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OBTENCIÓN Y CARACTERIZACION DE ACEITE ESENCIAL DE 4 PLANTAS
MEDICINALES CULTJYADAS A DIFERENTES NIVELES ALTITUDINALES DE
GUATEMALA
NO. DEL PROYECTO 77-00
AUTORES
INVESTIGADOR PRINCIPAL: INGA. TELMA MARICELA CANO MORALES
INVESTIGADOR ASOCIADO: ING. JOSE MARI0 SARAVIA MOLINA
INVESTIGADOR ASOCIADO: ING BYRON AGUILAR UCK
INVESTIGADOR AUXILIAR: Br. RODRIGO CIFUENTES MARCKWORDT
INVESTIGADOR ASOCIADO: ING. BLANCA LUZ C ~ V E QUIÑÓNEZ
Z
INVESTIGADOR ASOCIADO: ING. MISCHAEL HERNANDEZ L ~ P E Z
GUATEMALA, NOVIEMBRE DE 2002
Centro de Investigaciones de Ingeniala
Universidadde San Carlos de Guatemala
PARTE 1
1.1 Introducción
1.2 Planteamiento del problema
1.2.1 Antecedentes
1.2.2 Justificación
1.3 Objetivos e hipótesis
1.3.1 Objetivos
1.3.1.1 Objetivo general
1.3.1.2Objetivos específicos
1.3.1.3 Hipótesis
1.4 Materiales y métodos
1.4.1 Localización
1.4.2 Metodología experimental
1.4.2.1 Diseño de tratamientos
1.4.3Manejo del experimento
1.4.4 El método
1.4.4.1Método para la extracción del aceite esencial de manzanilla
1.4.4.2 Método para la extracción del aceite esencid de pericón
1.4.4.3Método para la extracción del aceite esencial de ajenjo
1.4.4.4 Método para la extracción del aceite esencial de hinojo
1.4.4.5 Análisis c r o m a t o ~ c o
PARTE II
Marco teórico
11.1Aceites Esenciales
11.2 Marco teórico de las especies a estudiar
11.3Principios básicos de la extracción con arrastre de vapor
11.4 Herramientas para caracterización de productos
IiI.1 RESULTADOS
III.1.1 Rendimientos de aceite esencial de las plantas estudiadas
III.1.2 Resultados del análisis de varianza
m.2 DISCUSION DE RESULTADOS
PARTE IV
IV.l CONCLUSIONES
IV.2 RECOMENDACIONES
IV.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
117.4 APÉNDICES
1
3
3
4
6
6
6
6
7
8
8
8
8
9
10
10
1O
11
11
11
12
12
13
20
22
RESUMEN
En el presente proyecto se llevó a cabo la obtención y caracteTización del aceite
de 4 plantas medicinales cultivadas en Guatemala, manzanilla (Mahicaria recutita
L.), pericón ( Tagetes lucida cm.), ajenjo (Artemisia absintium L.) e hinojo (Foeniculum
v u l g m miller), en la planta piloto de extracción-destilación del Centro de Investigaciones
de la USAC, evaluando el rendimiento y la calidad en función del nivel altitudinal en el que
fue cultivada la planta, se utilizó materia prima obtenida de 4 niveles altitudinales y el
método de extracción utilizado fue el de arrastre con vapor directo, a nivel planta piloto .
Los resultados obtenidos de porcentaje de rendimiento de aceite esencial de las 4 especies
vegetales estudiadas se interpretaron por medio de un análisis de varianza, llegando a
concluir que: para el porcentaje de rendimiento del aceite esencial de manzanilla, se
observa diferencia significativa en el factor altitud, en 3 de los 4 niveles altitudinales el
porcentaje de rendimiento no es estadísticamente diferente, pero de éstos con el valor
menor de rendimiento que fue de 0.0097%, sí existe diferencia significativa. El valor
promedio de los otros tres valores fue de 0.026%, valor muy bajo comparado con el que
reporta la literatura de 0.4% a 1.9% de aceite esencial de la flor de manzanilla. Para el
porcentaje de rendimiento de aceite esencial de pericón, se observa diferencia significativa
en el factor altitud y de igual manera que en el caso de la manzanilla, para 3 de los 4 niveles
altitudinales no existe diferencia significativa, pero sí de estos con el valor mas bajo de
rendimiento obtenido que fue de 0.02943%, el mayor valor de rendimiento de aceite
esencial obtenido a una altitud de 1766 msnm fue de 0.283113%, valor muy cercano al
teórico reportado que se encuentra en el rango de 0.3%-0.4%. Para el rendimiento de aceite
esencial de ajenjo se observa que no existe diferencia significativa en el factor altitud, el
rendimiento porcentual estadísticamente no es diferente con relación al nivel altihidinal, se
obtuvo un valor promedio de 0.0486%, valor bajo comparado con el reportado que se
encuentra en el rango de 1-2%. Para el rendimiento de aceite esencial de hinojo se observa
que sí existe diferencia significativa con relación al nivel a l t i t u w , teniendo un valor
máximo de 0.04817% de aceite esencial utilizando la planta completa, este valor es bajo
comparado con el que se reporta de 2-6% para aceite esencial del fi-uto de hinojo.
En base a los resultados obtenidos se concluye que de las 4 plantas medicinales
estudiadas, pericón es la que presenta una alternativa de industrialización en la extracción
de su aceite esencial, ya que el porcentaje de rendimiento de este fue el mas cercano a los
valores teóricos reportados y cumple también con las especificaciones de calidad. Estos
resultados se darán a conocer a personas interesadas, instituciones gubernamentales o no
gubernamentales, planteándoselos como una alternativa de industrialización. El pericón
está siendo ya muy comercializado como materia prima seca y en forma seca y molida para
infusiones, esto debido a que se reconoce sus propiedades medicinales. En futuros
proyectos de investigaci6n se podría evaluar la extracción del colorante que contiene, así
como otros metabolitos secundarios que pueda contener. Además continuar los estudios con
las otras 3 plantas medicinales, manzanilla, ajenjo e hinojo para evaluar otras variables y
determinar la metodología necesaria para llegar a obtener los rendimientos reportados en la
literatura.
~1 proyecto trata sobre la obtención del aceite de 4 plantas de uso medicinal:
rndlla(Matricaria recutita L.), pericón(Tagetes lucida cav.), a.enjo(Artemisia
absintim L.) e hinojo( Foeniculum vulgare Miller), cultivadas en Guatemala, por el
rnétodo de arrastre con vapor directo y caracterización por medio de cromatografía gaseosa,
del aceite esencial de 4 plantas de uso medicinal: manzanilla(Matricaria recutita L.),
pericón(Tagetes lucida cav.), ajenjo(Artemisia absintium L.) e hinojo( Foeniculum vulgare
Miller), cultivadas en Guatemala. En el caso de la manzanilla(Matricaria recutita L.),
últimamente está siendo cultivada a mayor escala y exportada a Centroamérica en forma
deshidratada, también se tiene conocimiento que el hinojo( Foeniculum vulgare Miller),
está siendo cultivado en una mayar cantidad en el área occidental de Guatemala y las otras
2 plantas medicinales, el pericón (Tugetes lucida cuv.), y el ajenjo(Artem1sia ubsintium L.)
se comercializan a nivel nacional, también en forma deshidratada. Como alternativa de
proceso para estos productos agrícolas se plantea en este proyecto extraer el aceite esencial
de las 4 especies de plantas medicinales lo que aumenta su valor agregado.
Para tal efecto se realizó un experimento unifactorial en el que se utilizaron 4
niveles altitudinales y 4 especies de plantas medicinales, se utilizó un diseiio en bloques al
azar con un arreglo combinatorio y determinar a qué nivel altitudi& se obtiene
mayor
porcentaje de rendimiento de aceite esencial, así como determinar la calidad del mismo y
las condiciones apropiadas para su extracción.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.2.1 ANTECEDENTES
Cada día se utilizan una gran variedad de aceites esenciales en preparaciones
farmacéuticas y semifarmacéuticas, alimentos, carnes, salsas, enlatados, pastelería también
en dulces, confitería, gomas masticables, bebidas (alcohólicas y no alcohólicas), sopas,
desinfectantes, aromatizantes, cosméticos y artículos de baño, perfumería y muchos otros.
Solamente las industrias de jabón y cosméticos muestran una inversión de varios cientos de
millones de dólares, cuya suma se vería ampliamente incrementada si se incluyen la
industria farmacéutica, de alimentos y bebidas.
Los aceites esenciales son producto de plantas fisiológicamente procesadas. No
está claro cómo forman parte de las reacciones involucradas en la asimilación del dióxido
de carbono y la construcción del tejido celular o cualquier otro proceso con el que están
conectados, como la eliminación de material de desecho, atracción de insectos para la
fecundación o defensas contra insectos y pestes.
La obtención de aceites esenciales debe realizarse de acuerdo a las condiciones en la
cual se presenta en la planta. Si el aceite está presente y formado en grandes cantidades,
puede ser extraído por el simple método de presión, también conocido como extnisión. En
la mayoría de casos, el aceite esencial está presente en cantidades muy pequeñas en las
plantas, que la mera presión no da resultados. En estos casos el aceite es obtenido por
destilación. La materia prima es cargada en un alambique; se agrega agua y se lleva a
ebullición, o se introduce vapor vivo, generado en una caldera. El vapor reblandece o
rompe las paredes de las glándulas aceitosas, libera el aceite y lo arrastra hacia el
condensador, donde el vapor de aceite y el vapor de agua son relicuados por enfriamiento, y
colectado en un separador automático llamado vaso florentino.
La investigación de los principios activos en los extractos fitoquímicos de plantas
medicinales se aplica al estudio de la actividad antimicrobiana de los mismos, así como
aplicaciones en la industria de cosméticos y otros; se centra este estudio en la obtención
del aceite esencial de 4 especies vegetales cultivadas a distintos niveles altitudinales de
Guatemala, manzanilla, pencón, hinojo y ajenjo, los cuales se utilizan en la industria
cosmética, aromaterapia, y en la industria de medicamentos. La extracción de fitoquímicos es
el proceso en el que se basa la obtención del aceite esencial.
El presente proyecto de investigación es parte de la línea de investigación en
obtención de extractos que se ha venido impulsando en el Centro de Investigaciones de la
Facultad de Ingeniería desde hace aproximadamente 6 años. Con la ejecución de este
proyecto se lograron varios propósitos: Capacitación del equipo de investigación,
interactuar con instituciones y personas relacionadas con el proceso de producción e
industialización de plantas medicinales y de esta manera ofrecer a los agricultores y
agroindustriales guatemaltecos alternativas de industrialización de productos agrícolas. Las
cuatro plantas estudiadas: manzanilla, pericón, ajenjo e hinojo han sido utilizadas por
muchos años como plantas medicinales, utilizándose a nivel casero y artesanal. En los
últimos afios con el conocimiento de las propiedades medicinales de estas plantas se ha
iniciado la industrialización de las mismas tanto en Guatemala como en otros países, mas
especialmente de la manzanilla y del pericón,
se encuentran en el mercado como
productos secos y molidos para preparar infusiones.
Utilizando una planta piloto multipropósito donada por el Programa de las Naciones
Unidas para el Desarrollo Industrial, PNUD, se han podido realizar varios proyectos de
investigación en el tema de extractos vegetales, extrayendo aceites esenciales y oleomsinas
de diversidad de plantas como: ajo(Al1ium sativum), jengibre(2ingiber oSJicinale), chile
habanero(Capsicum chinense), cÚrcuma(Cz2rcuma tonga), pimienta negra (Piper nigrum),
etc y con esto se ha promovido la vinculación con los industriales que se encuentran
trabajando dentro de esta temática.
La obtención y caracterización del aceite esencial de cuatro plantas medicinales
cultivadas a dtferentes niveles altitudinales de Guatemala, han impulsado la presente
investigación con el objetivo de implementar la metodología de su extracción a nivel planta
piloto y determinar la factibilidad de su industrialización.
El proceso de extracción del aceite esencial de manzanilla(Matriearia remtita L),
pericón( Tagetes lucida cav.), ajenjo (Artemisia absintium L.) e hinojo(Foenicu1um
vuígare Miller), implica estandarizar las condiciones que den un alto porcentaje de
rendimiento de aceite esencial y una alta calidad del mismo. Hay una diversidad de factores
que afectan tanto el rendimiento de aceite esencial como su cahdad, por ejemplo, las
condiciones y el nivel altitudinal en que la planta crece, los cuidados que se le den a la
misma, el tratamiento postcosecha, esto en c u t o a la materia prima, en cuanto al proceso
de extracción se tiene: método de extracción, tamaño de lote, equipo de extraccióndestilación, tamaño de partícula, tiempo de maceración, temperatura de destilación, tiempo
de destilación, condiciones de humedad ,etc. Para el presente proyecto se eligió la variable
nivel altitudinal en que crece la planta, dejando constantes los demás factores. Se utilizó
material seco, un tamaño de lote fijo de 4 libras para pericón, ajenjo e hinojo y 8 lbs para
manzasiilla Además se utilizó un tiempo de extracción de 2 horas y el método utilizado fue
arrastre con vapor directo. Para poder recuperar la mayor cantidad de aceite esencial, es
posible utilizar un solvente; entre los solventes permitidos para este proceso están: etanol,
acetona, hexana y alcohol isopropilico. En el presente proyecto se utilizó hexano.
1.3 OBJETIVOS E HIPOTESIS
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
Obtención a nivel planta piloto de aceite esencial de cuatro especies de plantas
medicinales cultivadas en Guatemala, utilizando materia prima obtenida de 4 diferentes
niveles altitudinales.
1.3.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:
1.3.1.2.1
Obtener y caracterizar el aceite esencial de manzanilla(Matricaria
recutita L.),
pericón(Tagetes lucida Cav.), Hinojo(Foeniculum
Vulgare Miller) y ajenjo(Artemisia absinthium L.) cultivados en 4
regiones de diferente nivel altitudinal de Guatemala.
1.3.1.2.2
Extraer el aceite esencial de rnamaniUa(Matricarra recutita L.),
pericón(Tugetes lucida Cm.), Hinojo(Foeniculum Vulgare Miller) y
ajenjo(Artemisia absinthium L.), en la planta piloto de extracción
destilación, utilizando el método de extracción con arrastre de vapor
directo y un lote fijo de 8 libras para manzanilla y 4 libras para
pericón, hinojo y ajenjo.
1.3.1.2.3
Caracterizar el aceite esencial de manzanilla(Matricaria recvtita L.),
pericón(Tagetes lucida Cm.), Hinojo(Foeniculum Vulgure Miller) y
ajenjo(Artemisia absinthium L.), realizando d i s i s fisicoquímico y
cromatografía gaseosa.
1.3.1.2.4
Comparar para cada especie cual es el porcentaje de rendimiento
óptimo en relación con el nivel altitudinal en que se ha cultivado
la planta.
1.3.1.3
HIPOTESIS
H1: Existe diferencia significativa en el porcentaje de rendimiento de aceite
esencial de cada especie, manzanilla(Matricaria recutita L.), pericón(7'agetes lucida Cav.),
Hinojo(Faenicu1um Vulgare Miller) y ajenjo(Artemisia absinthium L.), respecto al nivel
altitudinal en el que ha sido cultivada.
Ho: No existe diferencia significativa en el porcentaje de rendimiento de aceite
esencial de cada especie, manzanilla(Matricaria recutita L.), pericón(Tagetes lucida Cav.),
Hinojo(Foeniculum Vulgare Miller) y ajenjo(Artemisia absinthium L.), respecto al nivel
altitudinal en el que ha sido cultivada.
Hl': Existe diferencia significativa en la calidad del aceite esencial obtenido de
cada especie, rnanzanilla(Matricaria recutita L . ) pericón(Tagetes lucida Cav.),
Hinoj~(Foenic
J m Vulgare Miller) y ajenj~(Artemiszaabsínthium L.), respecto al nivel
altitudinal en el que ha sido cultivada.
Hoy:No existe diferencia significativaen la calidad del aceite esencial obtenido de
cada especie, manzanilla(Matricaria recutrta L.),
pericón(Tagetes lucida Cav.),
Hinojo(Foenidum Vulgare Miller) y ajenjo(Artemisia absinthium L.), respecto al respecto
al nivel altitudinal en el que ha sido cultivada.
1.4 MATERIALES Y METODOS
La parte experimental de la investigación se llevó a cabo en la Universidad de San
Carlos de Guatemala en las siguientes dependencias:
1.4.1.1
Planta piloto de Extracción-Destilación de la Sección de Química
Industrial del Centro de Investigaciones de Ingeniería.
1.4.1.2
Laboratorio de ensayo fisicoquímico de la Sección de Química Industrial
del Centro de Investigaciones de Ingeniería.
1.4.1.3
Unidad de Análisis Instrumental, U N , Facultad de Ciencias Químicas y
Farmacia.
1.4.1.4
Unidad de Secado solar del Centro de Experimentación Docente CEDA de
la Facultad de Agronomía.
1.4.2
METODOLOGIA EXPERIMENTAL
1.4.2.1 Diseño de Tratamientos
Para la obtención del aceite esencial de las 4 especies de plantas medicinales
estudiadas, por el método de extracción con Arrastre de vapor directo, se procedió a
colocar la materia prima en la marmita de la planta piloto de extracción-destilación. El
hinojo, ajenjo y pericón se procesaron en un tiempo de 2 horas y la manzanilla en un
tiempo de 4 horas, se utilizó para todas las especies una temperatura de proceso entre 78 OC
y 94 OC y una temperatura de salida del condensador de 15 OC, el método utilizado fue el de
arrastre con vapor directo, se utilizó como solvente hexano.
Para la evaluación estadística se utilizó un diseño en bloques d azar con un aneglo
combinatono, en el cual se aplicó un experimento unifactorial para cada especie y 4 niveles
altitudinales, con 3 repeticiones cada una, resultando doce tratamientos para cada especie,
siendo en total 4 especies resultando 48 tratamientos.
Los resultados fueron tratados por medio del análisis de v&anza utilizando el paquete
estadístico SAS y se comprobaron los resultados bajo la prueba de Tukey.
La obtención del aceite esencial de las 4 especies de plantas medicinales, manzanilla,
pericón, hinojo y ajenjo, se llevó a cabo en la planta piloto de extracción-destilación del
Centro de Investigaciones de Ingeniería, edificio T-5 de la Facultad de Ingeniería,
Universidad de San Carlos de Guatemala.
1.4.3
MANEJO DEL EXPERIMENTO:
La materia prima de las 4 especies de plantas medicinales fueron obtenidas a través de
empresas que se dedican a la comercidimción de las mismas como FARMAYA,
SUPERB, QUWFICA Y PALO BLANCO, quienes hicieron el contacto con los
agricultores de las regiones donde se cultivan dichas especies, para lograr cubrir los 4
niveles altitudinales para cada una. La materia prima de la especie pericón, para un
nivel altitudinal fue proporcionada por el Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícola
ICTA. Estas fueron colocadas en bolsas de papel, para luego ser procesadas. Para la
obtención de los aceites esenciales de las 4 plantas medicinales estudiadas, se
procedió a utilizar como solvente el hexano, debido a la dificultad de obtención de la
muestra de aceite y para aumentar el porcentaje de rendimiento. Luego se procedió a
separar el solvente del aceite esencial obtenido por medio del proceso de
rotaevaporación y se procedió a realizarle los análisis fisicoquímicos respectivos:
densidad, índice de refracción, masa, volumen, luego se procedió a colocarlos en
fiascos pequeños color ámbar(via1es) y debidamente etiquetados y conservados a
temperatura de 5 "C, previo a su análisis por cromatografía gaseosa.
Seguidamente fueron llevadas las muestras a la Unidad de Análisis
Instrumental de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia para el análisis de
calidad por medio de Crornatogrdla gases.
1.4.4.1 &TODO
PARA LA OBTENCION DEL ACEITE ESENCIAL DE
MANZANILLA
Inicialmente se prepara la materia prima, deshidratándola hasta un 10% de humedad,
en el caso de manzanilla se utiliza únicamente la flor. Se procede a pesarla.
El método usado es el de anastre con vapor directo, en el cual se introduce la materia prima
dentro del extractor, distribuyendo la misma en parrillas, luego se inyecta vapor por la parte
de abajo del extmctor(mamiita) hasta formar el equilibrio entre la materia vegetal y el
vapor, el vapor reblandece o rompe las paredes de las glándulas aceitosas, libera el aceite y
lo arrastra. La mezcla aceite esencial vapor de agua pasa a través de
wi
condensador,
obteniendo el aceite esencial e hidrolato en el vaso florentino, los que se separan por
decantación. El hidrolato está formado por la parte del aceite esencial que es parciahnente
soluble en agua, se determina la cantidad de aceite obtenida y se realizan los análisis
pertinentes.
1.4.4.2 MÉTODO PARA LA OBTENCI~N
DEL ACEITE ESENCLAL DE
PERICON
Inicialmente se prepara la materia prima, deshidratándola hasta un 10% de humedad,
en el caso de pericón se utiliza las flores y las hojas, por lo que se procede a separarlas del
tallo. Se procede a pesarla. El método usado es el de arrastre con vapor dtrecto, por lo que
se procede al igual que en la extracción de aceite esencial de manzanilla descrito
anteriormente.
1.4.4.3 &TODO PARA LA OBTENCIÓN DEL ACEITE ESENCIAL DE AJENJO
Inicialmente se prepara la materia prima, deshidratándola hasta un 10% de humedad,
en el caso de ajenjo se utiliza la planta completa, se reduce de tamaño y se procede a
pesarla. El método usado es el de arrastre con vapor directo, por lo que se procede al igual
que en la extracción de aceite esencial de manzanilla descrito anteriormente.
1.4.4.4 &TODO PARA LA OBTENCIÓN DEL ACEITE ESENCIAL DE HINOJO
Inicialmente se prepara la materia prima, deshrdratándola hasta un 10% de humedad,
en el caso de hinojo se utiliza la planta completa, se reduce de tamaño y se procede a
pesarla. El método usado es el de arrastre con vapor directo, por lo que se procede al igual
que en la extracción de aceite esencial de manzanilla descrito anteriormente.
Las muestras obtenidas de aceite esencial de las cuatro especies de plantas medicinales
estudiadas, fueron colocadas en vides color h b a r de 8 mL de capacidad. Posteriormente
fueron llevadas a la Unidad de Análisis Instrumental (UAI), de la Facultad de Ciencias
Químicas y Farmacia de la USAC, donde se les realizó el análisis químico por medio de
cromatografía gaseosa (ver sección de resultados). Una copia de los cromatogramas se
presentan en el ap6ndice
PARTE 11
MARCO TEÓRICO
Según UNCTAD/GATT(Ginebra 1986), el término "esencial" que se origina del
vocablo francés "essence" es muy apropiado para nombrar los aceites volátiles obtenidos de
una diversidad de materias vegetales. Cada día se utilizan una gran variedad de aceites
esenciales en preparaciones farmacéuticas y semifarmacéuticas, alimentos, carnes, salsas,
enlatados, pasteleria también en dulces, confitería, gomas masiicables, bebidas (alcohólicas
y no alcohólicas), sopas, desinfectantes, aromatizantes, cosméticos y artículos de baño,
perfumería y muchos otros. La industria de jabón y cosméticos muestra solamente una
inversión de vanos cientos de millones de dólares, cuya suma se vería ampliamente
incrementada si se incluyen la industria farmacéutica, de alimentos y bebidas.
Los aceites esenciales son productos fisiológicos de las plantas. No está claro cómo
forman parte de las reacciones involucraáas en la asimilación del dióxido de carbono y la
construcción del tejido celular o cualquier otro proceso con el que están conectados, como
la eliminación de material de desecho, atracción de insectos para la fecundación o defensas
contra insectos y pestes.
La obtención de aceites esenciales debe realizarse de acuerdo a las condiciones en la
cual se presenta en la planta. Si el aceite está presente y formado en grandes cantidades,
puede ser extraído por el simple método de presión, también conocido como extrusión. En
la mayoría de casos, el aceite esencial está presente en cantidades muy pequeñas en las
plantas, que la mera presión no da resuitados. En estos casos el aceite es obtenido por
destilación. La materia prima es cargada en un alambique; se agrega agua y se lleva a
ebullición, o se introduce vapor vivo, generado en una caldera. El vapor reblandece o
rompe las paredes de las glándulas aceitosas, libera el aceite y lo arrastra hacia el
condensador, donde vapor de aceite y el vapor de agua son relicuados por enfriamiento, y
colectado en un separador automhtico llamado vaso florentino.
Se@ Cáceres(1996), la investigación de los principios activos en los extractos fitoquímícos
de plantas medicinales se aplica al estudio de la actividad antirnicrobiana de los mismos, así
como aplicaciones en la industria de cosméticos y otros; se centra este estudio en la obtención
del aceite esencial de 4 especies vegetales cultivadas a distintos niveles altitudinales de
Guatemala, manzanilla, pericón, hinojo y ajenjo, los cuales se utilizan en la industria
cosmética, aromaterapia, y en la industria de medicamentos. La extracción de fitoquímicos es
el proceso en el que se basa la obtención del aceite esencial. A continuación se describen las
etapas de este proceso así como las defi~cionesmás importantes.
E 2 MARCO TE~RICODE LAS ESPECIES ESTUDIADAS
MANZANILLA (Matricariarecutita L. 1
Familia: Asteraceae (Compsitae)
Sinónimos: M. chamomilla, camomila, camomila ami, matricaria, camomila húngara,
dulce camomila falsa, simple chamomile, azul charnornile (aceite).
Descripción General:
Según Fenarolis(l998), hierba anual, erecta, poco pilosa,
aromática, de unos 30 cm pero crece hasta 60 cm de alto. De escasa envergadura, está
constituida por numerosos tallos muy ramificados y pegados al suelo, mostrando una roseta
de aspecto irregular. Tiene hojas alternas, oblongas (alargadas), divididas en segmentos
filiformes (como hilos), creando lóbulos muy finos y de color blanquecino. Las flores se
disponen en capítulos (flores sentadas sobre un mismo receptáculo) sobre largos
pedúnculos que salen de la axila de las hojas. Las flores exteriores son liguladas (forma de
lengua), de color blanco y las centrales tubulares (forma de tubo) y de color amarillo,
ofreciendo un olor muy caracteristico. Florecen en primavera. Los fmtos son aquenios
(fmto seco de una sola semilla) aplanados. En apariencia es muy similar a la Com
chamomile (Anthemis arvensis) pero se puede distinguir de ésta porque la segunda es
inodora.
Distribución: Nativa de Europa y del norte y oeste de Asia; naturalizada en Norte
América y Australia.
Es cultivada extensamente, especialmente en Hungría y Europa
oriental, donde se produce aceite.
Esta no crece mucho en Alemania, a pesar de su
nombre.
Hábitat: Orillas de caminos, campos, huertos, etc.. En Guatemala se cultivan en varias
zonas del país, preferentemente en zonas templadas pero soleadas hasta 3900 msnm,
naturalizada en campos de cultivo de 1300-2500 msnm en Alta Verapaz, Chimaltenango,
Jalapa, Quetzaltenango, Sacatepéquez, San Marcos, Sololá y Zacapa.
Crece en terrenos
templados, pH 7-9, relativamente áridos, pero requiere agua para germinar.
La germinación principia a los 6-7 "C, pero la óptima es a 20-25 "C, 1000 semillas
pesan 0.142 g, germina el 72% en 28 días,requiere de mucha luz solar, particularmente
para la floración y producción de aceite esencial.
Otras Especies:
De estas hay muchas variedades de m d a , tanto como la
Pineaple Weed (Chamaemelium suaveolens) y la Manzanilla romana (C. Nobile), ambas
son usadas para producir aceite esencial.
Acciones: Analgésico, antialérgico, antiinflarnatorio, antifogístico, antiespasmódico,
bactericida, carminativa, cicatrizante, digestiva, fúngica, hepática, sedativo de los nervios,
estimulante de la producción de leucocitos, estómico, sudorífico, vermífuga.
Extracción de Aceite Esencial: Por destilación del vapor de las cabezas de las flores
secas por 3-4 horas (hasta 1.9% de rendimiento). El absoluto también es producido en
pequeñas cantidades, mientras es intenso el color d y tiene gran tenacidad y propiedades
fijativas.
El aceite esencial es de color azul, olor característico, sabor amargo, densidad 0.93260.9459, número ácido 18.7-31.7, número de ésteres 1.9-12.1, solubilidad en alcohol 90%.
Usos: El aceite esencial se utiliza para dar sabor a algunos licores. La infusión es muy
utilizada como bebida, a manera de té, teniendo propiedades digestivas. La infusión diluida,
se utiliza a modo de colirio para lavar los ojos. Se utiliza también para aclarar los cabellos y
como suavizante. Para la fabricación de perfumes se utiliza su aceite esencial, obtenido por
destilación
Características: Es un aceite de color d viscoso, líquido con un fuerte, dulce y
cálido herbáceo olor. Se mezcla bien con geranio, lavanda, rosa, bergamota, limón, ylang
ylang, jazmín, etc.
Principales Constituyentes:
C h a m d e n e , fmesene, óxido de bisabolol, en-in-
dicicloéter, entre otros.
Datos de Seguridad: No toxico, no irritante, causa dermatitis en algunas personas.
Otros Usos: Usado extensamente en cosméticos, detergentes, jabones, perfumes finos y
productos para el cabello y cuerpo.
Usado como ingrediente sazonador en comidas de
mayor categoría, incluyendo bebidas alcohólicas y sodas.
.
PERICÓN (Tanetes lucida cav.)
Descripción: Mata de tallos delgados con hojas largas y flores amarillas pequeñas.
Quimica: Según Cáceres(1996), las flores y hojas contienen aceite esencial (lirnoneno,
16.5%; B-ocimeno, 14%; B cariofileno, 28%; mirceno, 4-5%; tagetona, dihidrotagetona,
tetrahidrotagetona, esdragol, éter metilico de eugenol, linalool, alilanisol, anetol).
La planta contiene además alcaloides cuaternarios, flavonoides (quercetagetina,
patuletina), saponinas, taninos, leucoantocianinas, ácido gálico, poliacetilenos, glicósicodos
cianogenéticos, cumarinas; dimetilalil éter de 7 hidroxicumarina, 7 metoxicurnarina, 6,7,8
trimetoxicumarina. Además derivados de tiofeno, A" tertienilo, poliacetilenos (5-(3-buten1-ini1)-2,2'bitienol). La raiz contiene bithienyl 2-2': 5-(But-3-En-1-YNL) un compuesto
sulfurado.
El análisis proximal de la semilla indica que ésta contiene proteínas y grasas.
EINOJO fFoeniculum vulnare Millerl
Según Cáceres(1996), existen dos variedades la dulce y la amarga, hay diferencias en
cuanto a su producción y composición. Tratándose de la planta entera y fresca, la
producción de la variedad dulce es de 13 tmiha y la de la variedad amarga es de 20 tmiha.
La pérdida de peso en el secado es de 75- 80%.
PROCEDENCIA:
Es originario de la zona del mediterráneo, actualmente se cultiva en Europa, Asia, y
algunas partes de Áfiica y Sudamérica.
Los principales países productores son China,
India, Pakistán, Egipto, Indonesia, Bulgaria, Hungría, Rumania, y Argentina.
COMPOSICION:
Contiene del 2% al 6% de aceite esencial, constituido por hasta más de un 80% de transanetol, que tiene sabor dulzón, y hasta un 20% de (+)-fenchona, con sabor amargo,
canforáceo.
El fi-uto de hinojo amargo (Foeniculi arnari fiuctus) contiene un mínimo del
4% de aceite esencial ,constituido por al menos un 60% de anetol y un 15% de fenchona;
mientras que para el fhto de hinojo dulce (Foeniculi dulcis fi-uctus) tiene un contenido
mínimo de aceite esencial del 2%, con una riqueza de anetol no inferior al 80%. En la
esencia se encuentran también metilchavicol, aldehído anísico y algunos hidrocarburos
terpénicos.
y flavonoides.
El fi-uto de hinojo contiene además, aceite graso, proteínas, ácidos orgánicos
Por lo que se refiere a la presencia de dianetol y dianisoína, con acción
estrogénica.
INDICACIONES:
Se utiliza como expectorante fluidificante de las secreciones y antiséptico; como
espasmolítico y carminativo en las alteraciones digestivas leves. El aceite esencial aislado
tiene efectos pro-inftarnatorios y ejerce una cierta acción estimulante en la musculatura
intestinal.
CONSERVACION:
Se debe de proteger de la luz y de la humedad, guardarse en contenedores de vidrio o de
hojalata, no de plástico, debido al aceite esencial.
USOS EN GUATEMALA:
Galactogogo, emoliente, infarto, obstrucción de glándulas mamarias, dolores de espalda.
Carminativo, antiespasmódico, aperitivo, mucolítico.
Elimina gases, desarreglos
digestivos, Lfecciones ~spiratorias,principalmente casos de obstrucción de las mucosas
bronquiales.
Antiflatulento, diuréticos, depurativo.
Se recomienda para limpiar la sangre, aumentar
la secreción láctea y remineralizar el organismo.
Afecciones renales, mala digestión y
afecciones del aparato respiratorio. Para expulsar lombrices y gusanos. Principalmente
dolores de oídos, mejora la menstmción y lactancia.
AJENJO (Artemisia absinthium L.)
En los estados de Veracruz, Michoacán, Chiapas y el Distrito Federal, en México, se
recomienda esta planta para problemas digestivos y de la bilis, para lo cual se prepara un
cocimiento que se ingiere por la mañana; también ayuda a mejorar la digestión y fortalecer
el estómago, mediante la cocción endulzada con miel de abeja, que debe tomarse tres veces
al día después de comer, o bien, por la mañana beber como té el cocimiento mezclado con
mirto y albahaca. En el caso de malestares hepáticos, en algunas regiones de Mkxico, se
emplea tomar por la maííana la infusión del Ajenjo con ramas de hierbabgena, fresa
silvestre y manzanilla. Otros usos comunes son para tratar la tos y gripa, en los cuales se
recomienda tomar como té la infusión resultante de las hojas hervidas.
Herbácea que mide entre 50 y 150 cm de altura, de olor penetrante y con hojas de color
blanco a gris verdoso. Las flores son amarillas y originan pequeños frutos comprimidos.
Tiene su origen en Europa y está adaptada a climas cálidos, semicálido y templado. Crece
asociada a la selva tropical caducifolia, subcaducifolia, subperennifolia, matorral xerófilo;
bosques mezofilo de montaña, de encino y mixto de pino.
PROCEDENCIA:
Según Cáceres(1996), es una especie origimia de las zonas mas secas de
Europa y Asia.
COMPOSZCION:
Un 0.15-0.40% de principios amargos y un 0.2-1.5% de aceite esencial que
constituyen los dos grupos de componentes más importantes.
El índice de amargo de la
droga debe ser como mínimo de 15,000; por lo que se refiere al aceite esencial el contenido
mínimo es de 0.2%. Los principios amargos pertenecen al grupo de las lactosas
sesquiterpénicas, entre las que destaca la absintina que va acompaíbda de artabsina,
matricina, anabsintina y otras lactonas sesquiterpénicas.
constituido principalmente por derivados terpénicos.
El
Según
aceite
esencial
está
la procedencia de la
droga, puede predominar con un porcentaje de hasta más del 40% del aceite esencial, uno
de los siguientes compuestos: B-tuya, acetato de trans-sabinilo, cis-espoxiocimento.
El aceite esencial es antibiótico, antihelrníntico, carminativo y emenagogo; los principios
amargos son aperitivos y coleréticos. El aceite esencial tiene densidad 0.9346, valor ácido
2.47, valor de saponificación 146.6.
INDICACIONES:
Se utiliza para estimular el apetito y en trastornos del tubo digestivo, como por ejemplo
en la gastritis, se utiliza también como carminativo, colérico y contra las manifestaciones
espásticas de la región intestinal y de vías biliares.
EFECTOS SECUNDARIOS:
Suele presentane solo en caso de sobredosis o de uso demasiado prolongado, los
síntomas son vómitos, espasmos gastrointestinales, retención urinaria y en casos graves,
vértigos, daños renales y alteraciones del sistema nervioso central con síntomas parecidos a
los de la epilepsia.
CONSERVACI~N:
Se debe conservar en lugares al abrigo de la luz, en ambiente fiesco y seco y en
contenedores de cierre hermético que no sean de plástico, debido al aceite esencial.
l
Artículo 1.
Extracción (Destilación por arrastre de vapor)
El uso de vapor como arrastre en la extracción, da como resultado la separación de
porciones medicinalmente activas provenientes de tejidos vegetales, de todos aquellos
componentes inactivos o inertes que sean volátiles. Cuando se tiene un sistema de dos
líquidos inmiscibles entre sí, cada uno actúa como si el oú-o no estuviera presente. La
presión arriba de este sistema será igual a la suma de las presiones de cada uno de estos
líquidos puros a la temperatura en cuestión. Cuando el sistema hierve, la presión total será
igual a la presión barométrica, que es igual a la suma de las presiones de cada uno de los
líquidos puros a la temperatura de ebullición. La temperatura a la que los dos líquidos
herven será por lo tanto menor que la temperatura de ebullición de cada uno de
los líquidos independientes. Un líquido ayuda al otro a destilarse (se suman sus presiones
para igualar a la presión barométrica):
I
De la ley de Dalton:
PTes la presión total, POA, POB son las presiones de los dos líquidos puros a la temperatura
de ebullición de la mezcla, XA,XB son las fracciones m01 de cada líquido.
n ~n~
, representan el número de moles de los líquidos A yB.
La composición del destilado será constante mientras las dos fases líquidas estén presentes
(la temperatura de ebullición del sistema debe permanecer constante siempre y cuando PT
no cambie), ya que PoAy Ponson constantes a una temperatura dada.
Uno de los líquidos empleados es comúnmente agua y el otro un líquido inmiscible con agua.
A este proceso se le llama destilación con vapor & agua o destilación por arrastre de vapor.
El método es muy usado en la purificación de líquidos orgánicos (la mayoría inmiscibles en
agua).
El extracto obtenido se separa en tres fases claramente definidas, la fase no soluble en agua,
la fase parcialmente soluble en agua y el agua, producto de la condensación del vapor
utilizado para la extracción. La parte parcialmente soluble en agua se puede separar
totalmente con la adición de una sal la cual deja finalmente dos fases. Entonces la fase no
soluble se decanta y se puede luego destilar para luego hacer un fraccionamiento y
caracterización.
Métodos para extraer aceite esencial:
Arrastre con vapor directo:
En este método se introduce la materia vegetal dentro del extractor, distribuyendo
la misma en parrillas, luego se inyecta vapor por la parte de abajo, hasta formar el
equilibrio entre la materia vegetal y el vapor, el vapor reblandece o rompe las paredes de
las glándulas aceitosas, libera el aceite y lo arrastra, entonces el aceite esencial junto con
el vapor se pasa a través de un condensador, obteniendo el aceite esencial, hidrolato y
agua en el vaso florentino, luego se separa por medio de decantación, el hidrolato está
formado por la parte del aceite esencial que es parcialmente soluble en agua y la cual se
separa por la adición de una sal, se determina la cantidad de aceite obtenida y se realizan
los análisis pertinentes.
Caracterización Química
La utilización de técnicas de Quírmca Orgánica y de Selección Fitoquímica (tamizaje
fitoquímico semi-micro, aplicable en general a todo tipo de productos naturales) y la
utilización de cromatografia de capa
fina;
son herramientas necesarias para la
caracterización de un producto obtenido de la extracción por arrastre de vapor. Se utiliza un
medio de comparación para determinar el contenido de ciertos grupos funcionales en el
extracto, por medio de la respuesta reactiva de estándares
La cromatografia es la técnica más útil en el proceso de separación y aislamiento de
sustancias a nivel fitoquímico. Los principios en que se basa esta técnica son cuatro:
fenómenos de adsorción, partición, intercambio iónico, y exclusión de tamaño. Sobre
una cromatoplaca de vidrio se coloca una delgada capa de material granular (fase
estacionaria). La mezcla a separar, en forma de solución, se aplica sobre dicha superficie,
ya sea como manchas o bandas, a lo largo de la línea base. Luego que la cromatoplaca se ha
colocado dentro de una cámara firmemente cerrada que contiene un solvente adecuado
(fase móvil), se efectúa la separación a través de migración capilar (desarrollo).
Normalmente h distancia que se deja correr es de aproximadamente 10cm. En caso que el
valor de RF obtenido sea bajo, puede dejarse que la placa se seque al aire durante unos 5 a
10 minutos, y luego se coloca nuevamente dentro de la cámara crmatográfica, hasta que el
solvente recorra 10 cm de distancia. Con esto se duplica el grado de separación.
PARTE III
IiI.1 RESULTADOS
III.1.1 Rendimiento porcentual de los aceites esenciales extraídos.
En los siguientes cuadros se agrupan los rendimientos obtenidos en la extracción de
aceites esenciales de cuatro plantas medicinales, cultivadas a diferentes niveles
altitudinales de Guatemala.
Cuadro 1. Rendimiento porcentual del aceite esencial de ajenjo.
NI: Panajachel, Sololá , N2: Sololá, Sololá; N3: Cantón Xacaxac, Sololá, N4: Los
Encuentros Soldá.
Cuadro 2. Rendimiento porcentual del aceite esencial de hinojo.
NI: Cobán A.V. N2: Chiantla, Huehuetenango. N3: Sololá, Sololá. N4: Tecpátn,
Chimaltenango.
Cuadro 3. Rendimiento porcentual de1 aceite esencial de pericón.
Niveles
Rendimiento (%)
altitudinales
1
(msnm)
1
Repeticiones
1
1
2
3
Media
1
NI: San Antonio Palopó, Sololá, N2: Los Aposentos, Chirnaltenango, N3: Sololá, Sololá,
N4: Cantón Xacaxac, Sololá.
Cuadro 4. Rendimiento porcentual del aceite esencial de manzanilla.
Niveles
Rendimiento (%)
altitudides
Repeticiones
(msnm)
1
I
1
1
2
1
3
1
Media
N3 (2205)
0.0239
0.0283
0.0171
0.023 1
N4 (2800)
0.0322
ND
ND
0.0322
1
NI: Panajachel, Sololá, N2: Sololá, Sololá, N3: Cantón Xacaxac, Sololá, N4:Aldea el
manzanilla, aguacatán, Huehuetenango.
Gráfica 1. Rendimiento de aceite esencial de ajenjo en función del nivel altitudinal de
cosecha
( Gráfica 2.
cosecha.
Rendimiento de aceite esencial de hinojo en función del nivel altitudinal de
/
h
Aceite esencial de hinojo
Rendimiento contra nivel altitudinal
Gráfica 3. Rendimiento de aceite esencial de pericón en función del nivel altitndinal de
cosecha.
Gráfica 4. Rendimiento de aceite esencialde manzanilla en función del nivel
altitudinal de cosecha.
7
m.1.2. Resultados del análisis de varianza, utilizando el paquete SAS.
Los presentes cuadros compilan el análisis estadístico en detalle para los resultados
obtenidos, en la investigación de los aceites esenciales de las especies en estudio.
Cuadro 5. Análisis de varianza para los rendimientos porcentoales de aceite esencial
de ajenjo.
l~uente
IG.
1
(
I
3
l
lcuadrados Valor de F Pr > F
1
1
Modelo
L. /suma de
lcuadrados
(medios
I
I
I
.
0.00350180 0.00116727 2.53
1
I
1
I
O. 1306
---
Total Corregido 11
Ide
0.00719046
l~oeficientede l ~ a i cuadrada
z
Irendimiento1
Cuadro 6. Análisis de varianza para los rendimientos porcentuaies de aceite esencial:de
hinojo.
puente
IG. L. l~urnade
I
I
Modelo
3
I
I
I
l
I
Icuadrados Valor de F Pr > F
I
0.00318033 0.00106011 4.87
,
1
Toial ~ o r r e ~ i d o l l l 0.00492013
1
0.0326
I
I
Coeficiente
lde
(coeficientede Raíz cuadrada
(rendimiento1
~deteminaciónviación( ~ . ~ . ) l derror
e l e~tándarl~romedio(
Cuadro 7. Análisis de varianza para los rendimientos porcentuales de aceite esencial
de pericón.
Fuente
G. L. Suma de
Cuadrados Valor de F Pr > F
cuadrados medios
Modelo
3
0.09983257 0.03327752 12.18
Error
8
0.02186318 0.0027329
0.12 169575
Total Corregido 11
[coeficiente
0.0024
I
Cuadro 8. Análisis de varianza para los rendimientos porcentuales de aceite esencial
de manzanilla.
Fuente
G. L. Suma de
Cuadrados Valor de F Pr > F
cuadrados medios
Modelo
2
0.00050967 0.00025483 0.25
Error
6
0.00616901 0.00102817
Total Corregido 8
0.00667868
0.7881
Coeficiente
Coeficiente de Raíz cuadrada
de
rendimiento
determinación variación (C.V.) del error estándar promedio
O. 032065
103.1769
0.076312
0.031078
IIL1.3 Propiedades fisicoquímicas de los aceites extraídos.
En los siguientes cuadros se agrupan las propiedades fisicoquírnica determinadas
para los aceites esenciales extraídos de cuatro plantas medicinales, cultivadas a
diferentes niveles altitudinales de Guatemala.
IIL1.4 Densidades e índices de refracción medidos a 23.0 "C.
Cuadro 9. Aceite esencial de ajenjo.
Densidad
I
Niveles altitudinales (msnm)
1
I
I
I
0.7800
0.7640
0.6973
0.9210
I
I
I
I
11.5297
11.5240
Índ. de Ref. 11.5253
1S243
I
NI: Panajachel, Sololá , N2: Sololá, Sololá; N3: Cantón Xacaxac, Sololá, N4: Los
Encuentros Sololá.
Cuadro 10. Aceite esencial de hinojo.
Niveles altitudinales (msnm)
1317
2000
21 13
0.9267
0.9257
0.9367
Índ. de Ref. 1-5280
1.5340
1.5310
Densidad
2287
NI: Cobán A.V. N2: Chimtla, Huehuetenango. N3: Sololá, Sololá. N4: Tecpán,
Chimaltenango.
Cuadro 11. Aceite esencial de pericón.
Niveles altituáinales (msnm)
1600
1766
21 13
2205
1.0 105
1.1223
1.1583
1.0130
h d . de Ref 1S420
1S326
1.5315
1.5317
Densidad
NI: San Antonio Palopó, Sololá, N2: Los Aposentos, Chimaltenango, N3: Sololá, Sololá,
N4: Cantón Xacaxac, Sololá.
Cuadro 12. Aceite esencial de manzanilla.
Niveles altitudinales (msnm)
lhd. de Ref
IND
1"
P
I
NI: Panajachel, Sololá, N2: Sololá, Sololá, N3: Cantón Xacaxac, Sololá, N4: Aldea el
manzanilla, aguacatán, Huehuetenango.
III.1.5 Componentes químicos mayoritarios identificados en cada una de las especies
en estadio en función del nivel altitudinal.
1
componentes mayoritarios del aceite esencial de
ajenjo.
COMPONENTES PRINCIPALES DEL ACEITE ESENCIAL DE
AJENJO
--
1
-
6. Contenido porcentual de los componentes mayoritarios del
de hinojo.
I
Grtífico 7. Contenido porcentual de los componentes mayoritarios del aceite esencial
de nericón.
COMPOSICIÓNDEL ACEITE ESENCIAL DE P E R I C ~ N
Grhfico 8. Contenido porcentual de los componentes mayoritarios del aceite esencial
'
de manzanilla.
-
. . ..
...
.
~ . .'
. ..,.'
..
COMPONENTES MAYORITARIOS:DEL.ACEUX
ESENCWE
-:$:;: :::;:.:;.-,,;{
... . ., - . ..:
,._..::..:..+
.. .--.
>... .'.._
'i ,',\:':':;,:.;'~;,;,;::.'
.. . .....
.
.
,
'
'
Cuadro 13. Componentes identificados en cada una de las muestras de aceite esencial
de ajenjo.
NI: Pan
Encuentros Sololá.
Cuadro 14. Componentes identificados en cada una de las muestras de aceite esencial
de hinojo.
P
Altitud (msnm) 4 - AW anisol Aneto1
Mirceno
Cimeno
1 1317
2 1317
71.72
3 1317
60.94
4 2000
71
5 2000
79.58
2.99
7.65
4.16
6 2000
2.13
2.95
7 2113
8 2113
9 2113
10 2287
-
86.64
13.36
1O0
94.63
2.5
11 2287
12 2287
L
69.33
A
Nl: Cobán A.V. N2: Chiantla, Huehuetenango. N3: Sololá, Sololá. N4: Tecpán,
Chimaltenango.
Cuadro 15. Componentes identificados en cada una de las muestras de aceite esencial de
pericón.
L
.
i
i
l
l
l
N 1: San Antonio Palopó, Sololá, N2: Los Aposentos, Chmaltenango, N3: Sololá, Sololá,
N4: Cantón Xacaxac, Sololá.
Cuadro 16. Componentes identificados en cada una de las muestras de aceite esencial
de manzanilla.
NI: Panajachel, Sololá, m: Sololá, Sololá, N3: Cantón Xacaxac, Sololá, N4 Aldea el
manzanilla, aguacatán, Huehuetenango.
Ilt.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS
De acuerdo al análisis de varianza para el porcentaje de rendimiento de aceite
esencial de manzanilla(cuadro4) se observa que existe diferencia significativa en el factor
altitud, al 5% de significancia. La prueba de Tukey indica que para tres altitudes no se tiene
una diferencia significativa en cuanto al rendimiento de aceite esencial y sí hay diferencia
significativa de estos valores con relación a la altitud de 2,113 msnrn donde se obtuvo el
menor rendimiento de 0.0097%. No se observa una tendencia específica del rendimiento de
aceite esencial de manzanilla con relación a la altitud donde se cultiva la planta , ya que a
la menor altitud de 1570 msnm se obtiene un rendimiento de 0.027% y a la mayor altitud
de 2,800 rnsnrn se obtiene un rendimiento de 0.029%. Los valores obtenidos están muy por
debajo del valor reportado por Fenarolis(l998), que se encuentra en el rango entre 0.3% a
1.0%, dependiendo del área de producción. En cuanto a las propiedades fisicoquímicas del
aceite esencial de manzanilla, no se observó el color m 1 que reporta Fenarolis(l998) y
Cáceres(1996), lo que indica que no posee en su composición q u e d a el componente
camazuleno, el color observado fue amarillo. Los valores obtenidos para la densidad del
aceite esencial de manzanilla se encuentran en un rango entre 1 y 1.75 g/mL, valores muy
altos, comparados con valores reportados que se encuentran en el rango de 0.896-0.9459
g/mL, a 20 " C ,esto se debe a que la consistencia del aceite obtenido no era muy fluida, a
diferencia de los aceites esenciales obtenidos de otras especies, se considera que además del
aceite esencial, el vapor arrastró otros componentes, como por ejemplo ceras, situación que
no es posible detectar en los análisis realizados. En los resultados de la cromatografia
gaseosa(gráfica 8, cuadro 16) se observa que para el componente bisabolol, se tiene un
comportamiento ascendente en cuanto a contenido porcentual de bisabolol, versus nivel
altitudinal, lo que indica que la manzanilla cultivada a mayor nivel altitudínal es mas rica
en este componente activo, uno de los responsables de la propiedad medicinal de la
manzanilla de inhibir la idlarnación experimental aguda y crónica. Fenarolis(l998) y
Cáceres(1996), reportan para este aceite esencial los componentes: azuleno(26-46%),
camazuleno ,(aprox. 1-15%), guajazuleno, bisabol y bisabolol entre otros, en este caso para
el análisis de cromatografia gaseosa, se inyectó únicamente bisabolol por no contar con los
estiindares de los otros componentes. En cuanto a los valores del índice de refracción, no
fue posible determinar este valor, debido a la consistencia sólida del aceite obtenido.
De acuerdo al análisis de varianza para el porcentaje de rendimiento de aceite esencial de
peficón (cuadro 3, gráfica 3), se observa que existe diferencia significativa en et factor
altitud, al 5% de significancia. La prueba de Tukey indica que en 3 de los 4 tratamientos no
existe diferencia significativa, pero sí existe diferencia significativa de éstos con el menor
valor de rendimiento de aceite esencial obtenido para una altitud de 1600 msnrn que fue de
0.02943%. El mayor valor de rendimiento de aceite esencial obtenido a una altitud de 1766
msnm fue de 0.283113%. El comportamiento de los datos no tiene una tendencia definida,
en 3 de los valores de altitudes se observa un incremento en rendimiento de aceite esencial
conforme aumenta el nivel altitudinal en el que la planta se cosecha, el dato de rendimiento
correspondiente a 1766 m s m que es el valor mas alto, se considera que es debido a que la
materia prima utilizada proviene de los campos de experimentación del Instituto de Ciencia
y Tecnología Agrícolas, ICTA, en donde se tienen cultivos controlados. Según se indica en
la literatura, son varios factores los que afectan el rendimiento y calidad de los aceites
esenciales, entre ellos: calidad del suelo, horas de luz que recibe la planta, cuidados que
ésta recibe en su crecimiento y el tratamiento postcosecha, específicamente el secado, por
lo que se considera que todos estos factores hace que el pericón proveniente de los campos
experimentales del ICTA tiene un alto rendimiento de aceite esencial.
El valor del rendimiento de esencial de pericón, proveniente del nivel altitudinal de
1766 msnm ,cultivado en las instalaciones del ICTA de Chimaltenango, está muy cercano
al valor reportado por Fenarolis(l998) y Cáceres(1998) , que se encuentra en el rango de
0.3%-0.4% , dependiendo de la región de producción. En cuanto a los valores de los
parámetros fisicoquímicos, los valores obtenidos para la densidad del aceite esencial de
pericón se encuentran en un rango entre 1.O105 y 1.1583 g/mL, y un valor promedio de
1.10295 valores cercanos al valor teórico reportado de 0.971 g/mL a 26 "C, el valor de la
densidad del aceite esencial muy cercano al del agua a la misma temperatura fue el factor
que determinó que en el momento del proceso se tuviera que utilizar hexano como solvente
para mejorar la separación de la mezcla aceite esencial-hidrolato. La consistencia del aceite
obtenido fue fluida,el color amarillo, como se reporta en la literatura. En los resultados de
la cromatografia gaseosa (gráfica 7, cuadro 15) . La literatura reporta para este aceite
esencial los componentes principales : limoneno 16.5%, B-ocimeno 14%, B-cariofileno
28% , mirceno 4-5%, anetol, alil anisol, esdragol, éter metilico de eugenol, tagetona,
dihidrotagetona, tetrahidrotagetona, linalool. Según se observa en el cuadro No. 15 El
aceite esencial de pericón obtenido es rico en B-cariofileno, obteniéndose el menor valor
promedio de 15.46% a una altitud de 1600 msnm y el máximo valor promedio de 33.61% a
una altura de 2205 msnm. Se observa en cuanto al componente B-cariofileno, que conforme
aumenta el nivel altitudinal, aumenta el valor en porcentaje del mencionado componente.
La literatura reporta un valor de 28% para el B-cariofileno. Otros componentes
mayoritarios son el Alil anisol, cuyo máximo valor promedio de 26.82% se obtiene a un
nivel altitudinal de 1766 msnm que corresponde a la materia prima proveniente del ICTA,
Chimaltenango. Para el componente Aneto1 se tiene un máximo valor promedio de 3 1.37%
a un nivel altitu-
de 2205 msnm . Otros componentes, Mirceno, limoneno y linalool se
tienen en un valor muy pequeño comparado con lo que reporta la literatura. En cuanto a los
valores del índice de refracción, se obtuvo un valor promedio de 1.53445, el cual coincide
con el valor reportado de 1.53 a 26' C. El valor de densidad promedio obtenido fue de
1.0760 g/mL y el reportado es de 0.971 g/mL.
De acuerdo al análisis de varianza para el porcentaje de rendimiento de aceite
esencial de ajenjo(cuadr0 1, gráfica 1) se observa que no existe diferencia significativa en
el factor altitud, al 5% de significancia. La prueba de Tukey indica que para las cuatro
diferentes altitudes no se tiene una diferencia significativa en cuanto al rendimiento de
aceite esencial . El valor promedio obtenido fue de 0.0486%, que es un valor bajo
comparado con el reportado por Cáceres(1996) de 1-2%, para ajenjo dependiendo de la
región de producción. En cuanto a las propiedades fisicoquímicas del aceite esencial de
ajenjo, el valor promedio obtenido para la densidad del aceite esencial es de 0.7906 g/mL,
el valor reportado por Cáceres(1996) es de 0.9346 g/mL En los resultados de la
cromatografía gaseosa(gráfica 5, cuadro 13) se observa que el componente mayoritario
obtenido es el bisaboleno, para el cual se tiene un valor promedio de 12.89% para un nivel
altitudinal de 1570 msnm, se observa un descenso en el valor conforme se incrementa el
nivel altitudinal y luego un ascenso para el nivel altitudinal mas alto de 2579 msnm cuyo
valor promedio es de 9.82 %. Los otros componentes inyectados en el cromatógrafo de
gases fueron alpha-pineno felandreno y canfeno, los cuales solo pudieron ser detectados en
algunas muestras y en baja
cantidad. No fueron inyectados los componente tuyona, tuyol, azuleno y otros. Sin
embargo, se cree que se tiene presencia de azuleno, por la coloración ligeramente azul del
aceite esencial. La literatura reporta para este aceite esencial los componentes: felandreno,
alpha-pineno, tuyona(3-12%), tuyol y derivados(a1coho1 , isovalerato, palmitato),
bisaboleno, camfeno, cadineno, felandreno, nerol y d e n o ( camazuleno , 3,6 y 5,6
dihidrocamanileno. En cuanto al valor del índice de refracción, se obtuvo un valor
promedio de 1S258 y no se encontró el valor reportado en la literatura.
De acuerdo al análisis de varianza para el porcentaje de rendimiento de aceite
esencid de hinojo(cuadro 2, gráfica 2) se observa que existe diferencia significativa en el
factor altitud, al 5% de significancia. La prueba de Tukey indica que para el nivel
altitudinal de 21 13 msnm se obtiene el máximo valor de rendimiento que es 0.04817% esta
altitud corresponde a la cabecera departamental de Sololá y para el nivel altitudinal de
2287 msnm se obtiene el mínimo valor de rendimiento de 0.00280%, esta altitud
corresponde al municipio de Tecpán, Chimaltenango. El valor máximo obtenido de
0.04817% es bajo, comparado con el valor reportado por Fenarolis(l998) y Cáceres(1996)
que indican que el aceite esencial del fruto del hinojo dulce contiene del 2% al 6% de
aceite esencid, constituido por hasta más de un 80% de trans-anetol,, y hasta un 20% de
(+)-fenchona. El h t o de hinojo amargo (Foeniculi amarijkctus) contiene un mínimo del
4% de aceite esencial , constituido por al menos un 60% de anetol y un 15% de fenchona;
mientras que para el h t o de hinojo dulce (Foeniculi duZcis +tus)
tiene un contenido
mínimo de aceite esencial del 2%, con una riqueza de anetol no inferior al 80%. Se
considera que uno de los factores que incidieron en el valor de rendimiento bajo obtenido
es debido a que se utilizó como materia prima en la extracción la planta completa y no solo
el fmto como se reporta.
En cuanto a las propiedades fisicoquímicas del aceite esencial de hinojo, el valor
promedio obtenido para la densidad es de 0.9297 glrnL, el valor reportado es de 0.970
g/mL En los resultados de la cromatografía gaseosa(gráfica 6, cuadro 14) se observa que se
tienen 2 componentes mayoritarios, uno de ellos es el 4-alil anisol, para el cual se obtiene
el máximo valor de 94.63% corresponbente d nivel altituduial mas alto de 2,287 msnrn, de
Tecpán. Chimaltenango. El otro componente es el anetol, para el que se tiene un valor
promedio de 93.32% correspondiente a una altura de 2,113 msnm, de la cabecera
departamental de Sololá. Los otros componentes inyectados al cromatógrafo fueron
mirceno, pcimeno y lirnoneno, los cuales fueron detectados en pocas muestras y en valores
pequeños comparados con los 2 mayoritarios, tal como se indicó anteriormente , Cáceres
(19%) reporta para el aceite esencial de hinojo los componentes trans y cis anetol(50-80%),
dipenteno, canfeno, safrol, alpha-pineno, felandreno, mirceno, estragol, fenchona, ácido
anísico y aldehídos.
PARTE IV
W.1 CONCLUSIONES
N.l.l De las 4 especies de plantas medicinales estudiadas, para el pericón (Tagetes
Lucidu Cav.),se obtuvo un porcentaje de rendimiento de 0.283 1%muy cercano al
valor que reporta la literatura, para las demás especies, manzanilla,
pericón,
ajenjo e hinojo se obtuvo valores muy bajos comparados con el valor que reporta
la literatura.
N. 1.2 De las 4 plantas medicinales estudiadas, el pericón (Tagetes Lucida Cm.), es la
que presenta una alternativa de industrialización en la extracción de su aceite
esencial, ya que el porcentaje de rendimiento de éste fue el mas cercano a los
valores teóricos reportados y cumple con las especificaciones de calidad.
IV.1.3 Los resultados obtenidos en el presente proyecto de investigación se dieron a
conocer a FUNCEDESCRI
la Fundación Centro de Servicios Cristianos,
contrapartida en el proyecto y se dará a conocer
a personas interesadas,
instituciones gubernamentales o no gubernamentales dedicadas a la temática.
N.1.4 Los valores obtenidos para la densidad del aceite esencial de pericón e hinojo se
encuentran cercanos al valor que reporta la literatura, no así los valores para la
densidad de la manzanilla y el ajenjo. Los valores de la densidad del aceite
esencial de manzanilla que se encuentran en el rango entre 1-1.75 g/mL son altos,
comparados con el valor que reporta la literatura en el rango de 0.896-0.9459g/mL
N.1.5 No se determinó el valor del índice de refracción del aceite esencial de manzanilla,
debido a la consistencia cerosa del mismo. El valor promedio del índice de
refracción del aceite esencial de pericón obtenido fue de 1.5344, el cual coincide
con el valor reportado de 1.53 a 26OC.
IV.1.6 Los valores obtenidos para el principio activo bisabolol del aceite esencial de
manzanilla se encuentran en el rango entre 7.1% -66.34% y se observa un
comportamiento ascendente en cuanto a contenido porcentual de bisabolol versus
nivel altitudinal.
W.1.7 El
valor máximo obtenido para el principio activo B-cariofileno del aceite
esencial de Pericón, es de 33.61%, este valor es cercano al reportado de 28% y se
observa un comportamiento ascendente en cuanto al contenido porcentual de Bcariofileno versus nivel altitudinal.
IV.1.8 El principio activo mayoritario para el aceite esencial de ajenjo obtenido es el
bisaboleno con un valor promedio de 12.89%, los otros componentes inyectados
en el cromatógrafo de gases: alpha pineno, felandreno y canfeno solo pudieron
ser detectados en algunas muestras y en baja cantidad.
N.1.9 Se encontraron 2 principios activos mayoritarios para el aceite esencial de
hinojo:
4-alil anisol, para el cual se tiene el valor máximo de 94.63
correspondiente al nivel altitudinal mas alto estudiado. El otro componente es el
anetol, con un valor promedo de 93.32%.
N.2 RECOMENDACIONES
IV.2.1 Para la extracción del aceite esencial de las 3 plantas medicinales estudiadas:
manzanilla, ajenjo e hinojo se recomienda realizar mas pruebas a nivel de laboratorio,
evaluando parárnetros como: parte de la planta a utilizar, numero de horas de
extracción, granulometría, etc., con el fin de determinar la metodología necesaria
para obtener los rendimientos reportados en la literatura.
IV.2.2 Para la extracción del aceite esencial de manzanilla se recomienda utilizar
materia prima de otras Variedades y de otros niveles altitudinales, así como aumentar
el numero de horas de extracción.
IV.2.3 Para la extracción de aceite esencial de pericón se recomienda evaluar materia
prima
proveniente
de
otros
niveles altitudinales ó
de
otras regiones
aproximadamente de los mismos niveles altitudinales evaluados, así como utilizar
en la extracción solo las hojas y las flores.
IV.2.4 Para la extracción de aceite esencial de hinojo se recomienda utilizar el fiuto y
no la planta completa, para mejorar el porcentaje de rendrniento, especificar además
si es hinojo amargo ó dulce.
IV.2.5 Para la extracción de aceite esencial de ajenjo, se recomienda evaluar otras
variables tanto en relación con la materia prima como el proceso, ya que el
rendimiento fue bastante bajo.
IV.2.6 Al realizar la cromatograña gaseosa para los aceites esenciales de r n d l a ,
pericón, ajenjo e hinojo se recomienda inyectar al cromatógrafo la mayoría
estándares de los componentes de cada aceite.
de
N.3 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1.Asociación de Productores de Aceites Esenciales, Cuadrágesima y quincuagésima
memoria, Guatemala C.A.
2.Austin, George T. Manual de Procesos Químicos en la Industria, quinta edición en
inglés, primera en espaÍIo1, editorial Mc Graw Hill, Tomo 11.
3.Cáceres Armando, Plantas de Uso Medicinai en Guatemala. Editorial universitaria,
Universidad de San Carlos de Guatemala, 1996.
4.Ester, H, Importancia de los aceites esenciales en Guatemala y perspectivas para el
futuro, Dragoco, Report. Dic. 1971.
5.Fenarolis Handbook of Flavor Ingredientes L.H. Análisis de los aceites esenciales de
cítricos por cromatografia en fase vapor, perfumena moderna, 45, 46, 47 al IV
1973.
6.Manud on the Essential Oil Industry. Vienna, Editor K. Tuley De Silva. United
Nations Industrial Development Organization, 1995.
7. Ortiz H. Sergio, la producciím de aceites esenciales en Guatemala y sus posibilidades
de ensanchamiento, tésis de Ingeniero Agrónomo Universidad de San Carlos de
Guatemala, 1959. Santander, 5, A Perfumen and flavor material of natural origen,
Editorial Elizabeth, New Jersey, 1980.
8.Progress in essential oil reseaarch Editar F. Bunke, editorial Walter de Oroyle,
Germany 1985.
9.Puhlow M. El gran libro de las plantas medicinales, Editorial Everest, 6a edición,
Espaila 1985.
10. Raymond E. Kirk y Donald F. Othmer Enciclopedia de Tecnología Química. la
edición en Español. México, Editorial Hispanoamericana, Unión tipogrlifica, 1961.
11. Santander, A. Perfumen and flavor material of natural origen, Editorial Elizabeth,
New Jersey, 1980.
12. Sharapin, Níkolai. Fundamentos de Tecnología de productos Fitoterápicos.la
edición. Publicación del Convenio Andrés Bello, 2000.
13. The domestic production of essential oil from aromatic plants bulletin national
farmachemurgic council, columbus, Ohio 1968.
14. Revista de la Gremial de exportadores de Guatemala, Agosto de 1997.
15. UNCTADIGATT, Centro de Comercio Internacional Aceites Esenciales y
Oleorresinas, Estudio de distintos productores y mercados Importantes. Financiado
por el Gobierno de Dinamarca. Ginebra 1986.
16. Uriquiza. Destilación por arrastre por vapor de agua. Experimento No. 13,
Guatemala, 1992.
17. World Health Orgmkation Geneva. Selected medicinal Plants, volume 1, 1999.
DATOS ORIGINALES
Cuadro 1. Aceite esencial de Ajenjo.
9
N4R3
10
SUPl
11
SLIP2
12
SUP3
11.206 10.813
3
11-428 10.799
2
11.205 10.696
3
11.301 10.533
0.7678
3
2270
0.0500
0.625
1524
2270
0.0277
0.775
1.526
2270
0.0224
O. 769
1.524
2270
0.0338
O. 796
1.526
Cuadro 2. Aceite esencial de Hinoio.
1
1
2
3
4
FARl
FAR2
FAR3
N3R1
Masa Masa
Masa Neta Masa Muestra Rendimiento
DENSIDAD
IND. REF
Bruta
Vial
11.3072 11.O739 0.2333
3632
0.0064
no determinado no det.
10.9245 10.9155 0.009
3632
0.0002
no determinado no det.
10.8022 10.7372 0.065
3632
0.0018
no determinado no det.
6.9345
7.4
1.23
3632
0.0339
0.93
1.526
0.85
0.0388
1.531
0.0231
1
1.528
8 SOLOLA2 12.3536 10.5986 1.755
9 SOLOLA3 11.3346 10.5986 0.736
10.6523 10.1922 0.4601
10
SUPl
11
10.9701 10.5763 0.3938
SUP2
12
SUP3
3632
3632
3632
3632
Cuadro 3. Aceite esencial de Pericón.
Código
Masa Masa
Bruta Vial
Masa
Muestra
Masa
Neta
3632
1.156
1
FARl
2
FAR2
3
FAR3
1.98
3632
4
N2R1
2
3632
5
N2R2
3.8
3632
6
N2R3
3.87
3632
7
N2R4
4.4
3632
8
N3R1
5.82
3632
9
N3W
3.76
3632
10
N3R3
6.05
3632
11
N4R1
4.41
3632
12
N4W
3.74
13
N4R3
2.69
10.799 10.727
8
3632
'
1
Cuadro 4. aceite esencial de Manzanilla.
3632
3632
IND.
REF.
Rendimient
O
0.031 82819
4
.03
1.546
no determinado no det.
6
0.05451541
1S38
9
0.10869565
1.532
33
2
0.20652173
1.536
9
0.21032608
.222
1.524
7
0.23913043
1.534
67
5
0.31 630434
1
1.534
8
0.20434782
1.532
1.2
6
0.32880434
1.532
. 67
8
0.23967391
1.S31
.1
3
1.533
0.20326087
0.929
0.14619565
1.531
1
2
Rendimiento promedio del aceite esencial de las especies en estudio.
Cuadro 5. Rendimiento promedio porcentual del aceite esencial de Ajenjo
1
l
l
msnm
1570
1
rend
0.02797
Cuadro 6. Rendimiento promedio porcentual del aceite esencial de Hinojo
r
I
I
Cuadro 7. Rendimiento
esencial de Pericón
0.02943
0.28313
0.17517
O. 1964
21 13
2205
Cuadro &Rendimiento promedio porcentual del aceite esencial de Manzanilla
r
1
I
msnm
1
[
rend
1