REDIELUZ
ISSN 2244-7334 / Depósito legal pp201102ZU3769 Vol. 14 N° 2 • Julio - Diciembre 2024: 78 - 84
POTENCIAL ANTIMICROBIANO DEL NONI (MORINDA CITRIFOLIA) FRENTE
Antimicrobial potential of noni (Morinda citrifolia) against Staphylococcus aureus and
Escherichia coli
1Universidad Estatal de Milagro, 2Universidad Técnica de Ambato https://orcid.org/0000-0001-7025-5613 ,https://orcid.org/0000-0002-3168-886X mgarcesm2@unemi.edu.ec; md.garcesm@uta.edu.ec
Se evaluó la capacidad antimicrobiana de hojas y frutos del noni (Morinda citrifolia) frente a cepas bacterianas Escherichia coli ATCC 11775 y Sta- phylococcus aureus ATCC 12600. Se emplearon tres extractos: metanólico, etanólico y acuoso, con el objetivo de explorar alternativas para combatir bacterias patógenas resistentes a antibióticos con- vencionales. Las muestras fueron secadas, molidas y extraídas mediante Soxhlet con etanol y metanol, y por maceración en agua para el extracto acuoso. La actividad antimicrobiana se evaluó con el mé- todo de Kirby-Bauer, utilizando concentraciones de 25%, 50%, 75% y 100% de cada extracto y aplican- do 10µl y 30µl en discos de sensibilidad. Los halos de inhibición más significativos fueron de 23.43 mm y 17.10 mm, obtenidos con extractos metanólico y etanólico, respectivamente, estableciendo una con- centración mínima inhibitoria (CMI) del 25% con 30µl. El tamizaje fitoquímico identificó triterpenos, saponinas, terpenos, polifenoles y azúcares reduc- tores. La cuantificación de flavonoides mediante curva de calibración de quercetina reveló una con- centración máxima de 1034 µg/ml, confirmando el potencial antimicrobiano de estos compuestos.
The antimicrobial capacity of noni (Morinda citri- folia) leaves and fruits was evaluated against bac- terial strains Escherichia coli ATCC 11775 and Sta- phylococcus aureus ATCC 12600. Three extracts
were used: methanolic, ethanolic, and aqueous, aiming to explore alternatives for combating patho- genic bacteria resistant to conventional antibiotics. The samples were dried, ground, and extracted using Soxhlet with ethanol and methanol, and ma- ceration in water for the aqueous extract. Antimi- crobial activity was assessed using the Kirby-Bauer method, with concentrations of 25%, 50%, 75%, and 100% of each extract and applying 10 µl and 30 µl on sensitivity discs. The most significant inhibition zones were 23.43 mm and 17.10 mm, achieved with methanolic and ethanolic extracts, respectively, es- tablishing a minimum inhibitory concentration (MIC) of 25% with 30 µl. Phytochemical screening iden- tified triterpenes, saponins, terpenes, polyphenols, and reducing sugars. Flavonoid quantification using a quercetin calibration curve revealed a maximum concentration of 1034 µg/ml, confirming the antimi- crobial potential of these compounds.
Keywords: Morinda citrifolia, antimicrobial acti- vity, active compounds.
La resistencia antimicrobiana se ha consolidado
como un desafío crítico a nivel global, generando consecuencias que trascienden la atención médica individual y afectan la salud pública y los tratamien- tos especializados. Este fenómeno, caracterizado por la creciente dificultad para combatir infecciones bacterianas comunes con terapias previamente efi- caces, ha llevado a una crisis sanitaria mundial.
A medida que las bacterias desarrollan resisten- cia a los antibióticos convencionales, los pacientes se enfrentan a terapias menos efectivas, e incluso a la ausencia de opciones viables en algunos casos extremos. Esta situación ha impulsado la búsque- da constante de nuevas estrategias terapéuticas y alternativas que permitan abordar eficazmente a las bacterias causantes de enfermedades (Barran- tes et al. 2022; Organización Mundial de la Salud [OMS], 2020).
El incremento en los casos de resistencia anti- microbiana está directamente relacionado con el uso indiscriminado de antimicrobianos en la aten- ción médica, lo que ha favorecido el surgimiento de bacterias multirresistentes. Estas bacterias prolon- gan las hospitalizaciones, incrementan las tasas de mortalidad y generan costos sustanciales para los sistemas de salud, comprometiendo su sostenibili- dad a nivel global. Frente a este panorama, la in- vestigación en agentes antimicrobianos novedosos representa una alternativa prometedora para miti- gar el impacto de este problema, brindando nuevas esperanzas para pacientes y profesionales de la salud (Zhu et al. 2022; World Health Organization [WHO], 2017).
Dentro de esta búsqueda, el noni (Morinda citri- folia) emerge como una fuente natural con alto po- tencial antimicrobiano. Esta planta, reconocida por su capacidad para sintetizar diversos compuestos como mecanismo de defensa, contiene metabolitos secundarios con propiedades que inhiben el cre- cimiento y la actividad de microorganismos. Entre estos compuestos fitoquímicos destacan los fenó- licos, antraquinonas, flavonoides e iridoides, que han demostrado actividad biológica en diversas aplicaciones, incluyendo propiedades antimicrobia- nas, antioxidantes y antiinflamatorias (Meza et al. 2023; Sánchez et al. 2016).
Estudios previos han señalado, que los extrac- tos de noni pueden inhibir el crecimiento de bacte- rias como Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Salmonella y Shigella (Giono-Ce- rezo et al. 2020; Martínez y Torres, 2020). Con base en estas evidencias, la presente investigación tiene como objetivo evaluar la actividad antimicrobiana de extractos acuosos y alcohólicos de las hojas y el fruto del noni (Morinda citrifolia) contra Staphylo- coccus aureus y Escherichia coli. Este estudio bus- ca no solo ampliar el conocimiento sobre las pro- piedades bioactivas del noni, sino también, ofrecer una alternativa potencial en la lucha contra la resis- tencia antimicrobiana.
La fruta y las hojas de noni (Morinda citrifolia) fueron seleccionadas de árboles de aproximada- mente 2 años y medio ubicados en el recinto La De- licia vía Samborondón-Salitre en las coordenadas 1°55’09.1’’S 79°44’15.5’’W, la fruta utilizada poseía un grado de maduración 3 (GM3), reconocible a la vista por su aspecto amarillo claro y firme al tacto, y por su contenido de azucares que se evaluó por los grados Brix. Asimismo, se recolectaron las ho- jas más grandes, jóvenes y sin rastros de ataque de insectos o microorganismos. Al material vegetal se lo lavó para eliminar impurezas, cortó en pedazos y se secó a 600 C, el tiempo de secado de las hojas fue de 24 horas y 72 horas para la fruta. Una vez secos se molió hasta obtener un polvo fino.
Se utilizó un equipo Soxhlet para extraer con etanol y metanol grado reactivo los extractos de noni. Se usaron 100 g de fruta y 100 g de hoja mo- lida con cada alcohol. Se calentó el solvente a 600C y se recirculó al balón durante 12 horas, obteniendo un extracto etanólico y metanolito puro que se con- centró a 65 °C con un rotavapor.
Para el extracto acuoso se pesaron 100 gr de hoja y 100 gr fruto de noni, se colocaron 200 ml de agua destilada y se calentó a 600 C por 15 minutos. Transcurrido el tiempo se filtró con papel Whatman Nº4. Los extractos se conservaron en refrigeración a 40 C hasta su utilización.
Se identificaron las familias químicas que com- ponen los extractos metanólicos, etanólicos y acuo- sos de las hojas y frutos de noni mediante pruebas cualitativas. Se identificaron azúcares reductores mediante el reactivo de Benedict, se colocan 2 ml del reactivo de Benedict se adicionan 20µl del ex- tracto, se calienta a fuego directo hasta casi alcan- zar el hervor, observando un cambio de coloración que varía de celeste a marrón oscuro (Tailulu et al. 2022).
Terpenos siguiendo la metodología de Rodrí- guez et al. (2015). En un tubo de ensayo se coloca 1 ml del extracto, luego se adicionan 20 µl de una mezcla de vainillina con ácido sulfúrico, obteniendo un cambio de coloración de violeta a marrón.
Prueba de Libermann-Burchard para triterpenos/ esteroles, su detección se realiza en un tubo de en- sayo con 1 ml del extracto más 1ml de cloroformo, se añade una gota de ácido sulfúrico en 1 ml de anhídrido acético observando un cambio de colora- ción a verde obscuro luego de 20 a 60 minutos (Gul et al. 2017).
Compuestos fenólicos, se detectan añadiendo 1 ml del extracto con 1000 ul de solución de cloru- ro férrico al 10%, se debe observar una coloración violeta.
Las saponinas se detectaron por medio de agi- tación de 10 ml del extracto, si la reacción es posi- tiva se observa la formación de burbujas de forma persistente durante 2 minutos (Kang y Song, 2019).
La detección de flavonoides se realizó de ma- nera cuantitativa. Se preparó una solución de AlCl3 al 10% y de acetato de potasio 1M. Se hizo una solución madre de quercetina a 250 ppm, disuelta en metanol al 95% en un matraz aforado de 100 ml del cual se procedió a preparar 8 concentraciones de 7.81 ppm; 38.08 ppm; 68.35 ppm; 98.62 ppm;
128.89 ppm;159.16 ppm; 189.43 ppm y 219.7 ppm, Para la reacción se agregaron 500 μl de cada con- centración a tubos de ensayo y en cada uno se agregó 1.5 ml de metanol al 95%, 100 ul de AlCl3 al 10%, y 100 ul de la solución de acetato de pota- sio 1M, por último, 2.8 ml de agua destilada, como blanco se utilizaron los mismos reactivos, pero se reemplazó la solución de quercetina con agua des- tilada, las muestras se incubación por 30 minutos a temperatura ambiente y luego se midió la absor- bancia a 415 nm.
Se utilizó agar MacConkey para activar Escheri-
chia coli ATCC 11775 y agar nutritivo para Staphylo- coccus aureus ATCC 12600, por 24 horas a 30°C.
La prueba de CMI se realizó mediante el méto- do Bauer – Kirby, de difusión superficial en agar, donde se usaron discos de sensibilidad a los que se les impregnaron con los extractos metanólico, etanólico y acuoso a diferentes concentraciones y se esperó a que se sequen. Las concentraciones de los extractos fueron diluidas con solución fisio- lógica salina estéril, llevándolos a concentraciones de 25%, 50%, 75% y 100%.
Se preparó un inóculo bacteriano correspondien- te a 1,5×10⁸ UFC/ml, con una densidad equivalente al estándar 0,5 de la escala de McFarland (Alcaide et al. 2017)
En cajas Petri con agar nutritivo se sembraron las bacterias por triplicado utilizando un hisopo es- téril, después de aproximadamente 5 minutos se colocaron los discos con una distancia de 20 mm entre cada uno para evitar que los halos de inhi- bición se superpongan. El control negativo fue so- lución salina estéril. Las cajas Petri se incubaron durante 24 horas a 370C.
Las pruebas empleadas mostraron la presencia de compuestos activos de interés en la mayoría de los extractos obtenidos tanto de las hojas como del fruto de noni, las determinaciones se realizaron me- diante reacciones cualitativas colorimétricas (ver tabla 1)
Tabla 1. Tamizaje fitoquímico de las hojas y fruto de noni (Morinda citrifolia)
Compuesto activo | Fruto | Hoja | ||||
Acuoso | MeOH | EtOH | Acuoso | MeOH | EtOH | |
Triterpeno/esteroides | + | + | + | + | - | - |
Terpenos | - | + | + | + | + | + |
Saponinas | - | - | + | + | + | + |
Polifenoles | - | ++ | ++ | - | ++ | ++ |
Azúcares reductores | ++ | +++ | ++ | + | ++ | + |
Flavonoides | ++ | +++ | +++ | + | ++ | + |
Nota: (EtOH) Extracto etanolico; (MeOH) extracto metanólico; (Acuoso) extracto acuoso; (- Ausencia del metabolito); (+ Presencia escasa); (++
Presencia relativamente abundante); (+++ Presencia abundante)
Fuente: Garcés-Moncayo et al. (2024)
La tabla 2, muestra las absorbancias obtenidas en relación al contenido de flavonoides derivados de la curva patrón de quercetina, la concentración
se determinó en µg/ml del compuesto donde las concentraciones más altas fueron de los extractos de la fruta en etanol (1034 µg/ml) y de la fruta en metanol (675 µg/ml).
Tabla 2. Concentración total de flavonoides en cada extracto de Morinda citrifolia
Muestra | Absorbancia 415 nm | Concentración (ug/mL) | |
Fruto | Acuoso | 1.035 | 179 |
MeOH | 1.970 | 675 | |
EtOH | 3.301 | 1034 | |
Hoja | Acuoso | 1.314 | 226 |
MeOH | 1.961 | 336 | |
EtOH | 0.775 | 135 | |
Nota: (EtOH) Extracto etanólico; (MeOH) extracto metanólico; (Acuoso) extracto acuoso
Fuente: Garcés-Moncayo et al. (2024)
La evaluación de la actividad antimicrobiana se llevó a cabo por el método de Kirby-Bauer, donde se midió los diámetros de los discos de inhibición
sobre el crecimiento de las bacterias. Se observó que E. coli ATCC 11775 presentó mayor sensibili- dad a los extractos de noni comparados con S. Au- reus ATCC 12600 (ver figura 1)
Figura 1. Halos de inhibición de los extractos de hojas y fruto de noni (Morinda citrifolia)
Nota. A) Halos de inhibición con dosis de 10µl frente a E. coli; B) Halos de inhibición con dosis de 30µl frente a E. coli; C) Halos de inhibición
con dosis de 10µl frente a S. aureus; D) Halos de inhibición con dosis de 30µl frente a S. aureus
Fuente: Garcés-Moncayo et al. (2024)
Los compuestos químicos presentes en los ex- tractos de Morinda citrifolia reflejan una variabilidad significativa dependiendo del tipo de muestra, el método de extracción y las condiciones previas al análisis. Esta variabilidad ha sido contrastada con resultados de investigaciones previas.
La presencia de triterpenos y esteroles identifi- cada mediante la prueba de Libermann-Burchard en los extractos de fruto de etanol, metanol y acuo- so, coincide parcialmente con estudios que han destacado la prevalencia de estos compuestos en matrices lipofílicas de M. citrifolia. Investigaciones como las de Almeida et al. (2019) confirman que los esteroles están predominantemente asociados con extractos no acuosos, lo cual, explica su ausencia en el extracto acuoso de las hojas en este estudio. Estos compuestos son relevantes debido a su po- tencial terapéutico, especialmente en actividades antiinflamatorias y anticancerígenas.
La detección de saponinas en los extractos eta- nólicos y acuosos de hojas y frutos fue positiva en hojas y frutos. La alta concentración de azúcares reductores en todos los extractos contrasta con los resultados de Valencia et al. (2017), quienes repor- taron ausencia de estos compuestos en extractos etanólicos y acuosos de hojas y frutos de M. citrifo- lia. La prueba cualitativa de Fehling utilizada en am- bos estudios podría ser sensible a factores como el estado de maduración del fruto o la pureza de la muestra, como lo señala Carrillo (2011). Los frutos jóvenes parecen contener mayores concentracio- nes de azúcares reductores, lo que podría explicar las discrepancias observadas en las investigacio- nes.
En Morinda citrifolia (noni), los flavonoides des- tacan como agentes activos responsables de su eficacia antimicrobiana frente a diversas cepas bacterianas. Investigaciones han identificado fla- vonoides en hojas, frutos y raíces de esta planta, correlacionando su presencia con propiedades antibacterianas y antifúngicas que inhiben el creci- miento de microorganismos como E. coli, S. aureus y Candida albicans (Mompié et al. 2014), (Sahoo et al. 2012). En la prueba de cuantificación de fla- vonoides se identificó que el método de extracción más efectivo es el extracto etanólico del fruto obte- niendo una concentración de 1034 ug/ml, seguido por el extracto metanólico de la hoja donde se ob- tuvo 336 ug/ml.
Los flavonoides actúan desestabilizando las membranas celulares bacterianas, interfiriendo en la síntesis de ADN y proteínas, y generando estrés oxidativo en los microorganismos. En M. citrifolia, la alta concentración de flavonoides en los extractos metanólicos y etanólicos es un factor determinante para su efectividad. Estos extractos presentan una notable capacidad para inhibir el crecimiento bacte- riano con concentraciones mínimas inhibitorias re- lativamente bajas (Sam-ang, et al. 2023). Además, se ha señalado que estos compuestos contribuyen a los efectos antioxidantes de la planta, potencian- do su actividad antimicrobiana (Beh et al. 2013).
Dada la creciente resistencia microbiana, el uso de extractos ricos en flavonoides de M. citrifolia re- presenta una alternativa natural prometedora para el desarrollo de tratamientos antimicrobianos. Este enfoque no solo ayuda a reducir la dependencia de los antibióticos convencionales, sino que también, fomenta el interés en investigaciones futuras para aprovechar estos compuestos en la creación de nuevos medicamentos naturales. Los estudios dis- ponibles respaldan su potencial terapéutico y apun- tan a la importancia de estandarizar los métodos de extracción para maximizar su eficacia biológica.
La actividad antimicrobiana de los extractos eta- nólicos y metanólicos fue significativamente mayor que la de los acuosos (ver figura 1), en concordan- cia con estudios previos como el de Castillo et al. (2014), quienes observaron halos de inhibición de entre 9 y 14 mm en extractos alcohólicos concen- trados. Esto resalta la importancia de la polaridad del solvente en la extracción de compuestos bioac- tivos, particularmente de flavonoides, fenoles y quinonas, que han sido identificados como respon- sables clave de la actividad antimicrobiana (Siting et al. 2023). Sin embargo, las discrepancias con otros estudios, como el de Sina et al. (2021), que emplearon jugos concentrados en lugar de extrac- tos con solventes, sugieren que el método de pre- paración también puede influir significativamente en los resultados.
En relación con S. aureus, el extracto etanólico nuevamente mostró una mayor actividad antimicro- biana, con un halo de inhibición de hasta 26,7 mm en el fruto, seguido por el metanólico con 25,32 mm en las hojas. Estos resultados coinciden parcial- mente con los reportados por Castillo et al. (2014), aunque destacan por una mayor efectividad a do- sis menores (25 µg/mL). El rendimiento inferior del extracto acuoso, con halos de inhibición inferiores a 8,45 mm, sugiere que los compuestos hidroso-
lubles en este caso no son los principales respon- sables de la actividad antimicrobiana. Investiga- ciones previas han señalado que los métodos de extracción más avanzados, como el ultrasonido o la extracción enzimática, pueden mejorar la recupera- ción de metabolitos activos y reducir contaminantes exógenos, lo que podría explicar las discrepancias en los resultados (Siting et al. 2023).
El método de extracción, así como la parte de la planta utilizada, son determinantes en la efecti- vidad antimicrobiana de los extractos de M. citrifo- lia. Por ejemplo, Castillo et al. (2014) demostraron que los extractos etanólicos preparados mediante retoevaporación a 50 °C y purificados con solven- tes inmiscibles presentaron halos de inhibición más consistentes frente a E. coli y S. aureus en compa- ración con otros métodos. Este hallazgo es respal- dado por Reyes et al. (2010), quienes destacaron que las diferencias en las concentraciones de me- tabolitos secundarios pueden depender de factores como la polaridad del solvente y las condiciones de extracción.
El análisis fitoquímico reveló la presencia de triterpenos, esteroides, terpenos, saponinas, po- lifenoles y flavonoides, destacando estos últimos como los compuestos predominantes en los extrac- tos. Estas características químicas evidencian el potencial de la planta como fuente de sustancias con propiedades antimicrobianas.
Los extractos etanólicos y metanólicos mostra- ron la mayor efectividad antimicrobiana contra E. coli ATCC 11775 y S. aureus ATCC 12600, atribuida a su alta concentración de flavonoides (1034 µg/ ml). Se determinó que una Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) del 25% es suficiente para inhibir el crecimiento de estas cepas.
La eficacia de los extractos fue validada median- te el método de Kirby-Bauer, destacando su utilidad como alternativa natural en la lucha contra la resis- tencia microbiana. Este hallazgo abre nuevas posi- bilidades para desarrollar tratamientos basados en compuestos naturales y establece una base sólida para futuras investigaciones en este campo.
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