Full Length Research Paper
ABSTRACT
The endemic Chilean edible plant Gunnera tinctoria (Nalca) is highly appreciated in the south of Chile by the small farmers. Nevertheless, no background exists about his secondary metabolites. In the present study, in the leaf from G. tinctoria was investigated the content of bioactive compounds like coumaric acid, ascorbic acid and total phenols; the antioxidant capacity was evaluated by 3-ethylbenzothiazoline-6-suslfonic acid (ABTS), oxygen radical absorbance capacity (ORAC), ferric reducing antioxidant power), and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) methods reducing sugars were measured. Finally, the biological activity was evaluated against Cladophialophora and Cryptococcus laurentii. The results suggest that the most abundant constituent in the extract were catechin (1344.97 mg/100 g dry weight) and epicatechin (1429.28 mg/100g dry weight), and was confirmed and quantified by high performance liquid chromatografy (HPLC-PDA); while the ORAC methodology showed a high antioxidant capacity (192000.0±5.91 umol Trolox Eq/100 g dry weight). On the other hand, the extract had a fungicide effect against both microorganism assayed, inhibiting the growth of Cladophialophora´s mold- and the yeast Cryptococcus laurentii. This is the first report of antioxidant capacity, bioactive compounds and biological activity of G. tinctoria, and these findings suggest that an extract prepared from the Nalca leaf may be a promising source of antioxidant and bioactive compounds and as a research object by being an antifungal and therapeutic alternative in development.
Key words: Gunnera tinctoria, Nalca, antioxidant capacity, biological activity, nutraceutical.
INTRODUCTION
MATERIALS AND METHODS
RESULTS
DISCUSSION
Antioxidant capacity
One of the most reliable methodologies for measuring antioxidant capacity is DPPH; since it quantifies only antioxidant compounds, and also presents a high selectivity due to its high molecular impediment, so that the antioxidants that neutralize this radical must be very efficient (Prior et al., 2005; Osman et al., 2006).
Antifungal activity
According to Gramza and Korczak (2005) polyphenols can inhibit the growth of species of the genus Clostridium and Helicobacter pylori. It has also been shown that certain extracts of antioxidant tea inhibitors inhibit some food-borne pathogenic microorganisms such as Bacillus cereus (Almajano et al., 2008; Si et al., 2006), Staphylococcus aureus (Kim et al., 2004; Si et al., 2006; Taguri et al., 2004), Vibrio cholerae (Taguri et al., 2004), Listeria monocytogenes (Kim et al., 2004; Kim and Fung, 2004; Si et al., 2006), Escherichia coli (Cho et al., 2007; Kim and Fung, 2004; Si et al., 2006), Salmonella typhimurium (Si et al., 2006), Salmonella enteritidis (Kim and Fung, 2004), Micrococcus luteus y Pseudomona aeruginosa (Almajano et al., 2008); and that in particular green tea catechins may decrease the resistance of S. aureus to antibiotics such as oxacillin (Stapleton et al., 2004).
It is possible to attribute this antagonistic effect to the high content of metabolites reported in the Nalca leaf and its synergistic effect, which is directly related to its antioxidant and biological activity. It is precisely the complex mixture of compounds (usually of low molecular weight) that are part of the leaves of the plants (glucosides, saponins, tannins, alkaloids, polyphenols, flavonols, flavonoids, catechins, epicagallocatechin, organic acids and volatile components, terpenes, among others) (Tajkarimi et al., 2010) that contribute to the antimicrobial activity.
The high levels of catechin and epicatechin obtained from leaf of C. sinensis have shown the ability to inhibit the in vitro growth of Candida albicans (Anand and Rai, 2017; Ning et al., 2015), the most common human fungal pathogen (Pfaller and Diekema, 2007), associated with superficial infections of the skin, hair, oral or vaginal tract and with life-threatening systemic infections (Luo et al., 2013; Paramythiotou et al., 2014). Also, in vitro antibacterial activity was reported by Riso et al. (2002) against E. coli, Pseudomonas aeruginosa and S. aureus.
According to Avello et al. (2012), the possible antifungal mechanisms may be due to the volatility and low molecular weight of most of the compounds mentioned, since they can cross resistance structures of the fungal species. Thus, both cytoplasmic membrane damage, interference in folate metabolism and reduction in ergosterol content, promote the formation of pores through which ions and molecules (mainly K+ and H+) diffuse, which ultimately compromise viability of the membrane and that according to the concentrations of the extract applied would affect the production of ATP. Also, due to the mixing of a large number of components present, they are considered low risk in the development of resistance by the pathogens, since each of the components has its own biological activity, and it is difficult to correlate the action of a single compound or classes of compounds, because the fungitoxic potential is the result of the synergistic action of the constituents (Burt, 2004; Yahyzadeh et al., 2008).
The in vitro antifungal activity of G. tinctoria leaf extract was evaluated qualitatively by the presence of inhibition halos. Figure 2 shows the inhibition halos against two fungi, C. laurentii (yeast) and Cladophialophora (mold).
In this research and supported by the studies conducted by Neri et al. (2006) and Amiri et al. (2008) the fungistatic effect was considered when a reactivation of mycelial growth was observed after seven days of incubation, and effect fungicide when there was no mycelial growth of the pathogen after the period of incubation and observation that corresponded to the period of 20 days. According to Gajanan et al. (2011), the fungicidal effect in the laboratory refers to the agent that decreases the colonies by 99.9% from a pure subculture inoculum. In this way, the pure extract of leaf, produced in laboratory conditions have inhibitory effects (fungicidal effect) on both microorganisms; since the effect remained unchanged until the observation made on day 20. In parallel, there were negative controls (Well 6), which after their incubation showed an abundant growth.
These results are promising because in cheeses conserved (even in refrigeration) species of the genus Cryptococcus predominate; which interferes in the maturation of this product by metabolizing the lactic acid, raising the pH, favoring the growth of proteolytic bacteria and generating fructifications, undesirable levaduriform flavors and an unpleasant texture for the appearance of the product (Pereira-Dias et al., 2000; Orberá, 2004). On the other hand, in the food industry, Cladophialophora has been isolated in non-integral maize flour, tomatoes, carrots, apples, strawberries and pears (Badali et al., 2008; Romão-Dumaresq et al., 2016). In addition, taking into account the content of metabolites and the antioxidant capacity presented by G. tinctoria, it is possible to project its biological activity on various microorganisms and to present itself as an alternative to the antagonistic action exerted by extracts from native and endemic Chilean trees such as Laurel (Laurelia sempervirens), Boldo (Peumus boldus) and Tepa (Laureliopsis philippiana) against pathogenic strains of plant species such as Rhizoctonia solani, Pythium irregulare, Ceratocystis pilífera, Phragmidium violaceum and Fusarium oxysporum (Bittner et al., 2009).
CONCLUSIONS
CONFLICT OF INTERESTS
REFERENCES
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