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Humulona

La humulona ( ácido α-lupúlico ), un tipo vinílico de ácido orgánico, es un compuesto químico de sabor amargo que se encuentra en la resina del lúpulo maduro ( Humulus lupulus ). [2] La humulona es un miembro predominante de la clase de compuestos conocidos como ácidos alfa , que colectivamente le dan a la cerveza lupulada su característico sabor amargo.

Química

En términos de estructura, la humulona es un derivado del floroglucinol con tres cadenas laterales isoprenoides . Dos cadenas laterales son grupos prenilo y una es un grupo isovalerilo. La acidez de las fracciones enólicas del anillo que dan lugar a su designación como ácido se encuentra en su relación viníloga con los grupos funcionales carbonilo del anillo y de la cadena lateral. [ cita requerida ]

Isohumulona

Durante el proceso de elaboración de la cerveza, la humulona se degrada a cis- y trans- isohumulona . [1] Estos “ácidos alfa” sobreviven al proceso de ebullición, aunque se producen numerosos derivados oxidados. [3] Los isoácidos alfa son significativamente más solubles que la humulona en los niveles de pH que normalmente están presentes en el proceso de elaboración de la cerveza. [4]

Degradación de humulona a cis- y trans-isohumulona
Degradación de humulona a cis - y trans -isohumulona

Síntesis de laboratorio

La humulona se puede sintetizar mediante la acilación de benceno-1,2,3,5-tetrol con cloruro de isovalerilo para dar 2,3,4,6-tetrahidroxiisovalerofenona. A este paso le sigue la prenilación con 1-bromo-3-metil-2-buteno para dar humulona. [5]

Síntesis de humulona a partir de benceno-1,2,3,5-tetrol

Biosíntesis

Según se determinó mediante RMN 2D INADECUADA , la biosíntesis de humulona en Humulus lupulus comienza con una unidad de isovaleril-CoA y 3 unidades de malonil-CoA catalizadas por la florovalerofenona sintasa. Esta conversión produce el bencenoide 3-metil-1-(2,4,6-trihidroxifenil)butan-1-ona. Luego se obtiene pirofosfato de dimetilalilo a partir de la vía de la desoxixilulosa, donde ocurre la prenilación del bencenoide, lo que produce humulona. [6]

isovaleril-CoA + 3 malonil-CoA → 4 CoASH + 3 CO2 + 3-metil-1-(2,4,6-trihidroxifenil)butan-1-ona
3-metil-1-(2,4,6-trihidroxifenil)butan-1-ona + 2 DMAPP →C 21 H 30 O 5

Investigación

La humulona se encuentra bajo investigación básica con estudios in vitro para determinar si tiene propiedades biológicas, como posible actividad del receptor GABA A [7] [8] o efectos antibacterianos . [9]

Referencias

  1. ^ ab Urban, Jan; Dahlberg, Clinton; Carroll, Brian; Kaminsky, Werner (2013). "Configuración absoluta de los compuestos amargos de la cerveza". Angew. Chem. Int. Ed . 52 (5): 1553–1555. doi :10.1002/anie.201208450. PMC  3563212. PMID  23239507 .
  2. ^ De Keukeleire, J; Ooms, G; Heyerick, A; Roldan-Ruiz, I; Van Bockstaele, E; De Keukeleire, D (2003). "Formación y acumulación de alfa-ácidos, beta-ácidos, desmetilxantohumol y xantohumol durante la floración del lúpulo (Humulus lupulus L.)". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 51 (15): 4436–41. doi :10.1021/jf034263z. PMID  12848522.
  3. ^ Blanco, CA; Rojas, A; Caballero, PA; Ronda, F; Gomez, M; Caballero, I., “Un mejor control de las propiedades de la cerveza mediante la predicción de la acidez de los iso-α-ácidos del lúpulo”, Trends in Food Science & Technology, Volumen 17, Número 7, julio de 2006, páginas 373-377, ISSN 0924-2244, doi :10.1016/j.tifs.2005.11.012.
  4. ^ Esslinger, HM y Narziss, L. 2003. "Cerveza". en- Enciclopedia de química industrial de Ullmann. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2009 doi :10.1002/14356007.a03_421
  5. ^ Obara; et al. (1989). "Una ruta sintética hacia la (±) -humulona". Toro. Química. Soc. Japón . 62 (9): 3034–3035. doi : 10.1246/bcsj.62.3034 .
  6. ^ M. Goese; K. Kammhuber; A. Bacher; MH Zenk; W. Eisenreich (1999). "Biosíntesis de ácidos amargos en lúpulo. Un estudio de (13)C-NMR y (2)H-NMR sobre los componentes básicos de la humulona". FEBS Journal . 263 (2): 447–454. doi : 10.1046/j.1432-1327.1999.00518.x . PMID  10406953.
  7. ^ Benkherouf, Ali Y.; Eerola, Kim; Soini, Sanna L.; Uusi-Oukari, Mikko (2020). "Modulación de humulona de los receptores GABAA y su papel en la actividad promotora del sueño del lúpulo". Fronteras en Neurociencia . 14 : 594708. doi : 10.3389/fnins.2020.594708 . ISSN  1662-453X. PMC 7591795 . PMID  33177986. 
  8. ^ Benkherouf, Ali Y.; Logrén, Nora; Somborac, Tamara; Kortesniemi, Maaria; Soini, Sanna L.; Yang, Baoru; Salo-Ahen, Outi MH; Laaksonen, Oskar; Uusi-Oukari, Mikko (1 de abril de 2020). "Efectos moduladores de los compuestos de lúpulo y modo de acción dual de 6-prenilnaringenina sobre los receptores GABAA". Revista europea de farmacología . 873 : 172962. doi : 10.1016/j.ejphar.2020.172962 . PMID  32001220.
  9. ^ Yamaguchi, N; Satoh-Yamaguchi, K; Ono, M (2009). "Evaluación in vitro de las actividades antibacterianas, anticolagenasas y antioxidantes de los componentes del lúpulo ( Humulus lupulus ) para el tratamiento del acné vulgar". Fitomedicina . 16 (4): 369–76. doi :10.1016/j.phymed.2008.12.021. PMID  19201179.