04 Compuestos fenólicos - Diana Becerril

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Compuestos fenólicos 
Compuestos fenólicos
• Son compuestos orgánicos cuyas estructuras
moleculares contienen al menos un grupo fenol, un anillo
aromático unido a un grupo hidroxilo, lo que convierte a
los fenoles en compuestos ácidos.
Epicatequina
Compuestos fenólicos
• Los compuestos fenólicos de las plantas son un grupo
heterogéneo de productos con más de 10,000 compuestos.
Algunos son solubles en solventes orgánicos, otros son glucósidos
o ácidos carboxílicos polares y por lo tanto solubles en agua, y
otros son polímeros muy grandes e insolubles.
Biosíntesis de los compuestos fenólicos
• Los compuestos fenólicos se forman en las plantas por la vía llamada
del ácido shikímico. El proceso enzimático en la planta comienza
con la producción de fenilalanina y tirosina. La fenilalanina es el
sustrato de la fenilalanina amonio-liasa, una enzima clave que
conduce a la formación de los compuestos fenólicos. Otros
compuestos fenólicos como el ácido gálico y sus derivados se forman
a partir de la 3-dehidroshikimato vía dehidroshikimato
deshidrogenasa. El metabolismo central de la vía fenil propanoide
comienza cuando la fenilalanina amonio-liasa convierte la fenilalanina
en ácido cinámico y es hidroxilado por el ácido cinámico 4-hidroxilasa.
Por último, el ácido 4-cumárico es esterificado por la coenzima A por
el ácido 4-cumárico a ácido ferúlico.
• En general los fenoles son sintetizados por una de las dos vías
biosintéticas: la vía del ácido shikímico o la vía del ácido
malónico (o por las dos, por ejemplo los flavonoides).
Ruta del ácido shikímico
Fenilpropanoides
simples
Derivados del ácido 
benzoico
Ruta del ácido malónico
Terpenos
Carotenoides
Esteroides
Mevalonato
Biosíntesis de los compuestos fenólicos
• El THC (tetrahidrocannabinol) es un compuesto fenólico
sintetizado en la ruta del ácido malónico en las plantas del género
Cannabis. Es la principal sustancia psicoactiva encontrada en las
plantas de la especie Cannabis sativa. La síntesis es compleja y
se realiza en células especializadas. El proceso parte de un
terpeno, el geraniol, almacenado en los cloroplastos, y de un fenol
almacenado en la vacuola. Después de varios pasos, el producto
final es almacenado en la cavidad secretora de las células
esféricas o también llamadas glándulas del cannabis.
Glándulas 
del 
Cannabis
Fenilalanina amonio liasa (PAL)
• En definitiva la PAL es una enzima muy estudiada porque es un
marcador de estrés en plantas por la producción de
fenilpropanoides, así como de respuesta defensiva.
Chalcona sintasa
• La Chalcona Sintasa es la segunda enzima en
importancia en la síntesis de fenoles. Esta enzima es
la que interviene en la unión de las rutas del ácido
shikímico y la del malonato, dando como resultado la
síntesis de flavonoides.
• En determinadas plantas como el pino, la uva o el
cacahuete, se sintetiza la enzima estilbeno sintasa que
también es un punto de unión entre ambas rutas; tiene
por consiguiente una función parecida a la de la
chalcona, puesto que cataliza la unión de las rutas del
ácido shikímico y la del malonato dando como resultado
la síntesis de estilbenos (resveratrol).
Funciones de los compuestos fenólicos
• Forman parte de
muchos pigmentos (antocianinas, flavonas y
flavonoles).
• Son sustancias defensivas tóxicas (taninos),
fitoalexinas (furanocumarinas, isoflavonoides,
resveratrol, pisatina, psoraleno) y disuasores
alimentarios (taninos).
• La mayoría de las fitoalexinas se han identificado
en las familias de leguminosas y solanáceas. El
resveratrol de los cacahuetes fue la primera
fitoalexina que se demostró que actuaba como
defensa ante los patógenos. La mayoría de las
fitoalexinas estudiadas derivan de la ruta de los
fenilpropanoides que tienen como base el
aminoácido fenilalanina.
Funciones de los compuestos fenólicos
• Intervienen en la regulación de las interacciones planta-
microorganismos (rizobios, Agrobacterium).
• Protectores frente a UV (y visible).
• Forman sustancias alelopáticas (ácido cafeico, ácido ferúlico).
• Algunos tienen la doble función estructural/defensiva (lignina,
suberina).
Los abultamientos en
estas raíces son
agallas producidas por
la Agrobacterium
tumefaciens.
Funciones de los compuestos fenólicos
• Muchos son productos de defensa ante herbívoros y patógenos,
otros proveen soporte mecánico a la planta, otros atraen
polinizadores o dispersores de frutos, algunos de ellos absorben la
radiación ultravioleta, o actúan como agentes alelopáticos (por
ejemplo reducen el crecimiento de plantas competidoras que estén
cerca).
• El término alelopatía (del griego allelon = uno al otro, del
griego pathos = sufrir ; efecto injurioso de uno sobre otro) fue
utilizado por primera vez por Molisch (1937) para referirse a los
efectos perjudiciales o benéficos que son ya sea directa o
indirectamente el resultado de la acción de compuestos químicos
que, liberados por una planta, ejercen su acción en otra.
Alelopatía de los compuestos fenólicos
• La definición abarca tanto los efectos perjudiciales como
benéficos. Es necesario puntualizar que muchas
sustancias con actividad alelopática tienen efectos
benéficos a muy bajas concentraciones y superado un
determinado umbral, actúan negativamente sobre la
planta receptora. Aun así, predomina en la literatura
especializada la descripción de efectos negativos.
• Ácido benzoico y derivados: Derivados del ácido
benzoico tales como los ácidos hidroxibenzoico y
vainíllico, están comúnmente involucrados en
fenómenos alelopáticos. Dentro de las especies que los
contienen se pueden citar el pepino, la avena (Avena
sativa) y el sorgo. La sorgoleona compuesta, secretada
por el sorgo, ayuda a la planta a combatir las malezas.
Alelopatía de los compuestos fenólicos
• En soja los ácidos ferúlico, vainíllico y p-cumárico
reducen el contenido de clorofila.
• Los ácidos fenólicos y las cumarinas alelopáticas
también provocan alteraciones en el contenido de agua
en la planta.
• Ciertos flavonoides parecen interferir en la organización
funcional o estructural del cloroplasto. El kaempferol por
ejemplo, aparentemente actúa como un inhibidor de
transferencia de energía, impidiendo la síntesis de ATP.
Un caso especial son las quinonas. Existen compuestos
sintéticos de esta naturaleza que son empleados como
herbicidas.
Alelopatía: Efectos sobre la fotosíntesis
• Acido cinámico y sus derivados: La mayoría
de estos compuestos son derivados de la ruta
metabólica del ácido shikímico y están
ampliamente distribuidos en las plantas. Se
identificó la presencia de los mismos en
pepino, girasol (Helianthus annuus) y guayule
(Parthenium argentatum). Otros derivados de
los ácidos cinámicos tales como clorogénico,
cafeico, p-cumárico, y ferúlico están
ampliamente distribuidos en el reino vegetal y
son inhibitorios de una gran variedad de
cultivos y malezas.
Compuestos Fenólicos como Antioxidantes
• Los fenoles poseen gran capacidad de oxidación y por ello se les
atribuye la propiedad de “antioxidantes”, como por ejemplo la
quercetina o el mismo resveratrol. La oxidación de los fenoles
produce polímeros marrones (ej: color que toma la manzana
cuando se oxida).
Tarea: Lectura del 
artículo Compuestos 
fenólicos
Compuestos fenólicos: Fenilpropanoides
• El prefijo “fenil” indica que tiene un grupo aromático y
“propanoide” indica una cadena de 3 carbonos.
Fenilpropanoides simples.
• Debido al origen biosíntetico a los fenilpropanoides
simples también se les conoce como derivados del ácido
cinámico o hidroxicinamatos, estos conservan la
estructura C6-C3, y se pueden encontrar conjugados en
forma de ésteres, amidas, y glicósidos.
Fenilpropanoides simples
Ácidos fenólicos
• La estructura química de este grupo de compuestos fenólicos consta
de un anillo aromático y un grupo hidroxílico comunes a todos los
compuestos fenólicos y de un grupo carboxílico.
Ácidos fenólicos
Ácidos fenólicos
• Entre las plantas medicinales que poseen ácidos fenólicos se
encuentran la equináceacon propiedades inmunoestimulantes y la
alcachofa con actividad colerética (estimulan la producción de
sales biliares).
• El sauce posee derivados del ácido salicílico con actividad
antiinflamatoria, analgésica y antipirética.
Ácidos fenólicos: Oleuropeína
• Es el componente fenólico mayoritario de la pulpa de las aceitunas
verdes (de la variedad Olea europaea que da nombre al glicósido).
También las hojas de olivo contienen oleuropeína como
componente principal. Puede encontrarse en el aceite de oliva
extra virgen al que le da su sabor amargo.
Ácidos fenólicos
• El café, té y vino contienen importantes antioxidantes fenólicos,
tales como los ácidos clorogénico, cafeico, gálico y ferúlico, que
pueden contribuir a la prevención de enfermedades
cardiovasculares.
Quinonas
• Las quinonas se pueden clasificar
según el núcleo aromático que
forma parte de la estructura de las
moléculas. Varios glicósidos
relacionados con el antraceno se
hallan presentes en drogas como la
cáscara sagrada, frángula, aloe,
ruibarbo y sen. La mayoría de estas
drogas se usan como laxantes y/o
catárticas.Ruibarbo
Hojas de 
sen
Corteza de 
cáscara sagrada
Corteza de 
frángula
Quinonas
Barbaloína: Es investigada en 
biomedicina fundamentalmente como 
laxante, como antiinflamatorio y para 
el tratamiento de afecciones 
dermatológicas.
Cumarinas o Lactonas fenilpropanoides
• Son biosintetizadas por las plantas por la vía del ácido shikímico, a
partir de fenilalanina.
• Las cumarinas son un grupo muy amplio de metabolitos
secundarios que tienen en común en su estructura una
benzopirona, es decir, tiene un anillo aromático unido a una
pirona. En estos compuestos la cadena de 3C del fenilpropanoide
se cicla y forma la pirona. El pirano es un anillo heterocíclico de
seis miembros con dobles enlaces. Por la similitud en el anillo se
consideran como derivados del pirano a las piranosas y a las
pironas. Las cumarinas se originan por lactonización del ácido
cumárico.
Cumarinas
• Las principales son las hidroxicumarinas (umbeliferona, esculetina,
escopoletina).
Cumarinas
• También existen las furanocumarinas, en este caso además de
tener el anillo de la pirona tienen otro heterocíclo de 5 miembros
que se forma por la reacción entre sustituyentes del anillo
aromático.
Psoralea corylifolia Ficus carica
Psoraleno
Cumarinas
• Una característica importante de las cumarinas es que son
capaces de absorber la radiación ultravioleta, debido a esto el
contacto con las plantas que las presentan y la posterior
exposición a la radiación ultravioleta pueden inducir urticaria,
ampollas e irritaciones de la piel. Lo anterior ha sido aprovechado
en la fototerapia en este proceso se emplean los psoralenos,
furanocumarinas tricíclicas, que actúan por ser
fotosensibilizadores para el tratamiento de diversos padecimientos
cutáneos como la como la psoriasis y el eccema.
• Las principales plantas productoras de cumarina son:
Citrus bergamia Ruta graveolens.
Estilbenos: Resveratrol
• El resveratrol es un compuesto fenólico del grupo de los estilbenos
presente principalmente en las uvas y derivados (vino). En estos
alimentos, se encuentra libre o como piceido (resveratrol-3-O-
glucósido). Este compuesto ayuda a frenar el envejecimiento y
prevenir las enfermedades cardiovasculares, y además posee
propiedades antiinflamatorias y antitumorales.
Lignanos y lignina
• La síntesis de la lignina y sus compuestos derivados ocurre en el
citosol. Son productos tóxicos e inestables, por ello, la planta
transporta y almacena los monolignoles en la vacuola en forma de
glucósidos que son menos tóxicos.
• Los lignanos son dímeros formados por la condensación de
alcoholes derivados del ácido cinámico, conocidos también como
monolignoles, como el sinapílico y el coniferílico.
Lignanos
• Los lignanos son abundantes en Asteráceas, Pináceas y
Rutáceas. De los lignanos, el más abundante es el pinorresinol y
el dímero que resulta de este posee actividad óptica. Los lignanos
tienen funciones fisiológicas muy importantes en las plantas que
incluyen la defensa ante factores bióticos como el ataque de
microorganismos y herbívoros así como ser piezas clave para la
formación de la lignina .
Asteráceas
Pinorresinol
Rutáceas
Lignina
• La lignina es una macromolécula o polímero formada por la
condensación de lignanos. La palabra lignina proviene del latín
lignum que significa madera, así que las plantas ricas en este
compuesto se consideran plantas leñosas. La celulosa y la lignina
son la sustancias orgánicas más abundantes en la naturaleza las
cuales forman la pared celular de las plantas, siendo la lignina
quien le confiere dureza y proporciona apoyo para el transporte del
agua a través del tejido de la planta.
• Mediante la lignificación de las paredes celulares se experimenta
un aumento de la rigidez, soporte mecánico del tallo, de
impermeabilidad, y de resistencia a microorganismos al proteger a
las fibras de celulosa de la degradación mecánica y biológica.
Lignina
• Sus estructuras químicas son muy heterogéneas ya que están
compuestas de polímeros complejos, y que constituyen parte de la fibra
dietética en los alimentos. Están formados por compuestos fenólicos
polimerizados con los azúcares.
• Las ligninas están presentes en varios alimentos, especialmente en los
cereales de grano entero, y han demostrado una considerable capacidad
antioxidante en pruebas sobre las células rojas de la sangre.
Lignanos
• Los lignanos son importantes en la dieta. En el intestino por la
acción bacteriana se forma el enterodiol y enterolactona que son
dos lignanos de origen animal que no existen en plantas. Se ha
visto que hay una asociación entre estos compuestos y la
incidencia de cáncer de próstata y de mama, puesto que se
disminuye la probabilidad de aparición de la patología con la
producción de estos compuestos en el colon y la ingestión de
dosis altas de lignanos.
• Los lignanos han demostrado una capacidad antioxidante
significativa, y se consideran como fuentes de fitoestrógenos en la
dieta, en particular el sesamol, un derivado de la estructura de la
sesamina.
Taninos
• El nombre taninos se refiere al proceso de curtido en el que se
convierte la piel de los animales en cuero. El nombre original del
“curtido” procede de la denominación en inglés “tanning”, que
significa curtido en español.
• Químicamente son metabolitos secundarios de las plantas,
fenólicos, no nitrogenados, solubles en agua y no en alcohol ni
solventes orgánicos.
• Están presentes en hojas, frutos y cortezas, aunque abundan en
las cortezas de los robles (Quercus sp.) (donde están
especialmente concentrados en las agallas) y los castaños
(Castanea sp.), entre otros árboles.
• Hay dos categorías de taninos, clasificados basándose en su vía
de biosíntesis y sus propiedades químicas: los taninos
condensados y los taninos hidrolizables.
Taninos
• Los taninos condensados (a veces también llamados
proantocianidinas) son polímeros de un flavonoide llamado
antocianidina. Es común encontrarlos en la madera de las plantas
leñosas y son los más abundantes en la naturaleza. Para romper
estos taninos se necesita un ácido fuerte. Los taninos
condensados sirven para dar color a las flores, hojas y semillas de
las plantas. Poseen propiedades antiinflamatorias, antioxidantes y
con beneficios para el sistema inmunitario.
Taninos
• Los taninos hidrolizables son polímeros heterogéneos formados
por ácidos fenólicos, en particular ácido gálico (derivado del ácido
shikímico), y azúcares simples. Son más pequeños que los taninos
condensados y son hidrolizados con más facilidad, sólo basta
ácido diluido para lograrlo.
Taninos
Funciones de los taninos
• La castalagina es un tanino derivado del ácido elágico que se encuentra en las
castañas.
• Los taninos tienen la particularidad de que se unen a las proteínas y precipitan.
• También pueden formarse enlaces covalentes con las proteínas. De esa
interacción derivan la mayoría de sus propiedades. Ej: una piel más resistenteo
aspereza a la boca porque forman enlaces con las proteínas de la saliva.
Funciones de los taninos
• Reducir la inflamación intestinal
• Aportar sabor amargo, proteger contra herbívoros
• Poseen color oscuro, rojo, naranja, amarillo, violeta, marrón, negro
• Para obtener los taninos vegetales y no sintéticos, hay que
mezclar los pedazos de madera con agua y alcohol para,
posteriormente secar el líquido o decantar las materias primas y
así obtener un producto final de calidad.
Alimentos que contienen taninos
• Té verde
• Té negro ( cuanto más amargo y áspero es el sabor,
mayor cantidad de ellos contiene)
• Café
• Cerveza: Su procedencia es a partir de los granos de
cebada, malta o del cereal con el que se ha elaborado
la bebida, así como también presentes en el lúpulo.
Cuando aparece la turbidez significa que hay partículas
en suspensión que reflejan la luz, siendo muchas de
estas partículas taninos.
• Uvas
• Canela