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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA PROYECTO DE TITULACION PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR POR EL TITULO DE INGENIERIA QUIMICA “OBTENCIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE Ag A PARTIR DEL ACEITE EXTRAÍDO DE LAS SEMILLAS DE ZANAHORIA (Daucus Carota) PARA POTENCIAR LA ACTIVIDAD FÚNGICA BACTERICIDA’’ AUTORES: RONQUILLO PILOZO RUTH ELIZABETH PAUCAR BANCHÓN CRISTHIAN JOHNNY TUTOR: ING. KATHERINE ZALAMEA CEDEÑO Mg. GUAYAQUIL, FEBRERO DEL 2019

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA

PROYECTO DE TITULACION PRESENTADO COMO REQUISITO PARA

OPTAR POR EL TITULO DE INGENIERIA QUIMICA

“OBTENCIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE Ag A PARTIR DEL ACEITE

EXTRAÍDO DE LAS SEMILLAS DE ZANAHORIA (Daucus Carota) PARA

POTENCIAR LA ACTIVIDAD FÚNGICA BACTERICIDA’’

AUTORES:

RONQUILLO PILOZO RUTH ELIZABETH

PAUCAR BANCHÓN CRISTHIAN JOHNNY

TUTOR:

ING. KATHERINE ZALAMEA CEDEÑO Mg.

GUAYAQUIL, FEBRERO DEL 2019

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA

PROYECTO DE TITULACION PRESENTADO COMO REQUISITO PARA

OPTAR POR EL TITULO DE INGENIERIA QUIMICA

“OBTENCIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE Ag A PARTIR DEL ACEITE

EXTRAÍDO DE LAS SEMILLAS DE ZANAHORIA (daucus carota) PARA

POTENCIAR LA ACTIVIDAD FÚNGICA BACTERICIDA’’

AUTORES:

RONQUILLO PILOZO RUTH ELIZABETH

PAUCAR BANCHÓN CRISTHIAN JOHNNY

TUTOR:

ING. KATHERINE ZALAMEA CEDEÑO Mg.

GUAYAQUIL, FEBRERO DEL 2019

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Certificado de porcentaje de similitud

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REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACIÓN

TÍTULO Y SUBTÍTULO: OBTENCIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE Ag A PARTIR DEL ACEITE

EXTRAÍDO DE LAS SEMILLAS DE ZANAHORIA (Daucus Carota) PARA

POTENCIAR LA ACTIVIDAD FÚNGICA BACTERICIDA

AUTOR(ES) (apellidos/nombres): PAUCAR BANCHON CRISTHIAN JOHNNY

RONQUILLO PILOZO RUTH ELIZABETH

REVISOR(ES)/TUTOR(ES)

(apellidos/nombres):

ING. ZALAMEA CEDEÑO KATHERINE

ING. COLOMA COLOMA TONNY

INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

UNIDAD/FACULTAD: INGENERIA QUIMICA

MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:

GRADO OBTENIDO: INGENIEROS QUIMICOS

FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGINAS: 68

ÁREAS TEMÁTICAS:

PALABRAS CLAVES/ KEYWORDS: Síntesis verde, nanopartículas de plata, semillas de Daucus Carota, Terpenoides.

RESUMEN/ABSTRACT: En este proyecto de titulación se obtiene nanoparticulas de plata utilizando el extracto de las semillas de zanahoria (Daucus Carota), para el

desarrollo del tema se utilizó cuatro libras de las semillas de zanahoria (Daucus Carota) estas fueron secadas en un tiempo de nueve a catorce

horas con una temperatura de 55°C para luego disminuir su tamaño esto hace que tenga mejor contacto con el solvente permitiendo que haya un

buen rendimiento en la extracción, el resultado de la extracción tuvo un rendimiento del 13% , se realizó el análisis de perfil de ácidos grasos al

extracto evidenciando la presencia del ácido laurico con un 3.36%, ácido mirístico 0.45%, acido palmítico 4.94%, ácido oleico 76.88%, ácido

linoleico 14%, ácido linolénico 0.37%, para determinar la composición química del extracto se realizó el tamizaje fitoquímico obteniendo positivo

saponinas, negativo en Fehling, positivo en Cloruro Férrico (Compuestos fenólicos), positivo en Shinoda y en Dragendorff-Mayer positivo en

turbidez y positivo en precipitado, el último análisis realizado al extracto fue el de antioxidantes (DPPH) en esta técnica se utilizó tres diferentes

medidas en microlitros del extracto obteniendo en 35 μl un porcentaje de inhibición del 65%, en 50 μl un porcentaje de inhibición del 67% y en el

de 75 μl un porcentaje de inhibición del 79%. Se realizó la síntesis utilizando una sal metálica (nitrato de plata) con dos tipos de concentraciones

0.1 M y 1 M observando el oscurecimiento de la muestra, para la caracterización de las nanoparticulas se utilizó la técnica de espectroscopia

electrónica de barrido en la que se pudo evidenciar la presencia de nanoparticulas con magnificación hasta de x1000 en la solución preparada con

la concentración de 0.1 M, otra técnica utilizada fue la espectroscopia UV-Vis en la que se obtuvo como onda máxima 480 nm indicando la

presencia de nanoparticulas. Para poder determinar el poder ante la inhibición bacteriana se realizó pruebas con dos tipos de bacterias la E. Coli y

la S. aureus utilizando diferentes tipos de microlitros (5 μl - 10 μl) obteniendo mejor resultado con el de 5 μl el cual dio un mejor halo de inhibición

frente a la bacteria Gran negativa E. coli.

ADJUNTO PDF: X SI NO

CONTACTO CON AUTOR/ES: Teléfono:

0997669566 PAUCAR CRISTHIAN

0980607277 RONQUILLO RUTH

E-mail:

[email protected]

[email protected]

CONTACTO CON LA INSTITUCIÓN: Nombre: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

Teléfono: (04) 228-7072, 228-7258, 222-8695, 228-4505

E-mail: [email protected]

UNIDAD DE TITULACIÓN

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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

UNIDAD DE TITULACIÓN

LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO EXCLUSIVA PARA EL

USO NO COMERCIAL DE LA OBRA CON FINES NO ACADÉMICOS

Yo, Paucar Banchón Cristhian Johnny y Ronquillo Pilozo Ruth Elizabeth con C.I. No. 0952286797

-0952407310, certifico que los contenidos desarrollados en este trabajo de titulación, cuyo título es

“OBTENCIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE Ag A PARTIR DEL ACEITE EXTRAÍDO DE LAS SEMILLAS

DE ZANAHORIA (Daucus Carota) PARA POTENCIAR LA ACTIVIDAD FÚNGICA BACTERICIDA’’

son de mi absoluta propiedad y responsabilidad Y SEGÚN EL Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE

LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN*,

autorizo el uso de una licencia gratuita intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la

presente obra con fines no académicos, en favor de la Universidad de Guayaquil, para que haga uso

del mismo, como fuera pertinente

PAUCAR BANCHON CRISTHIAN JOHNNY RONQUILLO PILOZO RUTH

ELIZABETH

NOMBRE Y APELLIDO DEL ESTUDIANTE NOMBRE Y APELLIDO DEL

ESTUDIANTE

C.I. No. 0952286797 C.I. No. 0952407310

*CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN (Registro Oficial n. 899 -

Dic./2016) Artículo 114.- De los titulares de derechos de obras creadas en las instituciones de educación superior y centros

educativos.- En el caso de las obras creadas en centros educativos, universidades, escuelas politécnicas, institutos superiores

técnicos, tecnológicos, pedagógicos, de artes y los conservatorios superiores, e institutos públicos de investigación como resultado

de su actividad académica o de investigación tales como trabajos de titulación, proyectos de investigación o innovación, artículos

académicos, u otros análogos, sin perjuicio de que pueda existir relación de dependencia, la titularidad de los derechos

patrimoniales corresponderá a los autores. Sin embargo, el establecimiento tendrá una licencia gratuita, intransferible y no

exclusiva para el uso no comercial de la obra con fines académicos.

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AGRADECIMIENTO

A mi padre celestial por siempre estar con migo ayudándome en todo momento,

guiándome en mis decisiones y en todo el trayecto de mi preparación profesional. A mi

mamá por su amor, consejos y esfuerzos que hizo para que yo siguiera adelante. A mi

novio por su compañía y ayuda incondicional. También a los papas de mi novio que

siempre estuvieron presentes en todas las necesidades tanto económicas y moral. A mi

papa por sus consejos en la parte estudiantil.

A los docentes que intervinieron en mi trayecto estudiantil y en mi proyecto de

titulación en especial al docente Q.F. Luis Felipe Zalamea y al Ing. Wilfrido Terán, que

estuvieron prestos para ayudar con sus conocimientos.

A mi tutora Ing. Katherine Zalamea Cedeño Mg. que estuvo para ayudarme en los

inconvenientes presentados en el trayecto de la elaboración del proyecto de titulación.

RONQUILLO PILOZO RUTH ELIZABETH

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AGRADECIMIENTOS

El presente trabajo de titulación ha requerido de dedicación, esfuerzo y constancia para

poder finalizar esta meta que nos propusimos hace un tiempo atrás.

En primer lugar agradezco a Dios por fortalecerme con su espíritu, siendo el refugio de

mis acciones ya que con su bendición me ha dado vida para lograr este propósito y así

encontrarme con este maravilloso momento.

Agradezco a mi querido padre Johnny Paucar Paredes y mi dulce madre María Banchón

Viracocha seres muy importantes en mi vida, quienes siempre han estado dispuestos con

su bondad de ayuda en mis necesidades, sin su apoyo no hubiera sido posible lograr mi

objetivo.

A mis queridos hermanos que estuvieron pendientes en mis actividades durante el

desarrollo de mi trabajo, con su apoyo indispensable, sus consejos me ayudaron a

superar los tropiezos y dificultades que salpicaban en la vía de mi objetivo.

A mis amigos, que me ayudaron cuando las dudas se presentaban, a los profesores por

sus conocimientos impartidos en las aulas y a mi querida facultad el cual nuestro pasado

queda en ella.

A mi novia que me alentó a no bajar los brazos y me alienta a superar mis límites.

PAUCAR BANCHON CRISTHIAN JOHNNY

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DEDICATORIA

Dedico especialmente este trabajo a mis padres por todo su esfuerzo y sacrificio, por ser

siempre los pilares de mi vida, por enseñarme que sin esfuerzo y constancia no se logra

nada, por haberme enseñado a trabajar y a soñar, a valerme por mí mismo y saber

enfrentar la vida, haberme aconsejado y ayudado a tomar las decisiones acertadas, por

eso y más. A mis hermanos, mi novia, familia y mis amigos.

PAUCAR BANCHON CRISTHIAN JOHNNY

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Tabla de contenido

Tabla de contenido .................................................................................................................. 4

Índice de tablas ....................................................................................................................... 7

Índice de figuras ...................................................................................................................... 7

Índice de apéndice o anexos .................................................................................................... 9

Resumen ................................................................................................................................ 10

Abstract ................................................................................................................................. 11

Introducción .......................................................................................................................... 12

Capítulo 1 .............................................................................................................................. 13

1.1. Planteamiento del problema .......................................................................................... 13

1.2. Formulación y sistematización del problema ................................................................ 13

1.2.1. Formulación del problema .......................................................................................... 13

1.2.2. Sistematización del problema...................................................................................... 13

1.3. Justificación de la investigación ..................................................................................... 14

1.3.1 Justificación Teórica .................................................................................................... 14

1.3.2. Justificación Metodológica .......................................................................................... 15

1.3.3. Justificación Práctica .................................................................................................. 15

1.4. Objetivo de la investigación ........................................................................................... 14

1.4.1. Objetivo general .......................................................................................................... 14

1.4.2. Objetivos Específicos ................................................................................................... 14

1.5. Delimitación de la investigación ..................................................................................... 15

1.5.1. Delimitación Espacial .................................................................................................. 15

1.5.2. Delimitación Temporal ................................................................................................ 16

1.5.3. Delimitación del contenido .......................................................................................... 16

1.6. Hipótesis ......................................................................................................................... 16

1.7. Variables de la investigación .......................................................................................... 16

1.7.1. Variable dependiente ................................................................................................... 16

1.7.2. Variable independiente ............................................................................................... 16

1.8. Operacionalización de las variables ............................................................................... 17

Capítulo 2. Marco Referencial .............................................................................................. 18

2.1 Marco Teórico ................................................................................................................. 18

2.1.1. Antecedentes ................................................................................................................ 18

2.1.1.1. La nanotecnología y las Nanopartículas de plata .................................................... 18

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2.1.1.2. Nanopartículas de plata y su poder bactericida ...................................................... 19

2.1.1.3. Métodos para obtener las nanopartículas de plata ................................................. 19

2.1.1.4 Síntesis de nanopartículas de plata utilizando la química verde .............................. 21

2.1.1. Metabolitos vegetales reductores de iones metálicos presentes en plantas y frutos ... 22

2.1.1.6. Mecanismo de reacción de nanopartículas de plata ................................................ 22

2.1.1.7. Aplicaciones de las nanopartículas de plata............................................................. 23

2.1.1.8. Caracterización de las Nanopartículas de plata ...................................................... 24

2.1.1.8.1 Espectrofotometría Ultravioleta –Visible............................................................... 24

2.1.1.8.2 Microscopia electrónica de Transmisión ............................................................... 25

2.1.1.8.3. Dispersión de luz Dinámica (DLS) ........................................................................ 26

2.1.1.9. Resistencia de los microorganismos ......................................................................... 26

2.2 Marco conceptual ............................................................................................................ 27

2.2.1. Características de la Zanahoria (Daucus Carota) ....................................................... 27

2.2.2 Aceite de las semillas de zanahoria .............................................................................. 27

2.2.3. Betacaroteno ................................................................................................................ 27

2.2.4. Carotol ......................................................................................................................... 28

2.2.5. Composición de ácidos grasos de las semillas de zanahoria ....................................... 28

2.2.6. Ácido Petroselénico ..................................................................................................... 28

2.2.7 Ácido Linoleico ............................................................................................................. 28

2.2.8 Acido Palmítico ............................................................................................................ 29

2.2.9 Acido Esteárico ............................................................................................................. 29

2.2.10 Acido Laurico ............................................................................................................. 29

2.2.11 Compuestos fenólicos ................................................................................................. 29

2.2.12. Tamizaje fitoquímico ................................................................................................. 30

2.2.13. Extracción de metabolitos secundarios ..................................................................... 30

CAPÍTULO III.................................................................................................................... 31

MARCO METODOLOGICO .............................................................................................. 31

3. 1 Tipo de Investigación ..................................................................................................... 31

3.2 Métodos científicos empleados en la investigación ......................................................... 31

3.2.1 Métodos teóricos ........................................................................................................... 31

3.2.2 Método experimental.................................................................................................... 31

3.3 PARTE EXPERIMENTAL ............................................................................................ 31

3.3.1 MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS: ............................................................. 31

3.4 EXPERIMENTACIÓN ................................................................................................... 34

3.4.1 Metodología para la elaboración del extracto de semillas de zanahorias (Daucus

carota) ................................................................................................................................... 34

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3.5. Tamizaje fitoquímicos en el extracto de semillas de zanahoria .................................... 35

3.5.1 Ensayo de Espumas ...................................................................................................... 36

3.5.2 Ensayo de Fehling......................................................................................................... 36

3.5.3 Ensayo de Cloruro férrico ............................................................................................ 36

3.5.4 Ensayo de Resinas ........................................................................................................ 37

3.5.5 Ensayo de Dragendorff- Mayer ................................................................................... 37

3.5.6 Ensayo de Shinoda ....................................................................................................... 37

3.6 Metodología para la síntesis de nanopartículas de plata ................................................ 37

3.7 Caracterización de nanopartículas de plata. .................................................................. 38

3.8 Ensayo y determinación de la actividad antioxidante del extracto vegetal y las

nanopartículas de plata por el método DPPH. ..................................................................... 39

3.9 Análisis por la técnica de HPLC (Cromatografía liquida de alta eficacia).................... 41

3.10 Inhibición de microorganismos. .................................................................................... 41

CAPÍTULO IV ...................................................................................................................... 42

RESULTADOS ..................................................................................................................... 42

4.1 Acondicionamiento de la materia prima ........................................................................ 42

4.1.2 Rendimiento obtenido en el extracto de semillas de zanahoria ................................... 44

4.2 Tamizaje – fitoquímico .............................................................................................. 45

4.3. HPLC .............................................................................................................................. 47

4.4. Determinación de la actividad antioxidante por decoloración del radical 1-1-Difenil-2-

Picrilhidrazilo (DPPH) .......................................................................................................... 48

4.5 Porcentaje de inhibición de la muestra de semillas de zanahoria @ 75 μl de DPPH .... 51

4.6. Caracterización de las nanopartículas de plata ............................................................. 53

4.7. Espectroscopia UV-Vis ................................................................................................... 53

4.8 Microscopía electrónica de barrido (SEM) .................................................................... 54

4.9. Determinación de la actividad microbiana .................................................................... 55

Conclusiones .......................................................................................................................... 58

Recomendaciones .................................................................................................................. 59

Referencias ............................................................................................................................ 60

Anexo 2 .................................................................................................................................. 63

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Índice de tablas Tabla 1. Operación de variables……………………………………………………… 21

Tabla 2. Materiales…………………………………………………………………… 36

Tabla 3. Equipos…………………………………………………………………….... 37

Tabla 4. Parámetros en la extracción del aceite……………………………………… 39

Tabla 5. Curva estándar de calibración del espectrofotómetro………………………. 44

Tabla 6.- Resultado de pérdida de humedad contenido en las semillas de zanahoria

(daucus carota)………………………………………………………………………... 47

Tabla 7. Parámetros para la obtención de aceite de semillas de zanahoria…………... 48

Tabla 8. Resultados del tamizaje fitoquímico en el extracto de las semillas de zanahoria

(Daucus carota)……………………………………………………………………….. 49

Tabla 9. Análisis por espectroscopia UV-Vis de las nanopartículas sintetizadas……. 52

Tabla 10. Compuestos obtenidos por la cromatografía………………………………. 53

Tabla 11. Muestra de semillas @ 35 μl de DPPH……………………………………. 56

Tabla 12. Muestra de semillas @ 50 μl de DPPH……………………………………. 57

Tabla 13. Muestra de semillas @ 75 μl de DPPH…………………………………… 56

Tabla 14. Lectura de halo de inhibición de las sustancias presentes en cada

microorganismo……………………………………………………………………… 59

Índice de figuras Figura 1. Técnica de Botton-Up…………………………………………………… 23

Figura 2. Técnica top-down……………………………………………………….. 24

Figura 3. Proceso de síntesis verde de nanopartículas de plata……………………. 25

Figura 4. Estructura general de un espectrofotómetro UV-Vis……………………. 28

Figura 5. Relación forma-tamaño de las nanoparticulas de plata en base a la resonancia

de plasmones superficiales…………………………………………………………. 29

Figura 6. Comparación de formación de la imagen en un microscopio óptico, TEM,

SEM, CRT……………………………………….…………………………………. 30

Figura 7. Determinación de partículas mediante la técnica de dispersión de luz

dinámica…………………………………………………………………………….. 31

Figura 8. Estructura del 𝛽-Caroteno……………………………………………….... 32

Figura 9. Tratamiento de las semillas de zanahoria…………………………………. 38

Figura 10. Equipos para la preparación del extracto………………………………… 39

Figura 11. Síntesis de nanopartículas………………………………………………… 42

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Figura 12. Ensayo y determinación de DPPH………………………………….……. 43

Figura 13. Ensayo DPPH…………………………………………………………….. 44

Figura 14.- Ensayo de inhibición bacteriana…………………………………………. 45

Figura 15. Extracción de los componentes de las semillas de zanahoria………..….... 48

Figura 16. Tamizaje fitoquímico saponinas………………………………………….. 49

Figura 17. Ensayo de Fehling………………………………………………………... 50

Figura 18. Compuestos fenólicos presentes en la muestra…………………………… 50

Figura 19. Flavonoides presentes en el extracto……………………………………... 50

Figura 20. Precipitado presente en la muestra……………………………………….. 51

Figura 21. Análisis de tamizaje fitoquímico…………………………………………. 51

Figura 22. Análisis de espectroscopia UV-Vis………………………………………. 58

Figura 23. Microscopia Electrónica de barrido con magnificación de x1000…….…. 58

Figura 24. Ensayos microbiológicos…………………………………………………. 60

Figura. 25 Ensayos fúngicos (Aspergillus)......................…………………………… 57

Figura. 26 Ensayos fúngicos (Aspergillus) después de una semana de reacción.....… 57

Figura. 27 Resultado del análisis de perfil de ácido graso…………………………… 63

Figura. 28 Imágenes del SEM realizadas a la solución de concentración 0.1M……... 65

Figura. 29 Imágenes del SEM realizadas a la solución de concentración 1 M...…….. 66

Índice de grafica

Grafica 1. Curva de secado de las semillas de zanahoria (Daucus carota)………….. 47

Grafica 2. Curva de la actividad antioxidante @ 35 𝜇l…………………………….. 55

Grafica 3. Curva de la actividad antioxidante @ 50 μl…………………………….. 56

Grafica 4. Curva de la actividad antioxidante @ 75 μl……………………………... 57

Grafica 5. Se encuentra un resumen del porcentaje de inhibición para cada ensayo del

extracto de semilla de zanahoria…………………………………………………… 58

Grafica 6. Determinación microbiana de sustancias en E. coli……………………. 59

Grafica 7. Determinación microbiana de sustancias en S. aureus…………………. 60

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Índice de apéndice o anexos

AgNPs Nanoparticulas de plata.

DPPH radical 2,2- difenil-1-picril hidrazilo hidratado.

HEX Hexano.

SEM Microscopia electrónica de barrido.

TEM Microscopia electrónica de transmisión.

HPLC Cromatografía liquida de alta resolución.

ABS Absorbancia.

Tram Tramitancia.

Conc Concentración.

UV-vis Ultravioleta visible.

DLS Dispersión dinámica de luz

MeOH Metanol.

%H Porcentaje humedad

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Resumen

En este proyecto de titulación se obtiene nanoparticulas de plata utilizando el extracto

de las semillas de zanahoria (Daucus Carota), para el desarrollo del tema se utilizó

cuatro libras de las semillas de zanahoria (Daucus Carota) estas fueron secadas en un

tiempo de nueve a catorce horas con una temperatura de 55°C para luego disminuir su

tamaño esto hace que tenga mejor contacto con el solvente permitiendo que haya un

buen rendimiento en la extracción, el resultado de la extracción tuvo un rendimiento del

13% , se realizó el análisis de perfil de ácidos grasos al extracto evidenciando la

presencia del ácido laurico con un 3.36%, ácido mirístico 0.45%, acido palmítico

4.94%, ácido oleico 76.88%, ácido linoleico 14%, ácido linolénico 0.37%, para

determinar la composición química del extracto se realizó el tamizaje fitoquímico

obteniendo positivo saponinas, negativo en Fehling, positivo en Cloruro Férrico

(Compuestos fenólicos), positivo en Shinoda y en Dragendorff-Mayer positivo en

turbidez y positivo en precipitado, el último análisis realizado al extracto fue el de

antioxidantes (DPPH) en esta técnica se utilizó tres diferentes medidas en microlitros

del extracto obteniendo en 35 μl un porcentaje de inhibición del 65%, en 50 μl un

porcentaje de inhibición del 67% y en el de 75 μl un porcentaje de inhibición del 79%.

Se realizó la síntesis utilizando una sal metálica (nitrato de plata) con dos tipos de

concentraciones 0.1 M y 1 M observando el oscurecimiento de la muestra, para la

caracterización de las nanoparticulas se utilizó la técnica de espectroscopia electrónica

de barrido en la que se pudo evidenciar la presencia de nanoparticulas con

magnificación hasta de x1000 en la solución preparada con la concentración de 0.1 M,

otra técnica utilizada fue la espectroscopia UV-Vis en la que se obtuvo como onda

máxima 480 nm indicando la presencia de nanoparticulas. Para poder determinar el

poder ante la inhibición bacteriana se realizó pruebas con dos tipos de bacterias la E.

Coli y la S. aureus utilizando diferentes tipos de microlitros (5 𝜇l - 10 𝜇l) obteniendo

mejor resultado con el de 5 𝜇l el cual dio un mejor halo de inhibición frente a la bacteria

Gran negativa E. coli.

Palabras clave

Síntesis verde, nanopartículas de plata, semillas de Daucus Carota, Terpenoides,

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Abstract

In this titration project silver nanoparticles are obtained using the extract of the carrot

seeds (Daucus Carota), for the development of the subject four pounds of the carrot

seeds (Daucus Carota) were used, these were dried in a time of nine to fourteen hours

with a temperature of 55 ° C to then decrease its size this makes it have better contact

with the solvent allowing a good performance in the extraction, the result of the

extraction had a yield of 13%, the analysis of fatty acid profile to the extract evidencing

the presence of 3.36% lauric acid, 0.45% myristic acid, 4.94% palmitic acid, 76.88%

oleic acid, 14% linoleic acid, 0.37% linolenic acid, to determine the chemical

composition of the extract. performed the phytochemical screening obtaining positive

saponins, negative in Fehling, positive in Ferric Chloride (Phenolic compounds),

positive in Shinoda and in Dragendo rff-Mayer positive in turbidity and positive in

precipitate, the last analysis made to the extract was that of antioxidants (DPPH) in this

technique three different measurements were used in microliters of the extract obtaining

in 35 μl a percentage of inhibition of 65%, in 50 μl a percentage of inhibition of 67%

and in the 75 μl a percentage of inhibition of 79%. The synthesis was carried out using a

metal salt (silver nitrate) with two types of concentrations 0.1 M and 1 M, observing the

darkening of the sample. For the characterization of the nanoparticles, the scanning

electron spectroscopy technique and the UV-spectroscopy were used. Vis giving as a

maximum wave 480 nm indicating the presence of nanoparticles. In order to determine

the power before bacterial inhibition, tests were carried out with two types of bacteria,

E. coli and S. aureus, using different types of microlitres (5 μl - 10 μl) obtaining better

results with the 5 μl which gave a better halo of inhibition against E. coli bacteria.

Keywords

Green synthesis, silver nanoparticles, Daucus Carota seeds, Terpenoids,

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Introducción La nanotecnología y la nanociencia son ramas bastante prometedoras para el futuro, por

medio de ellas se pretende mejorar la calidad de vida hasta solucionar problemas

relacionados con la salud.

La plata desde la antigüedad era conocida por sus propiedades bactericidas, fue también

utilizada para evitar contagios de enfermedades sin saber cuál era el mecanismo de

acción contra estos microorganismos.

Las nanopartículas de plata poseen un gran potencial como agente bactericida, fungicida

y como cicatrizante. (Vergara, 2017)

Como la ciencia avanza y realiza estudios investigativos han descubierto que los iones

de plata tienen potentes agentes antimicrobianos capaces de acabar con las bacterias,

hongos, virus y protozoos. Pero se busca la manera de potenciar esta acción hasta llegar

a inhibir microorganismos.

La reacción que tiene los iones de plata con las bacterias es que reaccionan con las

enzimas que se encuentran dentro interfiriendo como una forma de bloqueo haciendo

que pierdan la funcionalidad. [1]

En investigaciones desarrolladas para mejorar el funcionamiento de la plata han

buscado varias maneras de sintetizarla con compuestos químicos y orgánicos.

Llevándolas a una escala de nanopartículas.

Para analizar el avance de las nanopartículas sintetizadas con compuestos orgánicos se

utiliza diferentes equipos y técnicas que ayudan a determinar su forma y tamaño. Tales

como la espectroscopia ultravioleta visible y el método de TEM.

Las nanopartículas tienen amplias aplicaciones como en el área textil, tratamientos de

agua, en la medicina entre otras, haciendo de su existencia la mejor opción bactericida.

La síntesis que está resaltando más es la que se realiza con compuestos de plantas,

pueden ser frutos, hojas, raíz o semillas. Al utilizar los componentes orgánicos se busca

que logren la estabilización de las nanopartículas para de esta manera lograr que su

eficiencia sea buena. Los componentes del extracto de las semillas de zanahoria

contienen propiedades antioxidantes que lograran reducir y estabilizar las

nanopartículas para su mayor eficiencia.

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Capítulo 1

1.1. Planteamiento del problema

En la actualidad se investigan varias formas y métodos que ayuden a inhibir la

reproducción bacteriana. Las bacterias están presentes en todas partes lo que conlleva a

que el método que se busque sea potente y no contaminante.

En la investigación realizada en el presente proyecto se toma en cuenta los nuevos

estudios realizados a las nanopartículas de plata en general como un potente inhibidor

de las bacterias con grandes resultados, esta es la razón por la que se toma este método.

Para que el proceso o el producto final en la obtención de nanopartículas de plata no

sean contaminantes para el medio, se pretende utilizar un compuesto orgánico el cual

actué como agente reductor y estabilizante de las nanopartículas, y de esta manera se

pueda obtener los mismos resultados o mejores en comparación con las nanopartículas

que son sintetizadas bajo compuestos químicos.

Para llevar a cabo este proceso se escoge las propiedades de las semillas de zanahoria el

cual es un componente orgánico que entre sus compuesto tiene al ácido láurico el cual

tiene propiedades antimicrobianas y antivirales según investigaciones realizadas. [2]

1.2. Formulación y sistematización del problema

1.2.1. Formulación del problema

¿Se logrará potenciar la actividad fúngica bactericida de las nanopartículas mediante la

síntesis de componentes orgánicos obtenidos de las semillas de Daucus carota como

agente reductor y estabilizador?

1.2.2. Sistematización del problema La elaboración de nanopartículas de plata vía síntesis de componentes orgánicos de

Daucus carota presentan algunas interrogantes.

¿Qué variables de operación son las más importantes en la producción de AgNPs?

¿Qué cantidad extracto de las semillas de zanahoria tendrá mejor resultado para la

síntesis en la producción de nanopartículas?

¿Potenciara la actividad fúngica bacteriana las nanopartículas de plata obtenidas de la

síntesis del compuesto orgánico?

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1.3. Objetivo de la investigación

1.3.1. Objetivo general

Elaborar nanopartículas de plata vía síntesis biológica a partir de componentes

orgánicos como agentes reductores obtenidos de la Daucus carota para potenciar la

actividad fúngica bactericida.

1.3.2. Objetivos Específicos

Obtener las semillas deshidratadas de Daucus Carota para la extracción del

aceite que contiene los compuestos reductores y estabilizadores.

Analizar las características químicas mediante el análisis fito-quimico y su

composición mediante la técnica HPLC.

Realizar la síntesis de las nanopartículas de plata utilizando el extracto de las

semillas de la Daucus carota.

Caracterizar las nanopartículas de plata mediante espectroscopia UV-VIS.

Determinar la actividad fúngica bacteriana de las nanopartículas de plata

obtenidas.

1.4. Justificación de la investigación

1.4.1 Justificación Teórica

El aumento y la resistencia de microorganismos en diversas áreas han llevado a que se

realicen nuevas investigaciones, las cuales puedan combatir los microorganismos, y

que se pueda aplicar en diversas áreas como la industria médica, farmacéutica,

cosmética, textiles y también en el tratamiento de agua.

La zanahoria Daucus carota tiene grandes beneficios entre sus componentes uno de

ellos es el ácido laurico el cual es antimicrobiano y antiviral según investigaciones

realizadas. [2]

Diferentes investigaciones han demostrado que las nanopartículas de plata tienen

propiedades biomédicas ya que teniendo bajos niveles de plata se logra prevenir el

crecimiento bacteriano. [3]

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Esta investigación aporta una nueva base para la obtención de las nanopartículas

utilizando componentes orgánicos que ayuden en su obtención y así potenciar de una

manera no contaminante el efecto que tengan las nanopartículas para la inhibición de las

bacterias.

1.4.2. Justificación Metodológica

El desarrollo de este trabajo se basa en un estudio de investigación exploratoria

experimental, el cual se piensa desarrollar bajo un método de extracción de

nanopartículas utilizando los componentes de las semillas de la Daucus Carota, el cual

sintetizara a las nanopartículas del nitrato de plata y de esta manera lograr potenciar su

actividad bactericida.

Para determinar los componentes orgánicos que contiene el extracto de estas semillas se

pretende realizar un análisis de cromatografía liquida de alta resolución HPLC, para

determinar la eficacia del método a desarrollar se realizara un barrido mediante la

espectroscopia UV-VIS.

1.4.3. Justificación Práctica

El siguiente proyecto se basa por medio de los resultados de un espectroscopio UV-VIS

el cual ayudara en la caracterización de las nanopartículas y por diferentes ensayos en

las que las nanopartículas se las pondrán en contacto con dos tipos (E. coli, S. aureus)

de bacterias las cuales son consideradas entre las más resistentes a diferentes tipos de

métodos para su inhibición y de esta manera comprobar su resultado bactericida.

1.5. Delimitación de la investigación

El propósito del desarrollo de este tema es obtener inhibidores bacterianos utilizando

nanopartículas de plata sintetizada con un extracto orgánico para potenciar su capacidad

bactericida de esta manera poder aplicarlo en diversas áreas.

1.5.1. Delimitación Espacial

El siguiente proyecto se realizó en el laboratorio de microbiología en la facultad de

Ingeniería Química de universidad de Guayaquil, en la ciudad de Guayaquil.

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1.5.2. Delimitación Temporal

El siguiente proyecto se pretendió realizarlo en el lapso de seis meses es el tiempo

aproximado y estimado que llevó el desarrollo y culminación del trabajo investigativo.

1.5.3. Delimitación del contenido

En el proyecto se pretendió realizar el mecanismo de reducción de los iones de plata

utilizando los componentes de la Daucus carota los cuales tienen propiedades

reductoras, estos métodos serian la síntesis de nanopartículas o el método de ‘GREEN’.

Los métodos antes mencionados se fundamentan por estudios los cuales sus fuentes de

consulta fueron los repositorios de la Universidad de Guayaquil, también tomando

información de internet.

Campo: Ingeniería Química

Área: Ingeniería de materiales

Aspecto: Elaboración, implementación en catálisis Bacteriana de E. Coli y S. áureas.

1.6. Hipótesis

La investigación experimental que se desea desarrollar se pretende obtener un producto

que contenga nanopartículas de plata el cual sea potencial para inhibir bacterias de todo

tipo utilizando los componentes del extracto de las semillas de la Daucus Carota el cual

complementa la síntesis de las nanopartículas.

1.7. Variables de la investigación

1.7.1. Variable dependiente

Elaboración de nanopartículas de plata mediante la síntesis con nitrato de plata y el

extracto de las semillas de la Daucus Carota.

1.7.2. Variable independiente

Características principales de las nanopartículas como la forma, el tamaño y la longitud

de onda absorbida por la resonancia plasmónica de la superficie de las nanopartículas,

capacidad de inhibición microbiana determinada por el tamaño del halo en el cultivo

bacteriano.

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1.8. Operacionalización de las variables

Tipo de

Variable

Variable Definición Indicador

Tiempo de secado Tiempo de ingreso en la estufa

para eliminar humedad Horas

Tiempo de triturado Tiempo en el que se reduce el

tamaño en la licuadora Minutos

Humedad Cantidad de agua que tiene las

semillas antes de ser trituradas %

Concentración

Solución de nitrato de plata para

la síntesis de nanopartículas m

Volumen del

extracto Cantidad de extracto utilizado

Tiempo de reacción

de síntesis

Tiempo en el cual se le da la

reacción para síntesis de NP Días

Tamaño y forma

Distribución de tamaño de

AgNPs nm

Longitud de onda Resonancia plasmón de

superficie nm

Volumen de AgNPs

coloidales

Cantidades de solución con

AgNPs que absorben los discos de

antibiograma

ul

Diámetro de los

discos de

antibiograma

Tamaño de los discos que

absorberán a la solución de NP mm

Concentración de

microorganismos

Cantidad de E. coli, S. aureus que

se utilizaran por cultivo en caja

Petri

Ul/g

Tamaño del halo de

inhibición

Área de inhibición de las AgNPs

contra los microorganismos

citados en la parte anterior

mm

Tabla 1. Operación de Variables

Fuente: (Paucar, Cristhian & Ronquillo, Ruth, 2019)

Eta

pa

1 (

Pre

par

ació

n d

el

Extr

acto

)

Ind

epen

die

nte

D

epen

die

nte

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D

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Capítulo 2. Marco Referencial

2.1 Marco Teórico

2.1.1. Antecedentes

2.1.1.1. La nanotecnología y las Nanopartículas de plata La nanotecnología es una puerta muy importante para obtener nuevos materiales unos

de estos son los materiales con propiedades bactericidas los cuales ayuden a prevenir

enfermedades causadas por diferentes tipos de bacterias hasta las que puedan ser

resistentes a los antibióticos.

La nanotecnología es conocida también como fabricación molecular este término se le

otorga por que se desarrollan métodos u objetos a escala nanométricas. Aplicando

nuevas investigaciones desarrolladas en escala nanométricas prometen ser buenas

soluciones y más eficientes sin perjudicar al medio ambiente, entre ellas esta las

aplicaciones médicas, modificación de materiales y también como tratamientos de agua.

La nanotecnología se describe por sus propiedades físicas y químicas de la materia que

cambian a escalas nanométricas entre estas están la conductividad eléctrica, el calor, la

resistencia, la elasticidad y la reactividad que aumentan si son producidas a mayor

escala. [4]

El estudio de los de los nanomateriales bactericidas resulta ser oportuno tomando en

cuenta el aumento de cepas de bacterias potentes. Las nanopartículas metálicas están

entre unas de las más prometedoras que tienen propiedades bactericidas debido a su

mayor actividad química en su relación de superficie a volumen y la estructura de

superficie cristalográfica, los tamaños de estas nanopartículas están al entre 1 a 100

nanómetros. [5]

Las nanopartículas se caracterizan por tener una buena proporción con la relación de

superficie volumen, la clasificación de las nanopartículas también dependen su

dimensión entre ellas están las carbonosas, metálicas, cerámicas, hibridas, coloidales y

poliméricas, las propiedades que tienen las nanopartículas está dada por su superficie y

el tamaño molecular. [6]

Dependiendo de las características que tenga el medio de contacto y la composición, las

nanopartículas reaccionan con el medio externo formando variedades de compuestos y

especies químicas de plata y de esta manera liberando el ion plata. [7]

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2.1.1.2. Nanopartículas de plata y su poder bactericida La acción de las nanopartículas de plata como bactericida es debido a que cuando la

plata se encuentra en tamaños nanométricos las propiedades bactericidas aumentan

considerablemente emergiendo interesantes propiedades ópticas, electrónicas,

magnéticas y químicas, estas propiedades hacen que las nanopartículas tengan una gran

aplicación en las áreas tecnológicas. [6]

La manera en que trabaja las nanopartículas en las bacterias para su inhibición es que se

anclan en la pared celular de las bacterias para luego penetrarlas y causar cambios en la

estructura de la membrana celular, esto conlleva a cambiar la permeabilidad de la

bacteria lo cual promueve la muerte del organismo. [6]

2.1.1.3. Métodos para obtener las nanopartículas de plata Para la obtención de nanopartículas de plata se pueden llevar a cabo mediante dos

técnicas como la ‘bottom-up’ y ‘top-down’.

La técnica del bottom-up se basa en producir nanomateriales a partir del nivel atómico.

Es decir se comienza con una estructura nanométricas como la molécula y luego de

pasar un proceso se crea un mecanismo mayor que con el que se comenzó. [8]

Figura 1. Técnica de Bottom-Up

Fuente: [9]

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En cambio la técnica del Top-down es la reducción de tamaño, el mecanismo y las

estructuras se miniaturizan a escalas manométricas. [8]

Figura 2. Técnica Top-down

Fuente: desconocida

En la actualidad el más utilizado para la obtención de nanopartículas es el Top-down.

Para aplicar esta técnica se utilizan varios métodos, uno de estos métodos que se está

utilizando y estudiando con mayor énfasis es el de la química verde, que consisten en la

síntesis utilizando compuestos vegetales, esta se basa en hacer reaccionar un compuesto

metálico con un orgánico. Otros métodos que también se utilizan para la obtención de

las nanopartículas de plata están la síntesis fitoquímico, ablación laser, síntesis por

microemulsión, síntesis asistida por microondas, la síntesis sonoquímica, la

electrosíntesis, la síntesis radiolítica gamma y los métodos de precipitación comunes.

[6]

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2.1.1.4 Síntesis de nanopartículas de plata utilizando la química verde Para la síntesis de nanopartículas existen diferentes métodos los cuales pueden ser

dañinos y perjudiciales para el medioambiente o pueden significar un elevado costo de

fabricación ya que se requiere un alto consumo de reactivos químicos. Para poder

solucionar esta parte se implementa el uso de compuestos orgánicos o también llamado

biosíntesis, esto surge como una alternativa a los métodos clásicos de síntesis ya

existentes.La síntesis de nanopartículas de plata mediante química verde o también

conocida como biosíntesis de nanopartículas se basa en la implementación de extractos

de plantas los cuales contienen poder antioxidante como los polifenoles, azucares

reducidos, bases nitrogenadas y aminoácidos que actúen como agentes reductores

pudiendo reducir cationes en una disolución de sal metálica, esto se lo utiliza en lugar

de reductores químicos como es el borohidruro sódico. Unas de las ventajas más

destacadas de usar la síntesis de nanopartículas mediante química verde es que se puede

controlar el tamaño de las nanopartículas solo variando la concentración del extracto

vegetal sin que haya necesidad de usar agentes surfactantes o estabilizantes. El

mecanismo de formación que se emplea en disoluciones coloidales a partir de la

reducción de iones plata se dividen en dos etapas que son la nucleación y crecimiento.

[10]

Figura 3. Proceso de síntesis verde de nanopartículas de plata

Fuente: [11]

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2.1.1. Metabolitos vegetales reductores de iones metálicos presentes en

plantas y frutos Las plantas poseen diferentes propiedades entre sus raíces, tallos, flores y frutos los

cuales le atribuyen características importantes, los metabolitos presentes en las plantas

incluyen a los terpenoides, polifenoles, azucares, alcaloides, ácidos fenólicos y

proteínas, todos estos tienen una función importante en la bioreducción de iones

metálicos produciendo nanoparticulas.

Terpenoides: Son metabolitos secundarios que constituyen la mayor parte del aceite

esencial producido por las plantas, pertenecen a una clase de polímeros orgánicos

diversos que muestran una fuerte actividad antioxidante, los terpenoides desempeñan un

papel importante en la reducción activa de los iones metálicos del AgNO3 seguida de la

formación de nanoparticulas. [12]

Polifenoles: Son micronutrientes con actividad oxidante presentes en los vegetales.

Azucares reductores: Poseen su grupo carbonilo intacto, los que principalmente se

acoplan a estas características son los monosacáridos ya que contienen al menos un –

OH hemiacetálico libre, entre estos monosacáridos están: Las Diosas, Triosas, Tetrosas,

pentosas, Hexosas Bases Nitrogenadas.

Antioxidantes: Los antioxidantes se los puede dividir en tres grupos principales:

Carotenoides, Alil sulfuro y polifenoles (Compuestos Fenólicos)

2.1.1.6. Mecanismo de reacción de nanopartículas de plata

Referente al mecanismo de reacción se realiza en el orden siguiente: primero se disocia

el AgNO3 en los respectivos iones, y luego el catión Ag+ reaccionan con el agente

reductor en este caso el carotol (Terpenoides) haciendo que pase Ag0

C15 H26 O + Ag+ NO3- Ag0 NPs + Subproductos

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Figura 4. Síntesis de reacción carotol y nitrato de plata

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

2.1.1.7. Aplicaciones de las nanopartículas de plata

Una de las varias aplicaciones de las nanopartículas de plata que se considera como

principal es la actividad bactericida y antimicrobiana, el uso de las nanopartículas se

vuelve cada vez más fuete ya que por su tamaño se vuelve adherible, en el área

medicinal existen apósitos para heridas, dispositivos anticonceptivos, instrumental

quirúrgico y prótesis ósea, todo esto contiene en su recubrimiento nanopartículas que

evitan el crecimiento bacteriano. También la podemos encontrar en la parte de las

industrias textiles en la fabricación de prendas de vestir, en fibras sintéticas o naturales

estas consiguen una potenciación de la actividad iónica gracias a la gran cantidad de

iones de plata los cuales son liberados. Estas también se las utiliza en la parte de la

agricultura para prolongar la conservación de frutos ya que aparte de su poder

antibacteriano tiene propiedades fúngicas las cuales retardan el crecimiento de hongos y

si se las usa en los recubrimientos biodegradables se obtiene buenos resultados en la

degradación de los frutos. [10]

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2.1.1.8. Caracterización de las Nanopartículas de plata Para la caracterización de las nanopartículas de plata se tienen diferentes métodos:

Espectroscopia ultravioleta visible UV-VIS

Espectroscopia de infrarrojos FT-IR

Microscopia de barrido electrónico SEM

Dispersión de luz dinámica DLS

A continuación se detallan las más utilizadas:

2.1.1.8.1 Espectrofotometría Ultravioleta –Visible Esta técnica se basa en la emisión de fotones en la que se utiliza la radiación

electromagnética: visible ultravioleta e infrarroja del espectro electromagnético. [10]

La siguiente técnica ayuda en la determinación de la concentración de un compuesto

que se encuentra en estado de solución, se basa en la absorción UV-visible por ciertas

moléculas la radiación absorbida causa transiciones electrónicas a longitudes de onda

característica de la parte molecular del compuesto que se encuentra en solución. Este es

un instrumento óptico que puede resolver radiaciones de diferentes longitudes de onda

que están dentro del rango ultravioleta y visible estos rangos están en un valor

aproximado de 190-1.110nm [13]

Figura. 4 Estructura general de un espectrofotómetro UV-VIS

Fuente: [14]

La técnica de espectrofotometría UV-VIS ayuda a identificar algunos grupos

funcionales de moléculas hasta incluso ayuda en la determinación del contenido de

fuerza de una sustancia. Esto se basa a un fundamento el cual se debe a la capacidad de

las de las moléculas para absorber y emitir radiaciones, las longitudes de ondas de las

radiaciones que una molécula puede absorber y su eficiencia con la que absorba

depende de algunos parámetros como la estructura atómica, el pH, temperatura, Fuerza

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Iónica, constante dieléctrica, y otras condiciones más las cuales convierten en una

técnica importante para la determinación y caracterización de biomoléculas. [10]

Figura 5. Relación forma-tamaño de las nanoparticulas de plata en base a la resonancia

de plasmones superficiales.

Fuente: [15]

2.1.1.8.2 Microscopia electrónica de Transmisión Esta técnica permite la caracterización de las nanopartículas tanto como el tamaño y

forma es la única capaz de producir imágenes de alta resolución, la muestra que se

analiza mediante este método interactúa la parte del electrón-materia. Se basa en la

observación de características de especímenes muy pequeños. La manera que trabaja

esta técnica es que utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz lo que permite

la proyección de la imagen ayudando a observar objetos mediante la ampliación de

hasta 200.00 veces más. La técnica sirve de mucho para observar partículas en un

aumento y en una resolución más alta en comparación con lo que se pueda ver en

microscopia convencional, esta lectura se basa en explorar la superficie de la imagen

punto por punto donde cada punto leído es un pixel en el monitor de la computadora, la

longitud de onda de un electrón es mucho más corta que la del fotón. [16]

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Figura. 6 Comparación de formación de la imagen en un microscopio óptico, TEM,

SEM, CRT

Fuente: [17]

2.1.1.8.3. Dispersión de luz Dinámica (DLS)

Esta es una técnica físico-química que permite medir en partículas y moléculas el

tamaño y su distribución, esta técnica puede ser aplicada para medir el tamaño de

moléculas y de partículas en una región submicrométrica inferiores a 1 nm. Esta técnica

es más utilizada para la caracterización de partículas, emulsiones también en moléculas

que se encuentren diluidas en un líquido. Lo que permite la medición de las partículas o

moléculas es el movimiento browniano que hace que la luz láser se disperse en diversas

intensidades al analizar las fluctuaciones de intensidad se puede obtener la velocidad del

movimiento Browniano. Detalladamente la luz láser al alcanzar las partículas se

dispersa en todas las direcciones que estén posibles. [18]

Figura.7 Determinación de partículas mediante la técnica de dispersión de luz dinámica.

Fuente [19]

2.1.1.9. Resistencia de los microorganismos Una problemática presentada en la actualidad es la resistencia que tienen los

microorganismos a los antibióticos esto hace que cada vez se busque antibióticos más

potentes y esto ocasiona un incremento en los precios de estos medicamentos, la

probabilidad de mortalidad por parte de microorganismos se vuelve bastante serio y

peligroso. [20]

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2.2 Marco conceptual

2.2.1. Características de la Zanahoria (Daucus Carota)

La zanahoria es una hortaliza que se consume con regularidad a nivel mundial, esta

hortaliza tiene entre sus componentes varios compuestos que pueden aportar de manera

favorable como antioxidantes. Por esta razón se han realizado varias investigaciones

científicas acerca de sus propiedades y beneficios. [21]

2.2.2 Aceite de las semillas de zanahoria

Las semillas de zanahoria contienen componentes que actúan en el organismo de

diversas maneras como betacaroteno el cual actúa como un compuesto antioxidante.

Según publicaciones realizadas por el Dr. Mercola dice que el aceite extraído de las

semillas de zanahoria contiene varios compuestos beneficiosos tales como el potasio,

Vitamina B6, cobre, ácido fólico, tiamina y magnesio. [22]

2.2.3. Betacaroteno Los betacarotenos que contiene la zanahoria actúan y se desarrollan como antioxidante

ayudando a combatir la acción de los radicales libres frente a los organismos vivos.

Estos radicales libres son moléculas que actúan de manera desfavorable en las células

de esta manera provocan el deterioro de las mismas por ende abre paso al

envejecimiento, los antioxidantes contenidos en la zanahoria combaten la acción de los

radicales libres. [21]

El betacaroteno pertenece a una parte de las familias del carotenoide el cual contiene

composiciones del isoprenoide que son polinsaturados con propiedades antioxidantes.

[23]

Figura 8. Estructura del 𝛽-Caroteno

Fuente: Desconocido

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28

2.2.4. Carotol Este componente se lo encuentra en la Zanahoria (Daucus carota) es uno de los

principales compuesto del aceite extraído de las semillas de zanahoria y comprende un

aproximado del 40% del aceite, es un alcohol sesquiterpénico pertenece a los

terpenoides se cree que este compuesto se forma en las semillas de zanahoria (Daucus

carota) durante el periodo de vegetación, se ha realizado estudios que han demostrados

que el Carotol puede estar relacionado con interacciones alelopáticas que expresan

actividad como agente antifúngico, herbicida e insecticida. [24]

2.2.5. Composición de ácidos grasos de las semillas de zanahoria En la investigación realizada por Musa y Chalchat en Turquía, mencionan que los

ácidos grasos presentes en el extracto de las semillas de la Daucus carota son el

Petroselénico, Linoleico, Palmítico, y Esteárico. [25]

2.2.6. Ácido Petroselénico

Este acido es también conocido como ácido trans octadecenoico, ácido trans-6-

octadecenoico y ácido petroselaidico. Este ácido trans-Petroselínico es el isómero trans

del ácido Petroselínico y un isómero del ácido oleico. [26]

Su fórmula molecular C18 H34 O2, entre sus propiedades fisicoquímicas experimentales

tiene un punto de fusión de 33ºC, punto de ebullición de 44.15ºC a 1 atmosfera, y el

punto de inflamación de 28ºC. [27]

2.2.7 Ácido Linoleico

Este es un ácido graso poliinsaturado dado por la formula molecular C18 H32 O2, este

tipo de ácido el ser humano no lo puede producir por lo que es necesario obtenerlo de

fuentes alimenticias. [28]

Es un ácido graso esencial perteneciente a la familia del omega-6, este tipo de ácido

graso se lo encuentra de manera abundante en el reino vegetal y en el animal. Existen

diferentes tipos de aceites vegetales que contienen cantidades bastante significativas de

este acido, como el aceite de oliva, palma y el de coco. [29]

Este ácido graso suele presentarse con diferentes tipos de isomería. Estudios realizados

in vitro han podido demostrar que el ácido linoleico contiene grandes capacidades

atrapadoras de los radicales libres. [29]

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29

2.2.8 Acido Palmítico

Este acido es también conocido como ácido hexadecanoico, ácido cetílico, palmitato y

acido N-hexadecanoico, su fórmula molecular C16 H32 O2

El ácido palmítico pertenece a los ácido graso saturados, estos ácidos grasos se los

puede encontrar en las grasas, ceras, aceite de oliva, aceite de palma y en los lípidos

corporales. Este es un ácido de cadena larga considerado como un componente

importante del aceite del futuro.

Este acido tiene varias aplicaciones entre ellas está la producción de jabones,

cosméticos y como agente desmoldeantes industriales [30]

2.2.9 Acido Esteárico

A este acido también se lo conoce como Acido esteárico, octadecanoico, ácido

estearofánico, ácido octadecanoico ácido cetylacetico. Su fórmula molecular está dada

por C18 H36 O2.

El ácido esteárico es un ácido graso saturado que contiene una cadena larga con 18

carbonos, se lo encuentra en la manteca de cacao y la manteca de karité siendo este un

componente importante. El aspecto que tiene este acido es de color ceroso con olor

suave el cual en contacto con el agua flota. [31]

2.2.10 Acido Laurico

Conocido como ácido Dodecanoico, acido N-Dodecanoico y ácido dodecilico. La

fórmula molecular perteneciente a este ácido graso es C12 H24 O2, es un ácido graso

saturado que contiene una cadena media de 12 carbonos y se lo puede encontrar común

mente en el aceite de coco y el aceite de semilla de palma.

A este acido se le atribuye propiedades antimicrobianas, su textura es sólida de color

blanco en polvo con un olor suave a aceite de laurel, este compuesto presenta una

toxicidad baja. [26]

2.2.11 Compuestos fenólicos

Los compuestos fenólicos son los que tienen un grupo hidroxilo unido a uno o más

anillos aromáticos en su estructura química, las estructuras de los fenoles pueden variar

desde una molécula simple hasta la de un polímero complejo que contenga un alto

poder molecular. Los compuestos fenólicos contienen actividad antioxidante esto

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30

depende de su estructura, estos compuestos se los encuentra como fuentes principales en

las semillas, frutas y vegetales. [32]

2.2.12. Tamizaje fitoquímico

El tamizaje fitoquímico consiste en la extracción de la planta con solventes que sean

apropiados y la aplicación de reacción de color y precipitación. Permite determinar de

manera cualitativa los principales grupos químicos presentes en una planta. [33]

2.2.13. Extracción de metabolitos secundarios

En el proceso de extracción de metabolitos se aplica método de extracción solido-

líquido que ayuda en la obtención de los metabolitos presentes en el citoplasma de la

célula vegetal. En el desarrollo de esta parte se inicia con la trituración de la semilla

luego esto se lo lleva a un proceso de maceración donde el material vegetal extraído de

la molienda entra en contacto con un disolvente. [10]

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31

CAPÍTULO III

MARCO METODOLOGICO

3. 1 Tipo de Investigación

En el presente trabajo de investigación tiene como objetivo realizar la obtención de

nanopartículas de plata utilizando como agente reductor el extracto vegetal obtenido de

las semillas de zanahoria (Daucus carota), correspondiente a un método científico

experimental, dichos procesos fueron realizados en laboratorio de la Facultad de

Ingeniería Química Universidad de Guayaquil.

3.2 Métodos científicos empleados en la investigación

El presente trabajo de titulación se centra principalmente en la parte empírica y práctica.

Este estudio experimental se caracteriza mediante los siguientes métodos:

3.2.1 Métodos teóricos

Inductivo-deductivo, este método es basado por medio de consultas bibliográficas las

que han sido recopiladas en libros, artículos científicos, tesis doctorales, revistas,

diferentes documentos encontrados en sitios web entre otros.

3.2.2 Método experimental El trabajo de investigación se requiere que sea evaluado mediante el método

experimental, aplicando técnicas estandarizadas con el fin de relacionar la formación de

nanopartículas de plata y la actividad fúngica bactericida controlando las variables de

Operacionalización del proyecto.

3.3 PARTE EXPERIMENTAL

3.3.1 MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS:

Los materiales, equipos y reactivos que se utilizaron en las diferentes etapas de

experimentación del proyecto se detallan en las siguientes tablas:

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32

Tabla 2. Materiales utilizados en la experimentación del proyecto

Materiales

Matraz Erlenmeyer

Vaso de precipitado

Tubos de ensayos

Frasco enroscable

Fiolas

Pipetas

Embudos

Balón de tres bocas

Probetas

Micropipetas

Papel filtro

Soporte universal

Discos estéril

Placas Petri

Espátula

Gradilla

Fuente: (Paucar, Cristhian & Ronquillo, Ruth, 2019)

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33

Tabla 3. Equipos utilizados en la experimentación del proyecto

Equipos

Espectrofotometro UV – vis

Estufa

Incubadora

Hornilla eléctrica

Balanza analítica

Balanza digital

Autoclave

Refrigeradora

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth, 2019)

Tabla 3.1. Reactivos utilizados en la experimentación del proyecto

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth, 2019)

Tabla 3.2. Materia prima

Fuente: (Paucar, Cristhian & Ronquillo Ruth, 2019)

Reactivos y Sustancia

Metanol

DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidroxilo)

Alcohol amílico

Agua destilada

Hexano

Nitrato de plata

Fehling A

Fehling B

Ácido clorhídrico

Cloruro férrico

Hidróxido de Sodio

Descripción

Semillas de Zanahoria (daucus carota)

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34

3.4 EXPERIMENTACIÓN

3.4.1 Metodología para la elaboración del extracto de semillas de

zanahorias (Daucus carota) Se utilizaron 4 libras de semillas de zanahoria (Daucus carota) con una pureza del 99%,

adquirida en un mercado de la ciudad de Cuenca, las semillas de zanahoria fueron

ingresadas en una estufa de secado durante un tiempo de 9-14 horas a una temperatura

de 55 ℃ hasta obtener un peso constante.

Fig. 9.- Tratamiento de las semillas de zanahoria: Semillas deshidratadas y

pulverizadas.

Una vez que están secas las semillas se trituran, hasta convertirlas en polvo ya que

mientras más pequeño sea el tamaño de las partículas aumentara la superficie de

contacto con el solvente, luego se procede a realizar cartuchos de papel filtro con una de

semillas molida colocándolos en la cámara de muestra una cantidad de 55 g con 1000

ml de Hexano como solvente para llevar a destilado en el equipo Soxhlet, teniendo

como resultado un excelente rendimiento de extracción de aceite de semillas de

zanahoria. A una temperatura de 75°C y una presión de 0.5 Bar, se utilizó 60 rpm para

la recuperación del solvente (Hexano). Luego de ver obtenido el extracto se procedió a

realizar los diferentes tipos de análisis: Tamizaje fitoquímico, DPPH (2,2-difenil-1-

picrilhidroxilo), HPLC (Cromatografía liquida de alta eficacia), Inhibición de

microorganismos.

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Imagen 10.- Equipos para la preparación del extracto:1) Equipo Soxhlet para la

extracción de las semillas de zanahoria 2) Rotavapor donde se concentra el extracto de

las semillas de zanahoria (daucus carota) 3) Extracto de semillas de zanahoria.

Tabla 4. Parámetros en la extracción del aceite de semillas de zanahoria en el

equipo Soxhlet.

Parámetros Cantidad

Solvente (Hexano) 90 %

Tiempo 180 min

Temperatura 70°C

Fuente: (Paucar, Cristhian & Ronquillo Ruth, 2019)

3.5. Tamizaje fitoquímicos en el extracto de semillas de zanahoria

En el tamizaje fitoquímico se analiza experimentalmente la propiedad reductora que

contiene el extracto de semillas de zanahoria, para determinar la presencia de

metabolitos secundarios realizados según el método de trease y Evans (1).

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3.5.1 Ensayo de Espumas

En este ensayo de formación de espumas se permite identificar la presencia de

saponinas en un extracto, tanto del tipo triterpénica como esteroidal. De manera que si

el extracto es alcohólico se diluye con cinco veces su volumen en agua destilada, se

agita rápidamente 1ml de muestra por un tiempo de cinco a diez minutos si este persiste

por más de 2 minutos en reposo apareciendo espuma en la parte superior del líquido a

una altura de 2mm el ensayo es considerado positivo. Se valorara con un signo (+) en

presencia y signo (-) en ausencia del metabolito.

3.5.2 Ensayo de Fehling

En la determinación del ensayo de Fehling se permite reconocer la presencia de

cantidad de azucares reductores en el extracto. Para ello se añade 1ml del reactivo

Fehling A y 1ml de Fehling B, a esto se le agrega 1ml de la muestra etanólica, esta

mezcla es sometida a calentamiento de cinco a siete minutos luego se deja enfriar. Si la

solución se colorea de rojo o si se observa un precipitado rojo se considera positiva para

la presencia de azucares reductores. Se le dará una valoración con el signo (+) en

presencia y signo (-) en ausencia del metabolito.

3.5.3 Ensayo de Cloruro férrico

Para la determinación de contenido de cloruro férrico se permite identificar la presencia

de taninos y/o compuestos fenólicos en un extracto vegetal. Se agrega 1ml de la muestra

se añadió 3 gotas de una solución de cloruro férrico al 5%. Se considera un ensayo

positivo si la solución se decolora de rojo a vino. Si en la solución se desarrolla una

coloración verde intensa hay taninos de tipo pirocatecolicos. Si se desarrolla una

coloración azul hay taninos del tipo pirogalotánicos.

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3.5.4 Ensayo de Resinas

Para la determinación de resinas se considera como un ensayo positivo cuando hay un

precipitado. A 2ml de la muestra se le agrega 10 ml de agua destilada manteniéndola en

constante agitación durante un tiempo de 15 minutos dicha solución se deja reposar y se

observa si hay precipitado. Se le dará una valoración con el signo (+) en presencia y

signo (-) en ausencia del metabolito.

3.5.5 Ensayo de Dragendorff- Mayer

Mediante este ensayo se permiten identificar la presencia de alcaloides. Se agrega 1 ml

de la solución acuosa con 1 gota de HCl concentrado (se calentó lentamente y se dejó

enfriar) hasta obtener una solución acuosa acida. Se añade 3 gotas de la solución

reactiva de Mayer, se considerado un ensayo positivo en la presencia de metabolitos si

se observa un precipitado coposo (+++), opalescencia (+), turbidez definida (++).

3.5.6 Ensayo de Shinoda

En este ensayo de Shinoda se permite identificar la presencia de flavonoides en un

extracto vegetal. Para ello se calienta 2ml de la muestra etanólica con 1ml de HCL puro

a una temperatura de 70°C durante 15 minutos, se deja enfriar y luego se agrega 2ml de

alcohol amílico. Se agita la mezcla y se deja reposar hasta que se separen en dos fases.

Se considera un ensayo positivo cuando hay una aparición en la fase amílica de color

rojo-marrón.

3.6 Metodología para la síntesis de nanopartículas de plata

Para la síntesis de las nanoparticulas de plata se utilizó AgNO3 a la 0.1 M y 1 M el cual

es diluido en el extracto que se obtuvo de las semillas de la Daucus Carota, mediante

agitación durante un tiempo determinado se logra observar el oscurecimiento de la

solución el cual indica la reducción de los iones de plata para luego formarse en

nanoparticulas.

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38

Figura.11 Otro método de Síntesis de nanopartículas

3.7 Caracterización de nanopartículas de plata.

Para la caracterización de la síntesis de nanopartículas de plata se realizaron diferentes

técnicas espectroscópicas y microscópicas:

3.7.1 Microscopía de barrido electrónico (SEM)

Se permite desarrollar imágenes de una superficie, con una resolución alta y

tridimensional, determinando el tamaño y la morfología de las nanopartículas de plata

obtenidas.

3.7.2 Espectroscopia ultravioleta visible (UV-Vis)

Las nanopartículas de plata se llevaron a cabo principalmente por el análisis de

espectroscopia (Uv-Vis) determinando el rango del tamaño reducido de nanopartículas

uniformes, con dicha técnica se puede presenciar la resonancia del plasmón superficial

(RPS) presentando alrededor de las bandas de absorción con longitudes de onda de 390-

430nm.

3.7.3 Técnica de dispersión de luz dinámica (DLS)

Esta técnica por difracción de laser es ampliamente utilizada para la medición de

tamaños de partículas a escalas nanométricas

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3.8 Ensayo y determinación de la actividad antioxidante del extracto

vegetal y las nanopartículas de plata por el método DPPH.

En este análisis se determina la actividad de eliminación de radicales de los

antioxidantes con el propósito de comparar resultado en el extracto de semillas de

zanahoria y la obtención de nanopartículas de plata, si el porcentaje de actividad

antioxidante es mayor o igual a 25% en dichas concentraciones se consideran activas en

este ensayo.

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth, 2019)

Fig12. Ensayo y determinación para la evaluación de medición de capacidad

antioxidante por el método de DPPH.

Se incubo el patrón

DPPH (0.1Nm) con

metanol durante 24 horas

Adicionar 2ml del patrón

DPPH a cada uno de los

tubos que contengan las

soluciones a evaluar.

Pasado este tiempo se mide el

valor de absorbancia para cada

muestra en el espectrofotómetro

a una longitud de 517nm.

Se adiciona 35, 50, 75𝜇𝑙

de las soluciones a

evaluar (extracto vegetal

y nanopartículas de

plata).

Homogenizar y dejar

reaccionar durante 15

minutos.

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40

El porcentaje de actividad de antioxidante en las soluciones se presenta empleando la

siguiente ecuación:

% Actividad antioxidante =[𝐴(𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙)−𝐴(𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)

𝐴(𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙)] ∗100

Donde:

A (inicial) = Absorbancia inicial

A (final) = Absorbancia final

Tabla 15….Curva estándar de calibración del Espectrofotómetro UV/Vis

Curva estándar de calibración del

Espectrofotómetro

Concentración mg/l Absorbancia @ 517nm

0.1 0.01

0.2 0.054

0.4 0.112

0.5 0.145

1 1.182

Tabla 5. Curva estándar de calibración del espectrofotómetro

1 2 3

Figura 13. Ensayo de DPPH: a) Preparación del patrón DPPH, b) Alícuotas de DPPH

para calibrar el equipo, c) Cambio de coloración característico de violeta a amarillo.

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3.9 Análisis por la técnica de HPLC (Cromatografía liquida de alta

eficacia) Se realizó la técnica de HPLC (cromatografía liquida de alta eficacia) para determinar

la cantidad de ácidos grasos presentes, los cuales arrojaron la composición química del

extracto de las semillas de zanahoria (Daucus carota) utilizando como agente reductor

del extracto vegetal el ácido Petroselénico.

Este análisis de cromatografía liquida de alta eficiencia se llevó a cabo en el Laboratorio

analítico UBA, ubicado en la ciudad de Guayaquil.

3.10 Inhibición de microorganismos. Las pruebas de actividad microbiana se realizaron con el fin de verificar la inhibición

bacteriana para cada etapa experimental, cultivando cepas de microorganismos

patógenos como Gram negativo (Escherichia coli) y Gram positivo (Staphyloccocus

aureus) mediante el método Kirby-Bauer (método de difusión en disco de agar) las

cuales se enfrentan con el producto inhibidor, dichos patógenos fueron proporcionadas

por el Laboratorio de Microbiología de la facultad de Ingeniería química, Universidad

de Guayaquil.

Se realizaron varios cultivos de cepas bacterianas en diferentes cajas Petri preparadas

con agar nutritivo, se coloca el producto inhibidor en los discos estériles a diferentes

concentraciones a evaluar, se incubaron por 24 horas a una temperatura 35°C. Luego del

periodo de incubación se observó el área de inhibición de crecimiento bacteriana

alrededor de los discos estériles.

Imagen 14.- Ensayo de inhibición bacteriana:1) Elaboración de Cepas bacterianas para

cada ensayo 2) Cajas Petri inoculadas 3) Incubación durante 24 horas. 4) Lectura de la

zona de inhibición.

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CAPÍTULO IV

RESULTADOS

4.1 Acondicionamiento de la materia prima

La materia prima utilizada fue solamente semillas de zanahoria, al inicio del pesado de

las semillas se logró obtener un total de 453 gramos. Puesto a la abundante cantidad de

masa, se ingresaron en la estufa a 55℃ en un tiempo total de 28 horas en un periodo de

1 día. El tiempo necesario que se llevó a cabo el control del secado fue de 1 hora, la

variación de masa seca, luego de un tiempo de 28 horas no hubo ninguna diferencia de

masa seca con respecto al control anterior, dando como resultado un total de 152

gramos de semillas secas.

Ecuación.1 Porcentaje de humedad perdida en las semillas de zanahoria

%𝑯 = (𝒎𝒉 − 𝒎𝒔

𝒎𝒉) ∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑯 = (𝟒𝟓𝟑 − 𝟏𝟓𝟐

𝟒𝟓𝟑) ∗ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟔𝟔. 𝟒𝟒%

Elaborado por: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth, 2019)

Donde:

𝒎𝒉; Masa húmeda de semillas

𝒎𝒔; Masa seca de semillas

%H = Porcentaje de humedad

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Tabla 6.- Resultado de pérdida de humedad contenido en las semillas de zanahoria

(Daucus carota)

Grafica 1. Curva de secado de las semillas de zanahoria (Daucus carota)

Hora

Peso de las semillas ( g )

Pérdida de

humedad

(g agua/g M.s)

9:00 453 66.44

10:00 448.2 66.08

11:00 400.5 62.04

12:00 383.3 60.34

13:00 367.1 58.59

14:00 349 56.44

15:00 328 53.65

16:00 303.2 49.86

17:00 287.3 47.09

9:00 265.02 42.64

10:00 239.9 33.16

11:00 208.73 27.17

12:00 188.84 19.50

13:00 169.6 10.37

14:00 152 0

15:00 152 0

16:00 152 0

y = -1,855x + 66,368R² = 0,8838

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30 35

Pér

did

a de

hum

edad

(g

agu

a/g

M.s

)

Tiempo (Horas)

Pérdida de humedad Vs Tiempo

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4.1.2 Rendimiento obtenido en el extracto de semillas de zanahoria

% 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 =𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒄𝒆𝒊𝒕𝒆 𝒐𝒃𝒕𝒆𝒏𝒊𝒅𝒐

𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂∗ 𝟏𝟎𝟎

% 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 =𝟐𝟎𝒈

𝟏𝟓𝟐𝒈∗ 𝟏𝟎𝟎

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 = 𝟏𝟑 %

Tabla 7. Parámetros para la obtención de aceite de semillas de

zanahoria

Descripción Método

Solvente

Temperatura

de

destilación

Tiempo de

destilación

(min)

Aceite

obtenido

(g)

Porcentaje

de

rendimiento

del

aceite

Cantidad

recuperada

del

solvente

(ml)

Semillas de

zanahoria

Rota

vapor

Hexano

(1000ml)

75℃

180

20

13%

600

Elaborado por: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth, 2019)

Figura. 15 Extracción de los componentes de las semillas de zanahoria

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45

4.2 Tamizaje – fitoquímico

Tabla 8. Resultados del tamizaje fitoquímico en el extracto de las semillas de zanahoria

(Daucus carota)

Extracto de semillas

N-Hexano

Espuma (saponinas) +

Fehling (azucares reductores) -

Cloruro Férrico(Compuestos

fenólicos)

+

Shinoda (flavonoides) +

Dragendorff- Mayer (alcaloides) Turbidez (++), Precipitado(+++)

Leyenda: (+) Presencia, (-) Ausencia

Elaborado por: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

Para el ensayo de saponinas se observa la presencia de espumas en la superficie del

líquido, debido a la intervención de saponinas para la mezcla del extracto vegetal y agua

destilada.

Figura. 16 Tamizaje fitoquímico saponinas

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En el ensayo de Fehling dio un resultado negativo a la presencia de azucares

reductores.

Figura17. Ensayo de Fehling

La presencia de compuestos fenólicos dio como resultado positivo, ya que se desarrolló

una coloración amarillo verdoso es considerado como taninos piracotecolicos.

Figura 18. Resultado de compuestos fenólicos presentes en la muestra

La presencia de flavonoides dio como un resultado positivo, esto debe a la coloración

rojo/marrón en la fase amílica.

Figura.19 Flavonoides presentes en el extracto.

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En el ensayo de alcaloides se obtuvo como resultado un precipitado y presencia de

turbidez.

Figura. 20 Precipitado presente en la muestra

Figura. 21 Análisis de tamizaje fitoquímico

4.3. HPLC En la tabla 1.23 se muestran los resultados de los compuestos presentes en el extracto de

semillas de zanahoria (Daucus carota) obtenida del análisis del perfil de ácidos grasos.

Tabla 10. Compuestos obtenidos por la cromatografía

Perfil de Ácidos grasos Resultados en mg/g

Ácido laurico 33,63

Ácido mirísico 4,48

Ácido palmítico 49.37

Ácido oleico (cis-9) 768,72

Ácido linoleico (cis, cis) 140,03

Ácido linoleico 3,68

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

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48

4.4. Determinación de la actividad antioxidante por decoloración del

radical 1-1-Difenil-2-Picrilhidrazilo (DPPH)

Para determinar de la capacidad de antioxidante del extracto se utilizó la técnica de

DPPH, usando el Espectrofotometro UV-Vis, obteniendo buenos porcentajes de

actividad de antioxidantes para cada muestra del extracto vegetal.

Tabla 11. Muestra de semillas @ 35 𝝁l de DPPH

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

Muestra: Semillas de zanahoria

Volumen: 35 μl

Serie t/s ABS

1 0,063 0,814

2 30,002 0,768

3 60,006 0,693

4 90,007 0,667

5 120,01 0,616

6 150,011 0,585

7 180,013 0,563

8 210,015 0,538

9 240,017 0,518

10 270,019 0,496

11 300,021 0,476

12 330,023 0,459

13 360,028 0,444

14 390,032 0,431

15 420,047 0,413

16 450,048 0,4

17 480,054 0,385

18 510,028 0,379

19 540,029 0,366

20 570,034 0,358

21 600,04 0,348

22 630,044 0,34

23 660,049 0,328

24 690,053 0,322

25 720,058 0,312

26 750,012 0,305

27 780,019 0,298

28 810,021 0,29

29 840,023 0,283

30 870,025 0,278

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49

%Inhibición de la muestra de semillas zanahoria @ 35 𝝁l de DPPH

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 =𝑨𝒃𝒔 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 − 𝑨𝒃𝒔 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍

𝑨𝒃𝒔 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 =𝟎. 𝟖𝟏𝟒 − 𝟎. 𝟐𝟕𝟖

𝟎. 𝟖𝟏𝟒∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 = 𝟔𝟓, 𝟖𝟒𝟕𝟔

Grafico 2. Curva de la actividad antioxidante @ 35 𝝁l

Se utilizó 35 𝜇l del extracto metanolico de las semillas de zanahoria durante un tiempo

de 15 minutos, dando como resultado un porcentaje de actividad de antioxidante de

65.8476 lo que indica contenido de flavonoides.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 200 400 600 800 1000

AB

SO

RB

AN

CIA

TIEMPO

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50

Porcentaje de inhibición de la muestra de semillas de zanahoria @ 50 μl de DPPH

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 =𝑨𝒃𝒔 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 − 𝑨𝒃𝒔 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍

𝑨𝒃𝒔 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 =𝟎. 𝟗𝟖𝟗 − 𝟎. 𝟑𝟐

𝟎. 𝟗𝟖𝟗∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 = 𝟔𝟕, 𝟔𝟒𝟒𝟎

Tabla 12. Muestra de semillas @ 50 𝝁l de DPPH

Grafico 3. Curva de la actividad antioxidante @ 50 μl

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

Muestras Semillas de zanahoria

Volumen 50 μl

Serie t/s ABS

16 450,04 0,537

17 480,059 0,52

18 510,001 0,509

19 540,004 0,498

20 570,009 0,479

21 600,015 0,471

22 630,017 0,462

23 660,019 0,446

24 690,024 0,434

25 720,026 0,421

26 750,044 0,41

27 780,047 0,402

28 810,051 0,393

29 840,055 0,384

30 870,043 0,32

Muestra semillas de zanahoria

Volumen 50 μl

Serie t/s ABS

1 0,063 0,989

2 30,011 0,958

3 60,021 0,88

4 90,016 0,853

5 120,012 0,814

6 150,018 0,769

7 180,039 0,747

8 210,034 0,711

9 240,038 0,678

10 270,032 0,656

11 300,041 0,628

12 330,032 0,606

13 360,038 0,585

14 390,029 0,573

15 420,034 0,557

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 200 400 600 800 1000

AB

SO

RB

AN

CIA

TIEMPO

Curva de la Actividad Antioxidante @50µl

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51

Se utilizó 50 𝜇l del extracto metanolico de las semillas de zanahoria durante un tiempo

de 15 minutos, dando como resultado un porcentaje de actividad de antioxidante de

67.6440 lo que indica contenido de flavonoides.

Tabla 13. Muestra de semillas @ 75 𝝁l de DPPH

4.5 Porcentaje de inhibición de la muestra de semillas de zanahoria @

75 μl de DPPH

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 =𝑨𝒃𝒔 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 − 𝑨𝒃𝒔 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍

𝑨𝒃𝒔 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 =𝟎. 𝟖𝟏𝟔 − 𝟎. 𝟏𝟔𝟗

𝟎. 𝟖𝟏𝟔∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑰𝒏𝒉𝒊𝒃𝒊𝒄𝒊ó𝒏 = 𝟕𝟗. 𝟐𝟖𝟗

Muestra Semillas de

zanahoria

Volumen 75 μl

Serie t/s ABS

16 450,03 0,349

17 480,052 0,324

18 510,05 0,315

19 540,048 0,303

20 570,056 0,284

21 600,018 0,27

22 630,032 0,256

23 660,03 0,245

24 690,035 0,232

25 720,029 0,222

26 750,011 0,21

27 780,017 0,2

28 810,012 0,19

29 840,018 0,18

30 870,029 0,169

Muestra semillas de zanahoria

volumen

75 μl

Serie t/s ABS

1 0,063 0,816

2 30,003 0,774

3 60,019 0,736

4 90,022 0,711

5 120,018 0,653

6 150,024 0,588

7 180,015 0,569

8 210,024 0,534

9 240,012 0,504

10 270,024 0,47

11 300,033 0,446

12 330,049 0,425

13 360,049 0,406

14 390,014 0,387

15 420,017 0,366

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52

Grafico 4. Curva de la actividad antioxidante @ 75 μl

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

Se utilizó 75 𝜇l del extracto metanolico de las semillas de zanahoria durante un tiempo

de 15 minutos, dando como resultado un porcentaje de actividad de antioxidante de

79.289 lo que indica un alto contenido de flavonoides.

Grafico 5. Se encuentra un resumen del porcentaje de inhibición para cada ensayo

del extracto de semilla de zanahoria.

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

1 2 3

% Inhibicion 65,8476 67,644 79,289

Cantidad de muestra 35 50 75

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

PORCENTAJE DE ACTIVIDAD

ANTIOXIDANTE

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 200 400 600 800 1000

AB

SO

RB

AN

CIA

TIEMPO

Curva de la Actividad Antioxidante @75µl

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53

4.6. Caracterización de las nanopartículas de plata Para la caracterización de nanopartículas de plata existen diversos métodos y técnicas

las cuales ayudan a determinar tanto la presencia de las mismas, su tamaño y forma.

Para determinar la presencia de nanopartículas en la síntesis realizada se utilizó la

técnica de espectroscopia UV-Visible, la técnica de dispersión dinámica de luz mediante

luz láser y la técnica de microscopia electrónica de barrido. Todas estas técnicas

ayudaron a determinar las nanopartículas obtenidas mediante la síntesis verde realizada

con una compuesto vegetal y una sal metálica.

4.7. Espectroscopia UV-Vis

Mediante el análisis de espectroscopia UV-Vis se permitió determinar la estabilidad y

formación de nanopartículas de plata sintetizadas, obteniendo una banda de pico de

absorción de longitud de onda máxima de 480 nm. En la tabla 2.2 se muestra el análisis

por espectroscopia de las nanopartículas sintetizadas.

Tabla 9. Análisis por espectroscopia UV-Vis de las nanopartículas sintetizadas.

Día

Pico de

absorción

máximo (nm)

Absorbancia

(nm)

Tramitancia (%)

Concentración

(ppm)

1 480 2.974 45 0.769

2 290 2.990 38.6 0.885

3 435 2.932 89.9 0.1

4 290 2.762 51.4 0.293

5 245 2.13 37.3 0.487

6 200 2.885 52.1 0.438

7 280 2.700 38.3 0.222

8 240 2.671 44.6 0.446

9 280 2.355 40.6 0.539

10 250 2.056 67.6 0.866

11 235 2.386 78.6 0.110

12 235 2.439 62.1 0.051

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

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54

Figura.22 Análisis de espectroscopia UV-Visible

4.8 Microscopía electrónica de barrido (SEM) La técnica SEM se la implementa para analizar la morfología y el tamaño de las

nanopartículas de plata.

Se puede observar en la imagen A y C varios aglomerados con tamaño de 10 μm, en

cambio en la figura B se pueden apreciar las nanoparticulas dispersas obtenidas de la

solución 0.1 M.

A B C

Figura 23. Microscopía electrónica de barrido con magnificación de x1000.

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55

4.9. Determinación de la actividad microbiana

Los resultados microbiológicos desarrollados por el método Kirby-Bauer (método de

difusión en discos de agar) se demuestran que los ensayos de inhibición en el extracto

de semillas de zanahoria y las AgNPs al 0.1nM poseen una excelente inhibición

bacteriana por separado. No obstante la actividad bacteriana para los patógenos E. Coli

y Staphyloccocus aureus fue superior con las nanopartículas de plata a 0.1nM que con el

extracto de semillas de zanahoria. Esto se debe a que el extracto de las semillas de

zanahoria (Daucus Carota) actué como un agente reductor natural para darle fijeza a las

nanopartículas de plata sin que se produzca ningún crecimiento y posterior acumulación

atribuyendo mayores partículas a la escala manométrica, lo que reduce las propiedades

antimicrobianas de la plata hasta dejarla en un tamaño estable.

En los resultados se muestran que las AgNPs son efectivos para la actividad microbiana

de crecimiento de hongos ya que se arrojaron resultados de inhibición mayores para

Gram negativo.

En la tabla 22. Se demuestran los diámetros de inhibición de cada halo presentes en los

microorganismos E. coli y Staphyloccocus aureus.

Tabla 14. Lectura de halo de inhibición de las sustancias presentes en cada

microorganismo

Zona de inhibición (cm)

Microorganismo Extracto de las

semillas de

zanahoria (5 𝝁l)

Extracto de las

semillas de

zanahoria (10𝝁l )

AgNPs

(5𝝁l)

AgNPs

(10 𝝁l)

Escherichia coli

(100 𝝁l)

2.2

1.9

3.0

2.44

Staphyloccocus

aureus (100 𝝁l)

2.3

1.4

2.6

2.1

Aspergillus 0 0 0 0

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019).

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56

Fig. 24 Ensayos microbiologicos: 1) Inhibición bacteriana de muestras para la bacteria

Escherichia coli con 5 y 10 𝜇l de extracto de semillas de zanahoria. 2) Inhibición

bacteriana de muestras para la bacteria Staphyloccocus aureus con 5 y 10 𝜇l de extracto

de semillas. 3) Inhibición bacteriana de muestras para la bacteria Escherichia coli con 5

y 10 𝜇l de AgNPs. 4) Inhibición bacteriana de muestras para la bacteria Staphyloccocus

aureus con 5 y 10 𝜇l.

Grafico 6. Determinación microbiana de sustancias en S. aureus

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Extracto de las semillas de

zanahoria (5 μl)

Extracto de las semillas de

zanahoria (10 μl )

AgNPs(5μl)

AgNPs(10 μl)

Po

rcen

taje

de

inhib

ició

n

bac

teri

ana

en (

cm)

S.aureus

1

)

4

)

3

) 2

)

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57

Grafica 7. Determinación microbiana de sustancias en E. coli

Fig. 25 Ensayos fúngicos (Aspergillus)

Fig. 26 Ensayos fúngicos (Aspergillus) después de una semana de reacción

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Extracto de las semillas de

zanahoria (5 μl)

Extracto de las semillas de zanahoria

(10μl )

AgNPs(5μl)

AgNPs(10 μl)

Po

rcen

taje

de

inhib

ició

n

bac

teri

ana

en (

cm)

E. coli

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58

Conclusiones

La extracción del aceite de las semillas de zanahoria se tuvo un rendimiento del

13%.

Los análisis realizados para la caracterización de los componentes del extracto

de las semillas de zanahoria fueron el análisis de perfil de ácidos grasos

utilizando la técnica del HPLC en este se determinó la presencia del ácido

oleico, ácido linoleico, ácido laurico, acido palmítico y ácido mirístico, en la

determinación de componentes químico mediante el tamizaje fitoquímico se

obtuvo positivo en saponinas, compuestos fenólicos y flavonoides.

En la síntesis de las nanopartículas se utilizó una cantidad de 5ml del extracto

más la sal metálica a la 0.1 M y 1. M.

Para la caracterización de las nanopartículas se utilizó las técnicas del SEM y la

de espectrofotometría UV-Visible en la primera que se pudo presenciar más

nanopartículas en la solución de 0.1 M y menos en la de 1 M en las dos se pudo

observar imágenes de nanoparticulas aglomeradas y dispersas con forma

irregular con magnificación de x1000 permitiendo determinar que hubieron

nanoparticulas que no lograron separarse por completo esa sería la razón de las

formas obtenidas, En la técnica de espectrofotometría UV-Visible realizada a la

concentración de 0.1m dio una longitud de onda de 480 nm en menor tiempo.

Para verificar el poder bactericida de las nanopartículas de plata se realizó

pruebas con dos tipos de bacterias (E. coli y S. aureus) dando buen resultado las

nanopartículas con menor cantidad (5 𝜇l ) presentando un mayor halo de

inhibición en la bacteria E. coli, los resultados de las nanopartículas en la parte

fúngica se obtuvo negativo no presenta inhibición.

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59

Recomendaciones

Para la síntesis de las nanopartículas de plata tomar en cuenta utilizar

componentes adecuados ya que se obtiene mejores resultados con extractos

acuosos que con extractos en forma de aceites.

Para comprobar las cantidades adecuadas tanto de la sal metálica y el extracto

orgánico se tiene que realizar cálculos y muestras con diferentes tipos de

concentraciones.

Para determinar la potencialización de las nanopartículas como bactericida se

tiene que utilizar la menor cantidad posible para inhibir el crecimiento

bacteriano, de esta manera se puede sustentar la eficacia de las nanopartículas

obtenidas y su poder bactericida.

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60

Referencias Bibliográficas

[1] P. Rodriguez, «IBEC,» 29 Noviembre 2017. [En línea]. Available:

http://divulga.ibecbarcelona.eu/nanoparticulas-de-plata-el-terror-de-las-bacterias/.

[2] O. L. M. Gil, «Nanotec,» 13 Junio 2016. [En línea]. Available:

http://www.nanotec.es/ventajas-del-uso-del-acido-laurico-cuerpo/.

[3] M. Flores, «tesis,» Junio 2017. [En línea]. Available:

http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/67954/Tesis%20Marisa.pdf?s

equence=3&isAllowed=y.

[4] M. Loor, «Nanotecnologia,» SCRIB, p. 5, 24 AGOSTO 2015.

[5] J. E. A. c. K. H. Jose Morones, «The bactericidal effect of silver,» Scielo, 2005.

[6] G. A. C. H. G. F. Juan Arroyo, «Nanopartículas core-shell de Cobre-Plata

(Cu@Ag),» JA Cuyubamba, p. 8, 2014.

[7] U. d. zaragoza, «Nanoparticulas con accion bactericida,» 13 Julio 2017. [En

línea]. Available:

http://www.unizar.es/actualidad/vernoticia_ng.php?id=36836&idh=8034.

[8] F. Holguin, «Nanotecnologia,» 2013. [En línea]. Available:

http://nanodinamica.blogspot.com/2013/10/nanotecnologia-top-down-y-bottom-

up.html.

[9] Guille, «Nanotecnologia,» 13 Noviembre 2014. [En línea]. Available:

http://naotecnologi.blogspot.com/2014/11/tipos-de-nanotecnologia-la-forma-

de.html.

[10] S. Madrid, «Síntesis y caracterización de nanopartículas de plata a partir de varios

extractos pigmentados de dos plantas para su aplicación en celdas solares

híbridas,» Sangolqui, 2017.

[11] M. G. Garzon, «Nanomateriales, nanoparticulas y sintesis verde,» p. 6, 13 Abril

2018.

Page 66: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/40028/1/401-1366 - Obtenc... · electrónica de barrido en la que se pudo evidenciar la presencia

61

[12] NCBI, «“Green” Nanotechnologies: Synthesis of Metal Nanoparticles Using

Plants,» NCBI, marzo 2014.

[13] I. Garcia, «Espectofotometro UV-VIS,» 03 Mayo 2015. [En línea]. Available:

https://elespectrofotometro.com/espectrofotometria-uv-visible/.

[14] R. C. I. M. M. Juan Maldonado, «La espectroscopia UV-Vis en la evaluación de

la,» Ciencia aplicada y Tecnologia, p. 7, 23 mayo 2018.

[15] A. Torres, «Repositorio de la escuela politecnica nacional,» Noviembre 2016. [En

línea].

[16] D. F. Sc., «¿Cuál es microscopia electrónica de transmisión?,» News Medical Life

Sciences , p. 8, 25 Junio 2019.

[17] Enciclopedia, 2010. [En línea].

[18] C. P. S. M. M. Y. F. Cuadros Moreno, «Dispercion de luz dinamica en la

determinacion de tamaño de nanoparticulas polimericas,» EDVCATIO

PHYSICOR, p. 5, 2014.

[19] Freepng, «Freepng,» 2017. [En línea].

[20] M. Serra, «la resistencia microbiana en el contexto actual y la importancia del

conocimiento y aplicacion en la politica antimicrobiana,» Scielo, 2017.

[21] Y. Pinto, «PROPIEDADES Y BENEFICIOS DE LA ZANAHORIA,» 10

NOVIEMBRE 2015. [En línea]. Available:

https://mejorconsalud.com/propiedades-beneficios-la-zanahoria/.

[22] D. Mercola, «Via organica,» 28 Noviembre 2015. [En línea]. Available:

https://viaorganica.org/cuales-son-los-beneficios-de-las-zanahorias-para-la-salud/.

[23] A. Mandal, «News Medical life sciences,» 23 Agosto 2018. [En línea]. Available:

https://www.news-medical.net/health/What-is-Beta-Carotene-(Spanish).aspx.

[24] NCBI, «Centro Nacional de Informacion Biotecnologica,» 26 03 2005. [En línea].

[25] M. M. Özcan y J. C. Chalchat, «COMPOSICION QUIMICA DEL ACEITE DE

Page 67: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA …repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/40028/1/401-1366 - Obtenc... · electrónica de barrido en la que se pudo evidenciar la presencia

62

LA SEMILLA DE ZANAHORIA,» DIALNET, p. 7, octubre 2007.

[26] C. Chemical, «Cayman Chemical,» 18 Diciembre 2017. [En línea]. Available:

https://www.caymanchem.com/product/20026.

[27] «Chemspider,» 2015. [En línea]. Available:

http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.4444569.html#.

[28] T. MESTROVIC, «CUAL ES EL ACIDO LINOLEICO,» p. 8, 23 AGOSTO

2018.

[29] S. N. A. V. Julio Sanhueza, «ACIDO LINOLEICO CONJUGADO,» SCIELO, p.

29, 22 JULIO 2002.

[30] C. N. d. I. Biotecnologica, «Acido Palmitico,» p.

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/palmitic_acid#section=Top, 16

Septiembre 2004.

[31] NCLT, 16 Septiembre 2004. [En línea]. Available:

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/stearic_acid#section=Top.

[32] K. S. S. S. Nagendran Balasundram, «Compuestos fenolicos en plantas y

subproductos agroindustriales: actividad antioxidante, ocurrencia y usos

potenciales,» ELSEVIER, 2006.

[33] R. G. C. C. E. R. L. G. D. A. Pedro Medrano, «Tamisaje Fitoquimico,» 2016.

[34] A. Vergara, «Accion bactericida de nanoparticulas de plata utilizando aloe vera,

para una posterior aplicacion en vendajes y parches,» p. 6, 24 Marzo 2017.

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Anexo 2 Figura. 27 Resultado del análisis de perfil de ácido graso realizado al extracto obtenido

de la semilla de zanahoria (Daucus Carota).

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

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Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

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Figura. 28 Imágenes del SEM realizadas a la solución de concentración 0.1M

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)

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Figura. 29 Imágenes del SEM realizadas a la solución de concentración 1 M

Fuente: (Paucar Cristhian & Ronquillo Ruth 2019)