UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS...
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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS MODALIDAD: INVESTIGACIÓN TEMA: EVALUACIÓN DE LA COMPOSICIÓN MINERAL DE LA ESPECIE ECUATORIANA DE Prosopis juliflora DE DIFERENTE ORIGEN GEOGRÁFICO TRABAJO DE TITULACIÓN PRESENTADO COMO REQUISITO PREVIO PARA OPTAR AL GRADO DE QUÍMICO Y FARMACÉUTICO AUTORES: LUIS FERNANDO MATAMOROS CORNEJO FRANKLIN GEOVANNY MIRANDA AVILA TUTOR: Ph.D. TATIANA ZAMORA ZAMORA GUAYAQUIL - ECUADOR 2018
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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
MODALIDAD: INVESTIGACIÓN
TEMA:
EVALUACIÓN DE LA COMPOSICIÓN MINERAL DE LA ESPECIE ECUATORIANA
DE Prosopis juliflora DE DIFERENTE ORIGEN GEOGRÁFICO
TRABAJO DE TITULACIÓN PRESENTADO COMO REQUISITO PREVIO PARA
OPTAR AL GRADO DE QUÍMICO Y FARMACÉUTICO
AUTORES:
LUIS FERNANDO MATAMOROS CORNEJO
FRANKLIN GEOVANNY MIRANDA AVILA
TUTOR:
Ph.D. TATIANA ZAMORA ZAMORA
GUAYAQUIL - ECUADOR
2018
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AGRADECIMIENTO
Mis más grandes agradecimientos, a todos lo aportaron con un grano de arena, nuestra tutora
Ph.D. Tatiana Zamora Zamora nos dio las herramientas necesarias para el desarrollo y
estructuración del proyecto.
Un agradecimiento especial para Grupo Químico Marcos, en especial a Q.F. Laura Yanqui,
Q.F. Fernando Marcos y Q.F. Eloisa Rivera nos dieron una grata acogida, prestar sus
instalaciones y el aporte instrumental para obtener los resultados del proyecto.
Agradezco a mis grandes amigos de aula, los cuales siempre estuvimos presentes en cualquier
circunstancia académica.
Agradezco infinitamente a mi familia por el apoyo moral y económico durante toda la
carrera, por esas palabras de aliento para seguir adelante y conseguir esta meta tan anhelada.
Mi gran amigo Franklin Miranda, le agradezco por todo el esfuerzo y horas invertidas dentro
de este gran proyecto.
Luis Fernando Matamoros Cornejo
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AGRADECIMIENTO
Gracias a Dios por permitirme culminar una etapa más de mi vida, ayudándome a seguir
adelante en momentos difíciles
A mis abuelos que son un pilar fundamental en mi vida su apoyo incondicional su crianza que
me formo a ser una persona de bien y seguir los buenos pasos, mis tíos, mis primos y mi
hermana que me apoyaron a cumplir una meta más, dándome sus sabios consejos, siendo
grandes ejemplos a seguir.
A nuestra querida tutora Tatiana Zamora Zamora Ph.D. por guiarnos en todo el trabajo de
titulación, brindándonos su gran conocimiento y manejo del tema, y por su infinita paciencia
que nos dio para poder culminar con el trabajo.
Gracias a Grupo Químicos Marcos, en especial a Q.F. Laura Yanqui, Q.F. Fernando Marcos
y Q.F. Eloisa Rivera; por habernos recibido y apoyado en realizar los análisis que llevaron a
cabo este trabajo, con un gran aporte instrumental y habernos dado la confianza para poder
realizarlo en sus instalaciones.
A mis amigos hermanos y mi compañero de tesis Luis Matamoros, por todas esas palabras de
aliento y motivación que me brindaron a lo largo de mi vida, son los mejores por haberse
convertido en la familia elegida y dando todo su apoyo en lapsos de flaquezas.
A mí novia por la paciencia que me ha tenido a lo largo del trabajo, ese empujoncito que se
necesitaba en tiempos difíciles, los largos días de espera y apoyarme en mis decisiones.
Franklin Geovanny Miranda Avila
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Resumen
El algarrobo constituye una de las especies vegetales ecuatorianas considerada como
ancestral, particularmente para las comunidades del sur de Ecuador, siendo utilizado tanto
para el forraje en animales de campo, como abono en la agricultura, o para preparados a base
de jarabe de algarrobo, al que se le atribuyen actividades farmacológicas y nutracéuticas.
El presente proyecto persigue la evaluación de la composición mineral que caracteriza a la
especie de algarrobo, Prosopis juliflora. En tal sentido, durante el proceso de investigación se
desarrolló un método analítico mediante la aplicación de la técnica de espectroscopia por
plasma de acoplamiento inductivo (ICP-OES) para la determinación de los elementos propios
de la especie estudiada.
La selección de las condiciones óptimas de la preparación de la muestra se realizó por
digestión ácida asistida con microondas, a partir de la evaluación de las variables: cantidad y
tipo de muestra, composición de la mezcla ácida de digestión, y tiempo de digestión. El
método permitió principalmente, la determinación de calcio, potasio, fósforo, sodio, hierro,
magnesio y zinc con resultados satisfactorios inferiores al 15% de coeficiente de variación, en
los ensayos de optimización.
Muestras de corteza, hojas y vainas de algarrobo fueron analizadas considerando 3 orígenes
de las muestras en el perfil costero ecuatoriano y en diferentes épocas del año. Los resultados
en muestras reales evidenciaron una mayor concentración para calcio y potasio en corteza
(1709 y 1697 mg/100g muestra, respectivamente), potasio en hojas (1877 mg/100 g muestra),
y calcio en vainas (2043 mg/100 g muestra), entre otros.
En una primera etapa del estudio se realizó el análisis farmacognóstico de la especie
colectada en las provincias de Santa Elena, Guayas y El Oro. Los resultados obtenidos de
cenizas, humedad, y sustancias solubles han permitido levantar una línea de base sobre la
información de características físico-químicas considerando los tres órganos de la planta
estudiados, en relación a su procedencia, existiendo una correspondencia de los datos con
algunos reportados para otras especies de este mismo género Prosopis.
Palabras claves: Prosopis, Digestion ácida, Espectroscopia por plasma de acoplamiento
inductivo (ICP-OES), Vaina, Algarrobo.
xiii
Abstract
The carob tree is one of the Ecuadorian plant species considered ancestral, particularly for the
communities of southern Ecuador, being used both for forage in field animals, as fertilizer in
agriculture, or for preparations based on carob syrup, that are attributed pharmacological and
nutraceutical activities.
The following project pursues the evaluation of the mineral composition that characterizes
the species of carob tree, Prosopis juliflora. In this sense, during the research process an
analytical method was developed by applying the inductive coupling plasma spectroscopy
(ICP-OES) technique for the determination of the elements of the species studied.
The selection of the optimal conditions of the sample preparation was made by acid digestion
assisted with microwaves, from the evaluation of the variables: amount and type of sample,
composition of the acid digestion mixture, and time of digestion. The method mainly allowed
the determination of calcium, potassium, phosphorus, sodium, iron, magnesium and zinc with
satisfactory results lower than 15% coefficient of variation in the optimization tests.
Samples of bark, leaves and pods of carob tree were analyzed considering three origins of the
samples in the Ecuadorian coastal profile and at different times of the year. The results in real
samples showed a higher concentration for calcium and potassium in the bark (1709 and 1697
mg / 100g sample, respectively), potassium in leaves (1877 mg / 100 g sample), and calcium
in pods (2043 mg / 100 g sample), among others.
In a first stage of the study, the pharmacognostic analysis of the species collected in the
provinces of Santa Elena, Guayas and El Oro was carried out. The results obtained from ash,
moisture, and soluble substances have allowed to establish a baseline on the information of
characteristics physical-chemical considering the three organs of the plant studied, in relation
to their origin, there being information of the data with some reported data for other species
of this same genre Prosopis.
Palabras claves: Prosopis, acid digestion, inductive coupling plasma spectroscopy (ICP-
OES), pod, Algarrobo
xiv
INDICE
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 1
PROBLEMA .............................................................................................................................. 4
HIPÓTESIS................................................................................................................................ 4
OBJETIVOS .............................................................................................................................. 4
OBJETIVO GENERAL ......................................................................................................... 4
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................ 4
JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................................... 5
VARIABLES ............................................................................................................................. 6
DEFINICIÓN OPERACIONAL ........................................................................................... 6
CAPITULO I ............................................................................................................................. 7
I.1 ALGARROBO ................................................................................................................. 7
I.1.1 DESCRIPCIÓN BOTÁNICA ................................................................................... 7
I.1.3 DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA ............................................................................ 8
I.1.4 COMPOSICIÓN DEL ALGARROBO ..................................................................... 9
I.1.5 USOS DEL ALGARROBO .................................................................................... 10
I.2 ELEMENTOS MINERALES......................................................................................... 10
I.2.1 CALCIO .................................................................................................................. 10
I.2.2 FÓSFORO ............................................................................................................... 11
I.2.3 POTASIO ................................................................................................................ 11
I.2.4 ZINC ........................................................................................................................ 12
I.2.5 MAGNESIO ............................................................................................................ 12
I.2.6 HIERRO .................................................................................................................. 13
I.3 DIGESTIÓN ÁCIDA POR MICROONDAS................................................................. 13
I.4 ESPECTROSCOPIA DE EMISIÓN ÓPTICA DE PLASMA ACOPLADO
INDUCTIVAMENTE.......................................................................................................... 14
I.5 ESTUDIO FARMACOGNÓSTICO Y FITOQUÍMICO DEL MATERIAL VEGETAL.
.............................................................................................................................................. 17
CAPÍTULO 2 MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................ 19
II.1 MATERIALES.............................................................................................................. 19
II.1.1 EQUIPOS Y APARATOS ..................................................................................... 19
II.1.2 MATERIALES....................................................................................................... 19
II.1.3 REACTIVOS ......................................................................................................... 20
II.1.4 MUESTRA ............................................................................................................. 21
II.2 MÉTODO ...................................................................................................................... 21
II.2.1 PROCESO DE RECOLECCIÓN DE MUESTRA ................................................ 21
II.2.2 ANÁLISIS FARMACOGNÓSTICOS .................................................................. 22
xv
II.2.3 ENSAYOS DEL TAMIZAJE FITOQUÍMICO ..................................................... 24
II.3 DETERMINACIÓN DE METALES ............................................................................ 26
II.3.1 PREPARACIÓN DE ESTÁNDARES ................................................................... 26
II.3.2 PREPARACIÓN DE ESTANDARES DE TRABAJO ......................................... 26
II.3.3 CURVAS DE CALIBRACIÓN ............................................................................. 28
II.3.4 OPTIMIZACIÓN DEL MÉTODO DE DIGESTIÓN ACIDA .............................. 33
II.3.5 ANÁLISIS DE METALES .................................................................................... 34
II.3.6 LAVADO DE MATERIAL ................................................................................... 37
II.3.7 PROCEDIMIENTO DE USO DEL EQUIPO ....................................................... 37
CAPÍTULO 3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN...................................................................... 38
III.1 VERIFICACIÓN TAXONÓMICA ............................................................................. 38
III.2. ANÁLISIS FARMACOGNÓSTICOS ....................................................................... 38
III.2.1 LONGUITUD Y PESO ........................................................................................ 38
III.2.2 HUMEDAD .......................................................................................................... 38
III.2.3 SUSTANCIAS EXTRAÍBLES EN ALCOHOL .................................................. 39
III.2.4 CENIZAS .............................................................................................................. 41
III.3 ANÁLISIS FITOQUÍMICOS ...................................................................................... 44
III.3.1 VAINA .................................................................................................................. 44
III.3.2 CORTEZA ............................................................................................................ 45
III.3.3 HOJA .................................................................................................................... 45
III.4 DETERMINACIÓN DE METALES .......................................................................... 49
III.4.1 OPTIMIZACION DE METODO ......................................................................... 49
III.4.2 ANÁLISIS DE MUESTRAS REALES................................................................ 53
CONCLUSIÓN. ....................................................................................................................... 56
RECOMENDACIONES .......................................................................................................... 57
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 58
GLOSARIO ............................................................................................................................. 60
ANEXOS ................................................................................................................................. 61
xvi
ÍNDICE DE FIGURA
Figura 1 Esquema de frutos de Prosopis ................................................................................... 7
Figura 2 Esquema de la antorcha generadora del plasma en el sistema ICP ........................... 15 Figura 3 Diferentes componentes de un equipo de plasma acoplado por inducción ............... 16 Figura 4 Curva de calibrado del zinc (5 – 5000 ppm) ............................................................. 28 Figura 5 Curva de calibrado del hierro (55 – 5500 ppm) ........................................................ 29 Figura 6 Curva de calibrado del sodio (100 – 20000 ppm) ..................................................... 29
Figura 7 Curva de calibrado del magnesio (100 – 20000 ppm) ............................................... 29 Figura 8 Curva de calibrado del potasio (100 – 20000 ppm) .................................................. 30 Figura 9 Curva de calibrado del fosforo (50 – 10000 ppm) .................................................... 30 Figura 10 Curva de calibrado del calcio (100 – 20000 ppm) .................................................. 30 Figura 11 Curva de calibrado del cobre (5 – 5000 ppm) ......................................................... 31
Figura 12 Curva de calibrado del estroncio (5 – 5000 ppm) ................................................... 31 Figura 13 Curva de calibrado del manganeso (5 – 5000 ppm) ................................................ 31
Figura 14 Curva de calibrado del boro (5 – 5000 ppm) ........................................................... 32
Figura 15 Curva de calibrado del aluminio (5 – 5000 ppm) .................................................... 32 Figura 16 Curva de calibrado del bario (5 – 5000 ppm) .......................................................... 32 Figura 17 Método de preparación de vaina y hoja mediante digestión acida por microondas 35
Figura 18 Método de preparación de corteza mediante digestión acida por microondas ........ 35 Figura 19 Distribución recomendada para ubicación de tubos de digestión en el carrusel del
microondas ............................................................................................................................... 36
Figura 20 Sustancias extraíbles en vaina, corteza y hoja de algarrobo en muestra de Santa
Elena ........................................................................................................................................ 40
Figura 21 Sustancias extraíbles en vaina, corteza y hoja de algarrobo en muestra del Guayas.
.................................................................................................................................................. 40 Figura 22 Sustancias extraíbles en vaina, corteza y hoja de algarrobo en muestra de El Oro . 41
Figura 23 Determinación de cenizas en muestras colectada de Santa Elena ........................... 43 Figura 24 Determinación de cenizas en muestras colectada del Guayas ................................. 43
Figura 25 Determinación de cenizas en muestras colectada de El Oro ................................... 44
xvii
INDICE DE TABLA
Tabla I Definición operacional de las Variables ........................................................................ 6 Tabla II Valores nutricionales aproximados (minerales en mg por 100g de peso, otros
parámetros en g por kg). ............................................................................................................ 9 Tabla III Cuadro comparativo de Espectroscopia de emisión óptica por plasma acoplado
inductivamente y Espectroscopia de absorción atómica Atomizador de AAS de llama ......... 17
Tabla IV Preparación de las soluciones estándares para la curva de calibración IV Stock II
(sodio, calcio potasio y magnesio) ........................................................................................... 27 Tabla V Preparación de las soluciones estándares para la curva de calibración Provelab 56
(zinc, cobre, estroncio, manganeso, boro, bario y aluminio) ................................................... 27 Tabla VI Preparación de las soluciones estándares para la curva de calibración del CGP10
(fosforo) ................................................................................................................................... 27 Tabla VII Preparación de las soluciones estándares para la curva de calibración del CG FE 10
(hierro) ..................................................................................................................................... 28
Tabla VIII Optimización del método de preparación de muestra mediante digestión acida en
vaina de algarrobo .................................................................................................................... 33 Tabla IX Tabla IX Optimización del método de preparación de muestra mediante digestión
acida en corteza de algarrobo ................................................................................................... 34 Tabla X Humedad en Santa Elena y Guayas ........................................................................... 38 Tabla XI Cenizas Totales, Solubles en agua, Insoluble en acido de Santa Elena, Guayas y El
Oro ........................................................................................................................................... 42 Tabla XII Resultados obtenidos del tamizaje fitoquímico en vaina ........................................ 46
Tabla XIII Resultados obtenidos del tamizaje fitoquímico en corteza .................................... 47 Tabla XIV Resultados obtenidos del tamizaje fitoquímico en hoja ........................................ 48 Tabla XV Resultados obtenidos de los elementos mayoritarios (concentración mg/100gr de
muestra) en los ensayos de optimización de digestión ácida en vaina .................................... 50 Tabla XVI Resultados obtenidos de los elementos minoritarios (concentración mg/100gr de
muestra) en los ensayos de optimización de digestión ácida en vaina .................................... 51 Tabla XVII Resultados obtenidos de los elementos mayoritarios (concentración mg/100gr de
muestra) en los ensayos de optimización de digestión ácida en corteza.................................. 52
Tabla XVIII Resultados obtenidos de los elementos minoritarios (concentración mg/100gr de
muestra) en los ensayos de optimización de digestión ácida en corteza.................................. 53 Tabla XIX Resultados del análisis instrumental en ICP-OES en la matriz de vaina ............... 54 Tabla XX Resultados del análisis instrumental en ICP-OES en la matriz de corteza ............. 54 Tabla XXI Resultados del análisis instrumental en ICP-OES en la matriz de hoja ................ 55
xviii
INDICE DE ANEXOS
Anexos 1 Ficha de colección de Prosopis juliflora "Muey" Santa Elena ................................ 61
Anexos 2 Ficha de colección de Prosopis juliflora "Tarqui" Guayas ..................................... 62 Anexos 3 Ficha de colección de Prosopis juliflora "Jobo" El Oro .......................................... 63 Anexos 4 Prosopis juliflora localidad “Muey” Santa Elena ................................................... 64 Anexos 5 Recolección de muestra herbario ............................................................................. 64 Anexos 6 Medición de longitud y peso en vaina ..................................................................... 65
Anexos 7 Trituración de la muestra de hoja ............................................................................ 65 Anexos 8 Determinación de cenizas insolubles en acido en muestras de vaina ...................... 66 Anexos 9 Determinación de sustancias solubles en vaina 98% ............................................... 66 Anexos 10 Prueba de Dragendorff confirmatoria para alcaloides en hoja .............................. 67 Anexos 11 Prueba de fehling confirmatoria para azucares en vaina tallo ............................... 67
Anexos 12 Espectrómetro de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente con
automuestreador ....................................................................................................................... 68
Anexos 13 Adición de la mezcla acida para digestión asistida por microondas ..................... 68
Anexos 14 Preparación de la solución de stock de metales (punto más alto de la curva de
calibrado) ................................................................................................................................. 69 Anexos 15 Programación del microondas para digestión ácida de las muestras ..................... 69
Anexos 16 Dilución de muestras de corteza con mayor concentración de elementos
mayoritarios ............................................................................................................................. 70 Anexos 17 Colocación de las muestras en la bandeja del automuestreador del ICP-OES ...... 70
1
INTRODUCCIÓN
La algarroba es el fruto del algarrobo, un árbol que posee una vaina característica de
color castaño oscuro, que puede medir hasta 30 cm de largo, que contiene una pequeña
semilla y una pulpa con consistencia de goma de sabor dulce y agradable (Aguirre, 2012).
El árbol de algarrobo pertenece a la Fabaceae, y se trata de un árbol propio de zonas
semiáridas con alturas de 15 metros. Se conocen dos tipos de algarroba: la de vainas negras y
la de vainas blancas. A la blanca se le da un uso culinario, mientras que la negra se emplea
como alternativa para sustituir el chocolate, el cual resulta ser un alimento de aparente valor
nutritivo y, con un contenido mucho más bajo en grasas que el chocolate común; esto es, tan
sólo un 3% de grasa frente a un 40% que contiene el cacao (Junny, 2013).
Antiguamente los campesinos para aprovechar todas las partes del árbol recolectaban
las mejores vainas, realizaban una primera cocción sin desenvainar sus semillas, colaban y
realizaban una segunda cocción para concentrar el extracto, llamándolo condensado de
algarrobo o “algarrobina”. Con este condensado (con aspecto de jarabe) se preparaban dulces
y bebidas entre otras variedades gastronómicas. Con el tiempo, este preparado artesanal fue
tomando interés en el campo de la salud por una serie de potenciales acciones
farmacológicas, por su alto contenido de azúcares tales como glucosa, sacarosa y fructosa, y
por un porcentaje aparentemente representativo de vitaminas, fibra, y proteínas (Plaza,
Martínez, y Gil, 2013).
De acuerdo con la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de los
Estados Unidos, está aprobado el uso de la algarrobina en alimentos, productos farmacéuticos
y cosméticos, considerando a la algarrobina un producto seguro con bajo riesgo; no obstante,
las personas que presentan alergia a los frutos secos podrían manifestar reacciones alérgicas
que incluyen erupciones cutáneas, asma y fiebre del heno tras el consumo de este jarabe
(Junny, 2013).
A lo largo de los años un sin número de beneficios se ha relacionado con este fruto
como, la prevención de la anemia, mantenimiento saludable de los músculos, mejora en la
actividad cerebral, disminución de la caída de cabello, reducción de síntomas del
estreñimiento o del proceso de la menopausia (Junny, 2013).
Así también, a la algarroba se le atribuye una propiedad energizaste, asociado a su
importante contenido de minerales como calcio, magnesio, potasio, zinc, hierro y fósforo,
2
dependiendo de la especie estudiada. Estos son iones empelados por el metabolismo del
hombre para cumplir sus procesos bioquímicos. De ahí que la algarroba es también
considerada útil como complemento nutricional; y su comercialización se realiza de manera
artesanal a través de la venta de la pasta o jarabe de algarrobo en locales de distribución de
productos naturales en el país, así como también a través de la preparación de jugos naturales,
batidos y bebidas con jarabe de algarrobo, que se expenden dentro de los mercados populistas
de las principales ciudades o en fuentes de soda (Ribaski 2003).
Si bien la literatura (Prokopiuk 2000) reporta varias especies de algarrobo como la
africana, flexuosa, alba, entre otras; según información del Ministerio de Ambiente (Aguirre
2012), existen dos especies que se encuentran dentro del territorio ecuatoriano, estas son la
pallida y la juliflora. Ambas especie se ubican en las provincias costeras y en la frontera sur
del país, principalmente en las provincias de Loja, El Oro, Guayas, así como Santa Elena y
Manabí. Cabe indicar en octubre del 2012 la Subsecretaria de Producción Forestal del
Ministerio de Agricultura y Ganadería propuso el Programa de Incentivos para la Forestación
y Reforestación en la provincia de Santa Elena utilizando como material de reforestación la
especie nativa Prosopis juliflora H.B.K. (Aguilera, 2014).
Debido a que se trata de una especie de interés por su aporte nutricional, incluso por
su significado ancestral para comunidades del sur del país, y del que precisamente no se
dispone de información suficiente por falta de estudios sobre la composición química de estas
especies, particularmente en relación a sus concentraciones de minerales, la presente
propuesta de investigación se enfoca en realizar una evaluación de las cantidades de los
elementos existentes en la especie de algarrobo ecuatoriano, Prosopis juliflora.
Para la cuantificación de los metales descritos anteriormente, se pueden usar varios
métodos analíticos, fundamentalmente Espectrofotometría de Absorción Atómica (AA) o
Espectroscopia de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). Estas
técnicas son la base instrumental de métodos estandarizados u oficiales para cada uno de los
iones a analizar a partir de muestras de diferente índole (Agilent, 2014). La técnica de ICP-
OES a diferencia de otras técnicas instrumentales como la fluorometría y AA, es una técnica
multielemento que permite el análisis simultáneo de un gran número de minerales, con
tiempos cortos de análisis y proporcionando valores adecuados de exactitud y precisión e
interesantes rendimientos de muestra analizadas (Kastenmayer 2015).
3
Por tanto, en este proyecto de investigación se estudia y establece la respectiva
comparación entre la concentración de la composición mineral presente en la especie de
algarrobo P. juliflora en los diferentes orígenes geográficos que se encuentran en Ecuador.
De manera preliminar, y para obtención de información complementaria en este estudio, se
realizarán ensayos para la determinación farmacognóstica de la especie, considerando tres
importantes órganos de la planta esto es su corteza, hojas y vaina.
4
PROBLEMA
De acuerdo con los antecedentes indicados en la introducción, surge la siguiente
interrogante como problema que se atenderá mediante el desarrollo del presente proyecto:
¿Cuál es la composición mineral de la especie de algarrobo (Prosopis juliflora
H.B.K.) que crecen en Ecuador?
HIPÓTESIS
La composición mineral de la especie de algarrobo Prosopis juliflora presenta un
importante contenido de los elementos calcio, potasio, fosforo, magnesio, hierro y zinc.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
● Evaluar la composición mineral de la especie de algarrobo ecuatoriano Prosopis
juliflora H.B.K de acuerdo con sus diferentes orígenes geográficos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Identificar la especie y variedad de algarrobo ecuatoriano de acuerdo con sus
características botánicas.
2. Desarrollar un método analítico para la medición de minerales en la vaina, corteza y
hoja de algarrobo, mediante espectroscopia por plasma de acoplamiento inductivo
(ICP-OES).
3. Determinar los valores de concentración de los minerales presentes en las especies
estudiadas para el respectivo estudio comparativo de acuerdo con el origen de las
muestras.
5
JUSTIFICACIÓN
El algarrobo es un importante alimento funcional, al que se le relacionan numerosos
beneficios para el organismo, como proveer de energía necesaria al cuerpo para realizar
largas jornadas de trabajo, ayudar a prevenir la anemia, vigorizar el corazón, mantener los
músculos saludable, fortalecer los huesos, ello como efecto de un consumo periódico de
extracto de planta.
Se conoce que las diferentes propiedades o funciones farmacológicas de alimentos,
plantas y productos naturales, en general, depende de la composición química, ya sean
compuestos orgánicos o inorgánicos presentes en la especie, así como del nivel de
concentración de estos.
En el caso de la Prosopis juliflora, es preciso el estudio sobre la composición mineral
que caracteriza a las especies de origen ecuatoriano, de la cual no se dispone una información
detallada según el órgano de la planta y su procedencia. Este tipo de estudios favorecen el
aprovechamiento eficiente de los recursos naturales, generando alternativas de alimentación,
desarrollo de productos y aplicaciones con valor agregado.
6
VARIABLES
Independiente: Cantidad de muestra, Tipos de ácidos, Tiempo de digestión
Dependiente: Concentración de los minerales
Interviniente: Origen de recolección.
DEFINICIÓN OPERACIONAL
Tabla I Definición operacional de las Variables
Variables Descripción Valores
INDEPENDIENTE
Tiempo de digestión, Tipos
de ácidos, Cantidad de
muestra
Tiempo necesario para la
digestión efectiva de la
muestra.
Carácter oxidante de las
mezclas de los ácidos.
Peso de la muestra que parte
una digestión efectiva.
La digestión es el proceso por
el cual la materia orgánica es
destruida mediante la acción
de una mezcla ácida.
Gramos,
minutos y
mililitros
DEPENDIENTE Concentración de los
elementos seleccionados
Es la cantidad de mineral que
está presente en un
determinado peso de muestra.
mg/ 100 g
de peso
INTERVINIENTE Lugares de recolección de
la muestra
Ubicación en puntos de las
provincias costeras en donde
crece la especie de algarrobo
Prosopis juliflora.
Origen
7
F
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g
u
r
a
E
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a
CAPITULO I
I.1 ALGARROBO
I.1.1 DESCRIPCIÓN BOTÁNICA
El árbol de algarrobo es una especie espinosa del genero Prosopis perteneciente a la
clasificación de las leguminosas, con una altura que varía entre 8-12 m. Posee una copa muy
tupida, abundantemente frondosa, y su tronco es leñoso con corteza negruzca y de apariencia
fisurada. Sus hojas compuestas y son bipinnadas, las cuales terminan en dos folios pequeños
y oblongos característicamente más largas que anchas. Posee flores pequeñas de color crema,
hermafroditas, en inflorescencias en espigas densas amarillas. (Aguirre, 2012)
La Algarroba es el fruto comestible del algarrobo; su color es castaño oscuro, de 10 a 20 cm
de longitud, 2 o 3 cm de ancho y 1 cm de grueso. Es alargada con una curvatura a lo largo de
la vaina, su pulpa es carnosa de sabor dulce y textura harinosa (Llano, 2012).
Esta especie demanda de una plena exposición solar para su desarrollo de rápido crecimiento
y larga vida, se reproduce por semilla, prefiriendo suelos de origen fluvial profundos Aguirre
(2012).
Fuente: Llano (2012)
A finales de la época de verano el fruto se oscurece, su punto de madurez más alto el mes de
septiembre. Las algarrobas salen agrupadas en racimos y su pulpa contiene alto contenido de
azúcares, y minerales: calcio, potasio, magnesio, zinc, fósforo, hierro y sodio. Los garrofines
Figura 1 Esquema de frutos de Prosopis
8
son las semillas de la algarroba, tienen forma ovalada, aplanada de unos 10mm de largo y 6 a
8mm de ancho, de color rojizo oscuro, brillante y liso. Cada algarroba posee entre 6 y 12
semillas Aguirre (2012).
I.1.3 DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA
De acuerdo con las estadísticas del Ministerio del Ambiente, en el país se registra el
crecimiento de 2 especies propias, Prosopis juliflora objeto de estudio) y Prosopis pallida,
principalmente distribuidas en las provincias de Loja, El Oro, Guayas, Santa Elena y Manabí
(Aguirre, 2012).
En octubre del 2012 la Subsecretaria de Producción Forestal del Ministerio de Agricultura y
Ganadería uso el Programa de Incentivos para la Forestación y Reforestación en la provincia
de Santa Elena utilizando como material de reforestación la especie nativa Prosopis juliflora
H.B.K. Aguilera (2014). Según Ribaski (2003) Prosopis juliflora, introducido en el Noreste
de Brasil en la década de los años 40, viene siendo cultivado en la región como especie para
reforestación.
Estas especies habitan en planicies y laderas del bosque seco pluviestacional y bosque seco
andino. (Jorgensen y Yánez, 1999).
Según Pasiecznick (2001) por otra parte podemos encontrar variedades de especie en el
género Prosopis alrededor del mundo, a modo de ejemplo se indican las especies destacadas
por el mencionado autor:
▪ P. alba Argentina
▪ P. africana Africa
▪ P. affinis Argentina
▪ P. caldenia Argentina
▪ P. chilensis Argentina
▪ P. cineraria Asia
▪ P. flexuosa Argentina
▪ P. fiebrigii Argentina
▪ P. glandulosa America
▪ P. hassleri Argentina
▪ P. juliflora América Central y Sur
▪ P. kuntzei Argentina
▪ P. laevigata America
9
▪ P. nigra Argentina
▪ P. pallida Pacifico
▪ P. pubescens America
▪ P. pugionata Argentina
▪ P. ruscifolia Argentina
▪ P. tamarugo Pacifico
▪ P. velutina Norte America
▪ P. vinalillo Argentina
I.1.4 COMPOSICIÓN DEL ALGARROBO
La información de antecedentes acerca de la composición mineral de Prosopis juliflora, es
escasa, particularmente en relación a los niveles de concentración de elementos que poseen
las especies. Según Llano, Ugan, y Guerci, (2012). El aporte nutricional de la harina de
Prosopis flexuosa por cada 100 g de muestra es de 363 kcal con un alto contenido de hidratos
de carbono, tal como se lo indica en la tabla II. De acuerdo con el autor, y por el contenido
nutricional de la especie, subproductos de algarrobo podrían introducirse en la dieta diaria.
Tabla II Valores nutricionales aproximados (minerales en mg por 100g de peso, otros
parámetros en g por kg).
Parámetros Prosopis flexuosa
Cenizas 3,5 g
Proteínas 8 g
Grasas 7 g
Carbohidratos 660 g
Calcio 76 mg
Magnesio 90 mg
Potasio 2650 mg
Fósforo 80 mg
Hierro 3 mg
Sodio 30 mg
Zinc 0,8 mg
Fuente de Llano et. al, (2012)
10
I.1.5 USOS DEL ALGARROBO
Las diferentes presentaciones de algarrobina o algarrobo permiten consumirla en harina y
como extractos en algunas bebidas o dulces (Junny, 2013).
Estos productos derivados del algarrobo proporcionan buena energía por su contenido de
azúcar natural en un 50% y de proteínas en un 10%. Las semillas son ricas en fibra soluble,
buenas para el mantenimiento del intestino y mejoramiento de la digestión, apto para celiacos
ya que no contiene gluten. También contiene importantes cantidades de taninos
(antioxidantes) que puede ayudar a combatir el deterioro de las células prematuras (Junny,
2013).
I.2 ELEMENTOS MINERALES
Los minerales son elementos inorgánicos naturales que sirven para el funcionamiento del
organismo vegetal y se los requiere como nutrientes para su crecimiento. Su mayor
importancia dentro de la materia vegetal es para la nutrición y correcto desarrollo de la
planta, los minerales se unen al carbono por medio de reacciones bioquímicas (redox) para
formar compuestos orgánicos necesarios para la vida vegetal (La Organización de las
Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), 2003).
Los minerales mayoritarios son conocidos como minerales esenciales por requerir la ingesta
en cantidades mayores de 100 mg y los minoritarios en cantidades menores de 100 mg en la
dieta diaria (Carbajal, 2013).
I.2.1 CALCIO
Es un macro mineral que cumple funciones estructurales importantes en el organismo como
los huesos y dientes, para la fijación del calcio en el sistema óseo es necesaria la presencia de
la vitamina D el calcio total en el cuerpo ronda alrededor de 1200 g (Licata, 2010).
La cantidad de calcio recomendado en la dieta diaria es de 800 a 1200 mg por día siendo el
mineral más abundante en el cuerpo por el motivo que es esencial en la formación del
esqueleto del cuerpo, durante el embarazo y la lactancia se necesita un aumento en la ingesta
de alimentos rico en este mineral e importante en el crecimiento, su absorción se facilita con
la presencia de la vitamina D, Vitamina C, lactosa, grasas, proteínas y en medio ácidos
(Heras, 2016).
Tiene diversas funciones en nuestro organismo (Licata, 2010):
● Forma parte de los dientes y huesos y contribuye a mantenerlos sanos
11
● Es necesario para la coagulación de la sangre
● Tiene un papel importante en la contracción muscular
● Estimulación de la secreción hormonal
● Participa en la absorción de vitamina B12
● Previene la osteoporosis
I.2.2 FÓSFORO
Siendo el segundo mineral más importa y de mayor abundancia en el cuerpo. El 85% se
encuentra en los huesos y el otro 15% se dispersa a los largos de los tejidos blandos y siendo
esencial para el funcionamiento normal de las células es absorbido en el intestino delgado y
excretado por los riñones en la orina, su ingesta diaria debe ser 800 a 1200 mg en adultos
(Cox, 2010).
Cumple con algunas funciones importantes en el organismo como (Heras, 2016):
● Previene la caries dental
● Forma parte de los huesos y disminuye la pérdida de masa ósea
● Forma parte de las moléculas de las que se obtiene la energía a nivel celular
● Forma parte del ADN y ARN que transfieren la información genética
● Forma parte de la vitamina B6
I.2.3 POTASIO
Es un electrolito con importancia a nivel del musculo y del sistema nervioso colabora en la
presión y concentración de sustancias en la célula tanto al interior como al exterior, regula el
balance de agua en el organismo, reduce los efectos negativos del exceso de sodio y participa
en el mecanismo de relajación y contracción del músculo, recomendaciones en la dieta diaria
es de 3 a 5 g por día (Heras, 2016).
Realiza funciones básicas como la regulación del agua dentro y fuera de las células. Esta
ocupación la realiza conjuntamente con el sodio, siendo los valores del potasio 3 veces
mayores que el sodio (Licata, 2010).
Las funciones más importantes son (Licata, 2010):
● Esencial para el correcto crecimiento del organismo
● Participa en el equilibrio osmótico: concentración de sustancias dentro y fuera de las
células
12
● Interviene en la producción de proteínas a partir de sus componentes principales que
son los aminoácidos
● Interviene en el metabolismo de los hidratos de carbono.
● Colabora en la permeabilidad de las membranas.
● Participa en la contracción muscular
I.2.4 ZINC
Es un mineral que participa en más de 200 reacciones a nivel celular e implicado en todos los
sistemas de mantenimiento y regulación corporal, el organismo del ser humano contiene de 2
a 3 g de zinc y como requerimiento diario se necesita desde 2 a 10 mg diarios (Heras, 2016).
La mayoría del zinc es absorbido en el intestino delgado (el yeyuno) con mayor velocidad en
el transporte este es un proceso saturable ya que si disminuyen los niveles de zinc el trasporte
de este aumenta (Licata, 2010).
Las funciones más importantes que cumple el Zinc en nuestro organismo son (Licata, 2010):
● Colabora con el correcto funcionamiento de la glándula prostática y el desarrollo de
los órganos reproductivos
● Interviene en la síntesis proteínas
● Interviene en la síntesis de colágeno
● Promueve la cicatrización de heridas
● Es fundamental para formar los huesos
● Forma parte de la insulina
● Aumenta la absorción de la vitamina A
● Interviene en el normal crecimiento y desarrollo durante el embarazo, la niñez y la
adolescencia
I.2.5 MAGNESIO
Está presente en el hueso y en funciones reguladora ya que están implicadas muchas
reacciones de obtención de energía dentro de la célula, también, participa en la transmisión de
los impulsos nerviosos, en el transporte de oxígeno en el nivel tisular y en las contracciones y
relajación de músculos. El 60% se deposita en los huesos el 38%en órganos y músculos y el
2% restante son líquidos corporales. La ingesta de este mineral es de 300 a 350 mg/día para
los hombres y 280 mg/día en las mujeres y de 320 a 350 mg/día en embarazadas (Licata,
2010).
13
Las funciones que cumple en el organismo son (Heras, 2016):
● Interviene en el mantenimiento de dientes, corazón y huesos sanos
● Participa en el metabolismo energético, en la activación de enzimas que liberan
glucosa.
● Favorece la formación de proteínas
● Interviene en la contracción nerviosa y en la transmisión nerviosa
I.2.6 HIERRO
Junto al proceso de respiración, es primordial para el trasporte de oxigeno aunque se
encuentra en poca proporción en el organismo la mujer sufre mayormente la carencia de este
mineral en la edad fértil y puede provocarle un tipo de anemia (Heras, 2016).
El Hierro existe en 2 formas de encontrar Hierro hemo o hémico (de origen animal) y Hierro
no hemo o no hémico (de origen vegetal) este último es mejor absorbido junto a la vitamina
C ya que facilita su absorción, ya que su biodisponibilidad es muy variable durante su
absorción, interviene en la formación de la hemoglobina y de los glóbulos rojos las reserva de
este mineral en el organismo se encuentra en el hígado, bazo y médula ósea (Licata, 2010).
Los requisitos diarios de hierro son de 8 a 11 mg/día si se practica algún deporte se necesitara
un 50% extra de la dosis (Licata, 2010).
Las funciones en el organismo son (Heras, 2016):
● Interviene en el transporte de oxígeno y dióxido de carbono en sangre
● Participa en la producción de elementos de la sangre como por ejemplo la
hemoglobina
● Forma parte en el proceso de respiración celular y es parte integrante de la
mioglobina, almacén de oxígeno en el músculo
● Aumenta la resistencia a las enfermedades.
I.3 DIGESTIÓN ÁCIDA POR MICROONDAS.
Este método es usado para preparación de varios tipos de muestras, para ser analizados en
forma líquida mediante técnicas de espectroscopia, o espectrometría, se basa en la
descomposición de la materia orgánica de la muestra que se va a analizar en medio ácido. Un
sistema abierto es conocida como digestión clásica con los métodos son más lentos, usando
material volumétricos, calentamiento por hornilla; mayor contaminación, pérdida de
elementos volátiles, vaporización del solvente y contaminación de la muestra; en diferencia a
14
un sistema cerrado asistido por microondas éste proporciona mayores ventajas para controlar
las variables de temperatura, presión y potencia; uso reducido de reactivos, menor
contaminación ambiental y no existe perdida de elementos volátiles como son mercurio,
antimonio, arsénico selenio, estaño, boro y cromo (Camara y Perez, 2012).
Los microondas actuales son capaces de lograr digestiones completas incluso de sus muestras
más difíciles. Realiza la digestión de muestra: ambientales, plantas y tejidos animales,
productos químicos inorgánicos, aceites y plásticos, compuestos orgánicos, productos
farmacéuticos, y más (CEM, 2015).
La disolución de muestra sólida se realiza por medio de digestión ácida en tubos de teflón
(Politetrafluoroetileno - PTFE); con la adición de ácidos de alta oxidación como el Ácido
Nítrico (HNO3), y ácidos no oxidantes como el Ácido Clorhídrico (HCl) (Camara y Perez,
2012).
I.4 ESPECTROSCOPIA DE EMISIÓN ÓPTICA DE PLASMA ACOPLADO
INDUCTIVAMENTE
Las técnicas de espectroscopía atómica permiten el análisis elemental de la mayoría de los
elementos de la tabla periódica. Mediante diferentes estrategias los elementos de una muestra
se transforman en átomos o iones para ser analizados. En las técnicas de plasma acoplado
inductivamente (ICP) se introduce una corriente de Ar en un campo de radiofrecuencia donde
la energía cinética de los iones Ar+ puede generar temperaturas de 8273 ºK. A esta
temperatura se produce la ionización, excitación y posterior emisión de radiación de los
elementos (átomos e iones) presentes en la muestra. La medida de la radiación emitida en el
plasma da lugar a la espectrometría de emisión óptica por plasma acoplado inductivamente
como se observa en la figura 3 (ICP-OES) (Universidad autónoma de Barcelona, 2016).
Un Plasma puede ser definido como un volumen de gas parcialmente ionizado, aunque en
espectroscopía el término normalmente se restringe a mezcla gaseosa conductora de la
electricidad. El plasma es generado por la interacción entre gas argón y campos magnéticos
de radiofrecuencia inducidos por una espiral de cobre enrollada alrededor de la parte superior
de una antorcha de cuarzo. La muestra se introduce generalmente en solución, bombeando a
través de un tubo capilar flexible mediante una bomba peristáltica hacia un nebulizador de
tipo concéntrico para formar un aerosol fino. El aerosol pasa entonces a una cámara de
atomización donde las gotas más finas son transportadas al centro de la antorcha de cuarzo
donde se forma el plasma (Cedeño, 2006).
15
Figura 2 Esquema de la antorcha generadora del plasma en el sistema ICP
Fuente: Skoog, (2008).
En la figura 2 se ilustra la fuente generadora de plasma, por la cual circula un volumen
constante de argón, de 5 a 20 L/min. La ionización del argón se inicia mediante una chispa
que proviene de la bobina tesla (Skoog, Holler, y Crouch, 2008).
En el plasma se distingue una zona que se designa como “zona de inducción” (conocida
también como “fireball” o “bola de fuego”); y es el área donde la energía es transferida al
plasma por la interacción entre el gas argón y el campo magnético de radiofrecuencia. Aquí
se alcanzan temperaturas de alrededor de 10000°K; se genera un sitio del plasma conocido
como “zona analítica normal”; es la zona donde los iones emiten señal con mayor intensidad
luego la muestra experimenta una ionización y regresa al estado basal o normal, allí la
intensidad del “sonido de fondo” es baja las temperaturas pueden estar alrededor de 6000-
7000°K. Es la zona utilizada para análisis. La señal se genera a una distancia entre 12-18 mm
encima del tubo de inducción (Cedeño, 2006).
Luego que la muestra ha pasado a través de la antorcha los iones son leídos en axial, para los
elementos de mayor concentración en las muestras, y en radial, para los elementos de menor
concentración. La mayoría de los equipos abarca un espectro completo de análisis, desde 170
A
:
v
i
s
t
a
r
a
d
i
a
l
d
e
l
A: Vista radial de la
antorcha
B: Vista axial de la
antorcha
H: Campo magnético
oscilante.
16
nm hasta 800 nm. Algunos instrumentos son modificados para trabajar en condiciones de
vacío y llegar a longitudes de onda de 150 nm o 160 nm Skoog et. al (2008).
En la tabla III se observan las diferencias entre 2 distintos métodos de espectroscopia
presentando sus ventajas y desventajas de cada uno
Figura 3 Diferentes componentes de un equipo de plasma acoplado por inducción
Fuente: Adeloju (2006)
17
Tabla III Cuadro comparativo de Espectroscopia de emisión óptica por plasma
acoplado inductivamente y Espectroscopia de absorción atómica Atomizador de AAS de
llama
EQUIPO ICP-OES AAS de llamas
VENTAJA
Mayor número de muestras
analizadas
Análisis simultáneo de varios
elementos (hasta 73 elementos)
Amplio rango dinámico (desde
sub-ppb hasta nivel %)
Tolera matrices complejas
Bajo consumo de gas argón
Seguro (sin gas inflamable)
Posible reducción del tiempo de
análisis
Facilidad de uso
Bajo costo
DESVENTAJA
Valores iniciales superiores que
AAS o MP-AES
Más interferencias espectrales
comparado con MP-AES
No tan sensible como AAS de
cámara de grafito o ICP-MS
Sin determinación de isótopos
Sensibilidad
Rango dinámico
Requiere gases inflamables
La operación sin supervisión no es
posible debido a los gases
inflamables
No debe contener cantidades
excesivas de sólidos disueltos
Fuente de Agilent Technologies (2016).
I.5 ESTUDIO FARMACOGNÓSTICO Y FITOQUÍMICO DEL MATERIAL
VEGETAL.
La Farmacognosia estudia principalmente las drogas naturales de origen vegetal y animal, la
composición y los efectos de los principios activos, en su aspecto botánico, composición
química, naturaleza de sus principios activos, ensayos de caracterización y sus principales
aplicaciones que se emplean en la industria farmacéutica (Palacios, 2008).
Como bien conocido es el tamizaje fitoquímico o screening fitoquímico es una de las etapas
iniciales de la investigación fitoquímica, que permite determinar cualitativamente los
principales grupos químicos presentes en una planta y a partir de allí, orientar la extracción
y/o fraccionamiento de los extractos para el aislamiento de los grupos de mayor
interés.(Palacios, 2008)
18
El tamizaje fitoquímico consiste en un conjunto de pruebas cualitativas sencillas para la
identificación de los principales grupos funcionales en un extracto vegetal. Estas pruebas
detectan la presencia de un grupo de compuestos como son los alcaloides, lactonas,
cumarinas, triterpenos, etc., por la presencia de precipitados, coloraciones, espumas, etc.
(Lozada, 2016).
El tamizaje fitoquímico se basa en la extracción de la planta con solventes de diferente
polaridad (éter, alcohol y agua) y la aplicación de reacciones de color y precipitación. Debe
de permitir la evaluación rápida, con reacciones sensibles, reproducibles y de bajo costo. Los
resultados del tamizaje fitoquímico contribuyen únicamente a una orientación y debe
interpretarse en conjunto con los resultados de la caracterización de compuestos orgánicos
(Palacios, 2008).
19
CAPÍTULO 2 MATERIALES Y MÉTODOS
En este capítulo se detallan los materiales utilizados en el trabajo de titulación para la
realización de los ensayos de humedad, sustancias solubles, cenizas, screening fitoquímico y
determinación de metales a realizar a la especie de algarrobo (Prosopis juliflora H.B.K.)
muestras tomadas en zonas específicas de las provincias de Santa Elena, Guayas y El Oro.
II.1 MATERIALES
II.1.1 EQUIPOS Y APARATOS
Equipos:
▪ Balanzas analíticas METTLER TOLEDO
▪ Espectrómetro acoplado a plasma inducido (ICP) THERMO SCIENTIFIC ICAP 7000
SERIES.
Aparatos:
▪ Sorbona, “N/D”
▪ Estufa, Biobase
▪ Platos de agitación, lab-tech
▪ Mufla,“N/D”
▪ Microondas, MARS.
II.1.2 MATERIALES
▪ Crisoles, 40 ml
▪ Capsulas
▪ Beakers, 250 ml
▪ Tubos de ensayo, 15 ml
▪ Agitadores
▪ Desecador
▪ Pipetas volumétricas, 10ml, 25 ml
▪ Pipetas graduadas, 5ml, 10ml
▪ Probetas graduadas, 100 ml
▪ Matraces aforados, 50 ml, 100 ml
▪ Embudos.
Adicionalmente se requerirá material plástico, de teflón o de polipropileno, metalicos como
es el caso de:
▪ Tubos de teflón
20
▪ Picetas
▪ Espátulas
▪ Frascos estériles
▪ Gradillas
▪ Papel filtro
▪ Auxiliar de pipeteo (o pera)
▪ Pinzas
▪ Agitadores magnéticos.
II.1.3 REACTIVOS
Los siguientes reactivos fueron usados para los análisis farmacognóstico y fitoquímicos:
▪ Dragendorff, Kobalto
▪ Mayer, Kobalto
▪ Wagner,Kobalto
▪ Baljet
▪ Fehling A, Kobalto
▪ Fehling B, Kobalto
▪ Cloruro férrico, Kobalto
▪ Sudan, Kobalto
Otros reactivos también utilizados en la presente investigación fueron:
▪ Hidróxido de sodio, Merck
▪ Etanol, Merck
▪ Éter, Merck
▪ Cloroformo, J.T.Baker
▪ Agua destilada-tipo I
▪ Anhídrido acético, J.T. Baker
▪ Ácido sulfúrico, J.T.Baker
▪ Cinta magnesio metálico, Laboratorios Cevallos
▪ Alcohol amílico, Merck
▪ Ácido clorhídrico de calidad reactivo o para análisis, Merck
▪ Ácido nítrico de calidad reactivo o para análisis, Merck
Los estándares que se utilizaron para la cuantificación de metales son:
▪ CGY10, (estándar interno), Ytrio, 10000 ppm, inorganic ventures
21
▪ IV Stock 2, (Calcio, Potasio, Magnesio y Sodio), 10000 ppm, inorganic ventures
▪ CGFE10, Hierro, 10000 ppm, inorganic ventures
▪ Provelab 56, (Zinc, Estroncio, Manganeso, Boro, Bario y Aluminio), 1000 ppm,
inorganic ventures
▪ CGP10, Fósforo, 1000ppm, inorganic ventures
II.1.4 MUESTRA
Para la población estudiada fue la especie de algarrobo (Prosopis juliflora) presente en
Ecuador procedente de diferentes orígenes: Santa Elena “Muey”, El Oro “Vía Arenillas” y
Guayas “Estero Salado”.
Las muestras correspondientes fueron: fruto del algarrobo (las vainas), corteza y hojas en las
diferentes localizaciones antes mencionadas.
II.2 MÉTODO
II.2.1 PROCESO DE RECOLECCIÓN DE MUESTRA
La selección y colección de las muestras se realizaron siguiendo el esquema a continucacion:
● Seleccionar ejemplares en buenas condiciones, libres de daño por insectos, de hongos
o de enfermedades.
● Seleccionar plantas con partes maduras (hojas, tallos, raíces, flores, frutos u otras
estructuras reproductivas) bien desarrolladas.
● Seleccionar ejemplares que representan el intervalo de variación de la población, no
ejemplares atípicos.
● Sellar las muestras en los sobre de papel periódico.
● Eliminar el exceso de aire de las bolsas de plástico y sellarlas.
● Mantener las bolsas en un lugar frío, tal como cerca de un río, a la sombra de un árbol
o en una hielera.
● Escribir el número de recolecta sobre la esquina inferior derecha de la hoja de
periódico, por dentro y por fuera.
● Escribir, si se conoce, el nombre de la familia en la parte externa.
● Arreglar las plantas cuidadosamente y con un mínimo de solapamiento, evitando el
sobre apilamiento
● Tomar foto de la planta de donde se recolecto la muestra y evidenciando su
localización con el Smartphone (Aplicación tipo GPS o Brújula).
22
Las muestras colectadas para los ensayos de optimización del método instrumental y para el
análisis de muestras reales, se procedió de la siguiente manera: fruto y hojas tomado directo
del árbol y corteza directamente del tallo.
En el Anexo 1 se adjunta el protocolo que resume el proceso de recolección de muestra
seleccionada para su verificación taxonómica.
II.2.2 ANÁLISIS FARMACOGNÓSTICOS
ENSAYO DE HUMEDAD: Se coloca 2 g de muestra seca en un vidrio reloj o una capsula de
evaporación previamente pesada, se coloca a la estufa a 70 oC durante dos horas y se pesa, la
diferencia de peso será el porcentaje de humedad respectivo Miranda y Cuellar (2001).
Hg =M2 −M1
M2 −M∗ 100
Dónde:
Hg: Pérdida en peso por desecación (%)
M2: masa de la cápsula con la muestra de ensayos (g)
M1: masa de la cápsula con la muestra de ensayo desecado (g)
M: masa de la cápsula vacía (g)
100: factor matemático para el cálculo.
ENSAYO DE CENIZAS: Se seca los crisoles en estufa, esperar que se enfríen para pesarlos
y tomar el peso del crisol vacío y se le agrega los 2.5 gramos de muestra (vaina, hojas, tallo),
se lo coloca en la mufla a una temperatura de 700° centígrados, dejar enfriar para volver a
pesar las cenizas y sacar por diferencia el porcentaje de cenizas totales Miranda y Cuellar
(2001).
% =N ∗ 100
P
Dónde:
N = gr de cenizas de la muestra
P = gr de la muestra
ENSAYO DE CENIZAS INSOLUBLES EN ÁCIDOS: Obtener cenizas totales disolver las
cenizas en ácido clorhídrico 0.1 N en un reverbero tapado con un vidrio de reloj, filtrar la
muestra en papel libre de cenizas y limpiar el vidrio de reloj con agua destilada caliente y
volver a ponerlo en la mufla por 700°C por 3 horas volver a pesar y sacar el porcentaje por
formula. Para la porción de cenizas en insolubles en ácido usamos ácido clorhídrico al 10% o
23
0.1N previamente se realizan los cálculos para poder tomar la alícuota y diluirla en agua
destilada Miranda y Cuellar (2001).
% =N ∗ 100
P
Dónde:
N = gr de cenizas insolubles de la muestra
P = gr de la muestra
ENSAYO DE CENIZAS SOLUBLES EN AGUA: Obtener cenizas totales disolver las
cenizas con agua destilada caliente en un reverbero, filtrar la muestra en papel libre de
cenizas volver a ponerlo en la mufla por 700°C por 3 horas volver a pesar y sacar el
porcentaje por formula Miranda y Cuellar (2001).
Ca =M2 −Ma
M2 −M∗ 100
Dónde:
Ca: cenizas solubles en agua en base hidratada (%)
M2: peso del crisol con las cenizas totales (g)
Ma: peso del crisol con las cenizas insolubles en agua (g)
M1: peso del crisol con la muestra de ensayo (g)
M: peso del crisol vacío (g)
100: factor matemático para el cálculo
ENSAYOS DE SUSTANCIAS SOLUBLES EN ALCOHOL: Se pesa 5g de muestra (vaina,
hoja y tallo) en diferentes fiolas, se las coloca en etanol de 30%, 70% y 98% se las pone en
agitación por 6 horas y se deja macerar por 24 horas, se filtra, se recoge una alícuota de 20 ml
de filtrado sobre una cápsula previamente seca y tarada, se la pone en la estufa por 4 horas o
hasta conseguir la evaporación total del mismo, el cual se pesara y se medirá hasta obtener su
peso constante. Para las sustancias solubles empleamos alcohol etílico en varias
concentraciones (98%, 70% y 30%) esto se preparó del alcohol de 98% y se enraso con agua
destilada Miranda y Cuellar (2001).
% =N ∗ 100
P
Dónde:
N = gr de sustancias extraíbles
P = gr de la muestra
24
II.2.3 ENSAYOS DEL TAMIZAJE FITOQUÍMICO
Para las extracciones para el screening fitoquímico o tamizaje fitoquímico se pesó 20 g de
muestra (vaina, corteza y hoja), se deja macerar en 80 ml de éter por 48 horas; luego se filtró
el residuo, se dejó macerar con 80 ml de alcohol etílico dejándolo en reposo por 48 H; luego
se filtró el residuo, se deja macerar en 80ml de agua destilada, así se obtuvo los 3 extractos
(etéreo, alcohólico y acuoso) para realizar la marcha fitoquímica.
ENSAYO DE DRAGENDORFF. Se toma una alícuota del extracto disuelto en un solvente
orgánico, debe evaporarse en baño de agua y el residuo re disolverse en 1 ml de ácido
clorhídrico al 1%. Si el extracto es acuoso, a la alícuota se le añade 1 gota de ácido
clorhídrico concentrado, (calentar suavemente y dejar enfriar hasta acidez). Con la solución
acuosa ácida se realiza el ensayo, añadiendo 3 gotas del reactivo de dragendorff, si hay
opalescencia se considera (+), turbidez definida (++), precipitado (+++) Miranda y Cuellar
(2001).
ENSAYO DE BALJET: Para este ensayo, si la alícuota del extracto no se encuentra en
alcohol, debe evaporarse el solvente en baño de agua y re disolverse en la menor cantidad de
alcohol (1 ml). En estas condiciones se adiciona 1mL del reactivo, considerándose un ensayo
positivo la aparición de coloración o precipitado rojo (++ y +++) respectivamente Miranda y
Cuellar (2001).
El reactivo de baljet se lo prepara mezclando acido pícrico con hidróxido de sodio al 5% en
partes iguales.
ENSAYO DE BORNTRAGER: Para esto si la alícuota del extracto no se encuentra en
cloroformo, debe evaporarse el solvente en baño de agua y el residuo disolverse en 1 ml de
cloroformo. Se adiciona 1 ml de hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o amonio al 5% en
agua. Se agita mezclando las fases y se deja en reposo hasta su ulterior separación. Si la fase
acuosa alcalina (superior) se colorea de rosado o rojo, el ensayo se considera positivo.
Coloración rosada (++), coloración roja (+++) Miranda y Cuellar (2001).
ENSAYO DE LIEBERMAN-BURCHARD: Si la alícuota del extracto no se encuentra en
cloroformo, debe evaporarse el solvente en baño de agua y el residuo disolverse en 1mL de
cloroformo. Se adiciona 1 ml de anhídrido acético y se mezcla bien por la pared del tubo de
ensayos se dejan resbalar 2-3 gotas de ácido sulfúrico concentrado sin agitar. Un ensayo
positivo se tiene por un cambio rápido de coloración Miranda y Cuellar (2001).
● Rosado-azul muy rápido
25
● Verde intenso-visible aunque rápido
● Verde oscuro-negro-final de la reacción.
ENSAYO DE FEHLING: Si la alícuota del extracto no se encuentra en agua, debe evaporar
el solvente en baño de agua y en residuo disolverse en 1-2 ml de agua. Adicionan 2 ml del
reactivo y se calienta en baño de agua 5-10 minutos la mezcla. El ensayo se considera
positivo se la solución se colorea de rojo o aparece precipitado rojo. Las soluciones se tienen
preparadas de forma independiente y se mezcla igual cantidad en volumen de cada una de
ellas justo en el momento de realizar el ensayo. Dicha mezcla es la que se adiciona a la
alícuota a evaluar Miranda y Cuellar (2001).
ENSAYO DE CLORURO FÉRRICO: Si el extracto de la planta se realiza con alcohol, el
ensayo determina tanto fenoles como taninos. A una alícuota del extracto alcohólico se le
adicionan 3 gotas de una solución de tricloruro férrico al 5% en solución salina fisiológica
(cloruro de sodio al 0.9 % en agua), si el extracto es acuoso, el ensayo determina
fundamentalmente taninos. A una alícuota del extracto se añade acetato de sodio para
neutralizar y tres gotas de solución de tricloruro férrico al 5% en solución salina fisiológica,
un ensayo positivo puede dar los siguientes resultados Miranda y Cuellar (2001):
Desarrollo de una coloración rojo-vino, compuestos fenólicos en general.
● Desarrollo de una coloración verde intensa, taninos del tipo pirocatecolicos.
● Desarrollo de una coloración azul, taninos del tipo pirogalotanicos.
ENSAYO DE SUDAN: A la alícuota de la fracción en el solvente de extracción, se le añade
1mL de una solución diluida en agua del colorante Sudan III o Sudan IV. Se calienta en baño
de agua hasta evaporación del solvente. La presencia de compuesto grasos se considera
positiva si aparecen gotas o una película coloreada de rojo en el seno del líquido o en las
paredes del tubo de ensayo respectivo Miranda y Cuellar (2001).
ENSAYO DE SHINODA: Si la alícuota del extracto se encuentra en alcohol, se diluye con 1
ml de ácido clorhídrico concentrado y un pedacito de cinta de magnesio metálico. Después de
la reacción se espera 5 minutos, se añade 1 ml de alcohol amílico se mezclan las fases y se
deja reposar hasta que se separen. Si la alícuota del extracto se encuentra en agua, se procede
de igual forma a partir de la adición del ácido clorhídrico concentrado. El ensayo se considera
positivo, cuando el alcohol amílico se colorea de amarillo, naranja, carmelita o rojo; intenso
en todos los casos Miranda y Cuellar (2001).
26
ENSAYO DE LA ESPUMA: De modo que si la alícuota se encuentra en alcohol, se diluye
con 5 veces su volumen en agua y se agita la mezcla fuertemente durante 5-10 minutos. El
ensayo se considera positivo si aparece espuma en la superficie del líquido de más de 2 mm
de altura y persiste por más de 2 minutos Miranda y Cuellar (2001).
ENSAYO DE MAYER: Se procede de forma similar a la anterior, hasta obtener la solución
ácida, se añade una pizca de cloruro de sodio en polvo, se agita y filtra. Luego añadir 2 o 3
gotas de la solución reactiva de Mayer. Si se observa opalescencia (+), Turbidez Definida
(++), Precipitado coposo (+++) Miranda y Cuellar (2001).
ENSAYO DE WAGNER: Se parte al igual que en los casos anteriores de la solución ácida,
añadiendo 2 o 3 gotas del reactivo, clasificando los resultados si se observa opalescencia (+),
Turbidez Definida (++), Precipitado coposo (+++) Miranda y Cuellar (2001).
II.3 DETERMINACIÓN DE METALES
II.3.1 PREPARACIÓN DE ESTÁNDARES
La preparación de los estándares ser realizo de manera individual, tomando una alícuota de 1
ml a partir del estándar certificado de 1000 ppm según el elemento. Esta mezcla se llevó a
volumen de 100 ml con agua acidulada, esta solución corresponde a la solución stock a partir
de la cual se prepararon las soluciones de trabajo para la curva de calibrado del método.
La preparación de agua acidulada fue de ácido nítrico 50% (300ml) y ácido clorhídrico 50%
(60ml) en 300 ml de agua grado reactivo y esto se usó para el blanco del equipo.
Para el estándar interno de Ytrio, se pesó 5 g a partir del frasco de estándar certificado, llevar
a un volumen final de 500 ml en un matraz aforado, con agua acidulada, obteniendo una
concentración de 10 ppm.
II.3.2 PREPARACIÓN DE ESTANDARES DE TRABAJO
La curva de calibración se realizó con soluciones estándar a nueve niveles de concentración
comprendidas en un rango correspondiente para cada compuesto tal como se anota en las
tablas IV, V, VI y VII.
La solución stock está conformada por los estándares certificados de: IV STOCK 2 (1ml),
CGFE10 (1ml), PROVELAB 56 (0,5ml) y el CGP10 (5ml), llevando a un volumen final de
100 ml en un matraz aforado, obteniendo una concentración de 100000 ppm para Na, K, Mg,
Ca, 50000 ppm para P, 55000 ppm para Fe y 5000 ppm para el resto de metales. La solución
stock t las soluciones de trabajo se aforaron con agua acidulada.
27
Tabla IV Preparación de las soluciones estándares para la curva de calibración IV
Stock II (sodio, calcio potasio y magnesio)
Estándar Concentración del
Stock Volumen a preparar (ml) ml a tomar del stock
Concentración para Ca, Na, K,
Mg (ppm)
1 100000 50 0,05 100
2 100000 50 0,10 200
3 100000 50 0,20 400
4 100000 50 0,75 1500
5 100000 50 1,00 2000
6 100000 50 2,50 5000
7 100000 50 5,00 10000
8 100000 50 7,50 15000
9 100000 50 10,00 20000
Tabla V Preparación de las soluciones estándares para la curva de calibración Provelab
56 (zinc, cobre, estroncio, manganeso, boro, bario y aluminio)
Estándar Concentración del
Stock Volumen a preparar (ml) ml a tomar del stock
Concentración para Provelab
56 (ppm)
1 5000 50 0,05 5
2 5000 50 0,10 10
3 5000 50 0,20 20
4 5000 50 0,75 75
5 5000 50 1,00 100
6 5000 50 2,50 250
7 5000 50 5,00 500
8 5000 50 7,50 750
9 5000 50 10,00 1000
Tabla VI Preparación de las soluciones estándares para la curva de calibración del
CGP10 (fosforo)
Estándar Concentración del
Stock
Volumen a preparar
(ml) ml a tomar del stock Concentración para P (ppm)
1 50000 50 0,05 50
2 50000 50 0,10 100
3 50000 50 0,20 200
4 50000 50 0,75 750
5 50000 50 1,00 1000
6 50000 50 2,50 2500
7 50000 50 5,00 5000
8 50000 50 7,50 7500
9 50000 50 10,00 10000
28
Tabla VII Preparación de las soluciones estándares para la curva de calibración del CG
FE 10 (hierro)
Estándar Concentración del
Stock
Volumen a preparar
(ml) ml a tomar del stock Concentración para (ppm)
1 55000 50 0,05 55
2 55000 50 0,10 110
3 55000 50 0,20 220
4 55000 50 0,75 825
5 55000 50 1,00 1100
6 55000 50 2,50 2750
7 55000 50 5,00 5500
8 55000 50 7,50 8250
9 55000 50 10,00 11000
II.3.3 CURVAS DE CALIBRACIÓN
A modo de ejemplo se muestra en las figuras 4-16 las curvas de calibración generadas a partir
de la lectura por ICP-OES para cada elemento según las soluciones estándar inyectadas.
Figura 4 Curva de calibrado del zinc (5 – 5000 ppm)
29
Figura 5 Curva de calibrado del hierro (55 – 55000 ppm)
Figura 6 Curva de calibrado del sodio (100 – 20000 ppm)
Figura 7 Curva de calibrado del magnesio (100 – 20000 ppm)
30
Figura 8 Curva de calibrado del potasio (100 – 20000 ppm)
Figura 9 Curva de calibrado del fosforo (50 – 10000 ppm)
Figura 10 Curva de calibrado del calcio (100 – 20000 ppm)
31
Figura 11 Curva de calibrado del cobre (5 – 5000 ppm)
Figura 12 Curva de calibrado del estroncio (5 – 5000 ppm)
Figura 13 Curva de calibrado del manganeso (5 – 5000 ppm)
32
Figura 14 Curva de calibrado del boro (5 – 5000 ppm)
Figura 15 Curva de calibrado del aluminio (5 – 5000 ppm)
Figura 16 Curva de calibrado del bario (5 – 5000 ppm)
33
II.3.4 OPTIMIZACIÓN DEL MÉTODO DE DIGESTIÓN ACIDA
El planteamiento para la optimización se realizó mediante la evaluación de tres variables, son
cantidad de muestra, mezcla de ácidos y tiempo de digestión como se muestra en las tablas
VIII y IX, los análisis fueron según el tipo de muestra u órgano de la planta ensayado.
De acuerdo a la cantidad de muestra se analizó con 0,1 g y 0,5 g para evaluar la eficiencia del
ácido según la cantidad de muestra analizar. De tal manera se evaluaron tres tipos de
soluciones ácidas, en primer lugar HNO3, luego una mezcla de 5:5 de HNO3 + HCl y
finalmente una mezcla de 8:2 de HNO3 + HCl; en todos los casos un volumen final de 10 ml
de dicha solución ácida.
De acuerdo con el carácter oxidante se procuró la digestión total de la muestra para la
destrucción de la materia.
Los ensayos se realizaron a 200oC evaluando, el tiempo de mantenimiento a dicha
temperatura en ese caso se ensayó con 5 minutos y 10 minutos respectivamente. Para las
combinaciones respectivas de las variables antes mencionadas se representan en la tabla VIII
en el caso de vaina y tabla IX para corteza; los ensayos realizados tomando como criterio el
mayor y menor contenido de fibra para las matrices de vaina y corteza respectivamente.
Para la selección de las condiciones óptimas del método de digestión se analizaron y se
escogieron los parámetros que se registraron con mayor concentración de metales presentes y
menor coeficiente de variación.
Tabla VIII Optimización del método de preparación de muestra mediante digestión
acida en vaina de algarrobo
DIGESTION ACIDA ASISTIDA POR MICROONDAS
Cantidad de muestra 0,5 g 0,1 g 0,5 g 0,1 g 0,5 g 0,1 g
Tipo de ácido (vf=10ml) HNO3 HNO3 mezcla 1 mezcla 1 mezcla 2 mezcla 2
Tiempo de digestión 30 min 25 min 30 min 25 min 30 min 25 min
Numero de replicas 3 3 3 3 3 3
mezcla 1 HNO3 + HCl
(5:5)
mezcla 2 HNO3 + HCl
(8:2)
34
Tabla IX Tabla IX Optimización del método de preparación de muestra mediante
digestión acida en corteza de algarrobo
DIGESTION ACIDA ASISTIDA POR MICROONDAS
Cantidad de muestra 0,5 g 0,1 g 0,5 g 0,1 g 0,5 g 0,1 g
Tipo de ácido (vf=10ml) HNO3 HNO3 mezcla 1 mezcla 1 mezcla 2 mezcla 2
Tiempo de digestión 30 min 25 min 30 min 25 min 30 min 25 min
Numero de replicas 3 3 3 3 3 3
mezcla 1 HNO3 + HCl
(5:5)
mezcla 2 HNO3 + HCl
(8:2)
II.3.5 ANÁLISIS DE METALES
De acuerdo con los ensayos para la digestión ácida por microondas y según las condiciones
óptimas seleccionadas se llevó a cabo el análisis de las denominadas muestras reales estas son
muestras de vaina, corteza y hoja de algarrobo colectadas en cada provincia contempladas en
el estudio. Para el análisis en muestras de vaina y hoja se aplicaron las mismas condiciones
de preparación como se muestra la figura 17; y para la corteza se aplicó las condiciones
destacadas en la figura 18.
En la figura 19 se expone la posición a respetar una simetría de ubicación de los tubos de
teflón para la correcta digestión de muestras, manteniendo un esquema simétrico
Es recomendable el uso de una sola combinación de mezcla acida para la digestión de
muestra por cada secuencia.
35
Figura 17 Método de preparación de vaina y hoja mediante digestión acida por
microondas
Fuente: autores (2018)
Figura 18 Método de preparación de corteza mediante digestión acida por microondas
Fuente: autores (2018)
36
Figura 19 Distribución recomendada para ubicación de tubos de digestión en el carrusel
del microondas
Fuente: CEM Manual operativo Marsxpress (2015)
37
II.3.6 LAVADO DE MATERIAL
Es indispensable realizar el siguiente lavado para la eliminación de impurezas. Para la
digestión ácida se recomienda los siguientes pasos para el lavado de tubos PTFE: lavarlos con
abundante agua para la eliminación de las impurezas, luego se sumergen por 10 segundos en
ácido nítrico 50% y por último en agua grado reactivo; se colocan a escurrir y finalmente se
deja en reposo por 48 horas. Este proceso es el adecuado.
II.3.7 PROCEDIMIENTO DE USO DEL EQUIPO
El análisis de ICP, está ligado a una serie de pasos operacionales a seguir, los cuales son:
▪ Encender el equipo ICP-OES icap 7000 series
▪ Activar el sistema de enfriamiento (chiller)
▪ Abrir las válvulas para el ingreso del gas Argon
▪ Dejar purgar el sistema con el paso del Argón por 1 hora
▪ Ingresar al software y programar la lista de muestras a inyectar (sample list)
o Seleccionar los metales de interés
o Seleccionar la longitud de onda y el ancho de banda espectral para cada
elemento, optimizar la longitud de onda ajustando la hasta obtener la máxima
intensidad,
▪ Encender la llama hasta que el sistema alcance el equilibrio de temperatura
▪ Ajustar la velocidad de flujo del nebulizador hasta obtener la máxima sensibilidad,
▪ Ajustar el quemador horizontal y verticalmente hasta obtener la máxima respuesta,
▪ Inyectar el blanco y encerar la señal frente al mismo,
▪ Inyectar solución estándar para curva de calibrado,
▪ Inyectar las secuencia de muestras.
38
CAPÍTULO 3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN
III.1 VERIFICACIÓN TAXONÓMICA
De acuerdo con la revisión realizada por la Facultad de Ciencias Naturales, con las
características de distribución de hojas, tamaño de vaina y flores características, se confirma
que la muestra herbario corresponde a: Prosopis juliflora.
Las características revisadas en hojas fueron de 0,5 a 1 cm de largo y 0,2 a 0,5 cm de ancho,
fruto maduro de color amarillo con longitud de 12,5 a 20 cm y 1 cm de ancho.
III.2. ANÁLISIS FARMACOGNÓSTICOS
III.2.1 LONGUITUD Y PESO
La medición de longitud y peso fueron realizadas a 50 vainas colectadas de las provincias de
Santa Elena y Guayas. De acuerdo a las muestras analizadas, se obtuvo un rango de 15,56 a
16,86 cm de longitud, y de 6,63 a 8,61 g de peso; lo cual corresponde a lo planteado por
Prokopiuk (2000), sobre los datos de longitud y peso. Debido a la época estacional del año,
en la provincia de El Oro no fue factible obtener una cantidad de muestra mínima para el
análisis.
III.2.2 HUMEDAD
En las muestras analizadas de vaina, se obtuvo los siguientes resultados de humedad: 14,60%
en Guayas y 37,05% en Santa Elena, tal como se indica abajo en la Tabla X.
Estos valores corresponden a los reportados en la literatura Pasiecznick (2001) y Prokopiuk
(2000). Cabe resaltar que la variación está de acuerdo a las condiciones ambientales del
terreno, ecosistema donde se desarrolla la especie y la época del año en que fueron
colectadas. Las muestras fueron colectas en Santa Elena el 29 de abril del 2017 y en Guayas
el 13 de octubre del 2017.
Debido a la escasa cantidad de muestras de vainas, hojas y corteza colectadas en El Oro, no
fue posible ejecutar los ensayos para determinación de humedad, en dicho caso. Cabe
destacar, sin embargo que, las condiciones ambientales en El Oro son similares a las de Santa
Elena.
Tabla X Humedad en Santa Elena y Guayas
Provincias Santa Elena Guayas
Órgano Humedad Humedad
Vaina 37,05% 14,60%
Tallo 36,12% 9,84%
Hoja 27,60% 14,60%
39
III.2.3 SUSTANCIAS EXTRAÍBLES EN ALCOHOL
De los resultados obtenidos se puede destacar, en términos generales que, la solución de
etanol al 70% permitió la extracción de mayor contenido de compuestos solubles que la
solución de 98%. Cabe resaltar que los valores más bajos corresponden a la vaina y los más
altos corresponden a las hojas en todas las provincias estudiadas.
En el caso de hojas, la concentración de 30% de etanol favoreció la solubilidad de
compuestos en las muestras procedentes de Santa Elena y Guayas. Cabe señalar que en la
provincia de El Oro las muestras de vaina y corteza tuvieron un comportamiento similar entre
ellas; sin embargo, en el caso de la hoja se obtuvieron las mayores concentraciones en alcohol
al 98% con un resultado del orden de 17% de sustancias extraíbles.
El comportamiento de las diferentes muestras se pueden observar en las figuras 20, 21 y 22,
de acuerdo a la procedencia de dichas muestras.
En relación a la literatura consultada, un resultado de 3,30% de sustancia extraíble en alcohol
fue reportado Llano (2011) en muestras de vainas correspondiente a la especie juliflora. Este
resultado se asemeja al obtenido en la provincia del Guayas.
En la asociación de los resultados obtenidos, se puede presumir que los extractos de vaina
con alcohol al 30% corresponden a la presencia de compuestos reductores (como azúcares),
debido a sus características de solubilidad. Esto se corrobora con la información levantada
durante los ensayos del tamizaje fitoquímico, como se puede observar más adelante en la
discusión de los resultados fitoquímicos.
Así también, los extractos solubles en alcohol al 98% en muestras de corteza, se pueden
corresponder con la presencia de alcaloides, taninos, fenoles y flavonoides en el extracto
alcohólico, los cuales dieron resultados altamente positivos en el screaning fitoquímico,
especialmente en las muestras procedentes de Santa Elena. Situación similar, se refleja en
base a los resultados obtenidos para muestras de hoja en la provincia de El Oro, a partir de los
extractos al 98% de alcohol.
40
Figura 20 Sustancias extraíbles en vaina, corteza y hoja de algarrobo en muestra de
Santa Elena
Figura 21 Sustancias extraíbles en vaina, corteza y hoja de algarrobo en muestra del
Guayas.
0,00%
1,00%
2,00%
3,00%
4,00%
5,00%
6,00%
7,00%
8,00%
VAINA CORTEZA HOJA
98% 5,78% 6,99% 2,14%
70% 7,64% 2,98% 2,26%
30% 6,82% 2,31% 3,52%
SUSTANCIAS EXTRAIBLESSANTA ELENA
0,00%
1,00%
2,00%
3,00%
4,00%
5,00%
6,00%
7,00%
8,00%
9,00%
VAINA CORTEZA HOJA
98% 3,91% 3,39% 2,85%
70% 8,29% 5,14% 5,18%
30% 7,41% 2,75% 5,36%
SUSTANCIAS EXTRAIBLESGUAYAS
41
Figura 22 Sustancias extraíbles en vaina, corteza y hoja de algarrobo en muestra de El
Oro
III.2.4 CENIZAS
Los resultados observados en la tabla XI de cenizas totales así como solubles en agua e
insolubles en ácido (figura 23, 24 y 25), presentaron una misma tendencia en los diferentes
órganos de la especie en cada una de las provincias estudiadas; siendo importante destacar
que las muestras de hojas registraron valores más altos en todos los casos, mientras que las
muestras de vaina evidenciaron los contenidos más bajos.
En el caso de cenizas totales, los valores más altos se obtuvieron para hojas procedentes de
Santa Elena; mientras que las vainas presentaron menor contenido con respecto a las demás
provincias.
De acuerdo con la bibliografía, Pasiecnick (2001) declara un porcentaje de cenizas totales de
3-5% en vaina de la especie juliflora procedente de Ecuador. Por otra parte, en la literatura no
se han encontrado resultados para cenizas solubles en agua e insolubles en ácido en especies
de algarrobo.
En los ensayos de incineración, durante la determinación de cenizas insolubles en acido
(solución acida 10%), el residuo obtenido presentó una característica particular con forma de
estructura de papel, lo cual se podría atribuir al alto contenido de óxido de calcio.
0,00%
2,00%
4,00%
6,00%
8,00%
10,00%
12,00%
14,00%
16,00%
18,00%
VAINA CORTEZA HOJA
98% 7,41% 5,46% 17,14%
70% 6,40% 5,41% 15,30%
30% 4,07% 4,26% 9,57%
SUSTANCIAS EXTRAIBLESEL ORO
42
Los resultados de cenizas totales se corroboraron con los datos levantados durante el análisis
mineral por medio de la técnica espectrometría (ICP-OES), los mismos que se discuten en su
respectivo apartado.
Tabla XI Cenizas Totales, Solubles en agua, Insoluble en acido de Santa Elena, Guayas
y El Oro
Provincia Santa Elena Guayas El Oro
Ensayo Órgano Resultado Resultado Resultado
Cenizas Totales
Vaina 2,08% 3,39% 3,20%
Corteza 4,17% 4,75% 3,46%
Hoja 10,79% 8,41% 8,75%
Cenizas solubles en Agua
Vaina 1.57% 1.61% 1.56%
Corteza 3.99% 4.03% 2,73%
Hoja 9.3% 6.32% 6.64%
Cenizas insolubles en ácido
Vaina 1,07% 3,38% 2,62%
Corteza 3,80% 5,51% 2,56%
Hoja 8,41% 8,24% 9,27%
43
Figura 23 Determinación de cenizas en muestras colectada de Santa Elena
Figura 24 Determinación de cenizas en muestras colectada del Guayas
CENIZAS TOTALES CENIZAS SOL.AGUA
CENIZAS INSOL.ACIDO
2,081,57
1,07
4,17 3,99 3,80
10,79
9,308,41
CENIZAS SANTA ELENA
VAINA CORTEZA HOJA
CENIZAS TOTALES CENIZAS SOL.AGUA
CENIZAS INSOL.ACIDO
3,39
1,61
3,38
4,75
4,03
5,51
8,41
6,32
8,24
CENIZAS GUAYAS
VAINA CORTEZA HOJA
44
Figura 25 Determinación de cenizas en muestras colectada de El Oro
III.3 ANÁLISIS FITOQUÍMICOS
III.3.1 VAINA
En la tabla XII se observan los resultados del estudio fitoquímico realizado en la vaina de
Prosopis juliflora. Si bien la literatura no reporta resultados específicos para la especie
juliflora; sin embargo Bermello y Garcia (2015) registraron la presencia de flavonoides,
taninos y azúcares, así como niveles destacables de alcaloides, de acuerdo con los datos
obtenidos se verificó además de los compuestos antes mencionados, la presencia de esteroles
y flavonoides.
Durante la realización de ensayos se pudo observar mayor intensidad en las reacciones para
alcaloides y flavonoide en las muestras de Santa Elena, mientras mayor intensidad en la
detección de azúcares en las vainas procedente de El Oro.
Las intensidades de alcaloides y taninos en la provincia de Santa Elena en el extracto acuoso
se corroboraron con sus solubilidades en los ensayos de sustancias solubles al 30%.
CENIZAS TOTALES CENIZAS SOL.AGUA
CENIZAS INSOL.ACIDO
3,20
1,56
2,62
3,46
2,73 2,59
8,75
6,64
9,27
CENIZAS EL ORO
VAINA CORTEZA HOJA
45
III.3.2 CORTEZA
En la tabla XIII se observan los resultados del estudio fitoquímico realizado en la corteza de
Prosopis juliflora. Los resultados obtenidos de las muestras fueron alcaloides, esteroles,
azúcares y ácidos grasos en las muestras de corteza de los diferentes orígenes. Cabe destacar
que las muestras de Santa Elena las pruebas de taninos, flavonoides y alcaloides se dieron con
mayor intensidad.
De acuerdo con Pasiecnick (2001) se reporta la presencia de taninos entre un 3-8 % en la
especie juliflora. La intensidad de taninos y flavonoides fueron mayores en Santa Elena.
Las intensidades de alcaloides, paraquinonas, antraquinonas, triterpenos y flavonoides en la
provincia de Santa Elena en el extracto alcohólicos se corroboraron con sus solubilidades en
los ensayos de sustancias solubles al 98%.
III.3.3 HOJA
En la tabla XIV se observa los resultados del estudio fitoquímico realizado en la hoja de
Prosopis juliflora. Los resultados obtenidos de las muestras fueron alcaloides, azúcares y
taninos en la muestra de hojas. Cabe destacar que las muestras de Santa Elena las pruebas de
fenoles y acidos grasos se dieron con mayor intensidad.
Las intensidades de fenoles y taninos en la provincia de El Oro en los extractos alcohólicos se
corroboraron con sus solubilidades en los ensayos de sustancias solubles al 98%.
46
Tabla XII Resultados obtenidos del tamizaje fitoquímico en vaina
VAINA
ORIGEN ST ELENA GUAYAS EL ORO
EXTRACTO ETER ALCOHOL AGUA ETER ALCOHOL AGUA ETER ALCOHOL AGUA
DRAGENDORFF
(ALCALOIDES) +++ +++ +++ ++ + - +++ + -
BALJET (LACTONAS) - N/A N/A - N/A N/A - N/A N/A
BORNTRAGER
(PARAQUINONAS Y
ANTRAQUINONAS)
- - N/A - - N/A - - N/A
LIEBERMAN-BURCHARD
(COLESTEROL Y
TRITERPENOS)
VERDE
INTENSO
VERDE
OSCURO N/A
VERDE
INTENSO - N/A
VERDE
INTENSO - N/A
FEHLING (COMPUESTOS
REDUCTORES) N/A + + N/A + + N/A + ++
CLORURO FERRICO
(FENOLES Y TANINOS) N/A VERDE ROJO N/A -
VERDE
INTENSO N/A - -
SUDÁN (ÁCIDOS
GRASOS) + + - + + - + + -
SHINODA
(FLAVONOIDES) N/A - - N/A - - N/A - -
(+) Respuesta positiva de baja intensidad para dichos compuestos en el extracto.
(++) Respuesta positiva de intensidad media para dichos compuestos en el extracto.
(+++) Respuesta positiva de alta intensidad para dichos compuestos en el extracto.
(-) Respuesta negativa para ese metabolito.
(N/A) No aplica.
47
Tabla XIII Resultados obtenidos del tamizaje fitoquímico en corteza
CORTEZA
ORIGEN ST ELENA GUAYAS EL ORO
EXTRACTO ETER ALCOHOL AGUA ETER ALCOHOL AGUA ETER ALCOHOL AGUA
DRAGENDORFF
(ALCALOIDES) +++ +++ +++ + + + ++ ++ +
BALJET (LACTONAS) - N/A N/A - N/A N/A ++ N/A N/A
BORNTRAGER
(PARAQUINONAS Y
ANTRAQUINONAS)
- +++ N/A - ++ N/A - ++ N/A
LIEBERMAN-BURCHARD
(COLESTEROL Y
TRITERPENOS)
VERDE
CLARO
VERDE
INTENSO N/A
VERDE
INTENSO - N/A
VERDE
OSCURO - N/A
FEHLING (COMPUESTOS
REDUCTORES) N/A + + N/A + + N/A + +
CLORURO FERRICO
(FENOLES Y TANINOS) N/A VERDE VERDE N/A VERDE - N/A VERDE -
SUDÁN (ÁCIDOS
GRASOS) + + - + + - + + -
SHINODA
(FLAVONOIDES) N/A ++ + N/A + - N/A + -
(+) Respuesta positiva de baja intensidad para dichos compuestos en el extracto.
(++) Respuesta positiva de intensidad media para dichos compuestos en el extracto.
(+++) Respuesta positiva de alta intensidad para dichos compuestos en el extracto.
(-) Respuesta negativa para ese metabolito.
(N/A) No aplica.
48
Tabla XIV Resultados obtenidos del tamizaje fitoquímico en hoja
HOJA
ORIGEN ST ELENA GUAYAS EL ORO
EXTRACTO ETER ALCOHOL AGUA ETER ALCOHOL AGUA ETER ALCOHOL AGUA
DRAGENDORFF
(ALCALOIDES) - +++ +++ - ++ + - ++ +
BALJET (LACTONAS) ++ N/A N/A - N/A N/A - N/A N/A
BORNTRAGER
(PARAQUINONAS Y
ANTRAQUINONAS)
- - N/A - - N/A - - N/A
LIEBERMAN-BURCHARD
(COLESTEROL Y
TRITERPENOS)
VERDE
INTENSO
VERDE
OSCURO N/A
VERDE
OSCURO
VERDE
OSCURO N/A
VERDE
OSCURO
VERDE
OSCURO N/A
FEHLING (COMPUESTOS
REDUCTORES) N/A + + N/A + + N/A + +
CLORURO FERRICO
(FENOLES Y TANINOS) N/A VERDE ROJO N/A
VERDE
INTENSO
VERDE
INTENSO N/A
VERDE
INTENSO -
SUDÁN (ÁCIDOS
GRASOS) + + - + + - + + -
SHINODA
(FLAVONOIDES) N/A + - N/A + - N/A + -
(+) Respuesta positiva de baja intensidad para dichos compuestos en el extracto.
(++) Respuesta positiva de intensidad media para dichos compuestos en el extracto.
(+++) Respuesta positiva de alta intensidad para dichos compuestos en el extracto.
(-) Respuesta negativa para ese metabolito.
(N/A) No aplica.
49
III.4 DETERMINACIÓN DE METALES
III.4.1 OPTIMIZACION DE METODO
De acuerdo a las variables ensayadas en la matriz vaina. En la tabla XV se muestran los
resultados para los elementos mayoritarios objeto de estudio de esta investigación y en la
tabla XVI corresponde a los metales de menor concentración a los antes mencionados.
Resaltando con bordes gruesos el conjunto de variables seleccionadas para el método.
Los análisis mediante la técnica de ICP han proporcionado información de microelementos o
elementos minoritarios como es el caso de cobre, estroncio, manganeso, boro, aluminio y
bario.
En base a los criterios para estos análisis se ha considerado para su aceptación un coeficiente
de variación menor al 15 %, esto concuerda con los protocolos de química analítica
instrumental, en donde de acuerdo a la concentración de análisis se admiten variaciones del
15 al 10 % respectivamente.
El conjunto de variables seleccionadas con resultados de coeficiente variación aceptable fue,
cantidad de peso 0,1 g, con la mezcla 1 (ácido nítrico y ácido clorhídrico “5:5”) y 25 minutos
de digestión en microondas.
Para la matriz corteza fue seleccionado el conjunto de variable, cantidad de peso 0,1 g con la
mezcla 1 (ácido nítrico y ácido clorhídrico “8:2”) y 25 minutos de digestión en microondas.
Para resultados obtenidos, podemos considerar una menor cantidad de muestras permite una
mejor digestión en el lapso de 25 minutos. De esta manera podemos apreciar mayor
concentración detectadas en los ensayos instrumentales en 0,1 g con respecto a los usados
con 0,5 g de muestra.
Por tanto con estos resultados se permite seleccionar esta combinación de variables (cantidad
de peso 0,1 g, con la mezcla 1 y 25 minutos de digestión en microondas) para los análisis de
muestras reales.
Los resultados de la optimización para la matriz de corteza (tallo) se eligieron el conjunto de
variables: peso 0.1 g de muestra y una mezcla 2 (ácido nítrico y ácido clorhídrico 8:2) y 25
min de digestión, en donde todos los metales se observa un coeficiente de variación menor al
15%, sus resultados (ver Tabla XVII y XVIII) de lectura son más altos que con las
combinación anteriores.
Se observa que a menor proporción de muestra tiene mejor digestión a 25 min (20 min de
rampa más 5 min de mantenimiento), se opta por este método al momento de analizar las
muestras reales por obtener resultados más precisos en la matriz de corteza.
50
Tabla XV Resultados obtenidos de los elementos mayoritarios (concentración mg/100gr
de muestra) en los ensayos de optimización de digestión ácida en vaina
Elemento
0,5g vaina 30min+10mL
HNO3
0,5g vaina 30min+5mL
HNO3+5mL HCl
0,5 g vaina 25min+8mL
HNO3+2mL HCl
Prom %CV Prom %CV Prom %CV
Fe 3,87 5,92 4,84 75,58 5,32 6,96
Na 67,00 2,04 73,76 6,07 72,40 7,81
Mg 93,34 1,49 105,23 2,22 100,28 4,39
K 1234,63 1,79 1349,32 2,47 1285,75 6,60
P 86,44 73,02 134,40 7,08 119,86 4,70
Ca 221,88 5,60 240,63 2,68 221,65 6,37
Elemento
0,1g vaina 25min+10mL
HNO3
0,1g vaina 25min+5mL
HNO3+5mL HCl
0,1 g vaina 25min+8mL
HNO3+2mL HCl
Prom %CV Prom %CV Prom %CV
Fe 4,84 40,64 7,21 28,08 5,26 17,51
Na 154,08 11,67 178,89 12,30 144,58 11,94
Mg 112,01 16,25 109,74 5,56 90,24 19,02
K 1456,41 18,47 1348,82 2,17 1221,88 18,48
P 128,39 20,76 128,16 9,14 99,98 20,11
Ca 319,70 18,44 297,07 3,38 264,10 22,05
51
Tabla XVI Resultados obtenidos de los elementos minoritarios (concentración mg/100gr
de muestra) en los ensayos de optimización de digestión ácida en vaina
Elemento
0,5g vaina
30min+10mL HNO3
0,5g vaina 30min+5mL
HNO3+5mL HCl
0,5 g vaina 25min+8mL
HNO3+2mL HCl
Prom %CV Prom %CV Prom %CV
Zn 3,16 6,84 3,46 74,32 5,18 17,20
Cu 1,14 6,07 1,06 73,99 1,56 23,77
Sr 1,27 6,03 1,14 75,50 1,59 5,59
Mn 1,00 3,95 1,00 74,03 1,36 1,50
B 2,19 4,60 2,23 74,67 3,33 12,26
Al 2,65 0,69 3,31 74,58 4,22 21,35
Ba 4,29 12,46 3,76 74,06 4,23 86,69
Elemento
0,1g vaina
25min+10mL HNO3
0,1g vaina 25min+5mL
HNO3+5mL HCl
0,1 g vaina 25min+8mL
HNO3+2mL HCl
Prom %CV Prom %CV Prom %CV
Zn 13,68 17,71 14,33 10,40 11,71 9,83
Cu 0,83 72,18 0,44 10,34 0,44 45,23
Sr - - - - - -
Mn 1,35 17,59 1,69 44,29 1,07 16,13
B 7,87 15,05 7,69 8,94 7,02 9,31
Al 9,52 22,10 10,92 12,61 8,32 17,84
Ba 29,64 6,33 28,20 7,00 26,59 19,95
(-) no se obtuvo señal.
52
Tabla XVII Resultados obtenidos de los elementos mayoritarios (concentración
mg/100gr de muestra) en los ensayos de optimización de digestión ácida en corteza
Elemento
0,5g vaina 30min+10mL
HNO3
0,5g vaina 30min+5mL
HNO3+5mL HCl
0,5 g vaina 25min+8mL
HNO3+2mL HCl
Prom %CV Prom %CV Prom %CV
Fe 33,32 1,23 36,57 24,57 41,26 0,89
Na 50,60 11,37 45,52 16,83 59,24 11,74
Mg 39,16 3,70 37,45 5,73 45,04 2,60
K 26,72 82,17 17,00 15,58 34,82 34,61
P 17,04 8,54 16,35 12,85 17,19 10,17
Ca 1668,97 2,95 1519,26 7,63 1755,96 1,21
Elemento
0,1g vaina 25min+10mL
HNO3
0,1g vaina 25min+5mL
HNO3+5mL HCl
0,1 g vaina 25min+8mL
HNO3+2mL HCl
Prom %CV Prom %CV Prom %CV
Fe 32,18 14,70 38,04 14,86 33,54 6,52
Na 150,88 21,65 195,90 39,33 146,18 7,35
Mg 52,88 17,40 54,72 28,47 43,92 4,09
K 74,96 29,12 68,44 41,26 37,12 14,89
P 17,61 14,42 15,19 9,83 16,29 8,33
Ca 1971,43 5,88 1799,01 4,49 1787,72 2,30
53
Tabla XVIII Resultados obtenidos de los elementos minoritarios (concentración
mg/100gr de muestra) en los ensayos de optimización de digestión ácida en corteza
Elemento 0,5g vaina 30min+10mL
HNO3
0,5g vaina 30min+5mL
HNO3+5mL HCl
0,5 g vaina 25min+8mL
HNO3+2mL HCl
Prom %CV Prom %CV Prom %CV
Zn 4,09 9,43 4,13 27,17 4,99 4,77
Sr 17,26 3,04 16,99 24,90 19,53 3,46
Mn 1,82 3,52 1,89 29,44 2,29 0,63
B 3,63 3,67 3,89 28,70 4,42 1,39
Al 26,33 3,03 32,82 26,38 36,25 3,89
Ba 7,06 4,77 6,44 31,98 7,95 13,58
Elemento
0,1g vaina 25min+10mL
HNO3
0,1g vaina 25min+5mL
HNO3+5mL HCl
0,1 g vaina 25min+8mL
HNO3+2mL HCl
Prom %CV Prom %CV Prom %CV
Zn 15,87 22,61 14,29 21,30 14,18 6,39
Sr - - - - - -
Mn 2,12 11,64 1,95 12,08 1,84 2,63
B 10,51 24,24 8,02 3,04 8,47 3,97
Al 39,98 16,11 41,66 13,23 39,07 0,72
Ba 21,33 86,78 25,71 6,00 29,23 7,30
(-) no se obtuvo señal.
III.4.2 ANÁLISIS DE MUESTRAS REALES
Aplicando las condiciones seleccionadas para la preparación de muestra mediante la
digestión ácida por microondas y detección de ICP-OES, la tabla XIX se representa los
resultados obtenidos en vaina de cada provincia en donde se recolectaron las muestras.
En el caso de vaina los resultados obtenidos de los elementos más abundantes fueron calcio,
potasio y sodio; además se puede destacar diferentes elementos obtenidos en los diferentes
orígenes como son fósforo y hierro; los valores más alto de calcio y sodio se obtuvieron en la
provincia de Guayas y los valores más alto de potasio en la provincia de El Oro. Aluminio y
bario destacan como los elementos minoritarios.
54
Tabla XIX Resultados del análisis instrumental en ICP-OES en la matriz de vaina
VAINA
SANTA ELENA GUAYAS EL ORO
ELEMENTO PROM CV% PROM CV% PROM CV%
Zn 26,29 1,73 60,91 0,69 36,80 1,37
Fe 158,13 0,61 88,32 3,39 13,28 22,84
Na 394,35 1,17 442,76 2,65 235,16 0,27
Mg 310,40 0,87 103,82 1,29 125,40 1,13
K 996,52 1,39 168,67 13,70 1394,59 0,72
P 145,12 0,81 15,05 61,06 126,87 8,60
Ca 1579,75 1,23 2043,20 1,57 453,47 2,00
Sr 13,06 1,16 33,51 0,31 4,19 1,09
Mn 11,93 1,03 42,78 0,85 2,51 1,00
B 16,39 1,86 29,67 0,21 18,22 3,50
Al 144,37 0,74 60,19 0,62 32,15 1,77
Ba 0,35 1,53 82,87 1,89 72,55 1,59
Los valores promedio son expresados en mg/100gr de muestra.
Aplicando las condiciones seleccionada para la preparación de muestra de corteza, la tabla
XX representan los resultados obtenidos de las lecturas instrumentales en corteza de cada
provincia de interés. Para la matriz corteza, los resultados de elementos más abundantes
fueron potasio, calcio y magnesio; además se puede destacar la presencia de hierro con
concentración más alta en la provincia de Santa Elena.
El valor más alto de los elementos minoritarios fue aluminio en la provincia de Santa Elena,
mientras el segundo más abundante fue el manganeso con mayor presencia en el Guayas.
Tabla XX Resultados del análisis instrumental en ICP-OES en la matriz de corteza
CORTEZA
SANTA ELENA GUAYAS EL ORO
ELEMENTO PROM CV% PROM CV% PROM CV%
Zn 26,37 0,43 25,52 2,72 28,67 0,28
Fe 111,58 0,97 52,13 2,94 16,23 5,57
Na 287,54 2,54 332,35 1,31 191,56 0,35
Mg 351,03 1,14 113,28 1,55 97,09 1,38
K 1708,60 1,28 275,96 2,41 1339,64 0,28
P 288,63 4,17 51,09 6,04 159,39 7,92
Ca 1697,23 1,10 1605,70 0,65 228,38 0,25
Sr 10,30 0,59 16,94 1,18 2,08 1,27
Mn 10,42 1,15 41,61 2,92 1,96 2,07
B 20,86 3,37 14,10 0,77 12,07 0,46
Al 138,94 0,95 68,78 0,41 21,19 0,26
Ba 33,87 0,55 28,77 1,25 36,78 1,44
Los valores promedio son expresados en mg/100gr de muestra.
55
Las mismas condiciones seleccionadas para el tratamiento de vaina serán aplicadas en la hoja,
los resultados se representan en la tabla XXI. En el caso de hoja los resultados obtenidos de
los elementos más abundantes fueron calcio, potasio y sodio; además se puede destacar
diferentes elementos obtenidos en los diferentes orígenes como son fósforo y magnesio.
Se destaca elementos mayoritarios de potasio, fósforo, magnesio y sodio en la muestra
proveniente de Santa Elena, y la concentración más alta del elemento calcio en la provincia
del Guayas.
Para los elementos minoritarios más relevantes destacan en aluminio y bario en la provincia
de Santa Elena y Guayas respectivamente.
Tabla XXI Resultados del análisis instrumental en ICP-OES en la matriz de hoja
HOJA
SANTA ELENA GUAYAS EL ORO
ELEMENTO PROM CV% PROM CV% PROM CV%
Zn 26,81 1,15 34,01 0,27 24,31 1,55
Fe 164,62 0,70 33,27 0,51 16,61 7,61
Na 422,39 0,62 225,33 2,22 372,89 0,56
Mg 258,45 1,10 117,77 1,49 92,72 1,30
K 1877,38 0,33 286,94 3,58 1154,54 1,38
P 404,40 2,89 36,63 20,47 107,46 6,87
Ca 838,77 2,33 3060,06 2,58 342,98 0,21
Sr 8,49 0,99 41,46 3,17 5,22 0,58
Mn 11,14 0,32 27,05 1,00 3,96 0,53
B 15,72 0,77 11,40 2,31 10,99 3,21
Al 143,09 1,56 52,27 2,26 18,66 1,21
Ba 38,34 1,35 49,99 2,85 34,66 0,55
Los valores promedio son expresados en mg/100gr de muestra.
En términos generales las muestras de Santa Elena presentan las mayores concentraciones
tanto para cenizas totales como en su composición mineral, sin embargo cabe destacar que
los resultados de cenizas totales para corteza y vaina fueron similares para todos sus orígenes,
denotándose una correspondencia entre los datos obtenidos para estos parámetros.
56
CONCLUSIÓN.
● Se evaluó la composición mineral de la especie de algarrobo ecuatoriano de diferentes
orígenes geográficos, con previa identificación taxonómica, comprobando que la
especie estudiada corresponde a Prosopis juliflora H.B.K.
● Se comprobó al respecto las dimensiones de la vaina entran en un rango de 15,56 cm -
16,86 cm; con un peso de 6,63 g - 8,61 g. Los parámetros farmacognostico (humedad,
sustancias solubles y cenizas), y los resultados del tamizaje fitoquímico confirman la
identidad cualitativa de alcaloides, azúcares, taninos y ácidos grasos; corresponden
con los reportados por otros autores en los diferentes órganos de esta especie o de
otras del grupo Prosopis. Así también se identificó la presencia de flavonoides en
vaina y corteza, principalmente en las muestras de la provincia de Santa Elena.
● Los ensayos para optimización de digestión ácida en el material vegetal estudiado
permitieron concluir, una nueva cantidad de muestra del orden de 0,1 g favorece un
proceso digestivo eficaz, asegurando la solubilidad de los compuestos metálicos. En
el caso de la matriz vaina la mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídrico (5:5) favorece
dicho proceso digestivo; mientras, la matriz corteza se vio favorecida por la mezcla de
ácido nítrico y ácido clorhídrico (8:2).
● Se concluyó con la selección de las condiciones analíticas óptimas para la
preparaciones de muestras mediante digestión ácida por microondas por
determinación de espectroscopia por plasma de acoplamiento inductivo con detector
óptico (ICP-OES) permite la cuantificación de las concentraciones de zinc, hierro,
sodio, magnesio, potasio, fósforo, calcio, estroncio, manganeso, boro, aluminio y
bario.
● El estudio permite recomendar los métodos analíticos para la determinación de
metales mediante la aplicación de las técnicas espectroscópica por plasma de
acoplamiento inductivo con detector óptico (ICP-OES) en material vegetal.
● El estudio contribuye a información relevante para la especie de origen ecuatoriano,
destacando con resultados relevante para calcio como el más abundante de mayor
concentración con un valor de 2043,20 mg en vaina y 3060,06 en hoja ambas de la
provincia del Guayas en caso de potasio la concentración más alta se obtuvo en la
corteza y hoja en la provincia de Santa Elena.
57
RECOMENDACIONES
Recomendaciones de investigación
✓ Recolectar las muestras en la misma temporada del año.
✓ Se sugiere validar el método de espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado
inductivamente, en los parámetros de robustez, precisión, linealidad y exactitud; por
el motivo de la obtención de resultados confiables para materia vegetal.
Recomendaciones técnicas instrumental
✓ Realizar los análisis en un ambiente controlado de temperatura evitando la variación
de peso en los análisis farmacognóstico.
✓ Realizar las digestiones ácidas en microondas una mezcla a la vez.
✓ Al momento de encender el equipo (ICP-OES) dejar purgar por 1 hora, por el motivo
de limpieza del sistema óptico.
58
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60
GLOSARIO
Algarrobo: árbol leguminoso, siempre verde de copa forma por muchas ramas irregulares y
tortuosas cuyo fruto es la algarroba.
Antorcha: es una serie de tres tubos concéntricos usualmente de cuarzo y que se encuentra
envuelta en un extremo por una bobina de radiofrecuencias. Lugar en donde se genera el
plasma.
Átomo: átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las propiedades
de un elemento químico.
Ceniza: polvo de color gris, que queda luego de la combustión completa de un cuerpo,
porción mineral de una muestra.
Digestión: acción o efecto de digerir. Destrucción completa de la materia orgánica de una
muestra.
Espectroscopia: Conjunto de métodos empleados para estudiar en un espectro las radiaciones
de los cuerpos incandescentes.
Farmacognosia: La farmacognosia es la ciencia que se ocupa del estudio de las drogas y los
principios activos de origen natural: vegetal, microbiano y animal.
Humedad: porcentaje de agua que posee un cuerpo o una muestra.
ICP: plasma acoplado inductivamente.
Ion: En la electrólisis, átomo que aparece en cada uno de los polos del electrólito como
resultado de la descomposición del mismo. Positiva catión y negativa anión.
Microondas: Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas; generalmente de entre
300 MHz y 30 GHz, ondas capaces de generar calor.
Minerales: sustancias inorgánicas existentes en una muestra de objeto de análisis.
OES: espectroscopia de emisión óptica.
Radiofrecuencia: también denominado espectro de radiofrecuencia, es un término que se
aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre los 3
hercios (Hz) y 300 gigahercios (GHz).
Tiempo de mantenimiento: periodo de tiempo el cual se mantiene la temperatura máxima de
digestión.
61
ANEXOS
Anexos 1 Ficha de colección de Prosopis juliflora "Muey" Santa Elena
Fuente: Autores (2018)
62
Anexos 2 Ficha de colección de Prosopis juliflora "Tarqui" Guayas
Fuente: Autores (2018)
63
Anexos 3 Ficha de colección de Prosopis juliflora "Jobo" El Oro
Fuente: Autores (2018)
64
Anexos 4 Prosopis juliflora localidad “Muey” Santa Elena
Fuente: Autores (2018)
Anexos 5 Recolección de muestra herbario
Fuente: Autores (2018)
65
Anexos 6 Medición de longitud y peso en vaina
Fuente: Autores (2018)
Anexos 7 Trituración de la muestra de hoja
Fuente: Autores (2018)
66
Anexos 8 Determinación de cenizas insolubles en acido en muestras de vaina
Fuente: Autores (2018)
Anexos 9 Determinación de sustancias solubles en vaina 98%
Fuente: Autores (2018)
67
Anexos 10 Prueba de Dragendorff confirmatoria para alcaloides en hoja
Fuente: Autores (2018)
Anexos 11 Prueba de fehling confirmatoria para azucares en vaina tallo
Fuente: Autores (2018)
68
Anexos 12 Espectrómetro de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente con
automuestreador
Fuente: Autores (2018)
Anexos 13 Adición de la mezcla acida para digestión asistida por microondas
Fuente: Autores (2018)
69
Anexos 14 Preparación de la solución de stock de metales (punto más alto de la curva de
calibrado)
Fuente: Autores (2018)
Anexos 15 Programación del microondas para digestión ácida de las muestras
Fuente: Autores (2018)
70
Anexos 16 Dilución de muestras de corteza con mayor concentración de elementos
mayoritarios
Fuente: Autores (2018)
Anexos 17 Colocación de las muestras en la bandeja del automuestreador del ICP-OES
Fuente: Autores (2018)
