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Información tecnológica

versión On-line ISSN 0718-0764

Inf. tecnol. vol.24 no.4 La Serena  2013

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642013000400006 

Información Tecnológica Vol. 24(4), 49-54 (2013)

Química y Aplicaciones

 

Composición Química del Aceite Esencial de las Hojas de Toronjil (Melissa officinalis L.)

Chemical Composition of the Essential Oil from Lemon Balm Leaves (Melissa officinalis L.)

 

Diofanor Acevedo, Mario Navarro y Piedad Montero

Universidad de Cartagena, Facultad de Ingeniería, Programa de ingeniería de Alimentos, Av. el Consulado, Calle 30 No. 48-152. Cartagena, Bolívar-Colombia (e-mail: diofanor3000@gmail.com)

* Autor a quien debe ser dirigida la correspondencia.


Resumen

Se estableció la composición química  del toronjil (Melissa officinalis L.) cultivado en Coloso, Departamento de Sucre en Colombia, mediante la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Esto fue realizado para determinar la variabilidad en la composición química producida por las condiciones climáticas que presenta la región. El toronjil se usa en esta comunidad en bebidas aromáticas y como tranquilizante natural considerando sus múltiples propiedades antioxidantes, microbiológicas, conservantes y aromatizantes de alimentos. Se identificó eugenol como el compuesto mayoritario con 45.47%, seguido del cariofileno, α-cariofileno, 3-metil-4-isopropil fenol, germacreno D, con 40.77%, 2.94%, 1.52% y 1.17% respectivamente. De acuerdo a los resultados, el aceite esencial de toronjil está de acuerdo con el quimiotipo eugenol.

Palabras clave: Melissa officinalis L, eugenol, cromatografía de gases, espectrometría de masas.


Abstract

Chemical composition of Lemon balm (Melissa officinalis L.) grown in Coloso, Department of Sucre in Colombia, using the technique of gas chromatography coupled with mass spectrometry was determined. This was done to establish the variability in the chemical composition caused by weather conditions presented region. Lemon balm is used in this community in aromatic beverages and as a natural tranquilizer, considering its several antioxidant, microbiological, preserving and aromatic properties. eugenol was determined as the major component 45.47%, followed caryophyllene, α-caryophyllene, 3-methyl-4-isopropyl phenol, germacrene D, with 40.77%, 2.94%, 1.52% and 1.17% respectively. According to the results, the essential oil of lemon balm agrees with the eugenol chemotype.

Keywords: Melissa officinalis L, eugenol, gas chromatography, mass spectrometry


 

INTRODUCCIÓN

En los últimos años se ha evidenciado un extraordinario auge de la química de los productos naturales en el ámbito mundial. Entre los tres grupos de productos de origen botánico que con mayor probabilidad tendrán el impacto más notable en la protección de plantas en la próxima década se encuentran los aceites esenciales y sus constituyentes, provenientes de diferentes especies vegetales (Esquivel & Vargas, 2007; Isman, 2006; Simándi et al., 1998). Los aceites esenciales son usados como agentes carminativos, estimulantes, diuréticos y antirreumáticos; algunos poseen propiedades insecticidas, antifúngicas y antibacterianas frente a microorganismos patógenos y han sido considerados como ingredientes activos en algunos plaguicidas botánicos, debido a su eficacia frente a un número considerable de plagas, su toxicidad mínima en mamíferos y su disponibilidad general (Acevedo et al., 2007; Isman,2006).

Melissaofficinalis L. pertenece a la familia Lamiaceae, es conocida en nuestro país como toronjil y en otros como melissen blat o lemon balm porsu olor a limón, es una planta medicinal muy estudiada para la que se describen como principales compuestos los ácidos hydroxycinámicos  y los aceites esenciales, donde los mayores constituyentes son los terpenoides como el citral, citronelal, geraniol, neroly linalol (Esquivel & Vargas, 2007). Otros compuestos de interés presentes en esta especie son flavonoides y taninos (Stashenko et al., 2006; WHO,2002). Se han demostrado variaciones cualitativas de este por factores genéticos y variaciones cualitativas debidas a las condiciones ambientales,duración del día y composición del suelo (Sadraei, 2003; Contreras et al., 2003). El rendimiento de la extracción y la composición química  del aceite esencial de M. officinalis L, depende del microambiente en el cual crece la planta y del periodo en el cual son cosechadas las hojas (Saeby Gholamrezaee,2012).  

En Colombia se han identificado aproximadamente 23 géneros y cerca de 205 especies de plantas de la familia Labiatae (Pérez et al., 2008). La infusión de las hojas de las plantas de esta familia como Hyptis capitata y Salviaofficinalis se usan en la medicina tradicional colombiana, como antisépticas, anti-inflamatorias, antiespasmódicas y analgésicos. (Fonnegra,2006). Diferentes estudios han mostrado actividad antimicótica in vitro de aceites esenciales de plantas de la familia Labiatae como M. officinalis, H. ovalifolia, Mentha piperita y Ocimum basilicumcontra aislados clínicos de Trichophytonrubrum, mentagrophytes y Microsporumcanis (Bozin et al., 2006; Iscan,2002). En la extracción de aceites esenciales es importante conocer y describirel tipo de material vegetal que se usa en el proceso (Carhuapoma, 2006; Arcila-Lozanoet al., 2004). Por tanto, si existen variedades intrínsecas en organismos vegetales de la misma especie, estos se deben clasificar y diferenciar para evitar cambios en la composición del producto final, ajenos al proceso mismo de extracción, manipulación de material y tipode análisis (Valenzuela et al., 2003;Acevedo et al., 2007; Carhuapoma, M.2006). El análisis de quimiotipos se basa en la diferenciación de metabolitos secundarios y se aplica, no sólo a organismos vegetales, sino también alíquenes y algunos microorganismos. Por lo general, al analizar un aceite esencial se utiliza la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM), como técnica de identificación y, para estecaso, caracterización de quimiotipos con base en los compuestos mayoritarios(Simándi et al., 1998). Además, laimportancia de los aceites esenciales y de sus componentes químicos, se basa ensu implementación como aditivos antibacteriales en productos alimenticios (Burt2007; Esquivel & Vargas, 2007) y en farmacología (Acevedo et al., 2007); también el valor económico y la aplicabilidad industrial de las esencias se relacionan de manera directa con su composición química, que a su vez determina todas las propiedades (fisicoquímicas, organolépticas) (Albado et al., 2001).

El objetivo del presente trabajo fue determinar la composición química del aceite esencial extraído de las hojas de toronjil (M. officinalis L) procedentes del municipio de Coloso(Sucre-Colombia), por medio de la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Obtención de materia prima

Las hojas de M.officinalis L, fueron recogidas de parcelas artesanales ubicadas en el municipio de Coloso, Departamento de Sucre, Colombia. El material se recolectó de forma manual, en la zona es comúnmente conocido como toronjil silvestre, que es una planta herbácea anual, de la familia de las Labiadas, con muchos tallos rectos de cuatro a seis decímetros de altura, hojas pecioladas, ovales, arrugadas, dentadas y olorosas, flores blancas en verticilos axilares, y fruto seco,capsular, con cuatro semillas menudas (Allahverdiyev et al., 2004).

Extracción del aceite esencial

El modo de extracción que se utilizo fue hidrodestilacióncon trampa de Clevenger, el procedimiento consistió en picar finamente 1000 gr de material fresco de hojas de M.officinalis L, depositarlo en un recipiente de acero inoxidable, al que se le añadieron 2000 ml de agua destilada, con un tiempo de extracción de 120-180 minutos. (Stashenko et al., 2006; WHO, 2002).

Caracterización química del aceite esencial

Los procedimientos para determinar la composición química del aceite esencial de toronjil, se realizaron bajo la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM).

Se necesitaron 50 μl de aceite esencial para el análisis cromatográfico y se aforo a 450 μl con diclorometano. La mezcla se realizó en un matraz aforado de 1.5ml y después setransfirió a un vial para cromatografía de gases de 2ml. Este análisis se llevóa cabo en un Cromatografo de gases - AgilentTechnologies 7890A, acoplado a un espectrómetro de masas Agilent Technologies 5975C equipado con un puerto de inyección Split/splitlles (relación 1:50), un inyector automático Agilent 7863 y un sistema de datos HP Chem Station.

Para la separación de las mezclas se utilizó una columna capilar DB-5MS( J & W Scientific,Folsom, EE.UU.) con fase estacionaria de 5% fenil-polimetilsiloxano (60 m x0,25 mm, D.I. x 0,25 µm, df). La temperatura del horno se programó desde 45ºC(5 min) hasta 150ºC (2 min) a 4ºC/min, luego se incrementó hasta 250ºC (5 min)a 5ºC/min, finalmente, la temperatura aumentó a 10ºC/min, hasta alcanzar 275ºC(15 min). Las temperaturas de la cámara de ionización y de la línea de transferencia fueron de 230 y 285ºC, respectivamente. El gas de arrastre empleado fue helio (99.995%). Los espectros de masas y corriente iónicas reconstruidas se obtuvieron por medio de barrido automático de frecuencia ( full scan), a 4.75 scan s-1, en el rango demasas m/z 30-450.

Para el análisis por la columna polar se empleó un cromatógrafo de gases Agilent Technologies 6890 Network GCSystem, acoplado a un detector selectivo de masas Agilent Technologies5975, equipado con un puerto de inyección split/splitless (250ºC, split1:14) y un sistema de datos HP ChemStation D.02.00.275.

El proceso de separación se llevó a cabo en una columna capilar DB-WAX ( J& W Scientific, Folsom, CA, EE.UU.) con fase estacionaria entre cruzada e inmovilizada de polietilenglicol (60 m x 0,25 mm, D.I. x 0,25µm, df). La temperatura del horno se programó desde 45ºC (10 min) hasta 220ºC(30 min) a 3 ºC/min. Las temperaturas de la cámara de ionización y de la líneade transferencia fueron de 230 y 250ºC, respectivamente. La identificación de los compuestos se realizó mediante la comparación delos tiempos de retención y  de los patrones de fragmentación representados en los espectros de masas experimentales con los encontrados en las bases de datos o librerías (Data base\NIST08.L, Database\W8.l). Stashenko et al., 2006; WHO, 2002).

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Los resultados que se obtuvieron por GC-MS del aceite esencial de Toronjil, revelan los principales  componentes químicos (Tabla1), destacando el Eugenol con 45,47%, seguido del cariofileno, α-cariofileno, 3- metil-4-isopropilfenol, germacreno D, con 40,77%, 2,94%, 1,52%, 1,17% respectivamente, que representan más del 90% del total registrado(tabla1) . Los datos arrojados muestran una gran diferencia en la composición química de esta especie que se cultiva en Coloso ya que su principal componente no se encuentra relacionado en la bibliografía encontrada. Ya que el aceite que contienen las hojas de toronjiles un aceite que está compuesto por diferentes aldehídos y alcoholes sesquiterpénicos: citral a y b, citronelal, geraniol y linalol. Además, se encuentran taninos, ácidos triterpénicos, marrubina y saponinas, compuestos amargos y flavonoides. Toda la planta tiene un agradable aroma y sabor que recuerda al limón (Allahverdiyev et al., 2004),en esta especie estos componentes fueron encontrados en menor proporción. Las diferencias presentadas en su composición, pueden deber a varios factores; enese sentido Bandoni et al., (2009) expresaron que es casi imposible lograr dos aceites esenciales idénticos.  Como resultado del grado de sensibilidad analítica con que se trabaje, siempre se podrá encontrar alguna diferencia entre dos partidas de un mismo aceite esencial, por la época de cosecha, el año, el método de extracción, las condiciones de almacenamiento. De igual forma, variables como las condiciones geo botánicas, tipo de suelo, época de recolección y  edad de la planta (Bandoniet al., 2009; Contreras et al., 2003; Albado et al., 2001), entre otros.

 Tabla 1: Componentes del aceite esencial de toronjil (M. officinalis L) identificados por GS-MS

El quimiotipo de esta especie pertenece al Eugenol y Cariofileno por ser los mayores componentes mayoritarios ambos sobrepasan el 40% de su contenido en el aceite. La importancia de esta planta radica en quesu principal componente tiene muchas propiedades entre las que se destacan fundamentalmente sus propiedades antiagregantes, antiedemicas, antimovitivas, carminativas,antiácidas, antioxidantes, gastroprotectoras, gastrorregenerativas, bactericidas, antifúngicas, antisépticas, antivirales, herbicidas, pesticidas, insecticidas, insectifugas, vermifugas, anestésicas, sadativas, fragantes y aromatizantes (Huerta, 2007). La industria alimentaria lo utiliza para dar aromas a comidas preparadas, bebidas con alcohol, y otros refrescos, además  eugenol provenientes de clavo y tomillo causan la desintegración de la membrana de E. coliy S. typhiurium. El eugenol (componente mayoritario del aceite de clavo) y el cinamaldehido (componente dela canela) actúan inhibiendo la producción de enzimas intracelulares, tales como amilasas y proteasas, lo que provoca el deterioro de la pared y un alto grado de lisis celular. (Mitsch et al.,2004, Huerta, 2007).

CONCLUSIONES 

La composición química que presenta el aceite esencial de toronjil cultivado en Coloso Sucre (Colombia) pertenece al quimiotipo Eugenolalgo que no es muy común en esta especie cultivada en otras partes. Este compuesto permite dar gran valor agregado a esta planta, por su alto porcentaje en masa ya que sus principales componentes se encuentran en altos porcentajes, lo  que  convierte a esta especie en una posible fuente natural de estos compuestos como lo son el eugenol y el cariofileno, estos dos compuestos le otorgan múltiples propiedades antioxidantes, microbiológicas y conservantes y aromatizantes de alimentos, así también como su uso en muchas otras industrias.

 

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Recibido Ene. 09, 2013; Aceptado Feb. 18, 2013; Versión final recibida Abr. 01, 2013

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