Presentado por :Marcos M. Terrado P.

Objetivos Generales

• Extraer el aceite esencial de artemisa (Ambrosia cumanensis) a partir de muestras a diferentes alturas por medio de Hidrodestilación.

• Identificar los metabolitos secundarios principales del aceite esencial de artemisa (Ambrosia cumanensis) a partir de pruebas de caracterización fotoquímica.

Objetivos Específicos

• Establecer si existen diferencias significativas en el rendimiento de los aceites extraídos obtenidos a diferentes alturas.

• Comparar la presencia de metabolitos secundarios de los extractos obtenidos a diferentes alturas por medio de pruebas de tamizaje químico.

Justificación • En países como Costa Rica se le da una particular atención

a la producción y comercialización de las plantas medicinales, debido a que el conocimiento de estas especies es resultado de un proceso cultural dado a través de muchos años (Oliveros 1997).

• El interés mostrado en los últimos años por la utilización de plantas medicinales, el conocimiento generado hasta de los compuestos químicos que le dan cualidades curativas han alcanzado un gran interés para la comunidad científica . En nuestro país el empleo de esta planta es muy usual; sin embargo; los estudios fitoquimico de muchas de las plantas que se utilizan como medio de alivio de muchas enfermedades son escasos.

Plantas Medicinales

• Las plantas medicinales son aquellos vegetales que elaboran productos con principios activos, estos productos son sustancias que ejercen una acción farmacológica, beneficiosa o perjudicial, sobre un organismo vivo (Muñoz 1986).

• El empleo de estas plantas o hierbas con cualidades especiales, como remedio para combatir todo tipo de males, se remonta a las primeras civilizaciones de la tierra

Descripción General de la Ambrosia Cumanensis

Clasificación Taxonómica de la ArtemisaClase Magnoliopsida

Orden Asterales

Familia Asteraceae

Genero Ambrosia

Especie cumanensis.

Propiedades MedicinalesMuñoz (1986) asegura que en Costa Rica se emplean infusiones de las hojas para trastornos estomacales y como vermífuga. Por poseer aceites esenciales en sus hojas presenta rusticidad contra el ataque de plagas, pudiéndose utilizar como repelente para el combate de las mismas en la agricultura. En Panamá la preparación de infusiones de la ambrosia cumanensis se emplea para los malestares del cuerpo, fiebre, dolor de cabeza, hipotensión, ulceras, manchas de la piel, várices, trastornos menstruales y cicatrices.

Aceites Esenciales• Son metabolitos secundarios

volátiles tienen una distribución restringida en la naturaleza, la cual se limita a ciertas plantas llamadas “aromáticas”, en algunos casos, a solo algunas especies o subespecies. Los aceites esenciales están contenidos en glándulas o vesículas secretoras inmersas en los tejidos de las hojas, flores, corteza y semillas de los frutos de muchas especies.

Actividad de los aceites esenciales

• Varios estudios reportan sobre las diferentes actividades biológicas que presentan los aceites esenciales tales como insecticidas, antioxidantes y antibacterianos. Esta actividad biológica puede variar desde la inhibición completa o parcial del crecimiento microbiano, hasta la acción bactericida.

Composición química de los aceites esenciales

Grupo funcional Naturaleza quimica Ejemplos

HidrocarburosTerpénicosAromáticos

Sesquiterpénicos

Limoneno, alfa-terpineno,cumeno, p-cimenotrans-ß-cariofileno

AldehídosMonoterpenos

AlifáticosAromáticos

CitralNonanal, octadecanal

cinamadehido

AlcoholesMonoterpénicos

AlifáticosSesquiterpénicos

Aromáticos

CitralNonanal, octadecanal

cinamadehido

Fenoles Aromáticos Timol, carvacol

Metodología

Muestreo • El objetivo de los procedimientos de muestreo es obtener

una muestra representativa del total, para realizar el análisis y determinar los niveles de los diversos componentes de la materia vegetal, como minerales, macro y micronutrientes, o residuos de plaguicidas remanentes en los vegetales.

• La correcta utilización de esta práctica requiere efectuar adecuadamente la toma de muestras, de modo que sea representativa del conjunto, e interpretar correctamente los análisis. El contenido en nutrientes de las hojas depende de factores como la edad, tipo y posición de la hoja que se muestrea, la disponibilidad de nutrientes del suelo, el estado fitosanitario, etc.

Tipos de Muestreo

• Método aleatorio que consiste en darle a cada uno de los elementos de la población una probabilidad conocida de ser incluido en la muestra. Para este método, se utiliza la tabla de números aleatorios.

• Método en X, que Consiste en dibujar una X imaginaria en el área a muestrear y recolectar la muestra desde los extremos hasta el centro de la X hasta completar la cantidad necesaria.

• Método en ZIG-ZAG que consiste en dibujar un ZIG-ZAG imaginario en el área a muestrear y recolectar la muestra hasta completar la cantidad necesaria.

Transporte y Conservación

• Para el transporte y almacén, la muestra se mantendrá en las condiciones más parecidas a las de campo. Pueden ser refrigeradas, conservadas en bolsas de papel o de plástico, pero en éstas el tiempo de permanencia ha de ser el mínimo posible, ya que las reacciones enzimáticas pueden llevar a cambios en la estructura química

Identificación de Metabolitos Secundarios

• El screening fitoquímico es un procedimiento de laboratorio que consiste en la preparación de extractos a partir de un material vegetal, estos extractos pueden ser etanolicos o acuosos.

• El objetivo de un screening fitoquímico es determinar la presencia o no de metabolitos secundarios en una especie, los

• Metabolitos secundarios son aquellos compuestos que no tienen una función reconocida en el mantenimiento de los procesos fisiológicos fundamentales de los organismos que los sintetizan.

Metodos de Extracción del Aceites Esencial

Método Descripción Destilación con agua

(hidrodestilacion)Es el método de destilación más simple y relativamente económico.

Destilación con agua y Vapor

El material vegetal no necesita ser pulverizado o picado, y es mantenido sobres una criba perforada, que lo separa del agua

Destilación por Arrastre con vapor

Este método utiliza vapor seco para extraer el aceite. Es apropiado para plantas con aceites que tienen compuestos con puntos de ebullición muy alto

Análisis Fisicoquímicos

• Se denominan así a los ensayos que se realizan sobre la droga entera, pulverizada o extractos de la planta. La composición de la droga o planta, caracterizar principios activos y reconocer falsificaciones.

• Se realizan con una finalidad cualitativa (identificar sustancias), cuantitativa (determinar su concentración) o ambas.

Humedad

• Se entiende por humedad el agua libre que contiene el material vegetal. Para una buena conservación ha de ser inferior al 10%, para evitar los procesos enzimáticos, y para expresar la valoración de los principios activos referidos a materia seca

Métodos para la determinación de la humedad.

• Método gravimétrico: Se pesa una cantidad exacta de droga seca, pulverizada o troceada y se pone en estufa a unos 110 ºC, pesándola cada media hora hasta peso constante. La diferencia entre el peso inicial y final es el contenido en agua o humedad aparente. Pueden perderse sustancias volátiles, por lo que en ocasiones este método no puede utilizarse.

• Método volumétrico: Se determina el contenido en agua por arrastre azeotrópico. Una cantidad exacta de materia vegetal se coloca en un matraz con benceno, tolueno o xileno, y se lleva a destilación en circuito cerrado. El vapor de agua condensa y al ser inmiscible forma una fase separada y visible, de la cual se determina el volumen.

• Método Karl-Fisher: Muy útil en muestras con bajo contenido en humedad, se basa en la reacción cuantitativa del agua con dióxido de azufre y yodo en medio anhidro y presencia de una base. El yodo y anhídrido sulfuroso en presencia de agua reaccionan, formando sulfúrico y ácido yodhídrico. Para desplazar el equilibrio se emplea una base como la piridina

Cenizas

• Representan el contenido en sales minerales o en materia inorgánica de la planta. En condiciones rigurosas, es constante y nos permite descubrir falsificaciones por otras drogas, tierras u otros minerales.

• Las cenizas dan una idea del contenido en materia mineral de la planta, que suele ser alrededor del 5%.

Métodos de caracterización e identificación:

• Análisis Cromatográfico: Las técnicas cromatográficas se basan en la separación de las sustancias presentes en una mezcla compleja al poner ésta en contacto con una fase móvil (líquido o gas) y otra estacionaria (sólida o líquida) que permanece fija.

• Métodos espectrofotométricos: estos nos ayudan a determinar la cantidad de concentración en una solución de algún compuesto proporciona información de la estructuras moleculares. La identificación de unidades estructurales especificas ya que estas tienen distintos tipos de absorbancia (grupos funcionales o isomerías).

Análisis Cromatográfico

• Cromatografía en Capa Fina (CCF) Se emplea en controles de todo tipo de

productos naturales, habiéndose establecido como método analítico muy importante en las farmacopeas modernas. Permite identificar de forma rápida y bajo costo los componentes presentes en un determinado material vegetal.

• Cromatografía de Gases (CGL) La cromatografía de gases o cromatografía gas

– líquido (CGL) se emplea para sustancias volátiles o volatilizables, como son los aceites esenciales. Se emplea como fase móvil un gas, y como fase estacionaria un líquido contenido en una columna capilar, de diámetro muy pequeño y varios metros de longitud, que va enrollada en el interior del cromatógrafo. Se trabaja a alta temperatura, para que los componentes de la mezcla se mantengan volatilizados.

• Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC)

HPLC son las siglas en inglés de High Pressure Liquid Chromatography. Esta técnica permite separar e identificar moléculas de estructura química muy similar, incluso isómeros. Se aplica a compuestos no volátiles, como heterósidos, alcaloides, lípidos, esteroides, glúcidos, flavonoides, y a sustancias termolábiles, como las proteínas y vitaminas

• Cromatografía en fase gaseosa acoplada a espectrometría de masas

Durante las dos últimas décadas se ha demostrado que uno de los métodos más eficientes para el estudio de la composición de los aceites esenciales es la cromatografía de gases acoplada a la espectrometría de masas (CG-EM). Es un método muy adecuado para la identificación debido a que los componentes del aceite son compuestos volátiles y de bajo peso molecular.

Métodos espectrofotométricos • Espectro infrarrojo : El espectro infrarrojo permite detectar la

presencia de grupos hidroxilo, carbonilo, anillos aromáticos, enlaces dobles C=C, etc. Para determinar el espectro basta con colocar una gota del componente en una celda de NaCl e introducirla en el espectrofotómetro. El Espectro IR de una molécula es como su “DNI”, característico de ella, sólo, y se puede comparar con una base de datos de espectros.

• Espectro ultravioleta El espectro UV permite el reconocimiento de

grupos funcionales y grupos cromóforos (grupos químicos capaces de absorber en UV). Por ejemplo, el limoneno presenta un máximo de absorción en 262 nm. En general, la espectrofotometría ultravioleta tiene una utilidad limitada en el estudio de la gran mayoría de los aceites esenciales terpénicos, ya que pocos terpenos tienen grupos cromóforos

• Espectro de Resonancia Magnética Nuclear Es una técnica empleada principalmente en

la elucidación de estructuras moleculares, aunque también se puede emplear con fines cuantitativos.Algunos núcleos atómicos sometidos a un campo magnético externo absorben radiación electromagnética en la región de las frecuencias de radio o radiofrecuencias.

• Espectrometría de Masas • En relación con el estudio de aceites

esenciales el acoplamiento de la cromatografía de gases (CGL) a la Espectrometría de Masa (GC-MS) es el que ha recibido mayor atención desde su introducción. La técnica acoplada GC-MS permite obtener el espectro de masas de cada componente separado por CGL. Se obtiene el dato de su peso molecular e información estructural.

Referencias Bibliografías

• 1. Cerpa, M. G. Hidrodestilación de Aceites Esenciales: Modelado y Caracterización. Tesis doctoral presentada para optar al grado de doctor de laUniversidad deValladolid.

• 2. Martínez, J., Sulbarán de Ferrer, B., Ojeda de Rodríguez, G., Ferrer, A. & Nava R. Actividad Antibacteriana del Aceite Esencial de Mandarina.Revista de Facultad de Ciencias Agrónomas. 2003; (20): 502-512.

• 3. Muñoz, A., Castañeda, M., Blanco, K., Cárdenas, C., Reyes, J.,Kouznetsob, V. & Stashenko, E. Composición y Capacidad Antioxidante de Especies Aromáticas y Medicinales con Alto Contenido de Timol y Carvacrol. Scientia et Technica. 2007; (33): 125-128.