V Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica XVI Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica
VI Jornadas Científicas de Biomedicina y Biotecnología Molecular
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Clave: 80598
DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS FENOLICOS TOTALES POR ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJO Y ESPECTROMETRÍA DE GASES MASAS DE EXTRACTOS DE OREGANO MEXICANO (LIPPIA SPP) SECO Y FRESCO.
Autores ARROYO MAYA IZLIA JAZHEEL, HERNANDEZ UNZON HAYDEE YAZMIN, CRUZ Y VICTORIA TERESA, JIMÉNEZ SERNA ALAÍDE. DIRECCIÓN DE LOS AUTORES
DEPTO. DE GRADUADOS EN ALIMENTOS, ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL, PROLONGACIÓN DE CARPIO Y PLAN DE AYALA S/N C.P. 11340, MÉXICO, D.F. TEL. 57296000 EXT. 62464. CORREO ELECTRÓNICO [email protected]
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INTRODUCCIÓN
Con el nombre de orégano se conocen en la República Mexicana aproximadamente 40
especies de plantas herbáceas pertenecientes a cuatro familias botánicas, las cuales son:
vervenaceas, labiadas, compuestas y leguminosas (Escobar,1981, Huerta, 2002 y Martínez,
1959).
La característica que distingue a la mayoría de estas especies es su extraordinario poder
saborizante, fácil de percibir cuando se añaden sus hojas frescas o secas, o sus extractos y
concentrados acuosos, a un sinnúmero de productos alimenticios frescos, procesados y
envasados. El aroma y sabor que los diversos tipos de orégano proporcionan a los
alimentos los hacen agradables al olfato, al paladar y favorecen su digestión (Huerta,
2002).
La mayoría de las especies de orégano poseen notables propiedades medicinales, que se
explican por la extraordinaria y compleja composición química que tienen estas plantas. En
la práctica terapéutica (herbolaria) las especies de orégano europeas (Origanum spp) y las
mexicanas (Lippia spp) se administran para las mismas dolencias. Sin embargo, en un
estudio comparativo con el orégano proveniente de Grecia y de Turquía con el orégano
mexicano (referido a las especies Lippia graveolens H.B.K y Lippia berlandieri Shawer),
se pudo comprobar que la calidad del orégano mexicano es superior, referido a la
composición química de sus aceites esenciales (Huerta, 2002).
El creciente interés por el uso de extractos naturales como alternativa para la prevención y
tratamiento de enfermedades ha revelado un importante potencial del orégano. Se ha
demostrado que el orégano contiene sustancias antioxidantes, por lo que no solo es benéfico
para la salud humana, sino que además se puede utilizar para sustituir a los aditivos
sintéticos de los alimentos. Los resultados de experimentos con orégano confirman el
potencial de esta planta y motivan para su mejor aprovechamiento, además se debe tener en
cuenta la importancia de explorar más lo beneficios del orégano y entender a fondo los
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procesos que le dan funcionalidad a sus propiedades biológicas tan diversas y atractivas
(Arcila-Lozano y cols., 2004).
Objetivos:
Objetivo General: Elaborar un extracto de orégano (Lippia spp) y determinar que compuestos
específicos se encuentran en él.
Objetivo Particular: Identificar los compuestos presentes en los extractos de orégano por la técnica de
espectroscopia de infrarrojo.
Identificar los compuestos presentes en los extractos de orégano por la técnica de
espectrometríae gases masas.
Justificación: El orégano, debido a sus excelentes propiedades medicinales las cuales han sido
reconocidas durante siglos, tiene en la actualidad una gran demanda para el sector
farmacéutico, por otro lado, para la industria alimentaria, ésta hierba ofrece un sinnúmero
de ventajas ya que posee características de aditivo de alimentos, y se puede añadir a
productos frescos, procesados y envasados, brindándoles excelente sabor e incrementando
su vida de anaquel esto último se le atribuye a sus propiedades antioxidantes (KIntzios,
2002).
En la actualidad, ésta especia ha cobrado interés económico debido a que en su
comercialización existen ingresos para cultivadores, comerciantes, recolectores y
manufactureros de medicinas basadas en plantas, así como en la elaboración de extractos
derivados de ésta hierba y una serie de novedosos productos a base de ésta. Se estima que el
mercado mundial de productos con base a el orégano es de aproximadamente 35, 000
millones de dólares anuales (Huerta, 2002).
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Las hierbas son una fuente de antioxidantes, en especial el orégano mexicano (Lippia spp).
El orégano contiene cantidades de antioxidantes que pueden ser utilizadas como aditivos
saludables para la elaboración de productos alimenticios. Hasta el momento se ha recurrido
a los antioxidantes sintéticos, sin embargo, recientes estudios científicos han demostrado
que algunos de ellos pueden provocar cáncer y otras enfermedades, por ésta razón, se
empiezan a desarrollar investigaciones con el objeto de obtener antioxidantes de forma
natural a partir de hierbas, las cuales además de brindar una excelente fuente de sustancias
antioxidantes, para la fabricación de nuevos productos, también proveen un beneficio en la
salud del consumidor.
Debido a la enorme importancia que representa ésta especie de orégano mexicano (Lippia
spp), se considero elaborar un extracto a base de orégano al cual se le determino su
actividad antioxidante, asi como los compuestos que le confieren dicha actividad.
MATERIALES Y MÉTODOS: Reactivos
• Tween 20. Merck-Schuchardt.
• Cloroformo. Alyt.
• β-caroteno. Sigma.
• Butilhidroxitolueno (BHT). Sigma.
• Acido Linoléico. Fluka. Biochemika.
• Reactivo de Folin-Cicalteu. Alyt.
Equipo
• Espectrofotómetro. Termo Spectronic.
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• Equipo de espectrometría de gases-masas. 5890 SERIES II Gas Chromatograph.
JEOL JMS-AX505HA Gas Spectrometer.
• Equipo de espectroscopia de infrarrojo. Bruker. Tensor 27.
• Balanza granataria. Boeco Germany. BLC-500
• Balanza analítica digital. Explorer OHAUS Corporation.
• Equipo para soxhlet. GEO-LAB.
• Cámara para cromatografía en capa fina.
• Baño de agua con control de temperatura. Lab. Line Instrument..
• Cronómetro.
• Termómetro. Taylor.
• Equipo común de laboratorio.
Materia prima.
Orégano fresco proveniente del estado de Morelos, adquirido en el Mercado de Jamaica en lotes de
1 kg, cada lote se seleccionó, se limpió y se seco a la sombra por 5 días, los lotes de orégano se
adquirieron con el mismo proveedor y se analizaron en el departamento de botánica para
determinar su especie.
Extracción.
Para la obtención del extracto alcohólico (etanol) de orégano: a 5 g de orégano fresco/seco se
trataron en un equipo Soxhlet con alcohol como disolvente durante 4 horas. El volumen final de
extracto fue de 150 mL.
Identificación de los compuestos fenólicos por espectrometría de infrarrojo.
La espectroscopia infrarroja cubre un conjunto de técnicas, siendo la más común una forma de
espectroscopia de absorción que puede usarse para identificar un compuesto e investigar la
composición de una muestra, ya que los enlaces químicos tienen frecuencias específicas a las cuales
vibran y que corresponden a un cierto nivel de energía. Las frecuencias resonantes o frecuencias
vibracionales son determinados por la forma de las superficies de energía potencial molecular, las
masas de los átomos y por el acoplamiento vibrónico asociado. Para medir una muestra, un rayo de
luz infrarroja atraviesa la muestra y se registra la cantidad de energía absorbida en cada longitud de
onda. A partir de esto, se puede trazar un espectro de transmitancia o absorbancia, el cual muestra a
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cuales longitudes de onda la muestra absorbe el infrarrojo y permite una interpretación de cuales
enlaces están presentes.
Identificación de los compuestos fenólicos por espectrometría de Gases-masas.
El uso de un equipo como el espectrómetro de masas permite identificar los diferentes elementos
que forman un compuesto o determinar el contenido isotópico de diferentes elementos de un mismo
compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafo de gases, lo cual da
origen a una técnica híbrida como la espectrometría de gases-masas. El espectrómetro de masas
mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta
vaporizarlo e ionizar los diferentes átomos. El haz de iones produce un patrón específico en el
detector que permite analizar el compuesto químico.
DESARROLLO Y DISCUSIÓN:
Identificación de los compuestos presentes en los extractos con alcohol de Orégano
mexicano (Lippia spp) seco y fresco por Espectroscopia Infrarroja.
Las muestras presentan caracteristicas espectroscopicas semejantes a los compuestos:
Carvacrol, Limoneno, Cariofileno.
En la siguiente Figura (1) se muestra el espectro del compuesto carvacrol el cual se utilizo
como referencia para identificar a los compuestos presentes en los extractos.
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Figura 1. Espectro obtenido por espectroscopia infrarroja del compuesto Carvacrol.
CONCLUSIONES: El contenido de compuestos fenólicos en extractos de orégano
mexicano (Lippia spp) fresco y seco fue determinado por La técnica de espectrometría
infrarroja y se encontró que están presentes compuestos como el carvacrol, limoneno y
cariofileno. Lo anterior se pudo corroborar por la técnica de espectrometría de masas, ya que
se determinaron los compuestos presentes en los extractos por su peso molecular y su posible
estructura y esto se relaciono con los datos previamente obtenidos por espectroscopia
infrarroja.
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MATERIALES Y MÉTODOS
DESARROLLO
IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS FENOLICOS
PRESENTES EN EL EXTRACTO
Carvacrol Timol Limoneno Cariofileno Ácido cumarico Quercetina
OBTENCIÓN DEL
EXTRACTO DE OREGANO (alcohol)
OBTENCION DE MATERIA PRIMA (OREGANO FRESCO/SECO)
Figura 2. Diagrama de flujo del proceso. Se muestra de manera general los pasos a seguir
para la realización de este trabajo
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RESULTADOS
Figura 3. Espectro obtenido por espectroscopia infrarroja del extracto de orégano fresco.
Figura 4. Espectro obtenido por espectroscopia infrarroja del extracto de orégano seco.
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TABLA 1. Correlación entre los datos obtenidos por espectroscopia infrarroja del estándar Carvacrol y los extractos de orégano fresco y seco en alcohol.
Correlaciones en Espectroscopia Infrarroja
Carvacrol Número de onda (cm-1)
Muestra 1 (orégano fresco-alcohol) Rf = 0.01 + 0.003 Número de onda (cm1)
Muestra 2 (orégano fresco-alcohol) Rf= 0.78 + 0.01 Número de onda (cm1)
Muestra 3 (orégano fresco-alcohol) Rf= 0.92 + 0.03 Número de onda (cm1)
Muestra 4 (orégano seco-alcohol) Rf= 0.70 + 0.001 Número de onda (cm1)
Muestra 5 (orégano seco-alcohol) Rf= 0.93 + 0.04 Número de onda (cm1)
Alcoholes, fenoles (3200-3400)
3381 3355 3556 3355 3356 3356
C=CH (3020) 3021 Metilo (2960) 2961 2975 2974 2974 2974 2975 Metileno (2850, 2925)
2928 2933 2928 2930 2931 2936
Metilo (2829) 2870 2883 2884 2884 2884 2883 C=C aromático (1450, 1500,1580,1600)
1621; 1586; 1503;1459
1654;1508; 1455
1660;1454 1660; 1455
1658; 1452
1655; 1456
Metileno (1470) 1421 1419 1418 1418 1420 1420 Metilo (1380) 1381 1381 1381 1381 1380 1381 Acido carboxilo (1200-1300)
1303 1330 1330 1330 1330 1331
Metilo (1200) 1251 1274 1275 1275 1275 Alcoholes terciarios (1150-1200)
1174
Alcoholes primarios (1050+10)
1063 1090 1089 1090 1089 1090
Benceno p-disustituído (800-860)
866; 813 881 881; 803 881; 803 881; 802 881
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La identificación de compuestos presentes en los extractos de Orégano mexicano fresco y
seco en alcohol se realizó en un Espectométro de gases-masas.
En la Figura 5 se observa el espectro general del extracto de orégano seco en alcohol, en
éste se pueden observar los picos más sobresalientes, y éstos representan los compuestos
presentes en los extractos de orégano, además se determina su formua química y su posible
estructura.
Figura 6. Espectro general del extracto de orégano seco con alcohol.
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Figura 7. Espectro específico de uno de los picos del espectro general para el extracto de orégano seco con alcohol.
Figura 8. Espectro general del extracto de orégano fresco con alcohol por la técnica de espectrometría de gases-masas.
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Figura 9. Espectro específico de uno de los picos del espectro general para el extracto de orégano fresco con alcohol.
DISCUSIÓN
Como se observo en la Tabla 1, las muestras analizadas de extractos de orégano presentan
características espectroscópicas semejantes a los compuestos: Carvacrol, Limoneno,
Cariofileno.
En la Tabla 1 se hace una comparación entre el número de grupos funcionales encintrados
en el estándar carvacrol por espectrometría infrarroja y el número de grupos funcionales de
las diferentes muestras de extracto de orégano seco y fresco (en alcohol) que se estudiaron,
la identificación por ésta técnica nos permitió encontrar un total de 16 grupos funcionales
(representados como picos en los espectros antes mostrados) en el estándar, y al hacer la
comparación con cada una de las muestras de los extractos (obtenidas de las manchas la
correr la cromatografía en capa fina), se encontró que la mayoría de las manchas coincidían
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con 13 de los 16 grupos funcionales del estándar carvacrol, a excepción de la Muestra 1, la
cuál coincidió con 12 de los 16 grupos funcionales.
CONCLUSIONES
En cuando a la determinación de los compuestos fenolicos por la técnica espectrometría
infrarroja se encontró que están presentes compuestos como el carvacrol, limoneno y
cariofileno al tener espectros muy parecidos y coincidir en la mayoría de los grupos
funcionales presentes en el estándar.
Lo anterior se pudo corroborar por la técnica de espectrometría de masas, ya que se
determinaron los compuestos presentes en los extractos por su peso molecular y su posible
estructura y esto se relaciono con los datos previamente obtenidos por espectroscopia
infrarroja.
BIBLIOGRAFÍA:
1. Abassi, N.A.; Kushad, M.M.; Endress, A.G. 1998. Active oxygen-sacavenging
enzymes activities in developing apple flowers and fruits. Scientia-Horticulturae
74(3):183-194.
2. Arcila-Lozano, C.; Loarca-Piña; Lecona-Uribe, S.; Gonzalez, E., 2003.
Biological activity and composition of essential oil from Mexican oregano.
Botanical and dietary supplements for woman’s Health: Frontiers in Research.
Functional Foods for Health Program 12th Annual Conference. Schaumburg, Il.
3. Azuma, K.; Ippoushi, K.; Ito, H.; Terao, J., 1999. Evaluation of antioxidative
activity of vegetable extracts in linoleic acid emulsion and phospholipids
bilayers. J. Sci. Food and Agric. 79: 2010-2016.
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4. Badui, D.S., 1984. Química de los alimentos. Editorial Alambra Mexicana. pp.
29-35, 259-265.
5. Baratta, M.T.; Dorman H.J.D.; Deans, S.J.; Biondi, D.M.; Ruberto, G., 1998.
Chemical composition, antimicrobial and antioxidative activity of laurel, sage,
rosemary, oregano and coriander essential oils. J. Essent. Oil Res. 10(6):618-
627.
6. Baratta, M.T.; Dorman H.J.D.; Deans, S.J.; figueiredo, A.C.; Barroso, J.G.;
Ruberto, G., 1998. Antimicrobial and antioxidants properties of some
commercial essential oils. Flavour Fragance J. 13:235-244.
7. Baricevik, D.; Bartol, T., 2002. In: Oregano.The genera Origamun and Lippia.
Medicinal and Aromatic Plants-Industrial Profiles. Edited by Spiridon E.
Kintzios, Athens Greece. Taylor and Francis. London and New York. Chap. 8.
pp. 177-213.
8. Bayo, I.F., 2003. Ciencia y tecnología, Madrid. Edita Alberto Aguilera. Diario
directo.
9. Belitz, W.G., 1999. Food Chemistry. Editorial Springer-Verlag, Berlin
Heidelberg. pp. 905-908.
10. Berdonces, J.L. 2001. Especias y plantas oromáticas. Ed. Océano Ambar.
España. pp. 174-177.
11. Betancourt, A.S.Y. y Gutiérrez, D.M.A., 1999. Proyecto Mercados Verdes
Herbolarios. Informe técnico final. Fondo de América del Norte para la
Cooperación Ambiental (FANCA), Ecología y Desarrollo de Tlaxcala y Puebla,
A.C., México, D.F.
12. Bolwell, G.P.; Robbins, M.P.; Dixon, R.A. 1985. Metabolic changes in elicitior-
treated bean cells:enzymic responses associated with rapid changes in cell
components. Eur. J. Biochem. 148: 571-578.
13. Botsoglou, N.A.; Fletouris, D.J.; Florou_Paneri P.; Christaki, E.; Spais, A.B.
2003. Inhibition of lipid oxidation in long-term frozen stored chicken meat by
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dietary oregano essential oil and α-tocopheryl acetate supplementation. Food.
Res. 36: 207-213.
14. Kintzios, S. E. 2002. The genera Origanum and Lippia. Taylor & Francis. New
York, N.Y.
15. Kokkini, S.; Karousou, R.;Dardioti, A.; Krigas, N.; Lanaras, T., 1997. Autumn
essential oils of greek oregano. Phytochem. 44(5): 883-886.
16. Kwak, S.S.; Kim, S.K.; Park, I.H.; Liu, J.R. 1996. Enhancement of peroxidase
activity by stress-related chemicals in sweet potato. Phytochemistry. 43:565-
568.
17. Lam, L.K.T.; Zheng, B., 1991. Effects of essential oils on Glutathione S-
transferase activity in mice. J. Agric. Food Chem. 39: 660-662.
18. Lamiri, A.; Lhaloui, S.; Benjilali, B.; Berrada, M. 2001. Insecticidal effects of
essential oils against Hessian fly, Mayetolia destructor (Say). Field Crops Res.
71:9-15.
19. Lane, T. 1997. Foods that harm foods that heal. The Readers Digest
Asspciation, Inc., Pleasantville, New York. pp. 18.
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