Chiluiza Oviedo Vicky Katiuska Estupiñan Estupiñan Favio...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA INGENIERÍA QUÍMICA

TÍTULO DEL TRABAJO DE TITULACIÓN PRESENTADO

“Extracción de aceite a partir de la semilla de Jacaranda mimosifolia”.

AUTORES:

Chiluiza Oviedo Vicky Katiuska

Estupiñan Estupiñan Favio Renato

Carátula

TUTOR:

Q.F. LUIS FELIPE ZALAMEA MOLINA, Mgtr.

GUAYAQUIL-ECUADOR

2018

ii


FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

TRABAJAO DE TITULACIÓN PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR

POR EL TÍTULO DE

INGENÍERO QUÍMICO

TITULO DEL TRABAJO DE INTITULACIÓN PRESENTADO

“Extracción de aceite a partir de la semilla de Jacaranda mimosifolia”.

AUTORES:



Caratula.

TUTOR:


GUAYAQUIL-ECUADOR

iii

2018

Repositorio nacional en ciencias y tecnología

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TÍTULO Y SUBTÍTULO:

“Extracción de aceite a partir de la semilla de jacaranda mimosifolia.”

AUTOR/ES:



TUTOR:

Q.F. LUIS FELIPE ZALAMEA MOLINA, Mgtr..

REVISORES:

Docente Revisor Ing. SANDRA RONQUILLO

CASTRO, Mgtr

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA: INGENIERÍA QUÍMICA

FECHA DE PUBLICACIÓN: N° DE PÁGS.: 60

ÁREA TEMÁTICA: Medicina con ácidos grasos insaturados catálisis de inhibición microbiana de los

Gram Positivo de Staphylococcus aureus

PALABRAS CLAVES: Ácidos linóleos conjugados, HPLC, Jacaranda mimosifolia.

RESUMEN

El presente trabajo describe la extracción de aceite a partir de la semilla del árbol de Jacaranda

mimosifilia perteneciente a la familia Bignoniácea conocida como jacaranda y gualanday. Mediante

lixiviación se obtiene un rendimiento del 15% de aceite a partir de 350g de semillas. El perfil

cromatográfico líquida de alta eficiencia de los extractos metanólico de las semillas mostro los

resultados siguientes : C16:0 6.18 %; C18:0 10.3 %; C18:1 (n-9) 28.61%; C18: (n-6) 45.95%; C

20:4 (n-6) 5.04%; Total de omega 3 3.92%; omega 6 50-99%; total omega 9 28.61%; relación ω-

3/ω-6 0.08%; Total de saturados 16.48%; Total de insaturados 83.52%; Total monoinsaturados

28.61%; Total polinsaturados 54.90%; Total HUFA´S 3.92%. Las pruebas de inhibición para bacterias

Gram positivas el halo fue de 2.36 cm, en las bacterias Gram negativas no hubo inhibición.

iv

Palabras Claves: Ácidos linóleos conjugados, HPLC, Jacaranda mimosifolia.

N° DE REGISTRO (en base de datos): N° DE CLASIFICACIÓN:

DIRECCIÓN URL (tesis en la web):

ADJUNTO PDF SI

NO

CONTACTO CON AUTORES:



Teléfono:

042432272 / 0994263846

0967795437

E-mail:

[email protected]

[email protected]

CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN Nombre: Universidad de Guayaquil

Teléfono: (04)228-7072, 2287258

v

FACULTAD INGENIERÍA QUÍMICA INGENIERÍA QUÍMICA

UNIDAD DE TITULACIÓN

Guayaquil, viernes 13 de abril del 2018

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR REVISOR

Habiendo sido nombrado Ing. Sandra Ronquillo Castro, Mgtr, tutor del trabajo de titulación

“Extracción de aceite a partir de la semilla de jacaranda mimosifolia”. Certifico que el

presente trabajo de titulación, elaborado por Chiluiza Oviedo Vicky Katiuska, con C.I. No.

0915841894 y Estupiñan Estupiñan Favio Renato con C.I. No.0802522359, con mi respectiva

supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título de Ingeniero Químico, en la

Carrera de Ingeniería Química /Facultad de Ingeniería Química, ha sido REVISADO Y

APROBADO en todas sus partes, encontrándose apto para su sustentación.

_______________________________

Ing. Sandra Ronquillo Castro, Mstr

C.I. No. 0910572866

ANEXO 11

vi

FACULTAD INGENIERÍA QUÍMICA

INGENIERÍA QUÍMICA

UNIDAD DE TITULACIÓN

LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO EXCLUSIVA PARA EL USO NO

COMERCIAL DE LA OBRA CON FINES NO ACADÉMICOS

Nosotros, Chiluiza Oviedo Vicky Katiuska con C.I. 0915841894 y Estupiñan

Estupiñan Favio Renato con C.I. 0802522359, certificamos que los contenidos

desarrollados en este trabajo de titulación, intitulado es “Extracción de aceite a partir

de la semilla de jacaranda mimosifolia.” son de nuestra absoluta propiedad y

responsabilidad Y SEGÚN EL Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA

SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN*, autorizamos

el uso de una licencia gratuita intransferible y no exclusiva para el uso no comercial

de la presente obra con fines no académicos, en favor de la Universidad de

Guayaquil, para que haga uso del mismo, como fuera pertinente

Chiluiza Oviedo Vicky Katiuska Estupiñan Estupiñan Favio Renato

C.I. 0915841894 C.I. 0802522359

ANEXO 12

*CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN (Registro Oficial n. 899

- Dic./2016) Artículo 114.- De los titulares de derechos de obras creadas en las instituciones de educación superior y centros

educativos.- En el caso de las obras creadas en centros educativos, universidades, escuelas politécnicas, institutos superiores

técnicos, tecnológicos, pedagógicos, de artes y los conservatorios superiores, e institutos públicos de investigación como

resultado de su actividad académica o de investigación tales como trabajos de titulación, proyectos de investigación o

innovación, artículos académicos, u otros análogos, sin perjuicio de que pueda existir relación de dependencia, la titularidad de

los derechos patrimoniales corresponderá a los autores. Sin embargo, el establecimiento tendrá una licencia gratuita,

intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la obra con fines académicos.

vii


FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

CARRERA INGENIERIA QUIMICA

Certificado Sistema Anti plagio

Habiendo sido nombrado Q.F. LUIS FELIPE ZALAMEA MOLINA, MGTR. tutor del trabajo de titulación certifico que el presente proyecto ha sido elaborado CHILUIZA OVIEDO VICKY KATIUSKA, con C.I. 091584189-4, ESTUPIÑAN ESTUPIÑAN FAVIO RENATO, con C.I. 080252235-9, con mi respectiva supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título de INGENIERO QUÍMICO. Se informa que el proyecto: “Extracción de aceite a partir de la semilla de Jacaranda mimosifolia”, ha sido orientado durante todo el periodo de ejecución en el programa antiplagio (URKUND) quedando el 8% de coincidencias.

https://secure.urkund.com/view/16964445-251036-988649#DccxDglxDADBv6

______________________________________


C.I.: 090419005-5














viii




Certificación del tutor

Habiendo sido nombrado Q.F. LUIS FELIPE ZALAMEA MOLINA, Mgtr. tutor del trabajo

de titulación certifico que el presente proyecto ha sido elaborado por CHILUIZA OVIEDO

VICKY KATIUSKA, con C.I. 091584189-4, ESTUPIÑAN ESTUPIÑAN FAVIO RENATO,

con C.I. 080252235-9, con mi respectiva supervisión como requerimiento parcial para

la obtención del título de INGENIERO QUÍMICO.

Tema: “Extracción de aceite a partir de la semilla de jacaranda mimosifolia”

Certifico que he revisado y aprobado en todas sus partes, encontrándose apto para su

sustentación.

_______________________________________

Q. F. LUIS FELIPE ZALAMEA MOLINA, Mgtr.

C.I.: 090419005-5

ix




Renuncia de Derechos de Autor

Por medio de la presente certificamos que los contenidos desarrollados en este trabajo

de titulación son de absoluta propiedad, y responsabilidad de CHILUIZA OVIEDO

VICKY KATIUSKA, con C.I. 091584189-4, ESTUPIÑAN ESTUPIÑAN FAVIO RENATO,

con C.I. 080252235-9, intitulado: “Extracción de aceite a partir de la semilla de jacaranda

mimosifolia.”

Derechos que renuncio a favor de la Universidad de Guayaquil, para que haga uso como

a bien tenga.

______________________________________

CHILUIZA OVIEDO VICKY KATIUSKA

C.I. 091584189-4

___________________________________

ESTUPIÑAN ESTUPIÑAN FAVIO RENATO

C.I. 080252235-9

x

Agradecimiento

Agradezco a Dios y a la divina providencia porque he sentido su presencia en cada

paso que he dado con mis familiares compañeros y profesores que me han brindado

su apoyo y consejo.

Un agradecimiento a mi tutor de tesis quien no sólo me ha apoyado con sus

conocimientos sino también con su apoyo moral.

A todos aquellos que me apoyaron a escribir y concluir el presente trabajo de

titulación.

Un gran agradecimiento a mis padres y en especial a mi querida madre Luz

María Oviedo quienes me dieron la vida y educación.

Y un especial agradecimiento a mi amado esposo Byron Goyes que con su

amor, compresión, consejo y persistencia he culminado con excito el presente

proyecto.

Con todo el corazón, Chiluiza Oviedo Vicky Katiuska

xi

Agradecimiento

A Dios Jehová por guiarme, darme fuerzas y entusiasmo en el día a día, a seguir

adelante, afrontar y encarar los problemas.

A las personas que me colaboraron para alcanzar este objetivo.

A mi familia, con mucho amor; reflejo del sacrificio, tiempo, dedicación, atención de

este trabajo realizado. A todas aquellas personas que siempre me desearon lo mejor

y sus palabras de éxito.

A mis jefes la ing. Paute y la ing. Gavica por la oportunidad brindada para poder

culminar con éxito mi proyecto de titulación

Con amor: Estupiñan Estupiñan Favio Renato

xii

Dedicatoria

Dedico esta tesis a mis hijos Alessandro, Ariel y Santiago para que les sirva de ejemplo

que todos sus proyectos que inicien los culminen sin darse por vencido.

A mi hermano que su ejemplo y palabras cariñosas me impulso a concluir esta

tesis.

A mi madre que siempre ha estado incentivándome y apoyándome sin dejar de

decirme que puedo.

A mi amado esposo Byron que desde que estamos juntos ha estado presente en todo

el proceso para la culminación de esta etapa estudiantil.


xiii

Dedicatoria

A mi hijo ya que es el pilar fundamental que me fortalece día a día para poder seguir

adelante y que el presente trabajo sea un ejemplo para el iniciar y culminar sus

proyectos futuros con éxito.

A mi madre por el amor la paciencia y el apoyo que siembre brindo para

alcanzar la meta que ella siempre espero de mi persona.

A mi padre que desde el cielo siempre conté con su protección y sé que el

estará muy orgulloso de mi meta cumplida.

A mis hermanos que siempre estuvieron presentes en los momentos más

difíciles dándome su apoyo total y amor incondicional para siempre salir adelante.

A mi esposa por que ha estado a mi lado en todo momento apoyándome en mis

proyectos.

A todos aquellos que siempre tuvieron fe en mí que me fortalecieron con sus

palabras llenándome de fuerzas para vencer las adversidades que se presentaron en

el camino.


xiv

Contenido

Carátula .......................................................................................................................................................... i

Repositorio nacional en ciencias y tecnología ............................................................................................. iii

FICHA DE REGISTRO DE TESIS....................................................................................................................... iii

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR REVISOR ............................................................................................................ v

LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO EXCLUSIVA PARA EL USO NO COMERCIAL DE LA OBRA CON

FINES NO ACADÉMICOS ............................................................................................................................... vi

Certificado Sistema Anti plagio ................................................................................................................... vii

Certificación del tutor ................................................................................................................................ viii

Renuncia de Derechos de Autor .................................................................................................................. ix

Agradecimiento ............................................................................................................................................. x

Agradecimiento ............................................................................................................................................ xi

Dedicatoria .................................................................................................................................................. xii

Dedicatoria ..................................................................................................................................................xiii

Índice de tablas .......................................................................................................................................... xvii

Índice de figuras ........................................................................................................................................ xviii

Índice de anexos ....................................................................................................................................... xviii

Resumen ..................................................................................................................................................... xix

Abstract ........................................................................................................................................................ xx

Introducción .................................................................................................................................................. 1

Capítulo I ....................................................................................................................................................... 3

1.1. Tema .................................................................................................................................................. 3

1.2. Planteamiento del problema ............................................................................................................. 3

1.3. Formulación y Sistematización del Problema .................................................................................... 3

1.3.1. Formulación del problema de investigación. .............................................................................. 3

1.3.2. Sistematización del problema. .................................................................................................... 4

1.4. Objetivos de la Investigación ............................................................................................................. 4

1.4.1. Objetivo General. ........................................................................................................................ 4

1.4.2. Objetivos Específicos. .................................................................................................................. 4

1.5. Aportaciones ...................................................................................................................................... 4

1.6. Justificación del Proyecto................................................................................................................... 5

xv

1.6.1. Justificación Teórica. ................................................................................................................... 5

1.6.2. Justificación Metodológica. ........................................................................................................ 6

1.6.3. Justificación Práctica. .................................................................................................................. 6

1.7. Limitación de la investigación ............................................................................................................ 6

1.8. Hipótesis............................................................................................................................................. 7

1.9. Variables ............................................................................................................................................. 7

1.9.1. Variable independiente............................................................................................................... 7

1.9.2. Variable dependiente. ................................................................................................................. 7

1.10. Operacionalización de las variables ................................................................................................. 8

Capítulo II ...................................................................................................................................................... 9

2.1. Marco teórico ..................................................................................................................................... 9

2.1.1. Generalidades de la Jacaranda. .................................................................................................. 9

2.1.2. Tamaño ..................................................................................................................................... 10

2.1.3. Hojas ......................................................................................................................................... 10

2.1.4. Flores ......................................................................................................................................... 10

2.1.5. Raíces ........................................................................................................................................ 11

2.1.6. Frutos ........................................................................................................................................ 11

2.1.7. Semilla ....................................................................................................................................... 12

2.1.8. Taxonomía ................................................................................................................................. 12

2.2. Origen ............................................................................................................................................... 13

2.2.1. Hábitat....................................................................................................................................... 13

2.2.2. Sinónimos. ................................................................................................................................. 13

2.2.3. Nombres Vulgares. .................................................................................................................... 13

2.2.4. Aplicaciones. ............................................................................................................................. 14

2.3. Propiedades y Aplicaciones.............................................................................................................. 15

2.4. Composición Química ...................................................................................................................... 15

2.4.1 Ácido Jacarico. ............................................................................................................................ 16

2.5. Aceites .............................................................................................................................................. 16

2.6. Clasificación de los aceites ............................................................................................................... 17

2.6.1. Ácidos grasos monoinsaturados. .............................................................................................. 17

2.6.2. Ácidos grasos poliinsaturados. .................................................................................................. 18

xvi

2.7. Métodos de extracción .................................................................................................................... 18

2.7.1. Lixiviación. ................................................................................................................................. 18

2.7.2. Maceración. .............................................................................................................................. 19

2.7.3. Percolación. ............................................................................................................................... 19

2.7.4. Digestión. .................................................................................................................................. 20

2.7.5. Infusión. .................................................................................................................................... 20

2.7.6. Decocción. ................................................................................................................................. 20

2.8. Solventes Utilizados ......................................................................................................................... 20

2.8.1. Hexano. ..................................................................................................................................... 20

2.9. Equipo usado para la recuperación del solvente hexano. ............................................................... 21

2.9.1. Rotavapor. ................................................................................................................................. 21

2.10. Norma inen empleada ................................................................................................................... 22

2.11. Microorganismos ........................................................................................................................... 22

2.11.1. Hongos filamentosos .............................................................................................................. 22

2.11.2. Las bacterias ............................................................................................................................ 24

Capítulo III ................................................................................................................................................... 28

3.1. Desarrollo experimental .................................................................................................................. 29

3.1.1. Recolección de la materia prima. .............................................................................................. 29

3.1.2. Tipos de enfoques metodológicos. ........................................................................................... 29

3.2. Ingeniería de proceso....................................................................................................................... 29

3.2.1. Operaciones preliminares ......................................................................................................... 30

3.2.2. Operaciones del proceso .......................................................................................................... 30

3.2.3. Operaciones finales ................................................................................................................... 30

3.2. Extracción sólido-liquido de la semilla de Jacaranda ....................................................................... 31

3.3. Determinación del rendimiento del aceite ...................................................................................... 32

3.4. Determinación de propiedades físicas del aceite ............................................................................ 32

3.4.1. Densidad relativa del aceite a 20 °C. ......................................................................................... 32

3.4.2. Índice de refracción del aceite. ................................................................................................. 32

3.5. Análisis del aceite por Cromatografía de HPLC. ............................................................................... 33

3.6. Procedimiento para la extraccion del aceite de Jacaranda mimosifolia ......................................... 35

3.6.1. Obtención de la semilla ............................................................................................................. 35

xvii

3.6.2. Medición del solvente a utilizar (hexano) ........................................................................... 35

3.6.3. Preparación del equipo soxhlet .......................................................................................... 35

3.6.4. Recuperación del hexano empleado ................................................................................... 36

3.4. Procedimiento para la inhibición de microorganismos. .................................................................. 36

3.6.1. Diagrama de proceso del aceite de Jacaranda mimosifolia ..................................................... 38

3.6.2. Diagrama de proceso de recuperación del hexano .................................................................. 39

Capítulo IV ................................................................................................................................................... 40

4.1. Balance de materia .......................................................................................................................... 40

4.1.1. Balance en el Desemillado ........................................................................................................ 40

4.1.2. Rendimiento del aceite ............................................................................................................. 41

4.2. Resultados de las propiedades físicas del aceite ............................................................................. 42

4.3. Resultados del perfil de ácidos grasos en esteres metílicos o FAMEs ............................................. 42

4.4. Resultados de ensayo de Microbiología del aceite de Jacaranda. ................................................. 43

4.5. Materiales y sustancias usadas durante el ensayo de Microbiología .............................................. 44

4.5.1 Materiales. ................................................................................................................................. 44

4.5.2. Sustancias. ................................................................................................................................. 45

Conclusiones ............................................................................................................................................... 46

Recomendaciones ....................................................................................................................................... 47

Bibliografía .................................................................................................................................................. 48

Anexos ......................................................................................................................................................... 53

Índice de tablas

Tabla 1 Operacionalización de las variables. ........................................................................................ 8

Tabla 2 Normas empleadas. .................................................................................................................. 22

Tabla 3 Principales bacterias. ................................................................................................................ 25

Tabla 4 Parámetros extracción sólido – líquido en el equipo soxhlet. ............................................. 31

xviii

Tabla 5 Sistema de Elaboración Exploratorio empleado en la obtención de perfiles

cromatográficos por CLAE. ..................................................................................................................... 34

Tabla 6 Resultados de las características físicas del aceite. ............................................................ 42

Tabla 7 Valores de ácidos grasos en aceite de jacaranda. ............................................................... 43

Tabla 8 Resultados de Ensayos de Microbiología. ............................................................................. 44

Índice de figuras

Figura 1 Árbol de Jacaranda .................................................................................................................... 9

Figura 2 Fruto de la Planta ..................................................................................................................... 11

Figura 3 Muestras de capsulas tomadas de los árboles de Jacaranda mimosifolia. ............... 12

Figura 4 Estructura de los presentes ácidos. ...................................................................................... 15

Figura 5 Ácido oleico ............................................................................................................................... 17

Figura 6 Ácido linolénico ......................................................................................................................... 18

Figura 7 Análisis de espectrofotometría de masas ............................................................................. 54

Figura 8 Cromatogramas de la fracción clorofórmica de las cortezas de J. mimosifolia,

obtenidos por CLAE-FR, (ʎ = 210 µm). ................................................................................................ 54

Figura 9 Espectro de masa de la fracción clorofórmica de Jacaranda mimosifolia....................... 55

Índice de anexos

Anexo 1 Descripción grafica del proceso. ........................................................................................... 53

Anexo 2 Espectros reportados de los análisis correspondientes. ................................................... 54

Anexo 3 Descripción grafica de ensayo microbiológico. ................................................................. 56

xix


FACULTAD INGENIERIA QUIMICA


Autor: Chiluiza Oviedo Vicky Katiuska y Estupiñan Estupiñan Favio Renato

Tutor: Q.F. Luis Felipe Zalamea Molina Mgtr

Resumen

El presente trabajo describe la extracción de aceite a partir de la semilla del árbol

de Jacaranda mimosifilia perteneciente a la familia Bignoniácea conocida como

jacaranda y gualanday. Mediante lixiviación se obtiene un rendimiento del 15% de

aceite a partir de 350g de semillas. El perfil cromatográfico líquida de alta eficiencia

de los extractos metanólico de las semillas mostro los resultados siguientes :

C16:0 6.18 %; C18:0 10.3 %; C18:1 (n-9) 28.61%; C18: (n-6) 45.95%; C 20:4 (n-

6) 5.04%; Total de omega 3 3.92%; omega 6 50-99%; total omega 9 28.61%;

relación ω-3/ω-6 0.08%; Total de saturados 16.48%; Total de insaturados 83.52%;

Total monoinsaturados 28.61%; Total polinsaturados 54.90%; Total HUFA´S

3.92%. Las pruebas de inhibición para bacterias Gram positivas el halo fue de 2.36

cm, en las bacterias Gram negativas no hubo inhibición.

Palabras Claves: ácidos linóleos conjugados, HPLC, Jacaranda mimosifolia.

xx

UNIVERSITY OF GUAYAQUIL

FACULTY INGINEERING CHEMICAL

CAREER CHEMICAL ENGINEERING

"Extraction of oil from the seed of Jacaranda mimosifolia"

Author: Favio Renato Estupiñan Estupiñan

Vicky Katiuska Chiluiza Oviedo

Tuthor: Q.F. Luis Felipe Zalamea Molina Mgtr.

Abstract

This paper describes the extraction of oil from the seed of the tree of Jacaranda

mimosifilia belonging to the Bignoniacea family known as jacaranda and gualanday.

15% of oil from 350 g of seeds is achieved through leaching. Chromatographic

profile extracts high-efficiency liquid methanol of seeds showed the following results

: C16: 0 6.18%; C18: 0 10.3%; C18: 1 (n-9) 28.61%; C18: (n-6) 45.95%; C 20:4 (n-

6) 5.04%; Omega-3 total 3.92%; Omega 6 50-99%; total omega 9 28.61%;

relationship 3/ω-6 ω 0.08%; Total of saturated 16.48%; Total of unsaturated

83.52%; Total monounsaturated 28.61%; Total polyunsaturated 54.90%; Total

HUFA´S 3.92%. For halo Gram-positive bacteria inhibition tests was 2.36 cm, Gram

negative bacteria there was no inhibition

.

Key words: conjugated linoleum acids, HPLC, Jacaranda mimosifolia.

1

Introducción

La presente investigación del proyecto de intitulación se refiere a la Extracción de

aceite a partir de la semilla de Jacaranda mimosifolia.

La Jacaranda mimosifolia es un árbol que se da en las tres regiones de

Ecuador, se utiliza la madera, cortezas y hojas en aplicaciones como afecciones

gastrointestinales (D'Alessandro, 2017). Una de las especies forestales que más

se destaca para plantaciones en espacios urbanos ya que posee características

deseables como altura de 8 a 20 m, copa ancha, corteza externa color castaño

claro, coloración de sus flores azul violáceo. Árbol resistente a las condiciones

urbanas siendo una de las especies que consume mayor cantidad de CO2,

alrededor de 1832 Kg/año. Salazar, 2000. Descrito como de procedencia

sudamericana que crece espontáneo en Brasil y Argentina. (Hueck, 1978). Ha sido

cultivado ampliamente en América Tropical y Subtropical. Crece entre 2000 a 2900

metros sobre el nivel del mar. (Salazar, 2000).

El procedimiento empleado en el proyecto es teórico-práctico, a partir de la

información obtenida, se establece el método de trabajo que consiste en una

extracción sólido-líquido y destilación, para posteriormente hacer el respectivo

análisis del rendimiento obtenido como la posible utilidad en la aplicación como

inhibidor de algunos microorganismos.

El objetivo de la investigación consiste en, determinar cualitativamente por

screening fitoquímico, realizar ensayos físicos y químicos de los ácidos grasos de

la jacaranda, separar e identificar la composición química del aceite y determinar la

capacidad de inhibición de microorganismos.

2

En el capítulo I se explica los puntos de la investigación del proyecto de

titulación, donde se estudió los fundamentos y el alcance del tema.

En el capítulo II se detalla, los fundamentos de donde se comienza la

investigación y los datos puntuales.

En el siguiente capítulo se procede al desarrollo experimental de la

investigación.

En el IV capítulo se considera los resultados obtenidos y a partir de ellos

desarrollar las conclusiones y recomendaciones.

3

Capítulo I

1.1. Tema

Extracción de aceite a partir de la semilla de Jacaranda mimosifolia.

1.2. Planteamiento del problema

En Ecuador existe gran variedad de árboles ornamentales muchos de ellos son

aprovechados en forma directa o indirectamente en la industria. En el caso de la

jacaranda (jacaranda mimosifolia), presenta características que han sido

investigadas, sin embargo, en el país no hay estudios en base a las semillas. Sus

principales características químicas son: Ácido jacarándico, jacaranona, ácido

jacoumárico, ácido ursólico y otros flavonoides. Por ser una variedad poco

estudiada y con excelentes propiedades (Sharma, y otros, 2016), es indispensable

su investigación fundamentalmente de sus características organolépticas y físico

químicas tanto como su composición para un aprovechamiento integral en las

diferentes ramas de la industria. El trabajo a realizar es la separación de su aceite

esencial utilizando métodos convencionales, en este caso por lixiviación con el

equipo soxhlet.

1.3. Formulación y Sistematización del Problema

1.3.1. Formulación del problema de investigación.

¿Se puede aprovechar la semilla de jacaranda para la producción de aceite para

obtener un producto con alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados?

4

1.3.2. Sistematización del problema.

¿Qué tipos de compuestos se obtienen de este aceite?

¿Qué método se utilizaría para la extracción?

¿Qué tipos de industrias utilizarían este producto?

1.4. Objetivos de la Investigación

1.4.1. Objetivo General.

Extracción de aceite a partir de la semilla de jacaranda.

1.4.2. Objetivos Específicos.

Determinación del rendimiento del contenido de aceite de la semilla de

jacaranda.

Análisis de las características físicas y químicas del aceite.

Ensayos de la determinación de la capacidad inhibitoria de

microorganismos.

En caso de ser viable, enfatizar posibles aplicaciones en la matriz

productiva.

1.5. Aportaciones

Científico: Determinación de etapas y técnicas metodológicas para la extracción

de aceite de las semillas de jacaranda.

5

Industrial: Motivar a las pequeñas, medianas y grandes organizaciones a la

elaboración de nuevos productos como antimicrobianos, del área cosmetológica,

médica entre otros utilizando aceite de las semillas de jacaranda.

Tecnológico: Aplicación de las operaciones unitarias apropiadas para la

extracción del aceite de jacaranda, seguimiento de técnicas metodológicas

preliminares, que mejoren el rendimiento de producción de aceite, método de

control de variables.

Social: Inducir a la sociedad a la utilización de productos obtenidos a partir del

aceite de jacaranda con la finalidad de reducir la contaminación ambiental.

Económico: Aprovechamiento de materia prima ecuatoriana que son

consideradas de poca importancia en algunos sectores por la falta de conocimiento

de sus propiedades.

1.6. Justificación del Proyecto

1.6.1. Justificación Teórica.

El presente proyecto consiste en analizar posibles aplicaciones industriales del

aceite procedente de la semilla de Jacaranda (Jacaranda mimosifolia) a partir de

análisis físicos y químicos del ácido graso insaturado caracterizado por sus

propiedades intrínsecas obtenido por el método de lixiviación, en la elaboración de

productos de menor impacto ambiental.

De esta manera fomentar la creación de empresas que tengan tendencia a

un mejor aprovechamiento de la semilla, con el plan de incrementar el cultivo de la

6

misma, además de generar nuevos productos relacionados con el procesamiento

de la jacaranda.

1.6.2. Justificación Metodológica.

La metodología a utilizar es de carácter exploratorio, experimental, cualitativo:

Método del Soxhlet o lixiviación; este método es una destilación de la mezcla de

dos líquidos inmiscibles y consiste en una vaporización a temperaturas menores a

las de ebullición.

Determinación cualitativa de los principales grupos químicos presentes en

su aceite esencial realizando tamizaje fitoquímico.

Separación e identificación de la composición química del aceite: La

cromatografía líquida a altas presiones (HPLC) es la utilizada en el proyecto.

1.6.3. Justificación Práctica.

En base a los puntos descritos en la investigación, se lleva a cabo por medio de

lixiviación la obtención de aceites grasos, para posteriormente realizar una

determinación cualitativa y cuantitativa de los compuestos presentes dentro de la

mezcla obtenida, teniendo como resultado la caracterización de los compuestos

presentes en las semillas de jacaranda.

1.7. Limitación de la investigación

La limitación principal para el desarrollo del presente trabajo investigativo es la

adquisición de la materia prima ya que se encuentra en la provincia del Guayas.

7

La experimentación se llevará a cabo a nivel piloto, en el Laboratorio de Bioquímica

y Microbiología de alimentos de la Facultad de Ingeniería Química en la

Universidad de Guayaquil.

1.8. Hipótesis

¿Existe la posibilidad de obtener aceite con alto valor en ácidos grasos

poliinsaturados tipo Linoleicos conjugados de la semilla de jacaranda?

1.9. Variables

El trabajo investigación cuenta con las variables siguientes:

1.9.1. Variable independiente.

Aceite de jacaranda

1.9.2. Variable dependiente.

Lixiviación con solventes

Temperatura-presión

Características físicas-químicas

8

1.10. Operacionalización de las variables

Tabla 1 Operacionalización de las variables.

Variable Nombre Concepto Unidades Equipos Norma

Dependiente Lixiviación Este método

consiste en la

separación de

componente de

una muestra solida

inmersa en un

solvente.

°C -°F

Soxhlet

NTE INEN 1755

Dependiente Temperatura-

presión

Esta es una de las

condiciones de

trabajo que se

debe controlar.

°C-atm Comprensor

de vacío

Norma INEN

1338:2012

Dependiente Propiedades

físicas

Medición de

algunas

propiedades

mediante algunos

equipos.

ml-cc Picnómetro,

viscosímetro

NTE INEN 2903

Independiente Aceite de

jacaranda

Obtención de

aceite por

operaciones

unitarias.

g-lb ---

Elaborado por: Chiluiza Vicky y Estupiñan Favio

9

Capítulo II

2.1. Marco teórico

Figura 1 Árbol de Jacaranda

Fuente: (Silva , 2017)

2.1.1. Generalidades de la Jacaranda.

La Jacaranda mimosifolia D. es una planta que pertenece al orden Escrofulariales

y a la familia Bignoniaceae, nativa de Sur América (Colombia –Argentina) por lo

tanto se cultiva en regiones tropicales y subtropicales.

Es un árbol de follaje caduco o semi caduco, de gran porte y resistencia,

copa ancha y ramificada y vistosa floración. Sus hojas son doblemente compuestas

con folíolos pequeños, semejantes a las hojas de los helechos, lo que le confiere

a la copa un característico aspecto de ligereza y liviandad. Tiene abundante

floración en primavera, en panojas de flores tubulares de color liláceo que destacan

por su gran belleza y duración. Los frutos en cápsulas son vainas leñosas color

castaño, de forma oval, similares a castañuelas de madera, con dos tapas que se

10

abren cuando maduran. Estas cápsulas permanecen mucho tiempo en el árbol y

contienen en su interior semillas aladas. Es muy utilizado como árbol ornamental

en arbolado urbano (DENTEZANO, 2013).

2.1.2. Tamaño

Es un árbol con corteza pálida, ramas glabras de 12 a 15 metros de altura y de 4

a 6 m de diámetro de copa. Puede sobrepasar los 25 m (Tree, 2012).

2.1.3. Hojas

Son compuestas, opuestas, pari-bipinnadas, de 30 a 50 cm de longitud, con 10 a

20 pares de pinnas subopuestas, de 7 a 14 cm de longitud, cada una de las cuales

porta de 15 a 30 pares de folíolos, sésiles, subopuestos, ovado-oblongos de 7 a

13 x 3 a 4 mm, de color verde amarillento, alcanzando de 15 a 25 mm de largo.

Pecíolo de 4 a 8 cm de longitud (invasive plants , 2017).

2.1.4. Flores

Las inflorescencias están en panículas axilares o terminales de 20 a 30 cm de

largo; flores sobre pedicelo de 3 a 7 mm, con el cáliz anchamente acampanado,

corola tubular-acampanada, de color azul violeta de unos 3 a 5 cm de longitud, con

un tubo estrecho y pubescente en la parte inferior y un limbo con 5 lóbulos su

iguales, de 6 a10 mm de longitud, 4 estambres incluso de dínamos, insertos en la

parte superior de la parte más delgada del tubo corolino, con filamentos de 8 a 12

mm de longitud, gineceo súpero de dos carpelos (LINCANGO QUILACHAMI,

2015).

11

2.1.5. Raíces

De desarrollo oblicuo, iguales y fasciculadas; no invasoras, por lo que con escasez

de agua el árbol se ve muy afectado (RICHINS MYERS, 2016).

2.1.6. Frutos

Fruto leñoso, dehiscente, plano, en forma de castañuela, con gran cantidad de

semillas pequeñas; cápsula de 6 cm; oblonga y orbicular pardo oscuro.

Permanecen todo el año (Gilman & Watson, 2016).

Figura 2 Fruto de la Planta

Fuente: (Macé, 2015).

12

Figura 3 Muestras de capsulas tomadas de los árboles de Jacaranda mimosifolia.

Fuente: autores

2.1.7. Semilla

Las semillas presentan una forma vagamente circular, comprimida, de 7 a 9 mm

de largo, provista de un ala marginal translucida, fina, delgada, de color moreno y

de 22 a 24 mm de largo incluyendo la semilla. La testa es de color castaño oscuro,

opaca de 0.1 a 0.3 mm de grosor; el embrión es recto, cordiforme, color crema y

ocupa toda la cavidad de la semilla. Tiene dos cotiledones, grandes, planos,

carnosos y cordiformes.

2.1.8. Taxonomía

Reino: Plantae

División: Magnoliophyta

Clase: Magnoliopsida

13

Orden: Lamiales

Familia: Bignoniácea

2.2. Origen

Jacarandá es un nombre de origen Tupí que significa fragante. Nativo de la base

de las yungas o selvas de montaña, en el noroeste de Argentina, luego fue

introducida a sur américa desde Guatemala a Ecuador como planta ornamental,

(Michael Arnold, 2003).

2.2.1. Hábitat.

Crece en climas subtropicales y tropicales, ( ARZÚ de GUISE , 2010).

2.2.2. Sinónimos.

Jacaranda ovalifolia, R.Br.

Jacaranda chelonia, Griseb

Jacaranda acutifolia, Humb. y Bonpl.

2.2.3. Nombres Vulgares.

Conocido en varias comunidades andinas como: Jacaranda, Green Ebony,

Palisandro, Acacia morada (Colombia), Flor de cruz (Venezuela), Arabesco

(Ecuador) (Jiménez S, 2007).

Amharic (yetebmenja zaf);

14

Creole (jakaranda,flabwayan ble);

English (mimosa-leaved jacaranda,jacaranda,Brazilian rose wood);

French (flambouyant bleu);

Spanish (tarco, jacarandá, gualanolay, flamboyán azul);

Tigrigna (palasandro).

2.2.4. Aplicaciones.

Sus brotes nuevos son frecuentemente evadidos por los pulgones se utiliza como

tratamiento insecticida. Su madera aromática se utiliza en ebanistería y carpintería,

es muy apreciada por sus tonos crema y rosados, empleándose para la fabricación

de muebles, para decoración interior de coches y para realizar laminados (Sanchez

de Lorenzo, 2012).

La infusión y tintura de flores, hojas y corteza se usa por vía oral para el

tratamiento de disentería amebiana y otras afecciones gastrointestinales agudas.

También se utiliza para afecciones del hígado, hemorroides, várices, eczemas e

impurezas de la sangre. Para tratamiento de diabetes, úlceras, artritis, heridas y

escrófulas (Muplam, 2014).

15

2.3. Propiedades y Aplicaciones

Propiedades bioactivas, como anticancerígenos y sedantes (Rana, Bhangalia,

& Pratap Singh, A new phenylethanoid glucoside from Jacaranda mimosifolia,

2013).

Además, es conocida por sus propiedades amebicidas contenidas en sus

flores y frutos, se ha usado ampliamente para el control de parásitos en

humanos (Herrera Cornejo & López Maravilla, 2007).

2.4. Composición Química

La jacaranda posee una diversidad de compuestos entre los cuales están: Ácido

jacarándico, jacaronona (-Hidroxi-4-oxo-2,5-ciclohexandienil acetato de metilo),

ácido jacoumárico, ácido ursólico y otras sustancias flavonoides, taninos, y el

compuesto responsable de la coloración de las hojas llamado jacarandina. Estos

compuestos son capaces de detener o inhibir afecciones entre las cuales podemos

mencionar enfermedades venéreas, forunculosis, afecciones del hígado, várices,

cicatrización de heridas, depurativo de la sangre y enfermedades cutáneas

(CÓNDOR TIERRA , 2014).

Figura 4 Estructura de los presentes ácidos.

Fuente: (Lema Aucacama, 2013).

16

2.4.1 Ácido Jacarico.

El ácido jacarico, es un isómero del ácido linolénico con un sistema trieno

conjugado, tiene un efecto antitumoral in vitro e in vivo. Los isómeros CLnA tienen

fuertes efectos citotóxicos en las células DLD-1, con ácido jacátrico (JA) que tiene

el efecto más fuerte. Examenes del mecanismo de muerte celular indican que

CLnAs induce apoptosis en DLD-1 mediante la peroxidación lipídica. Los niveles

intracelulares de CLnAs incorporados se miden para examinar la razón de las

diferencias en los efectos citotóxicos. Estos resultados muestran que JA fue

llevado a las células de manera eficiente. Colectivamente, estos resultados

sugieren que el efecto citotóxico de CLnAs depende de la incorporación intracelular

e inducción de apoptosis vía peroxidación lipídica. JA también tiene un fuerte

efecto antitumoral preventivo in vivo en los que se transportan células DLD-1.

Estos resultados sugieren que el aceite de jacaranda puede usarse como un

constituyente de la dieta para la prevención del cáncer (Shinohara, y otros, 2012).

2.5. Aceites

El aceite vegetal es aquel compuesto orgánico que es producido de fuentes

vegetales y que acumulan en su tejido como fuente de energía, está constituido

por moléculas de glicerina y varios ácidos grasos. A veces esta advertencia se

hace refiriéndose al aceite utilizado, aunque lo más común es que sean varios y

mezclados en cuyo caso se advierte simplemente de que el producto contiene

aceites vegetales, sin especificar, (Zavala Giler & Castillo Farfan, 2008).

17

2.6. Clasificación de los aceites

La composición de los aceites vegetales se puede clasificar en: Aceites ricos en

ácidos grasos saturados y ácido oleico (aceite de oliva). Aceites ricos en ácidos

grasos poliinsaturados (aceites de girasol) El aceite vegetal puede almacenarse

durante largo tiempo sin deteriorarse, y ser manipulado, transportado y distribuido

sin peligro, debido a que no es explosivo, ni inflamable, ni desprende gases tóxicos

o cancerígenos. ( C. X. E. y S. B. Alsina., “Aceite Vegetal,” Energía, Agua,

Medioambiente, Territ. y Sostenbilidad, no. Díaz de Santos, p. 2012, 2012.)

2.6.1. Ácidos grasos monoinsaturados.

Los «ácidos grasos monoinsaturados» son aquellos ácidos grasos de cadena

carbonada porque poseen una sola insaturación en su estructura, es decir, poseen

un solo doble enlace carbono-carbono (–CH=CH–). Un ejemplo de este tipo de

ácidos es el ácido oleico presente en casi todas las grasas naturales, llamado

comúnmente omega 9.

Figura 5 Ácido oleico

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graso

https://es.wikipedia.org/wiki/Doble_enlace

https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_oleico

https://es.wikipedia.org/wiki/Grasa

https://es.wikipedia.org/wiki/Omega_9

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oleic_acid_shorthand_formula.PNG

18

Ácido oleico, un ácido graso monoinsaturado, con el doble enlace en posición 9 a

contar desde el extremo metilo de la molécula (en la imagen); es por tanto de la

serie omega 9.

2.6.2. Ácidos grasos poliinsaturados.

Los ácidos grasos poliinsaturados (frecuentemente denominados por su

acrónimo en lengua inglesa PUFAs = Poly- Unsaturated Fatty Acids) son ácidos

grasos que poseen más de un doble enlace entre sus carbonos. Dentro de este

grupo encontramos el ácido linolénico (omega 3 y el omega 6) que es esencial

para el ser humano. Tienen un efecto beneficioso en general, disminuyendo el

colesterol total. El exceso implica la producción de compuestos tóxicos.

Figura 6 Ácido linolénico

2.7. Métodos de extracción

2.7.1. Lixiviación.

El proceso de lixiviación (extracción sólido-líquido), se basa principalmente en la

interacción de la muestra y el disolvente es decir la separación de una mezcla de

sustancias por disolución de cada componente, puede ser usada como técnica

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_oleico


https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidos_grasos

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidos_grasos

https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_linol%C3%A9nico



https://es.wikipedia.org/wiki/Colesterol

19

preparativa de muestra como paso previo al análisis mediante otra técnica

instrumental.

Además, el campo de aplicación es fundamentalmente el agroalimentario

por lo que es también de utilidad en el área medioambiental, así es el método de

análisis recomendado para la determinación del aceite y la grasa total recuperable

en aguas de vertidos industriales permitiendo la determinación de hidrocarburos

relativamente no volátiles, aceites vegetales, grasas animales, ceras, jabones y

compuestos relacionados (Guevara Martinez, 2004).

2.7.2. Maceración.

Técnicamente, la maceración es un proceso de extracción sólido-líquido, trata del

proceso del cual se extrae ciertos compuestos solubles de una planta o parte de

esta en un aceite (el líquido), obteniendo así oleomacerados o maceraciones en

aceite. (Organicus, 2017)

2.7.3. Percolación.

El método de percolación consiste en una lluvia del solvente de tal manera que

cubra toda la masa, sin llegar a los espacios vacíos que exista entre una semilla y

otra, en pocas palabras, se realiza cuando envuelve a todas las partículas de la

semilla con una película de líquido en continuo recambio. (Aire, Pardo , Taipe , &

Yapias , 2009)

20

2.7.4. Digestión.

Este proceso consiste en forma de maceración en la cual se calienta con suavidad

durante el proceso de extracción. Este procedimiento se utiliza cuando una

temperatura moderadamente alta no es objetable y de este modo aumenta la

eficiencia del menstruo como solvente. (Cóndor, 2014)

2.7.5. Infusión.

Es una disolución de los componentes fácilmente solubles de las drogas crudas.

Las infusiones frescas se preparan macerando las drogas por un lapso breve con

agua fría o en ebullición. Durante un periodo de tiempo. (Cóndor, 2014)

2.7.6. Decocción.

La decocción es el método de extracción de los principios activos haciendo cocer

un producto animal o una sustancia vegetal en agua hirviendo. El término también

permite nombrar al líquido obtenido mediante el proceso. (Pérez, 2017)

2.8. Solventes Utilizados

2.8.1. Hexano.

El hexano es una sustancia química manufacturada del petróleo crudo. La n-

hexano puro es un líquido incoloro de olor levemente desagradable. Es

sumamente inflamable, nocivo y muy peligroso para la salud de los trabajadores y

para el medioambiente. En las extractoras se está utilizando el Hexano para

extraer químicamente el aceite, que proviene. El hexano arrastra consigo el aceite,

terminando ambos su circuito, en un destilador, estos equipos de trabajo, están

desgastados por el paso del tiempo y por el uso, además son aparatos sometidos

21

a continuas presiones y en los que no existe un procedimiento fiable para la

detección de bolsas de Hexano en el interior de las extractoras. El riesgo de fugas

de hexano y de deflagraciones derivadas de estas bolsas, es elevado, de hecho,

en las plantas de extracción es común la existencia de un fuerte olor al gas, que

en altas concentraciones y en contacto con una fuente de calor puede dar lugar a

accidentes de trabajo de graves consecuencias (Pilco Saca, 2015).

2.9. Equipo usado para la recuperación del solvente hexano.

2.9.1. Rotavapor.

El rotavapor es un equipo que están diseñados para evaporar solventes orgánicos

o acuosos.

Los rotavapores, como su nombre lo indica, incluyen un sistema de rotación

de la muestra control de revoluciones y un baño termoregulado para mantener la

muestra a una temperatura controlada.

Los rotavapores se conforman por un brazo mecánico utilizado para subir o

bajar el matraz donde va la muestra el cual llega hasta un recipiente donde se

encuentra un líquido; además consta de un condensador en espiral y un

controlador de temperatura.

22

2.10. Norma inen empleada

Tabla 2 Normas empleadas.

Proceso Norma

Medio de cultivo NTE INEN 1529

Extracción NTE INEN-ISO 17059

Elaborado por: Chiluiza Vicky, Estupiñan Favio

2.11. Microorganismos

Los microorganismos son seres diminutos que únicamente pueden ser apreciados a

través de un microscopio. En este extenso grupo se puede incluir a las bacterias y

mohos. (Ucha, 2009)

Concerniente a su estructura biológica y a diferencia de lo que ocurre con las

plantas o los animales, esta es sumamente elemental ya que son unicelulares, en lo

que sí coinciden con los mencionados es en la individualidad que presentan y

ostentan. (Ucha, 2009)

2.11.1. Hongos filamentosos

Los hongos son microorganismos de gran importancia económica, no sólo por su

utilidad, sino por el daño que pueden causar. Son responsables de la degradación

de gran parte de la materia orgánica de la vida terrestre, actividad de gran beneficio

ya que permite el reciclaje de la materia viva. Por otro lado, los hongos son

causantes de una gana de enfermedades en plantas y animales. (Morales, 2012)

23

Los efectos perjudiciales de los hongos están contrarrestados por su

utilización industrial. Los hongos son la base de muchas fermentaciones como la

combinación de soja, habichuelas, arroz y cebada que dan lugar a los alimentos

orientales miso, shoyu y tempeh. Son también la fuente de muchos enzimas

comerciales (amilasas, proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico, láctico),

antibióticos (penicilina), quesos especiales (Camembert, Roquefort) y,

evidentemente, de las setas. (Morales, 2012)

2.11.1.1. Aspergillus.

El Aspergillus es un hongo filamentoso saprofito que desempeña un papel esencial

en la degradación de la materia orgánica. Su hábitat natural es el suelo donde

sobrevive y se desarrolla sobre esta materia en descomposición. Es uno de los

hongos de mayor abundancia en la naturaleza. Se puede encontrar en cualquier

ambiente, incluido el hospitalario: suelo, vegetación en descomposición, material

de construcción, polvo doméstico, etc. Se reproduce por esporas cuya germinación

produce las hifas. ( CandidiasisWeb, 2014)

2.11.1.1.1. Aspergillus níger.

El Aspergillus níger es la especie más abundante de Aspergillus en la naturaleza,

ya que pueden crecer en una gran variedad de sustancias. El Aspergillus níger

puede crecer incluso en ambientes con muy pocos nutrientes disponibles y a

24

menudo se encuentra creciendo en las paredes húmedas de las casas (Rocafuerte

& Macancela, 2018)

2.11.2. Las bacterias

Las bacterias son seres unicelulares de estructura simple y núcleo difuso,

generalmente sin clorofila, y que se reproducen por bipartición. Constituyen un

grupo de microorganismos unicelulares muy arcaicos y caracterizados por la

ausencia de una membrana nuclear que delimite su núcleo; por esta razón son

llamados organismos procariotas, como el tipo celular al que pertenecen. Junto con

las cianobacterias o algas cianofíceas, forman parte del grupo de los Moneras, uno

de los cinco reinos de la naturaleza, de acuerdo con la vigente clasificación de los

seres vivos inspirada en la obra del naturalista estadounidense R. H. Whittaker.

(Copérnico, 2014)

2.11.2.1. Formas principales de bacterias.

Examinadas al microscopio, las bacterias presentan tres formas principales.

Algunas, los cocos, son células esféricas, como los estreptococos,

los estafilococos o los enterococos. Las que tienen forma de bastoncillo, con los

extremos redondeados o afilados, reciben el nombre

de bacilos (colibacilos, salmonelas, etc.).

Un tercer grupo lo integran los espirilos, de formas curvadas (como en el

caso de los vibrios o vibriones ) o francamente espiraladas (como

25

las espiroquetas). Las formas ovoides, intermedias entre los cocos y los bacilos,

se denominan cocobacilos.

Tabla 3 Principales bacterias.

COCOS BACILOS ESPIRILOS

Cocos

Bacilos

Espiroqueta

Estretptococos

Diplobacilos

Estafilococos Estreptobacilos

Vibriones

Cocobacilos


2.11.2.2. Bacterias gram positivas

Se conoce como bacterias Gram Positivas al grupo de bacterias que no posee una

membrana externa capaz de proteger el citoplasma bacteriano, que tienen una gruesa

capa de peptidoglicano y que presentan ácidos teicoicos en su superficie. Entre otras

cosas, se distinguen especialmente por teñirse de azul oscuro o violeta por la tinción

de Gram aplicada en bacteriología para analizar muestras de laboratorio y es

justamente esto último lo que explica su nombre de “Gram positivas”. (PINO, 2015)

26

2.11.2.2.1. Staphylococcus

Los Stafilococos son microorganismos aerobios grampositivos. El más patogénico de

ellos es el Staphylococcus aureus, que típicamente causa infecciones de la piel y a

veces neumonía, endocarditis y osteomielitis. En general se lo asocia con la formación

de abscesos. Algunas cepas elaboran toxinas que causan gastroenteritis, síndrome

de la piel escaldada y síndrome de shock tóxico. El diagnóstico se realiza con

tinciones de Gram y cultivos. El tratamiento suele incluir betalactámicos resistentes a

las penicilinasas, pero como es frecuente la resistencia a antibióticos pueden ser

necesarios vancomicina u otros fármacos más modernos. Algunas cepas son parcial

o totalmente resistentes a todos los antibióticos excepto los más nuevos, como la

linezolida, la asociación quinupristina/dalfopristina, la daptomicina, la telavancina, la

dalbavancina, la tigeciclina y la ceftarolin (Merck Sharp & Dohme Corp, 2018).

2.11.2.2.2. Staphylococcus aureus

El Staphylococcus aureus es una bacteria común que desempeña un papel

importante en las enfermedades humanas. De acuerdo con la Sociedad de Nueva

Zelanda de Dermatología, del 15 al 40 por ciento de los seres humanos son

portadores de la bacteria, que vive principalmente en las fosas nasales. Mientras que

la bacteria es inofensiva para la mayoría de las personas, puede causar infecciones

de la piel en algunos, especialmente en los que son propensos a las lesiones de la

piel y tienen la piel seca. Las enfermedades causadas por el Staphylococcus aureus

se observa con mayor frecuencia en los niños pequeños y personas que trabajan en

la industria del cuidado de la salud. Las infecciones causadas por el Staphylococcus

aureus incluyen el impétigo, que es muy contagiosa, y aparece como costras y

27

supuraciones que crecen a diario. Una forma más profunda del impétigo es la ectima

que se caracteriza por un dolor crujiente que crece sobre las úlceras profundas de la

piel. Los folículos pilosos también se pueden infectar por el Staphylococcus aureus.

(Harris, 2017)

2.11.2.3. Bacterias gram negativas

Las bacterias gram negativa son aquellas que tienen una capa delgada de

Peptidoglicano (mureina) unida a una membrana exterior por lipoproteínas. La

membrana exterior está hecha de proteína, fosfolípido y lipopolisacárido. En el

lipopolisacárido, la porción de lípido está embebida en el fosfolípido y el antígeno o

polisacárido está en la superficie. El lípido se llama Lípido A y es tóxico, pero el

lipopolisacárido entero se llama Endotoxina. La pared de la célula tiene poros llamado

Porines para el transporte de substancias de peso molecular bajo. Entre la membrana

citoplásmica y la pared celular hay un espacio periplásmico con enzimas hidrolíticas,

enzimas inactivadoras de antibióticos y proteínas de transporte. (Alexander, 2010)

2.11.2.3.1. Escherichia

Se caracteriza por ser una bacteria gram negativa, no formadora de esporas,

anaerobia facultativa. La mayoría de las especies de son comensales inofensivos.

En aquellas especies que hacen parte de la flora intestinal de los animales de

sangre caliente, provee una porción de su producción de vitamina K para su huésped.

(Ortega, 2018)

28

2.11.2.3.2. Escherichia coli

La Escherichia coli es una bacteria habitual en el intestino del ser humano y de otros

animales de sangre caliente. Aunque la mayoría de las cepas son inofensivas,

algunas pueden causar una grave enfermedad de transmisión alimentaria. La

infección por E. coli se transmite generalmente por consumo de agua o alimentos

contaminados, como productos cárnicos poco cocidos y leche cruda. (OMS, 2018)

Capítulo III

29

3.1. Desarrollo experimental

El trabajo se realizó en los laboratorios de microbiología y biotecnología de la

facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Guayaquil.

3.1.1. Recolección de la materia prima.

El fruto del árbol Jacaranda fue recolectado en la ciudad de Guayaquil, provincia

del Guayas en el mes de marzo del presente año. Al obtener el fruto se procedió a

extraer las semillas del mismo y de esta manera obtener unos 160 g de materia

prima.

3.1.2. Tipos de enfoques metodológicos.

Se emplean métodos físicos-químicos de análisis que permiten determinar

cualitativamente y cuantitativamente los componentes presentes en la materia

prima y así establecer su calidad, por lo tanto, se realizaron los siguientes ensayos:

Índice de peróxido, índice de yodo, índice de refracción, HPLC.

3.2. Ingeniería de proceso

Para la extracción del aceite que contiene la semilla de Jacaranda mimosifolia se

debe llevar a cabo las operaciones siguientes:

Operaciones preliminares

Operaciones durante el proceso

30

Operaciones finales

3.2.1. Operaciones preliminares

Son los procesos los cuales son indispensables para obtener un aceite de

excelente calidad:

Acopio de las capsulas leñosas que contienen las semillas de la jacaranda.

Separación de la semilla y la capsula leñosa por un medio mecánico que

no afecte los resultados del rendimiento de la producción de aceite de la

jacaranda.

Selección de las semillas aptas para ser utilizadas en la extracción del

aceite.

3.2.2. Operaciones del proceso

Extractor sólido líquido

Esta operación es la etapa más delicada durante el proceso ya que es responsable

del rendimiento de aceite, por el método de extracción empleado, al cual se aplica

un solvente que no tiende a formar parte de los productos.

3.2.3. Operaciones finales

Las operaciones finales aplicadas al producto final fueron las siguientes:

Prueba de actividad antimicrobiana

Para la realización de las pruebas antimicrobianas, se trabaja en un medio

Luego de tener el aceite se procede a los respectivos análisis como son:

31

Aplicación de cromatografía liquida para conocer las sustancias con las

cuales cuenta el aceite.

Aplicación del aceite sobre microorganismos para conocer su capacidad

antimicrobiana.

3.2. Extracción sólido-líquido de la semilla de Jacaranda

La extracción sólido-líquido se realizó en el equipo Soxhlet de 500 ml de capacidad,

se colocó en la cámara de muestra unos 66 g con 200 ml de Hexano como

solvente. Al repetir el método obtenemos mayor cantidad de muestra que nos

favorece en el momento de realizar las pruebas respectivas. La recuperación del

solvente (Hexano) se realizó en el equipo Rotavapor. Se realiza una recuperación

de solvente en el equipo rotavapor a una temperatura de 58 ºC, una presión de 0,3

BAR y 50 rpm. Luego obtenida la muestra se procederá a realizar los análisis.

Tabla 4 Parámetros extracción sólido – líquido en el equipo soxhlet.

Parámetros Cantidad Unidad

Temperatura 50 ºC

Solvente (Hexano) 92.82 %

Tiempo 60 s


32

3.3. Determinación del rendimiento del aceite

Para la determinación del rendimiento se tomó en cuenta el peso total de la materia

prima destilada y la cantidad de aceite esencial obtenido. El resultado fue obtenido

aplicando la siguiente fórmula.

Peso aceite % Rendimiento = _____________________________ x 100

Peso de Muestra

3.4. Determinación de propiedades físicas del aceite

3.4.1. Densidad relativa del aceite a 20 °C.

Para ello se utilizó un picnómetro limpio y seco de 1 ml de capacidad, se pesó vacío

en una balanza analítica marca (OHAUS Pioneer™); seguido se llenó con 1 ml del

aceite, tapándose y limpiándose el exceso de muestra. Luego, se pesó el conjunto

y por diferencia de pesos se determinó la densidad relativa del Aceite empleando

la ecuación.

3.4.2. Índice de refracción del aceite.

La prueba se realizó utilizando un refractómetro marca (Abbe, Estados Unidos).

Con la ayuda de un capilar se depositó dos gotas de aceite sobre el prisma del

refractómetro y se procedió con la lectura a 20 °C.

33

3.5. Análisis del aceite por Cromatografía de HPLC.

Los análisis cromatográficos se realizaron en las instalaciones de laboratorios

Nova Gestión.

Para la cromatografía líquida de alta eficiencia, se utilizó el cromatógrafo

líquido de alta eficiencia Waters, compuesto de inyector automático, modelo 2695,

con sistema operativo computarizado con software Empower y detector de arreglos

de diodos (DAD), modelo 2996, bomba modelo L-6200ª, integrador modelo C-R4A.

Columna para CLAE ODS C-18 LiChrospher (125 x 4,0 mm, 5μm), Merck y pre-

columna LiChrospher 100 RP-18 (5 μm).

Las muestras fueron pesadas en frascos de vidrio y solubilizadas en metanol grado

CLAE en la concentración de 10 mg/ml para los extractos metanólicos de las

semillas (EMS) y 1 mg/ml para las sustancias de referencia.

Las muestras fueron filtradas en micro filtros con membrana PTFE

modificada para filtración de disolventes orgánicos y acuosos 0,45 μm, 13 mm. Las

alícuotas de 10 μl de las muestras se inyecta de forma automática a una

temperatura de 40 ºC y una velocidad de flujo de 1 ml / min.

La detección se realizó en el detector de ajuste de diodos a 210 nm. Los

espectros de UV en longitudes de onda de 210 a 400 nm se obtuvieron en línea

para identificar cada pico.

En función de la complejidad de la matriz proveniente de extractos

vegetales, se empleó un sistema de elución exploratoria, comprendiendo un

período largo de elución en gradiente lineal. La fase móvil se compone de H2O (A):

34

CH3CN (B) en proporción 95, 5, con gradiente lineal de 95 a 60% de A en 60

minutos, manteniéndose a continuación, un corto período de elución isocrática

(95% de CH3CN, 5 minutos).

Tabla 5 Sistema de Elaboración Exploratorio empleado en la obtención de perfiles

cromatográficos por CLAE.

Tiempo (min)

Agua (%)

Acetonitrila (%)

0 95 5

60 60 40

65 5 95


Se mantuvo un intervalo de tiempo de 10 minutos, después de cada carrera del

programa de elución, para volver a las condiciones iniciales del gradiente, antes de

la inyección de nueva muestra.

En todas las etapas se emplearon solventes grado CLAE y agua pura.

35

3.6. Procedimiento para la extraccion del aceite de Jacaranda

mimosifolia

3.6.1. Obtención de la semilla

1. Con una espátula plana se abre las capsulas que contienen las semillas para

que estas sean extraídas.

2. Se realiza la respectiva clasificación de las semillas aptas para ser procesadas.

3. Se sumerge las semillas idóneas en agua potable durante 3 min con el objetivo

de que la membrana a retirar sea menos compleja.

3.6.2. Medición del solvente a utilizar (hexano)

1. Se prende la sorbona para eliminar los gases generados por el solvente al

abrirlo.

2. Con una pipeta que cuenta con una pera para succionar se extrae la cantidad

de 200 ml de hexano y se los verte en un matraz aforado de 200 ml de

capacidad que cuenta con un tapón para impedir el escape de los gases.

3.6.3. Preparación del equipo soxhlet

1. Pesar la muestra seca; envolver en algodón la muestra total y volver a pesar.

Registrar los pesos obtenidos.

2. Pesar el matraz balón. No tocar con las manos libres.

3. Agregar al matraz balón la solución de hexano.

4. Ensamblar las partes del equipo Soxhlet (el matraz balón, el extractor Soxhlet,

el adaptador y el refrigerante; el equipo se ensambla en este orden).

36

5. La muestra se pone envuelta con el algodón en la cámara interior del

extractor.

6. Calentar el matraz en una manta calefactora.

7. El proceso es cíclico, por lo que se dejara calentado de 30 min

aproximadamente para extraer todos los lípidos de la muestra.

8. Al final, se observará la solución con ciertas cantidades de lípidos como es el

del jacaranda y el hexano.

3.6.4. Recuperación del hexano empleado

1. La mezcla de lípidos obtenida en el soxhler pasa al rotavapor

2. Se estandariza los parámetros para la separación de la mezcla los cuales son:

T°= 70°C, 0,5 Mbar y 60 rpm.

3. Se deja enfriar por un periodo de tiempo de 15-20 min aproximadamente.

4. Posteriormente el hexano se lo vierte en su recipiente original.

5. Al aceite procedido a partir de la semilla se lo vierte en un recipiente limpio y

seco y sellado hermético para su futuro análisis.

3.4. Procedimiento para la inhibición de microorganismos.

1. Al realizar la práctica, previamente se elaboró los Agares en cajas Petri

2. esterilizadas para poder obtener una adecuada experimentación.

3. Posteriormente se realizó la siembra de las bacterias gram positivas, gram

negativa y el hongo del género Aspergillus níger en los respectivos Agares,

para proseguir en la colocación del extracto del aceite de Jacaranda

37

mimosifolia en 3 discos de papel absorbente que serán colocados en diferentes

partes del Agar para luego de 24 horas ver si los resultados de inhibición contra

las bacterias son efectivos y después de 48 y 72 horas ver la posible

proliferación del hongo ya que estos tiende a ser más prolongada su etapa de

desarrollo.

38

3.6.1. Diagrama de proceso del aceite de Jacaranda mimosifolia


Solvente

39

3.6.2. Diagrama de proceso de recuperación del hexano


40

Capítulo IV

4.1. Balance de materia

4.1.1. Balance en el Desemillado

Peso Masa Seca Peso masa semilla

E= 73.02 g S= 66 g

Perdida= 7.02 g

% de Pérdida en el desemillado

% perdida=𝐸−𝑆

𝐸∗ 100

% perdida= 73,02−66

73,02∗ 100

% perdida= 9.61

% de rendimiento

% de rendimiento= 𝑆

𝐸∗ 100

% de rendimiento= 66

73,02∗ 100

% de rendimiento= 90,39

Desemillado

41

4.1.2. Rendimiento del aceite

Extracción del aceite de la semilla

Peso semillas Volumen de aceite

F= 66.0 g B= 215,45 ml

P= 55,185 g

Pérdida en el extractor

55,185 g

Separación del aceite de jacaraanda utilizando el rotavapor

Volumen de aceite M Volumen de aceite J

F1= 215 ml B1= 15,45 ml

Extracción

A 200 ml de hexano

Rotavapor

A1 200 ml de

hexano

42

% de rendimiento

% de rendimientoB1

F1*100=

% de rendimiento= 15,45

66 𝑔∗ 100

% de rendimiento= 𝟏𝟓, 𝟒𝟓%𝐯

𝐩

4.2. Resultados de las propiedades físicas del aceite

Tabla 6 Resultados de las características físicas del aceite.

Característica Resultados

Índice de refracción 1,3524

Índice de peróxidos <0,12 meq 0,24/Kg

Índice de acidez 1,53%

Índice de yodo 47,27

Elaborado por: Chiluiza Vicky, Estupiñan Renato.

Los resultados reflejan que el aceite posee un índice de peróxidos dentro de los

límites establecidos por las normas de aceites vegetales y cierta cantidad elevada

de componentes como la acidez y en pequeñas proporciones el índice de

peróxidos.

4.3. Resultados del perfil de ácidos grasos en esteres metílicos o

FAMEs

Esta tabla muestra los resultados obtenidos en el perfil de ácidos grasos. Se

observa que los valores de FAMEs y HUFAs son superiores a lo esperado en

43

comparación con otros estudios presentados en revistas científicas, lo que motiva

a realizar futuras investigaciones.

Tabla 7 Valores de ácidos grasos en aceite de jacaranda.

Perfil de ácidos Grasos

Resultados Unidad Método de referencia

Omega 3 39,13 mg/g AOCS Ce-IB 89

Omega 6 509,64 mg/g AOCS Ce-IB

89

Omega 9 285,99 mg/g AOCS Ce-IB

89

Relación n-3/n-6 0,08 mg/g AOCS Ce-IB

89

Saturados 164,74 mg/g AOCS Ce-IB

89

Insaturados 834,76 mg/g AOCS Ce-IB

89

Monoinsaturados 285,99 mg/g AOCS Ce-IB

89

Poliinsaturados 548,77 mg/g AOCS Ce-IB

89

HUFAs 39,13 mg/g AOCS Ce-IB

89


4.4. Resultados de ensayo de Microbiología del aceite de Jacaranda.

Esta tabla muestra los resultados obtenidos en el ensayo de microbiología usando

tres cepas. Una de Gram positivo, Gram negativo y de Hongos del género

44

Aspergillus níger. Las pruebas de inhibición para bacterias Gram positivas el halo

fue de 2.36 cm, las bacterias Gram negativas no hubo inhibición.

Tabla 8 Resultados de Ensayos de Microbiología.

Vol.

Aspergillus n. GRAM + GRAM -

S. Aurea E. Coli

Ø Papel (cm)

Ø Halo (cm)

50 µl - 1.800 2.000 -

1.750 2.050

2.100 2.200

1.700 1.900

100 µl - 2.000 2.165 -

2.000 2.190

1.825 2.050

2.215 2.360


4.5. Materiales y sustancias usadas durante el ensayo de

Microbiología

4.5.1 Materiales.

Cámara de flujo laminar

4 cajas Petri

45

2 mecheros de Alcohol

2 micropipetas (Uno de 50µl de marca Bocco y uno 100µl de marca

Droptek).

Aza de siembra microbiológica

Aza de Drigalsky

Incubadora

Pinzas

Rejillas

Vaso de precipitación

Papel filtro.

4.5.2. Sustancias.

Agar MacConkey

Agar nutritivo

Agar Sabouraud’s

Cepas de Escherichia. coli.

Cepas de Staphylococcus aureus

Cepa de Aspergillus niguer

Alcohol 70°.

46

Conclusiones

Mediante la aplicación de la operación unitaria extracción sólido-líquido

empleando hexano como disolvente se pudo obtener aceite de la semilla de

Jacaranda mimosifolia.

Se puede concluir que mediante la aplicación del disolvente empleado en el

equipo soxhlet se obtuvo un rendimiento del 15.45% v/p de aceite.

Al realizar los respectivos análisis al aceite extraído de las semillas de

jacaranda se reportaron los resultados siguientes: índice de yodo 47,27%, índice

de acidez 1.53%, e índice de refracción 1.3524.

El análisis cromatográfico del perfil de ácidos grasos fue realizado en un

equipo de cromatografía líquido HPLC reportando; 39,13 mg/g de omega 3,

509,64 mg/g de omega 6, 285,99 mg/g de omega 9, 0,08 mg/g de relación n-

3/n-6, 164,74 mg/g de saturados, 834,76 mg/g de insaturados, 285,99 mg/g de

monoinsaturados, 548,77 mg/g de poliinsaturados, 39,13 mg/g de los ácidos

grasos altamente insaturados o HUFAs.

Los resultados de la actividad inhibitoria de microorganismos del aceite

presentaron actividad antimicrobiana frente a las cepas de bacterias gran

positivas Staphylococcus aureus se obtuvo un halo de 2.36 cm con un volumen

de aceite de jacaranda de 100 µl presento la mayor concentración crítica para

inhibición de esta bacteria y frente a Escherichia coli y Aspergillus niger no

presentaron actividad inhibitoria.

En base a los resultados obtenidos se considera que es viable para la

aportación de la matriz productiva, entre esto la elaboración de fertilizantes,

cosméticos, medicina entre otros.

47

Recomendaciones

El sistema de acopio de las semillas debe ser lo más hermético posible para

evitar la contaminación de la misma y así sus características se mantengan

optimas

Buscar alternativas que faciliten el pelado de semilla de Jacaranda

mimosifolia para de esta manera optimizar el proceso de extracción del

aceite.

Una vez obtenido el aceite extraído debe ser colocado en un recipiente

hermético para así asegurar su vida útil por un tiempo más prolongado.

Al momento de realizar las pruebas antimicrobianas asegurar que el

ambiente de trabajo sea estéril.

Inducir a la creación de micro, pequeñas, medianas y grandes empresas,

para que estas colaboren al crecimiento de la matriz productiva en el país.

48

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ANEXOS

Anexos

Anexo 1 Descripción grafica del proceso.

Foto 1 Semillas de Jacaranda M.P. Foto 2 Pesado de la Materia Prima

Foto 3 Extracción Sólido-líquido Foto 4 Muestra con solvente

Foto 5 Recuperación de Solvente Foto 6 Aceite de Jacaranda


Anexo 2 Espectros reportados de los análisis correspondientes.

Figura 7 Análisis de espectrofotometría de masas


Figura 8 Cromatogramas de la fracción clorofórmica de las cortezas de J. mimosifolia, obtenidos por CLAE-FR, (ʎ = 210 µm).


63

64

Figura 9 Espectro de masa de la fracción clorofórmica de Jacaranda mimosifolia.


Anexo 3 Descripción grafica de ensayo microbiológico.

Foto 7 Muestras de cultivo Foto 8 muestras con cepas con hongo

Foto 9 Muestras con cepas de E. coli Foto 10 Muestra con S. aureus

Foto 11 Medición de halo

Elaborado por: Chiluiza Vicky y Estupiñan Favio

Chiluiza Oviedo Vicky Katiuska Estupiñan Estupiñan Favio...

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