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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 Z QUIÑÓNEZ

INVESTIGADOR ASOCIADO: ING. MISCHAEL HERNANDEZ L ~ P E Z

GUATEMALA, NOVIEMBRE DE 2002

Centro de Investigaciones de Ingeniala Universidad de San Carlos de Guatemala

PARTE 1

1.1 Introducción 1 1.2 Planteamiento del problema 3

1.2.1 Antecedentes 3 1.2.2 Justificación 4

1.3 Objetivos e hipótesis 6 1.3.1 Objetivos 6 1.3.1.1 Objetivo general 6 1.3.1.2 Objetivos específicos 6 1.3.1.3 Hipótesis 7

1.4 Materiales y métodos 8 1.4.1 Localización 8 1.4.2 Metodología experimental 8

1.4.2.1 Diseño de tratamientos 8 1.4.3 Manejo del experimento 9 1.4.4 El método 10

1.4.4.1 Método para la extracción del aceite esencial de manzanilla 10 1.4.4.2 Método para la extracción del aceite esencid de pericón 1 O 1.4.4.3 Método para la extracción del aceite esencial de ajenjo 11 1.4.4.4 Método para la extracción del aceite esencial de hinojo 11 1.4.4.5 Análisis c r o m a t o ~ c o 11

PARTE II Marco teórico 12 11.1 Aceites Esenciales 12 11.2 Marco teórico de las especies a estudiar 13 11.3 Principios básicos de la extracción con arrastre de vapor 20 11.4 Herramientas para caracterización de productos 22

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

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

vulgm 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 0.2831 13%, 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 extracción-

destilación, 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


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 aj enj ~(Artemisza absínthium L.), respecto al nivel


Hoy: No existe diferencia significativa en 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, UN, 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


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


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~ciones más importantes.

E 2 MARCO TE~RICO DE LAS ESPECIES ESTUDIADAS

MANZANILLA (Matricaria recutita 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 0.9326-

0.9459, número ácido 18.7-3 1.7, 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: Chamdene , 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-buten-

1-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 trans-

anetol, 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. El fi-uto de hinojo contiene además, aceite graso, proteínas, ácidos orgánicos

y flavonoides. 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. El aceite esencial está

constituido principalmente por derivados terpénicos. Según 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) I

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):

De la ley de Dalton:

PT es 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 PoA y Pon son 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.

1 (msnm) 1 Repeticiones

Niveles

altitudinales

1

1 2 3 Media 1

Rendimiento (%)

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

(msnm) Repeticiones

I 1 1 1 2 1 3 1 Media 1

N3 (2205)

N4 (2800)

NI: Panajachel, Sololá, N2: Sololá, Sololá, N3: Cantón Xacaxac, Sololá, N4: Aldea el manzanilla, aguacatán, Huehuetenango.

0.0239

0.0322

0.0283

ND

0.0171

ND

0.023 1

0.0322

Gráfica 1. Rendimiento de aceite esencial de ajenjo en función del nivel altitudinal de

cosecha

( Gráfica 2. Rendimiento de aceite esencial de hinojo en función del nivel altitudinal de / cosecha. 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 7

altitudinal de cosecha.

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. L. /suma de lcuadrados Valor de F Pr > F I l I 1 ( lcuadrados (medios 1 1 1

1 I I I I .-

Modelo 3 0.00350180 0.001 16727 2.53 O. 1306

---

Total Corregido 1 1 0.00719046

Ide l~oeficiente de l ~ a i z cuadrada Irendimiento1

Cuadro 6. Análisis de varianza para los rendimientos porcentuaies de aceite esencial: de

hinojo.

puente IG. L. l~urna de Icuadrados Valor de F Pr > F I I I I I I l I

Modelo 3 0.00318033 0.0010601 1 4.87 0.0326

I , 1

Toial ~o r r e~ ido l l l 0.004920 13 1 I

Coeficiente

~deteminaciónviación ( ~ . ~ . ) l d e l error e~tándarl~romedio ( lde (coeficiente de

Cuadro 7. Análisis de varianza para los rendimientos porcentuales de aceite esencial

de pericón.

Raíz cuadrada (rendimiento1

[coeficiente I

Cuadro 8. Análisis de varianza para los rendimientos porcentuales de aceite esencial

de manzanilla.

Fuente

Modelo

Error

Total Corregido

Cuadrados

medios

0.03327752

0.0027329

G. L.

3

8

1 1

Fuente

Modelo

Error

Total Corregido

Suma de

cuadrados

0.09983257

0.021863 18

0.12 169575

Valor de F

12.18

Pr > F

0.0024

G. L.

2

6

8

Suma de

cuadrados

0.00050967

0.00616901

0.00667868

Cuadrados

medios

0.00025483

0.00102817

Valor de F

0.25

Pr > F

0.7881

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.

rendimiento

promedio

0.031078

Coeficiente

de

determinación

0.076312

IIL1.4 Densidades e índices de refracción medidos a 23.0 "C.

Cuadro 9. Aceite esencial de ajenjo.

Coeficiente de

variación (C.V.)

103.1769

I Niveles altitudinales (msnm) I

Raíz cuadrada

del error estándar

O. 032065

1 I I I

NI: Panajachel, Sololá , N2: Sololá, Sololá; N3: Cantón Xacaxac, Sololá, N4: Los

Encuentros Sololá.

Densidad I I I I

Índ. de Ref. 11.5253

0.7800

1 S243 11.5297 11.5240

0.7640 0.6973 0.9210

Cuadro 10. Aceite esencial de hinojo.

NI: Cobán A.V. N2: Chimtla, Huehuetenango. N3: Sololá, Sololá. N4: Tecpán,

Chimaltenango.

Densidad

Índ. de Ref.

Cuadro 11. Aceite esencial de pericón.

Niveles altitudinales (msnm)

NI: San Antonio Palopó, Sololá, N2: Los Aposentos, Chimaltenango, N3: Sololá, Sololá,


1317

0.9267

1 -5280

Densidad

h d . de Ref

Niveles altituáinales (msnm)

2287 2000

1600

1.0 105

1 S420

21 13

0.9257

1.5340

1766

1.1223

1 S326

0.9367

1.5310

21 13

1.1583

1.5315

2205

1.0130

1.5317

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.

componentes mayoritarios del aceite esencial de

ajenjo. 1 COMPONENTES PRINCIPALES DEL ACEITE ESENCIAL DE

AJENJO

-- -

6. Contenido porcentual de los componentes mayoritarios del

1 de hinojo. I

Grtífico 7. Contenido porcentual de los componentes mayoritarios del aceite esencial de nericón.

COMPOSICIÓN DEL ACEITE ESENCIAL DE PERIC~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.


C himaltenango.

de hinojo.

P Cimeno Mirceno Aneto1 Altitud (msnm)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 L

4 - AW anisol

Nl: Cobán A.V. N2: Chiantla, Huehuetenango. N3: Sololá, Sololá. N4: Tecpán,

1317

2.99 1317 71.72

A

1317

2000

2000

60.94

7 1 7.65

2.95 2000 2.13

79.58

2113

4.16

2113 ---

2113

86.64

2287

13.36

94.63

2287

1 O0

2.5

2287 69.33

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,



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(cuadro 4) 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 0.2831 13%. 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.


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 1 S258 y no se encontró el valor reportado en la literatura.


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 B-

cariofileno 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 de

estándares de los componentes de cada aceite.

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.

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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. 197 1.

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, 196 1.

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.

Cuadro 2. Aceite esencial de Hinoio.

9

10

11

12

N4R3

SUPl

SLIP2

SUP3

1 1

2

3 4

Rendimiento DENSIDAD IND. REF

0.0064 no determinado no det.

0.0002 no determinado no det. 0.001 8 no determinado no det. 0.0339 0.93 1.526 0.0388 0.85 1.531 0.0231 1 1.528

8 9 10 11 12

1 1.206

1 1 -428

1 1.205

11.301

FARl

FAR2 FAR3 N3R1

SOLOLA2 SOLOLA3

SUPl SUP2 SUP3

10.81 3 3

10.799 2

10.696 3

10.533 3

Masa Bruta

1 1.3072

10.9245 10.8022

7.4

12.3536 1 1.3346 10.6523 10.9701

0.7678

Masa Vial

1 1 .O739

10.91 55 10.7372 6.9345

10.5986 10.5986 10.1922 10.5763

2270

2270

2270

2270

Masa Neta

0.2333

0.009 0.065 1.23

Masa Muestra

3632

3632 3632 3632

1.755 0.736 0.4601 0.3938

0.0500

0.0277

0.0224

0.0338

3632 3632 3632 3632

0.625

0.775

O. 769

O. 796

1 524

1.526

1.524

1.526

' Cuadro 4. aceite esencial de Manzanilla.

IND. REF.

1.546

no det.

1 S38

1.532

1.536

1.524

1.534

1.534

1.532

1.532

1 .S31

1.533

1.531

Rendimient O

0.031 8281 9 4

6 0.05451541

9 0.1 0869565

2 0.206521 73

9 0.21 032608

7 0.2391 3043

5 0.31 630434

8 0.20434782

6 0.32880434

8 0.23967391

3 0.20326087 0.1461 9565

2

Masa Muestra

3632

3632

3632

3632

3632

3632

3632

3632

3632

3632

3632

3632

3632

.03

no determinado

33

.222

67

1

1.2

. 67

.1

0.929

1

Pericón. Masa Neta

1.156

1.98

2

3.8

3.87

4.4

5.82

3.76

6.05

4.41

3.74

2.69 1

esencial de Masa Vial

10.727 8

Aceite Masa Bruta

10.799

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Cuadro 3.

Código

FARl

FAR2

FAR3

N2R1

N2R2

N2R3

N2R4

N3R1

N3W

N3R3

N4R1

N4W

N4R3

Rendimiento promedio del aceite esencial de las especies en estudio.

Cuadro 5. Rendimiento promedio porcentual del aceite esencial de Ajenjo 1 l l

Cuadro 6. Rendimiento promedio porcentual del aceite esencial de Hinojo r I I

msnm

Cuadro 7. Rendimiento esencial de Pericón

0.02943 0.28313

21 13 0.17517 2205 O. 1 964

rend

Cuadro &Rendimiento promedio porcentual del aceite esencial de Manzanilla r I [

1570 1 0.02797

1 msnm 1 rend 1

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