UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja AREA BIOLOGICA TITULO DE BIOQUIMICO FARMACEUTICO Extracción y caracterización química de aceites esenciales de especies briofitas de la región sur del Ecuador. TRABAJO DE TITULACION AUTOR: Galán Chamba, Kathia Cecilia DIRECTOR: Valarezo Valdez, Benito Eduardo, Ph.D. LOJA – ECUADOR 2016
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Transcript
I
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja
AREA BIOLOGICA
TITULO DE BIOQUIMICO FARMACEUTICO
Extracción y caracterización química de aceites esenciales de especies briofitas de la región sur del Ecuador.
TRABAJO DE TITULACION
AUTOR: Galán Chamba, Kathia Cecilia
DIRECTOR: Valarezo Valdez, Benito Eduardo, Ph.D.
LOJA – ECUADOR
2016
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Figura 1 Representación esquemática de un cromatógrafo de gases ...................................... 8 Figura 2 Muestra botánica de Breutelia tomentosa ................................................................ 13 Figura 3. Muestra botánica de Leptoscyphus gibbosus .......................................................... 14 Figura 4. Muestra botánica de Rhacocarpus purpurascens .................................................... 14 Figura 5 Muestra botánica de Syzygiella anomala ................................................................. 15 Figura 6 Muestra botánica de Thuidium peruvianum .............................................................. 16 Figura 7 Esquema del diseño experimental ........................................................................... 18 Figura 8 Lámpara ULTRA X y desecador .............................................................................. 19 Figura 9 Proceso de destilación ............................................................................................. 20 Figura 10 Cromatógrafo de gases ......................................................................................... 21 Figura 11 Preparación de muestras ....................................................................................... 22 Figura 12 Condiciones operacionales para GM-EM en la columna DB5-MS .......................... 23 Figura 13 Condiciones operacionales para GM-EM en la columna HP-INOWAX.................... 24 Figura 14 . Área de recolección de la especies Breutelia tomentosa, Leptoscyphus gibbosus, Rhacocarpus purpurascens, Syzygiella anomala, Thuidium peruvianum ................................. 27 Figura 15 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Breutelia tomentosa obtenido en la columna DB-5MS .................................................................................................................... 31 Figura 16 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Breutelia tomentosa obtenido en la columna HP-INNOWAX .......................................................................................................... 31 Figura 17 Compuestos mayoritarios en la columna DB5-MS Breutelia tomentosa................... 35 Figura 18 Compuestos mayoritarios en la columna HP-INNOWAX de Breutelia tomentosa .... 35 Figura 19 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Leptoscyphus gibbosus obtenido en la columna DB-5MS .................................................................................................................... 36 Figura 20 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Leptoscyphus gibbosus obtenido en la columna HP-INNOWAX .......................................................................................................... 37 Figura 21 Compuestos mayoritarios en la columna DB5-MS Leptoscyphus gibbosus ............ 40 Figura 22 Compuestos mayoritarios en la columna HP-INNOWAX de Leptoscyphus gibbosus ............................................................................................................................................... 40 Figura 23 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Rhacocarpus purpurascens obtenido en la columna DB-5MS ................................................................................................................ 41 Figura 24 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Rhacocarpus purpurascens obtenido en la columna HP-INNOWAX ....................................................................................................... 42 Figura 25 . Compuestos mayoritarios en la columna DB5-MS Rhacocarpus purpurascens .... 45 Figura 26 . Compuestos mayoritarios en la columna HP-INNOWAX Rhacocarpus purpurascens .......................................................................................................................... 45 Figura 27. Perfil cromatográfico del aceite esencial de Syzygiella anómala obtenido en la columna DB-5MS .................................................................................................................... 47 Figura 28 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Syzygiella anómala obtenido en la columna HP-INNOWAX .......................................................................................................... 47 Figura 29 Compuestos mayoritarios en la columna DB5-MS Syzygiella anomala ................... 50 Figura 30 Compuestos mayoritarios en la columna HP-INNOWAX Syzygiella anomala ......... 50 Figura 31 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Thuidium peruvianum obtenido en la columna DB5-MS .................................................................................................................... 52 Figura 32 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Thuidium peruvianum obtenido en la columna HP-INNOWAX .......................................................................................................... 52 Figura 33 Compuestos mayoritarios en la columna DB5-MS Thuidium peruvianum ............... 55 Figura 34 Compuestos mayoritarios en la columna HP-INNOWAX Thuidium peruvianum ...... 55 Figura 35. Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna DB5-MS ........... 57 Figura 36 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna DB5-MS ............ 58 Figura 37 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna DB5-MS ........... 58 Figura 38 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna DB5-MS ........... 59 Figura 39 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 60 Figura 40. Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX . 60
IX
Figura 41 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 61 Figura 42 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 61 Figura 43 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 62 Figura 44 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 62 Figura 45 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 63 Figura 46 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 63 Figura 47 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 64 Figura 48 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 64 Figura 49 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 65 Figura 50 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 65 Figura 51 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 66 Figura 52 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 66 Figura 53 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 67 Figura 54 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 67 Figura 55 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX .. 68 Figura 56 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna DB5-MS ...... 69 Figura 57 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna DB5-MS ...... 69 Figura 58 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna DB5-MS ...... 70 Figura 59 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 70 Figura 60 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 71 Figura 61 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 71 Figura 62 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 72 Figura 63 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 72 Figura 64 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 73 Figura 65 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 73 Figura 66 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 74 Figura 67 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 74 Figura 68 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 75 Figura 69 Compuesto no identificado en Rhacocarpus purpuracens en la columna DB5-MS . 76 Figura 70 Compuesto no identificado en Rhacocarpus purpuracens en la columna HP-INNOWAX .............................................................................................................................. 76 Figura 71Compuesto no identificado en Rhacocarpus purpuracens en la columna HP-INNOWAX .............................................................................................................................. 77 Figura 72 Compuesto no identificado en Rhacocarpus purpuracens en la columna HP-INNOWAX .............................................................................................................................. 77 Figura 73 Compuesto no identificado en Rhacocarpus purpuracens en la columna HP-INNOWAX .............................................................................................................................. 78 Figura 74 Compuesto no identificado en Syzygiella anomala en la columna DB5-MS ........... 78 Figura 75 Compuesto no identificado en Syzygiella anomala en la columna DB5-MS ........... 79 Figura 76 Compuesto no identificado en Syzygiella anomala en la columna DB5-MS .......... 79 Figura 77 Compuesto no identificado en Syzygiella anomala en la columna HP-INNOWAX .. 80 Figura 78 Compuesto no identificado en Thuidium peruvianum en la columna DB5-MS ........ 81 Figura 79 Compuesto no identificado en Thuidium peruvianum en la columna DB5-MS ........ 81 Figura 80 Compuesto no identificado en Thuidium peruvianum en la columna DB5-MS ........ 82 Figura 81 Compuesto no identificado en Thuidium peruvianum en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 82
X
Figura 82 Compuesto no identificado en Thuidium peruvianum en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 83 Figura 83 Compuesto no identificado en Thuidium peruvianum en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 83 Figura 84 Compuesto no identificado en Thuidium peruvianum en la columna HP-INNOWAX ............................................................................................................................................... 84
XI
INDICE DE TABLAS Tabla. 1 Humedad Relativa de Breutelia tomentosa .................................................. 28
Tabla. 2 Humedad Relativa de Leptoscyphus gibbosus ............................................. 28
Tabla. 3 Humedad Relativa de Rhacocarpus purpurascens ....................................... 28
Tabla. 4. Humedad Relativa de Syzygiella anómala ................................................. 28
Tabla. 5 Humedad Relativa de Thuidium peruvianum ................................................ 29
Tabla. 6. Rendimiento de los aceites esenciales ........................................................ 30 Tabla. 7 Composición química del aceite esencial de Breutelia tomentosa ................ 32
Tabla. 8. Composición química del aceite esencial de Leptoscyphus gibbosus ......... 38
Tabla. 9. Composición química de Racocarphus purpuracens ................................... 43
Tabla. 10. Composición química de Syzygiella anómala ............................................ 48
Tabla. 11. Composición química de Thuidium peruvianum ........................................ 53
1
RESUMEN Las briofitas son fuente rica de terpenoides y compuestos fenólicos, hasta la fecha solo
el 5% de estas especies se han estudiado químicamente. Se obtuvo aceite esencial de
cinco especies briófitas mediante destilación por arrastre de vapor las mismas que
fueron recolectadas en el páramo arbustivo El Tiro. La composición química de estas
especies se determinó por cromatografía de gases acoplada a espectometría de masas (CG-MS) los compuestos identificados fueron: En Breutelia Tomentosa 40 compuestos,
Bryophytes are rich source of terpenoids and phenolic compounds, to date only 5% of
these species have been studied chemically. Essential oil five bryophytes species was
obtained by distillation by steam the same that were collected in the shrubby moorland
“El Tiro”. The chemical composition of these species are determined by gas
chromatography coupled to mass spectrometry (CG-MS). The identified compounds were: Breutelia Tomentosa 40, Leptoscyphus gibbosus 35, Rhacocarpus purpurascens
45, Syzygiella anomala 36, Thuidium peruvianum 42. The major compounds for each
specie were: Epizonarene (8,68%) in Breutelia Tomentosa, Cabreuva D oxide (33,77%)
in Leptoscyphus gibbosus, α- Cadinol (36,84%) in Rhacocarpus purpurascens,
Silphiperfola-5,7 (14)-diene (25,22%) in Syzygiella anómala and Phytol (21,72%) in
Thuidium peruvianum.
Keyword: Bryophytes, GC-MS, chemical composition, essential oils.
3
INTRODUCCIÓN
El presente estudio consiste en determinación de la composición química, del aceite
esencial de especies de Briofitos. Se desarrolla en 3 capítulos, el primer capítulo titulado
Marco Teórico trata sobre el estado del arte de este tema, en el segundo capítulo se da
a conocer las técnicas y los materiales utilizados para llevar a cabo la investigación y en
el capítulo 3 se expone y analiza los resultados. Esta investigación contribuye al estudio
de la flora aromática de Región Sur del Ecuador. Con este estudio se aumenta el
conocimiento sobre la existencia de los aceites esenciales sus propiedades y usos para
aplicaciones en las diferentes industrias tales como: Farmacéutica, Cosmética y
Alimenticia, la información es también sustentada en el Catálogo de Plantas Aromáticas.
Una vez conocida la composición química, de los aceites esenciales de la región del Sur
del Ecuador, los mismos pueden ser usados como materia prima para las diferentes
industrias o para la formulación de subproductos.
El objetivo general de este estudio es determinar los componentes químicos presentes
en las cinco especies de Briofitas, y los objetivos específicos son: Extracción del aceite esencial de Breutelia tomentosa, Leptoscyphus gibbosus, Rachocarpus purpuracens,
Syzygiella anomala, Thuidium peruvianum; determinar la composición química de estos
aceites; como también establecer los compuestos mayoritarios y su importancia a nivel
industrial; y el de contribuir al desarrollo de nuevos estudios sobre Briófitas, dichos
objetivos que fueron desarrollados en su totalidad. Para lo cual se inició con la
recolección del material vegetal, luego se le extrajo el aceite esencial mediante arrastre
con vapor, se determinó la composición química utilizando cromatografía de gases
acoplada a Espectrometría de masas CG/MS.
4
CAPITULO I
MARCO TEORICO
5
1.1. Aceites Esenciales. Los aceites esenciales (AE o AEs), también denominados esencias o aceites volátiles,
generalmente destilables por arrastre con vapor de agua, que contienen sustancias
responsables del aroma de las plantas y tienen características como su compleja
composición química (Martinez, 2003).
Son obtenidos a partir de diferentes partes de las plantas como flores, yemas, semillas,
hojas, ramas, corteza, hierbas, madera, frutos y raíces. Químicamente están formados
por terpenos, monoterpenos y sesquiterpenos (hidrocarburos, alcoholes, cetonas, que
pueden ser acíclicos, monocíclicos, bicíclicos, tricíclicos), sustancias azufradas y
nitrogenada (D. Acevedo & Navarro, 2013).
Paradójicamente, los terpenos o son inodoros o contribuyen muy poco al aroma global
y simplemente constituyen la «base» diluyente del aceite esencial, proporcionando a
éste su carácter volátil e inflamable y sus propiedades físicas más fácilmente
mensurables (densidad, viscosidad...). Los responsables del aroma de los aceites
esenciales suelen ser sustancias que se encuentran en menor proporción, aunque hay
excepciones. Se trata de compuestos orgánicos con grupos funcionales del tipo: cetona,
éster, alcohol, aldehído, éter. Cada una de estas sustancias en su estado puro, presenta
un aroma característico, que en ocasiones recuerda al de determinadas frutas o a olores
peculiares, pero es el conjunto de todas ellas, cada una en su correcta proporción el que
determina el aroma y en definitiva las propiedades más valiosas de los aceites
esenciales (Ortuño Sanchez, 2006).
1.1.1. Extracción. Según la variedad del material vegetal, parte de la planta a emplear y estabilidad del
aceite esencial que se pretenda obtener, se emplean diversos procedimientos físicos y
químicos de extracción, donde su correcta aplicación será lo que determine la calidad
del producto final.
Se pueden extraer mediante diferentes métodos como: prensado, destilación con vapor
de agua, extracción con solventes volátiles, enfleurage y con fluidos supercríticos.
La destilación por arrastre con vapor de agua es el proceso más común para extraer
aceites esenciales, en esta técnica se aprovecha la propiedad que tienen las moléculas
de agua en estado de vapor de asociarse con moléculas de aceite. La extracción se
efectúa cuando el vapor de agua entra en contacto con el material vegetal y libera la
esencia, para luego ser condensada. Con el fin de asegurar una mayor superficie de
contacto y exposición de las glándulas de aceite, se requiere picar el material según su
consistencia.
6
Se utiliza esta técnica a nivel industrial debido a su alto rendimiento, la pureza del aceite
obtenido y porque no requiere tecnología sofisticada, es energéticamente más eficiente,
se tiene un mayor control de la velocidad de destilación, existe la posibilidad de variar la
presión del vapor y a su vez este método satisface mejor las operaciones comerciales
a escala al proveer resultados más constantes y reproducibles (Martinez, 2003).
1.1.2. Clasificación.
Según (Martinez, 2003) los aceites esenciales se clasifican basándose en criterios
como consistencia, origen y naturaleza química de los componentes mayoritarios.
Clasificación por consistencia.
o Las esencias fluidas son líquidos volátiles a temperatura ambiente.
o Los bálsamos son de consistencia más espesa, poco volátiles y propensos a
sufrir reacciones de polimerización.
o Las oleorresinas tienen el aroma de las plantas en forma concentrada y son
típicamente líquidos muy viscosos o sustancias semisólidas.
Clasificación por su origen.
o Los naturales se obtienen directamente de la planta y no sufren modificaciones
físicas ni químicas posteriores, debido a su rendimiento tan bajo son muy
costosos.
o Los artificiales se obtienen a través de procesos de enriquecimiento de la misma
esencia con uno o varios de sus componentes, por ejemplo, la mezcla de
esencias de rosa, geranio y jazmín enriquecida con linalol.
o Los sintéticos como su nombre lo indica son los producidos por procesos de
síntesis química. Estos son más económicos y por lo tanto son mucho más
utilizados como aromatizantes y saborizantes.
Clasificación por su naturaleza química de los componentes mayoritarios.
o Según esto los aceites esenciales ricos en monoterpenos se denominan aceites
Figura 13 Condiciones operacionales para GM-EM en la columna HP-INOWAX Fuente: La autora
25
𝐼𝑅 = 100𝑛 + 100 ∗𝑡𝑅𝑥 − 𝑡𝑅𝑛
𝑡𝑅𝑁 − 𝑡𝑅𝑛
Donde:
IR: Índice de retención de Kovats
n: Número de átomos de carbono en el n-alcano
tRX: Tiempo de retención del compuesto analizado, que eluye en el centro de n-alcanos
tRn: Tiempo de retención n-alcano que eluye antes del compuesto analizado.
TRN: Tiempo de retención del n-alcano que eluye después del compuesto analizado.
La identificación de cada uno de los compuestos se realizó mediante la comparación de
los Kovats tanto en la columna polar y la columna no polar, dichos kovats fueron
comparados con la datos de Adams, también se utilizó base de datos como el NIST,
Pherobase, Fracis and Taylor, entre otras; de tal modo que la diferencia entre IK y el
leído debe ser menor a 30 unidades.
26
CAPITULO III
RESULTADOS Y ANALISIS
27
3.1. Recolección de la materia vegetal.
Las muestras fueron recolectadas en el sector El Tiro, (Figura 14) en la provincia de Loja, dichas especies de detallan a continuación: Breutelia tomentosa (5.047Kg) con el
número de colección AB-1102; Leptoscyphus gibbosus (6.045Kg) con el número de
colección AB-1105; Rhacocarpus purpurascens (5.455 Kg) con el número de colección
AB-751; Syzygiella anomala (4.09Kg) con el número de colección AB-245; Thuidium
peruvianum (2.264Kg) con el número de colección AB-1106; Hypnum sp. (0.062 Kg).
Todas las especies fueron depositadas en el herbario de la HUTPL colección de briofitas
y líquenes.
Se obtuvo aceite esencial de cinco especies excepto de Hypnum sp.
3.2. Determinación de la Humedad de las especies recolectadas.
En las tablas de la 1 a la 5 se detallan los porcentajes de humedad de cinco especies, de Hypnum sp. No se determinó la humedad debido a que no hubo presencia de aceite
esencial.
Figura 14 . Área de recolección de la especies Breutelia tomentosa, Leptoscyphus gibbosus, Rhacocarpus purpurascens, Syzygiella anomala, Thuidium peruvianum Fuente: Benítez, A. 2016
28
Tabla. 1 Humedad Relativa de Breutelia tomentosa
Repeticiones Humedad relativa (%) X̅
R1 58.01
58.60
R2 58.70 0,55 R3 59.10 R1: repeticiones de la prueba de humedad relativa X̅: Media aritmética correspondiente a las diferentes
recolecciones, :Desviación estándar.
Fuente: La autora
Tabla. 2 Humedad Relativa de Leptoscyphus gibbosus.
Repeticiones Humedad relativa (%) X̅
R1 88,91
88,40
R2 88,19 0,37 R3 88,39 R1: repeticiones de la prueba de humedad relativa X̅: Media aritmética correspondiente a las diferentes
recolecciones, :Desviación estándar.
Fuente: La autora
Tabla. 3 Humedad Relativa de Rhacocarpus purpurascens.
Repeticiones Humedad relativa (%) X̅
R1 81,91
84,10
R2 82,40 3.49 R3 88,20 R1: repeticiones de la prueba de humedad relativa X̅: Media aritmética correspondiente a las diferentes
recolecciones, :Desviación estándar.
Fuente: La autora
Tabla. 4. Humedad Relativa de Syzygiella anómala.
Repeticiones Humedad relativa (%) X̅
R1 82,49 82,09
R2 81,55 0,48 R3 82,25 R1: repeticiones de la prueba de humedad relativa X̅: Media aritmética correspondiente a las diferentes
recolecciones, :Desviación estándar.
Fuente: La autora
29
Tabla. 5 Humedad Relativa de Thuidium peruvianum.
Repeticiones Humedad relativa (%) X̅
R1 47,80
45,00
R2 44,10 2.47 R3 43,10 R1: repeticiones de la prueba de humedad relativa X̅: Media aritmética correspondiente a las diferentes
recolecciones, :Desviación estándar.
Fuente: La autora
El valor más alto de humedad es para la especie Leptoscyphus gibbosus con un 88.4%
y el porcentaje menor para la especie Thuidium peruvianum con un 45%. Los
porcentajes de todas las especies son altas debido a que estas especies retienen
humedad porque la necesitan para sobrevivir. Las briofitas cumplen un papel importante
en el ecosistema debido a su estructura morfológica para retener cantidades
considerables de agua y mejorar los contenidos de humedad en el suelo (Miryam 2011).
Los musgos forman microambientes con mucha humedad, ya que retienen el agua como
esponjas y la liberan lentamente. Por esto, muchos microorganismos y pequeños
artrópodos dependen de ellas. Son de gran importancia en el ciclo del agua, ya que
almacenan el agua y también previenen la erosión.
Las formas de vida de los briófitos, que dependen del hábitat, determina la capacidad
de almacenamiento de agua. En general, los briófitos pueden ganar o perder agua
rápidamente y no hay control sobre la pérdida de agua por la sencillez de su estructura,
carencia de cutícula en la mayoría y falta de tejidos especializados. Cuando el medio
circundante está seco, los briófitos pierden rápidamente su contenido hídrico y pueden
llegar hasta un 5-10% y pueden sobrevivir secas en un punto donde no permanece fase
líquida en las células, equivalente a un equilibrio de potencial hídrico de -100 o menos,
la mayoría de las plantas vasculares cuando los tejidos vegetativos pierden el 30% de
su contenido hídrico llegan al punto de marchitamiento (Oliver 1991).
3.3. Rendimiento
En la tabla 6 se detalla el rendimiento de aceite esencial de cada una de las especies
analizadas.
30
Tabla. 6. Rendimiento de los aceites esenciales
Nombre Peso materia destilada Volumen de aceite
B. tomentosa 1.500 Kg
N.P
L. gibbosus. 4.029 Kg N.P
R. purpurascens. S. anomala.
T. peruvianum. Hypnum sp.
4.029 Kg
4.874 Kg
3.446 Kg
0.062 Kg
N.P
N.P
N.P
N.N
Nombre: especies. N.P: No fue posible medir. N.N: No fue posible recolectar.
Fuente: La autora
Según los datos obtenidos no se pudo determinar el rendimiento del aceite esencial de las especies Breutelia tomentosa, Leptoscyphus gibbosus, Rhacocarpus purpurascens,
Syzygiella anomala, Thuidium peruvianum debido a que se determinaron pequeñas
cantidades de aceite imposibles de recolectar, pero las mismas que fueron suficientes para realizar el proceso de cromatografía de gases. Mientras que de la especie Hypnum
sp no se consiguió aceite esencial.
La variación en el rendimiento de aceites esenciales es influenciada por factores tales
como el origen, especie y órgano de la planta, condiciones climáticas y de crecimiento
(temperatura, fertilizantes, tierra de cultivo), así como el método de extracción y la forma
de almacenamiento del aceite (Pumaylle et al., 2012).
Según (Rodas, 2012) un menor rendimiento en la producción del aceite esencial se da
cuando se cultiva a una mayor altitud. Esto resulta importante ya que las especies
estudiadas crecen con mayor facilidad en lugares altos como los páramos.
3.4. Composición Química
3.4.1. Composición química del aceite esencial de Breutelia Tomentosa.
En la figura 15 se muestra el perfil cromatográfico obtenido de la columna no polar DB5-
MS, mientras que en la figura 16 se indica el cromatograma de la columna polar HP-
INNOWAX.
31
Figura 15 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Breutelia tomentosa obtenido en la columna DB-5MS Fuente: Investigación Experimental
Figura 16 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Breutelia tomentosa obtenido en la columna HP-INNOWAX Fuente: Investigación Experimental
En la Tabla 7, se detallan los compuestos químicos que se identificaron en el aceite esencial de Breutelia tomentosa en las columnas DB-5ms y HP-INNOWAX; los mismos
que están dispuestos de acuerdo al orden de elución en la columna DB-5ms, resaltando
los compuestos con mayores áreas, también se indican los IR reportados en la literatura.
Inte
nsi
dad
rel
ativ
a
m/z
Inte
nsi
dad
rel
ativ
a
m/z
32
Tabla. 7 Composición química del aceite esencial de Breutelia tomentosa
a= % promedio calculados en base al % del área de los picos reportados en la columna DB5MS y HP-INOWAX respectivamente *= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna DB5-MS **= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna HP-INNOWAX BT1: Aceites de la primera recolección 𝐼𝐾𝑐𝑎𝑙 = Indice de kóvats calculado
Figura 17 Compuestos mayoritarios en la columna DB5-MS Breutelia tomentosa Fuente: La autora
Figura 18 Compuestos mayoritarios en la columna HP-INNOWAX de Breutelia tomentosa Fuente: La autora
36
Según los resultados de esta investigación el aceite esencial de esta especie está
constituida por: sesquiterpenos, alcoholes y terpenoides entre sus componentes
mayoritarios, como no existen investigaciones acerca de la composición química de Breutelia tomentosa ni de su género, ni de su familia el presente estudio es uno de los
primeros para esta especie.
Se realizó una comparación con la especie Homalothecium lutescens que es de la
misma clase de Breutelia tomentosa y presenta componentes tales como: Selinene ˂β>,
Hexahydrofarnesyl acetone, Hexadecanol-1, que son componentes similares obtenidos
en esta investigación.
3.4.2. Composición química del aceite esencial Leptoscyphus gibbosus.
En las figuras 19 y 20 se muestran los perfiles cromatográficos tanto de la columna
DB5-MS y de la columna polar HP-INNOWAX.
Figura 19 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Leptoscyphus gibbosus obtenido en la columna DB-5MS Fuente: Investigación Experimental
Inte
nsi
dad
rel
ativ
a
m/z
37
Figura 20 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Leptoscyphus gibbosus obtenido en la columna HP-INNOWAX Fuente: Investigación Experimental
En la Tabla 8, se detallan los compuestos químicos que se identificaron en el aceite esencial de Leptoscyphus gibbosus en las columnas DB-5ms y HP-INNOWAX.
a= % promedio calculados en base al % del área de los picos reportados en la columna DB5MS y HP-INOWAX respectivamente *= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna DB5-MS **= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna HP-INNOWAX LG1: Aceites de la primera recolección 𝐼𝐾𝑐𝑎𝑙 = Indice de kóvats calculado
𝐼𝐾𝑟𝑒𝑓= Indice de kóvats reportado en la literatura: blref.36, bmref.37, bnref.38, boref.39, bpref.40, bqref.41, brref.42, bsref.43, btref.44, buref.45, bvref.46, bwref.47, bxref.48, byref.49, bzref.50, caref.51, cbref.52, ccref.53, cdref.54. (Anexo III)
40
Los compuestos mayoritarios de este aceite presentes en la columna DB5-MS, se
muestran en la figura 21 y son: Longipinene ˂α˃ (3.62%), Bicyclogermacrene (6.70%),
Cabreuva oxide D (33.77%), Elemol (18.55%), Viridiflorol (8.03%), β-Eudesmol (3.32%).
En la figura 22 se detallan los porcentajes de los compuestos mayoritarios en la columna
HP-INNOWAX, entre ellos tenemos: Bicyclogermacrene (4.10%), Cabreuva oxide D
a= % promedio calculados en base al % del área de los picos reportados en la columna DB5MS y HP-INOWAX respectivamente *= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna DB5-MS **= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna HP-INNOWAX RP1: Aceites de la primera recolección 𝐼𝐾𝑐𝑎𝑙 = Indice de kóvats calculado 𝐼𝐾𝑟𝑒𝑓= Indice de kóvats reportado en la literatura: ceref.55, cfref.56, cgref.57, chref.58, ciref.59, cjref.60, ckref.61, clref.62. cmref.63, cnref.64, coref.65, cpref.66. (Anexo III)
45
Los compuestos con mayor porcentaje presentes en la columna DB5-MS se muestran
en la figura 25 y entre ellos tenemos: α-Santalene (8.35%), Farnesene < (E)-β->
Entre las propiedades del compuesto mayoritario el α-Cadinol actúa como antifungico y
como hepatoprotector (Tung et al., 2011).
47
3.4.4. Composición química del aceite esencial Syzygiella anómala. En la figura 27 se observa el perfil cromatografico de la especie en la columna no polar
DB5-MS mientras que en la figura 28 muestra el perfil cromatografico en la columna
polar HP-INNOWAX.
Figura 27. Perfil cromatográfico del aceite esencial de Syzygiella anómala obtenido en la columna DB-5MS Fuente: Investigación Experimental
Figura 28 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Syzygiella anómala obtenido en la columna HP-INNOWAX Fuente: Investigación Experimental
a= % promedio calculados en base al % del área de los picos reportados en la columna DB5MS y HP-INOWAX respectivamente *= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna DB5-MS **= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna HP-INNOWAX SA1: Aceites de la primera recolección 𝐼𝐾𝑐𝑎𝑙 = Indice de kóvats calculado
𝐼𝐾𝑟𝑒𝑓= Indice de retención de kóvats reportado en la literatura: cqref.67, crref.68, csref.69, ctref.70, curef.71, cvref.72, cwref.73, cyref.74, czref.75, daref.76, dbref.77, dcref.78. (Anexo III)
50
Los compuestos con mayor porcentaje presentes en la columna DB5-MS se muestran
en la figura 29 y entre ellos tenemos: Silphiperfola-5,7(14)-diene (25.22%),
Bicyclogermacrene (6.14%), Caryophyllene oxide (7.33%) y β-Oplopenone (7.48%).
0
5
10
15
20
25
30C
ON
CEN
TRA
CIÓ
N %
COMPUESTOS
0
5
10
15
20
25
CO
NC
ENTR
AC
IÓN
%
COMPUESTOS
Figura 29 Compuestos mayoritarios en la columna DB5-MS Syzygiella anomala Fuente: La autora
Figura 30 Compuestos mayoritarios en la columna HP-INNOWAX Syzygiella anomala Fuente: La autora
51
Esta es una especie que no aún no tiene estudios acerca de la composición química,
por lo que no se puede realizar la comparación con alguna referencia. Cabe recalcar
que hay estudios de composición química de especies del mismo orden y familia de Syzygiella anómala en donde menciona que hay presencia de sesquiterpenos con
(1.89%), germacrene D (2.62%), - bazzanene (0.62%), y viridiflorol (0.79%) (Mehmeti,
2009). Algunos compuestos de esta investiagacion coinciden con los compuestos
hallados en el presente estudio.
El compuesto mayoritario Silphiperfola-5,7(14)-diene aún no presenta usos definidos.
52
3.4.5. Composición química del aceite esencial Thuidium peruvianum. En la figura 31 se observa el perfil cromatografico de la especie en la columna DB5-MS.
Figura 31 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Thuidium peruvianum obtenido en la columna DB5-MS Fuente: Investigación Experimental
En la figura 32 se observa el perfil cromatografico en la columna HP-INNOWAX.
Figura 32 Perfil cromatográfico del aceite esencial de Thuidium peruvianum obtenido en la columna HP-INNOWAX Fuente: Investigación Experimental
a= % promedio calculados en base al % del área de los picos reportados en la columna DB5MS y HP-INOWAX respectivamente *= Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna DB5-MS **=Sumatoria del porcentaje relativo de los compuestos identificados en la columna HP-INNOWAX TP1: Aceites de la primera recolección 𝐼𝐾𝑐𝑎𝑙 = Indice de kóvats calculado
𝐼𝐾𝑟𝑒𝑓= Indice de retención kóvats reportado en la literatura: ddref.79, deref.80, dfref.81, dgref.82, dhref.83, diref.84, djref.85, dkref.86, dlref.87, dmref.88, dnref.89, doref.90, dpref.91. (Anexo III)
55
Los compuestos con mayor porcentaje presentes en la columna DB5-MS se muestran
en la figura 33 y entre ellos tenemos: β- selinene (9.26%), Valerenol (10.07%), α-
Figura 33 Compuestos mayoritarios en la columna DB5-MS Thuidium peruvianum Fuente: La autora
Figura 34 Compuestos mayoritarios en la columna HP-INNOWAX Thuidium peruvianum Fuente: La autora
56
Esta especie aun no reporta estudios en la literatura, tomando en cuenta la clase
(Bryopsida) de la especie se realizó la comparación respectiva entre sus componentes.
Según (Asakawa, 1998) la mayoría de los artículos de revisión sobre la química de los
musgos mencionan la ausencia o presencia dispersa de compuestos terpenoides, en
particular de hidrocarburos sesquiterpenicos.
De la especie Rhodobryum ontariense se identificaron 30 compuestos dando un total
del 86%. Entre los constituyentes mayoritarios está el phytol (31.95%) y 1-octen-3-ol
(15.44). Tanta abundancia de phytol no se ha informado en otros musgos (Pejin et al., 2011). Cabe mencionar que en la especie Thuidium perevianum su compuesto
mayoritario es el phytol con un porcentaje del 22.05%.
Phytol se utiliza en la industria de la fragancia y se utiliza en cosméticos, champús,
jabones de tocador, productos de limpieza y detergentes (McGinty, Letizia, & Api, 2010).
Las briofitas son fuente rica de terpenoides y compuestos fenólicos (Asakawa, 1998).
En hepáticas destaca la producción de terpenoides volátiles, que se acumulan en sus
cuerpos oleíferos. Los aceites esenciales son más raros en musgos, aunque no
desconocidos. En este grupo son de mayor interés los terpenoides de mayor peso
molecular (triterpenos, etc.), y, particularmente, los flavonoides. En los briófitos se han
encontrado numerosas estructuras moleculares nuevas para la ciencia (Estébanez,
Draper y Díaz, & Medina B, 2011). .
Es importante hacer hincapié que el conocer la composición química de estos aceites
esenciales de especies briofitas, deja abierta la puerta para iniciar estudios posteriores
que contribuirán a la valoración de la biodiversidad ecuatoriana con miras a aplicaciones
ya sea farmacéuticas o cosméticas.
57
3.5. Datos espectrales de los compuestos no identificados. A continuación se presentan los espectros de masas de los picos que no se logró
identificar. Además se analizaron los valores de abundancia de los diferentes iones (eje
y) en función de la relación masa/carga (m/z) (eje x).
En las figuras de la 36 a la 61 se observan los espectros de masas, indicando los datos
de masa/carga. El primer valor corresponde a masa/carga (m/z) y el valor en paréntesis
corresponde a la abundancia del ion, este valor esta dado en porcentaje relativo.
Compuestos no identificados en Breutelia tomentosa
Compuesto N° 20 en DB5-MS
Figura 35. Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna DB5-MS Fuente: La autora 238 (1,91); 218 (2,62); 204 (2,01); 182 (4,47), 165 (3,81); 154 (6,86); 137 (9,63); 123
Figura 49 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX Fuente: La autora 256 (1.47); 236 (5.55); 218 (10.10); 208 (5.97); 198 (3.32); 180 (9.27); 165 (5.67); 152
Figura 53 Compuesto no identificado en Breutelia tomentosa en la columna HP-INNOWAX Fuente: La autora 272 (1.52); 257 (3.39); 243 (1.88); 232 (2.11); 218 (4.15); 202 (3.74); 187 (9.43); 175
Figura 62 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX Fuente: La autora 234 (2.72); 204 (73.08); 189 (100.00), 175 (10.76); 161 (64.78); 149 (42.94); 135 (26.95);
Figura 66 Compuesto no identificado en Leptoscyphus gibbosus en la columna HP-INNOWAX Fuente: La autora 220 (9.90); 202 (32.25); 187 (100.00); 173 (8.62); 159 (32.11); 145 (26.19); 134 (21.03);
purpurascens (84.10); Syzygiella anomala (82.09%) y Thuidium peruvianum
(45.00%).
En los musgos Breutelia tomentosa se identificaron 40 compuestos, de los
cuales 25 estuvieron presentes en la columna DB5-MS y 26 compuestos en la columna HP-INNOWAX, en Rhacocarpus purpurascens se identificó
45compuestos, de los cuales 29 estuvieron presentes en DB5-MS y HP-INNOWAX y mientras que en la especie Thuidium peruvianum se identificó 42
compuestos de los cuales 28 compuestos están presentes en ambas columnas.
En las hepáticas Leptoscyphus gibbosus se identificó 35 compuestos, de los
cuales 23 fueron reportados en la columna DB5-MS y HP-INNOWAX, en la
especie Syzygiella anómala se identificó 36 compuestos, de los cuales 29 se
reportaron en la columna DB5-MS y 22 en la columna HP-INNOWAX.
86
RECOMENDACIONES
Debido al interés de explotar los recursos naturales disponibles en nuestro país
surge la necesidad de realizar investigaciones sobre la composición química de
Briófitos, pues son plantas que han tenido pocos estudios realizados.
Continuar con el estudio de las especies analizadas, para determinar la actividad
biológica, antioxidante y antifúngica.
Realizar destilación de las especie Hypnum sp utilizando una mayor cantidad de
materia vegetal.
Realizar valoraciones previas para determinar los medios óptimos en las cuales
la destilación de la materia vegetal tenga el mayor rendimiento de aceite esencial
en las especies de briófitas.
87
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89
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90
ANEXOS
91
ANEXO I
DETERMINACIÓN DE HUMEDAD Material
Lámpara
Pinza
Balanza
Crisol
Desecador Procedimiento
1) Pesar en una cápsula 0-5 o 1gr de la muestra, seguidamente colocarla en la
lámpara ULTRA X a 37°C por 45min.
2) Colocar la cápsula en el desecador por aproximadamente 5 minutos, para que
la temperatura de la cápsula se iguale a la temperatura ambiente.
3) Colocar la cápsula nuevamente en la lámpara durante 15 minutos, enfriar en el
desecador y pesar.
4) Repetir el procedimiento hasta que el peso de la cápsula sea
constante.
Cálculo
𝐻𝑚 =(𝑚1 − 𝑚2)
(𝑚1 − 𝑚)∗ 100
Dónde:
Hm: %de humedad
m: peso de la cápsula vacía (gr)
m1: peso de la cápsula + muestra a analizar (gr).
m 2: peso de la cápsula + muestra seca (gr).
92
ANEXO II
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE RENDIMIENTO Para calcular el rendimiento se utiliza la siguiente formula, de tal manera que se
compara el volumen de aceite esencial obtenido con la cantidad de materia vegetal
utilizada.
%𝑅 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 (𝑔𝑟)𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛(𝑚𝑙)
∗ 100
Donde:
R: Rendimiento expresado en porcentaje
V: Volumen del aceite esencial
P: Peso de la materia vegetal empleada en la destilación
93
ANEXO 3
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