. Rec. Nat. Prod., 2012, 6:1, 71-74) donde entre otros la lupanina y la 13-hidroxilupanina están presentes, así como una actividad antifúngica y alelopática (Erdemoglu, N.; Semiha, O.; Fatma, T. Phytochem. Rev. 2007, 6, 197-201).

Los caldos de desamargamiento derivados de la preparación industrial del altramuz, son abundantes en alcaloides y otros metabolitos hidrosolubles presentes en la semilla de Lupinus spp., de ahí el interés en el aprovechamiento de dichos caldos como insecticida (Ortiz Falantes, J. 2008, WO 2008003795) y como promotores del crecimiento de plantas (Przybylak, J. K.; Ciesiolka, D.; Wysocka, W.; García-López, P. M.; Ruíz-López, M. A.; Wysocki, W.; Gulewicz, K. Ind. Crops Prod., 2005, 21,1-7).

Los extractos acuosos de semillas de Lupinus spp. también presentan actividad insecticida (Bermúdez-Torres, K.; Martínez Herrera, J.; Figueroa Brito, R.; Wink, M.; Legal, L. BioControl, 2009, 54, 459-466), nematicida, (Yildiz, S. Afr. J. Biotechnol., 2011, 10, 13252-13255) antifúngica y antibacteriana (Erdemoglu, N.; Semiha, O.; Fatma, T. Phytochem. Rev. 2007, 6, 197-201). Se ha determinado (Stobiecki, M.; Blaszczyk, B.; Kowalczyk-Bronisz, S. H.; Gulewicz, K. J. Appl. Toxicol., 1993, 13, 347-52) la toxicidad en ratones tanto de extractos acuosos de la semilla de Lupinus spp. conteniendo un 10% de alcaloides (LD50 > 4000 mgkg-1 de peso del animal), como de distintas fracciones. Recientemente se ha descrito la actividad antimicrobiana (Carreira, A.; Monteiro, S.; Ferreira, R. B. Brit. UK Pat. Appl., 2012, GB 2484509 A 20120418.), antifúngica y como promotor del crecimiento de plantas de un extracto de proteínas obtenidos a partir de

semillas, cotiledones o plántulas (Ferreira, R. B.; Monteiro, S.; Teixeira, A. R.; Lourelro, V. PCT Int. Appl., 2007, WO 2007010459 A2 20070125). Se ha asignado dicha actividad al péptido BLAD (Banda Lupinus Alba Doce) de 20 kDa generado durante la germinación a partir de p-conglutina. (Monteiro, S.; Freitas, R.; Rajasekhar, B. T.; Teixeira, A. R.; Ferreira, R. B. PLoS One, 2010, 5, 11)

A modo de conclusión, esta invención aporta respecto al estado de la técnica, un procedimiento de estabilización de las aguas de procesado de la semilla de Lupinus spp., que evita una degradación progresiva con un oscurecimiento gradual, aparición de materia insoluble y perdida de actividad como insecticida.

Así mismo, esta invención también aborda la separación de los alcaloides presentes en estos caldos que implica:

- Extracción en fase sólida de los alcaloides utilizando columnas o cartuchos con relleno de tierra de diatomeas macroporosas, en sustitución de los procedimientos tradicionales de extracción líquido-líquido.

- Se obtiene así una fracción soluble en disolventes orgánicos apróticos (por ejemplo diclorometano) constituida por los alcaloides presentes en las aguas y otra fracción no alcaloidea (muy pobre o carente de alcaloides) que se extrae de la columna por tratamiento con disolventes polares próticos no acuosos (por ejemplo etanol o metanol).

Por último, en esta invención se describe la aplicación como plaguicida tanto de la fracción alcaloidea como de la fracción no alcaloidea.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

A modo de explicación de la invención "Procedimiento de estabilización de las aguas de procesado de semilla de Lupinus spp, extracción de alcaloides y su uso como biocida ecológico" la misma trata de desplegar de forma secuencial los siguientes objetivos:

- Desarrollar un procedimiento para la estabilización de las aguas de desamargamiento derivados de la preparación industrial del altramuz (Lupinus spp.).

- Establecer un procedimiento para la separación en fase sólida de los alcaloides presentes en las aguas.

- Utilizar los extractos alcaloideos y no alcaloideos como plaguicidas.

Para ello, el procedimiento propuesto con la presente invención se despliega en base a las siguientes etapas;

A. La centrifugación de los caldos de desamargamiento de la semilla de Lupinus spp. para eliminar materia insoluble si la hubiera.

B. La adición a la fracción soluble obtenida después de la centrifugación de alguno de los siguientes elementos:

S Benzoato sódico y pirosulfito de sodio E223.

S Pirosulfito de potasio E224, s Hidrógenosulfito de sodio E222.

S Sulfito de sodio E221.

C. La conservación a 50 C y en la oscuridad con objeto de prolongar la actividad.

D. Extracción alternativa de la fracción alcaloidea y no alcaloidea.

A continuación se hace un recorrido completo del procedimiento donde se describen cada una de las referidas etapas.

FASE 1-Estabilización del color frente a microorganismos 5

Los extractos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de estabilización de las aguas de procesado de semilla de Lupinus spp y extracción de alcaloides caracterizado por llevarse a cabo en base a un procedimiento que aborda las siguientes etapas:

A. La centrifugación de los caldos de desamargamiento de la semilla de Lupinus spp. para eliminar materia insoluble si la hubiera.

B. La adición a la fracción soluble obtenida después de la centrifugación de alguno de los siguientes elementos:

v' Benzoato sódico y pirosulfito de sodio E223.

Pirosulfito de potasio E224,

S Hidrógenosulfito de sodio E222.

S Sulfito de sodio E221.

C. La conservación a 5 0 C y en la oscuridad con objeto de prolongar la actividad.

D. Extracción alternativa de la fracción alcaloidea y no alcaloidea.

2. Uso como biocida ecológico, tanto insecticida como fungicida, de los extractos acuosos obtenidos mediante el procedimiento descrito en la reivindicación 1 sin acometer la extracción de la fracción alcaloidea y no alcaloidea.

3. Procedimiento de estabilización de las aguas de procesado de semilla de Lupinus spp y extracción de alcaloides según reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa D, el procedimiento de extracción de los alcaloides contenidos en los extractos acuosos obtenidos en el tratamiento (remojo, cocción o lavado) de la semilla de Lupinus sp, se lleva a cabo según el siguiente proceso:

A. El uso de una matriz de tierras diatomeas macroporosas como soporte para la extracción líquido-líquido de los alcaloides contenidos en extractos acuosos de Lupinus sp.

B. La elución de los alcaloides con un disolvente orgánico inmiscible con el agua.

C. La posterior adición a la matriz de un disolvente polar (etanol, agua) para la recuperación de una fracción libre de alcaloides.

4. Uso como biocida ecológico, tanto insecticida como fungicida, de la fracción alcaloidea obtenida mediante el procedimiento descrito en la reivindicación 1 y 3.

5. Uso como biocida ecológico, tanto insecticida como fungicida, de la fracción no

alcaloidea obtenida mediante el procedimiento descrito en la reivindicación 1 y 3.