La lupulona es un compuesto químico orgánico con fórmula molecular C 26 H 38 O 4 y apariencia de polvo amarillo que se utilizó históricamente en la elaboración de cerveza . Sin embargo, estudios recientes han revelado numerosas capacidades antibacterianas y anticancerígenas de la lupulona. [3]
Dado que la lupulona se encuentra como un componente del lúpulo , la historia del compuesto se remonta al año 736 d.C. en el sur de Alemania , donde se cultivó por primera vez la planta de lúpulo. La producción comercial del uso de lupulona en la elaboración de cerveza no se produjo hasta el año 1079 d.C. La razón por la que la lupulona no se utilizaba anteriormente en la elaboración de cerveza puede deberse al hecho de que las plantas de lúpulo tienen un sabor amargo. Sin embargo, los cerveceros comenzaron a darse cuenta de que los ácidos beta del lúpulo aportaban muy poco amargor a la cerveza. Finalmente, el lúpulo elaborado con lupulona llegó a los Estados Unidos unos seis siglos después, en 1629, después de que Inglaterra lo introdujera. [4]
Una vía de síntesis de lupulona implica la alquenilación de 2-acilciclohexano-1, 3, 5-trionas con bromuros y amoníaco líquido en éter como base, lo que produce derivados de 4,6,6-trialquenilo (ácidos β) [5]
Las lupulonas son ácidos β del lúpulo, que son uno de los ingredientes principales de la resina de lúpulo. El lúpulo es importante para la elaboración de cerveza porque proporciona el sabor amargo, el olor y la estabilidad de la espuma únicos de la cerveza . Más importante aún, las lupulonas son una alternativa natural a los antibióticos para la producción de bioetanol. El problema de la lupulona es que se oxida fácilmente, lo que provoca la pérdida de su actividad antimicrobiana. Las lupulonas son muy reactivas con los radicales 1-hidroxietilo , como lo demuestra el cambio de energía libre en una reacción de transferencia de electrones. El 1-hidroxietilo es una especie radical importante que se forma durante la elaboración de cerveza . Los principales productos de esta reacción fueron derivados de lupulona hidroxilados y radicales 1-hidroxiletilo. Estos resultados sugieren que las cadenas laterales de prenilo de los β-ácidos del lúpulo son los centros de reacción. [6] [3]
Las lupolonas son muy reactivas con el radical 1-hidroxietilo y son muy oxidables. La oxidación provoca descomposición que resulta en la pérdida de la actividad antimicrobiana de la lupulona. El ácido β es menos ácido y soluble en agua que los ácidos α isomerizados. Los ácidos del lúpulo actúan como ionóforos contra las bacterias Gram positivas , inhibiendo su crecimiento. Esta actividad resulta de las interacciones hidrofóbicas de los grupos prenilo presentes en una estructura de ácido α y β con las paredes celulares bacterianas. [6]
Derivada de los conos de la planta femenina del lúpulo , la lupulona también se denomina ácido β que contribuye al sabor y aroma amargo general de la cerveza junto con los ácidos α. Ambos ácidos de la planta del lúpulo se añaden mientras la cebada malteada se hierve en agua. Este proceso de ebullición hace que los α-ácidos amargos pasen por una isomerización térmica para formar el sabor extremadamente amargo de los iso-α-ácidos. Los ácidos β, en este caso la lupulona, se oxidan durante el proceso de ebullición para crear productos que también influyen en el sabor y el aroma de la cerveza, pero no tanto como los ácidos α. El amargor de una infusión depende en gran medida de la concentración de los ácidos α y β, la cantidad de lúpulo utilizado y el tiempo que pasa hirviendo. [7]
La lupulona también tiene la capacidad de controlar el crecimiento bacteriano y usarse en antibióticos. En estudios anteriores, se ha demostrado que la lupulona es importante para controlar el crecimiento de la bacteria Lactobacillus durante la fermentación , así como una alternativa antibiótica en los pollos. El antibiótico elaborado a partir de lupulona actuó inhibiendo los niveles gastrointestinales de clostridios patógenos inoculados en el tracto gastrointestinal del pollo. Por último, la lupulona tiene un uso cada vez mayor como antibiótico en la industria alimentaria, así como en la producción de bioetanol. [6]
Otro uso de la lupulona es su capacidad calmante en las drogas. Los estudios muestran que los extractos de la planta del lúpulo, Humulus lupulus , se utilizan ahora como fitomedicamento para la inquietud, los trastornos del sueño y la tensión. La lupulona se combina con medicamentos a base de hierbas y pasiflora para usarse como sedantes. [8]
También se ha evaluado la actividad anticancerígena de la lupulona contra dos líneas celulares específicas de cáncer de mama , MCF-7 y MDA-MB 231. Se evaluaron tanto la lupulona natural como la no natural. Se confirmó que los derivados no naturales de lupulona mataban eficazmente las células cancerosas mediante apoptosis . Sin embargo, este proceso depende del tiempo. Es algo difícil trabajar con lupulona, ya que sufre oxidación aérea y tautomerismo ceto-enol dependiente de solventes . Esto limita la producción de derivados de lupulona ya que es difícil trabajar con lupulona natural. [3]
En un estudio algo similar, se probaron los efectos quimiopreventivos de la lupulona en un modelo de cáncer de colon . SW620 es una línea celular derivada de carcinoma de colon metastásico humano . Después de 48 horas de exposición a lupulona, el crecimiento de las células SW260 se inhibió en un 70%. La expresión de moléculas que inducen la apoptosis también fue regulada positivamente por las lupulonas. Se observó que la lupulona provocó un aumento de la permeabilidad de la membrana mitocondrial. En un experimento en el que se trataron ratas con lupulonas en el agua potable, hubo una reducción del 70 al 80 % en el número total de tumores en el colon de las ratas en comparación con el grupo de control. Dado que las lupulonas inducen la apoptosis en las células metastásicas de colon SW620, posiblemente podría ser una forma de tratar el cáncer de colon. [9]