Comparative Evaluation of Phytochemical Composition, Antioxidant Activity, and Antibacterial Efficacy of Methanolic Extract, Essential Oil, and Green-Synthesized Zinc Oxide Nanoparticles from Bergera koenigii(L.) Spreng

Resumen Técnico: Evaluación Comparativa de Extractos de Bergera koenigii y Nanopartículas de ZnO de Síntesis Verde

Planteamiento del Problema
El estudio aborda dos desafíos críticos de salud global: la creciente prevalencia de la resistencia antimicrobiana y la creciente carga de los trastornos relacionados con el estrés oxidativo. Mientras que los antibióticos convencionales enfrentan una eficacia decreciente debido a la resistencia, y el daño oxidativo contribera a las enfermedades crónicas, existe una necesidad urgente de estrategias terapéuticas alternativas derivadas de fuentes naturales. Aunque Bergera koenigii (L.) Spreng (hoja de curry) es conocida por sus propiedades medicinales, la investigación existente se ha centrado mayoritariamente en formulaciones individuales —extractos crudos, aceites esenciales o nanopartículas— de forma aislada. Existe una escasez de investigaciones comparativas directas que evalúen la composición fitoquímica, la capacidad antioxidante y la eficacia antibacteriana de estas diferentes formulaciones bajo condiciones experimentales idénticas para determinar la aplicación más efectiva para cada una.

Metodología
La investigación empleó un diseño experimental comparativo utilizando hojas frescas de Bergera koenigii recolectadas en el distrito de Morang, Nepal. Se prepararon y evaluaron tres formulaciones distintas:

1. Extracto Metanólico: Obtenido mediante extracción Soxhlet.
2. Aceite Esencial: Extraído mediante hidrodestilación utilizando un aparato tipo Clevenger.
3. Nanopartículas de Óxido de Zinc (ZnO NPs) de Síntesis Verde: Sintetizadas utilizando un extracto de hoja acuoso como agente reductor y estabilizante mezclado con nitrato de zinc hexahidratado, seguido de calcinación a 400 °C.

Caracterización y Análisis:

• Tamizaje Fitoquímico: Análisis cualitativo del extracto metanólico para alcaloides, flavonoides, saponinas, taninos, glucósidos, esteroles, fenólicos, carbohidratos y proteínas.
• Ensayos Cuantitativos: Determinación del Contenido Fenólico Total (TPC), Contenido de Flavonoides Totales (TFC) y Contenido de Taninos Totales (TTC) utilizando los métodos de Folin-Ciocalteu, cloruro de aluminio y cloruro férrico, respectivamente.
• Caracterización de Nanopartículas: Las ZnO NPs fueron analizadas mediante espectroscopía UV-Visible, espectroscopía de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR), Difracción de Rayos X (XRD) y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM).
• Actividad Biológica:
  • Actividad Antioxidante: Evaluada mediante el ensayo de eliminación de radicales DPPH, con resultados expresados en valores de IC₅₀.
  • Actividad Antibacteriana: Evaluada contra Escherichia coli (Gram-negativa) y Staphylococcus aureus (Gram-positiva) mediante el método de difusión en agar, midiendo las zonas de inhibición (ZOI).

Resultados Clave

• Composición Fitoquímica: El extracto metanólico dio positivo para todos los metabolitos secundarios analizados, incluyendo alcaloides, flavonoides, saponinas, taninos, glucósidos, esteroles, fenólicos, carbohidratos y proteínas. El análisis cuantitativo reveló altos niveles de fenólicos (130.41 ± 4.02 mg GAE/g), flavonoides (83.17 ± 4.49 mg QE/g) y taninos (37.88 ± 3.12 mg TAE/g).
• Caracterización de Nanopartículas:
  • UV-Vis: Mostró un pico de absorción característico a 360 nm, confirmando la formación de nanopartículas.
  • FTIR: Confirmó la participación de los fitoquímicos de la planta (grupos hidroxilo, C-H, C=C, C-N, C-O) en la reducción y estabilización de las ZnO NPs, con una vibración de estiramiento Zn-O distintiva a ~554 cm⁻¹.
  • XRD: Reveló una estructura de wurtzita hexagonal altamente cristalina con un tamaño de cristalito promedio de aproximadamente 17 nm.
  • SEM: Mostró nanopartículas agregadas, de forma irregular y superficies rugosas y porosas, formando secundarios aglomerados.
• Actividad Antioxidante: El extracto metanólico demostró una actividad antioxidante superior (IC₅₀ = 37.00 ± 3.62 μg/mL) en comparación con el aceite esencial (IC₅₀ = 99.49 ± 2.19 μg/mL). Ambos fueron menos potentes que los controles estándar (ácido ascórbico y quercetina).
• Actividad Antibacteriana: Las nanopartículas de ZnO de síntesis verde exhibieron la mayor eficacia antibacteriana, produciendo zonas de inhibición de 13 mm contra E. coli y 14 mm contra S. aureus. Esto superó al extracto metanólico (10–11 mm) y al aceite esencial (8–9 mm). S. aureus fue generalmente más susceptible que E. coli en todas las muestras.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que este estudio proporciona una evaluación comparativa integral que demuestra una divergencia funcional entre las formulaciones derivadas de B. koenigii. Los hallazgos indican que:

1. Los extractos metanólicos son la formulación más prometedora para aplicaciones antioxidantes, debido a su alta concentración de compuestos polifenólicos capaces de eliminar radicales libres.
2. Las nanopartículas de ZnO de síntesis verde poseen un potencial antibacteriano superior, probablemente debido a su cristalinidad a nanoescala, alta relación superficie-volumen y mecanismos que involucran la generación de ROS y la liberación de iones Zn²⁺.
3. La planta cumple un doble rol: como fuente de productos bioactivos naturales y como un agente eficaz y respetuoso con el medio ambiente para la síntesis verde de nanomateriales.

El artículo concluye que la integración de los recursos de plantas medicinales con la nanotecnología verde ofrece una vía sostenible para el desarrollo de materiales bioactivos multifuncionales, aunque señala que se requieren estudios adicionales sobre citotoxicidad, concentraciones mínimas inhibitorias y validación in vivo antes de su traslación farmacéutica.