ALFA. Revista de Investigación en Ciencias Agronómicas y
Veterinarias
Septiembre-diciembre 2024
/ Volumen 8, Número 24
ISSN: 2664-0902 / ISSN-L:
2664-0902
https://revistaalfa.org
pp. 1108-1123
Composición química y actividad
antibacteriana de aceites esenciales e hidrolato de Chikchimpay
(Tagetes multiflora Kunth)
Chemical composition and
antibacterial activity of essential oils and hydrolate of Chikchimpay (Tagetes multiflora Kunth)
Composição química e
atividade antibacteriana de óleos essenciais e hidrolato de Chikchimpay (Tagetes multiflora Kunth)
Fidelia Tapia Tadeo1
ftapia@unajma.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-4892-941X
Maria Del Carmen
Delgado Laime1
mcdelgado@unajma.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-7911-8647
Henry Palomino Rincón1
hpalomino@unajma.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-4174-9961
Edwin Mescco Caceres1
emescco@unajma.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-5270-0370
Juan Alarcon Camacho2
jalarconc@utea.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-4911-7440
1Universidad
Nacional José María Arguedas, Andahuaylas, Perú
2Ingeniería
Agropecuaria, Universidad Tecnología de los Andes, Abancay, Perú
Artículo recibido 22 de julio 2024 | Aceptado
28 de agosto 2024 | Publicado 20 de septiembre 2024
RESUMEN
Los aceites esenciales y los hidrolatos
obtenidos de plantas aromáticas han sido objeto de creciente interés debido a
sus diversas propiedades biológicas, entre ellas la actividad antibacteriana.
El enfoque cuantitativo, tipo descriptivo, observacional. Se consideró como
población aceite esencial de Chikchimpay. El objetivo es describir la
composición química y actividad antibacteriana de aceites esenciales e
hidrolato de Chikchimpay (Tagetes multiflora Kunth). Se investigaron los
aceites esenciales (AE) y los hidrolatos (HY) de Tagetes multiflora Kunth para
definir sus composiciones químicas y propiedades antibacterianas. El aceite
esencial se obtuvo por arrastre a vapor de agua, posteriormente se determinó su
rendimiento de extracción, densidad relativa, índice de refracción y
solubilidad en etanol (70 % v/v). La composición química fue evaluada mediante
cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). Resultados:
La actividad antioxidante fue determinada mediante el método del radical libre
2,2-difenil-1-picrilhidracilo (DPPH). La composición química de EO y HY fue
Dihydrotagetone (42,2 %, 33,5 %) y el α-pineno (16,7 %, 39,0 %) fueron los
principales compuestos del A.E. el 1,8- cineol (30,3 %, 48,4 %) y el alcanfor
(17,1 %, 8,7 %) fueron para HY respectivamente. Conclusiones: El aceite
esencial presentó una notable capacidad antioxidante, con un valor de EC50 de
1117.78 μmol Trolox/mL. Por el contrario, el hidrolato mostró una actividad
antioxidante significativamente menor, con un valor de EC50 de 0.29 μmol
Trolox/mL. Estos resultados indican que el principal componente antioxidante se
encuentra concentrado en el aceite esencial y no en el hidrolato.
Palabras clave: Aceite;
Antioxidante; Chikchimpay; Esencial; Hidrolato
ABSTRACT
Essential oils and
hydrolates obtained from aromatic plants have been the subject of increasing
interest due to their diverse biological properties, including antibacterial
activity. The quantitative approach, descriptive, observational type.
Chikchimpay essential oil was considered as a population. The objective
is to describe the chemical composition and antibacterial activity of essential
oils and hydrolate of Chikchimpay (Tagetes multiflora Kunth). The essential
oils (EO) and hydrolates (HY) of Tagetes multiflora Kunth were investigated to
define their chemical compositions and antibacterial properties. The essential
oil was obtained by steam stripping, then its extraction yield, relative
density, refractive index and solubility in ethanol (70% v/v) were determined.
The chemical composition was evaluated by gas chromatography coupled to mass
spectrometry (GC-MS). Results: The antioxidant activity was determined
by the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical method. The chemical
composition of EO and HY was Dihydrotagetone (42.2%, 33.5%) and α-pinene (16.7%, 39.0%) were the main compounds of EO, 1,8- cineole
(30.3%, 48.4%) and camphor (17.1%, 8.7%) were for HY respectively. Conclusions:
The essential oil presented a remarkable antioxidant capacity, with an EC50 value
of 1117.78 μmol Trolox/mL. On the contrary, the hydrolate showed a significantly
lower antioxidant activity, with an EC50 value of 0.29 μmol Trolox/mL. These results indicate that the main antioxidant
component is concentrated in the essential oil and not in the hydrolate.
Key words: Oil; Antioxidant; Chikchimpay; Essential; Hydrolate
RESUMO
Os óleos essenciais e
os hidrolatos obtidos a partir de plantas aromáticas têm sido objeto de
crescente interesse devido às suas diversas propriedades biológicas, incluindo
a atividade antibacteriana. A abordagem quantitativa, do tipo descritiva,
observacional. O óleo essencial de Chikchimpay foi considerado como população.
O objetivo é descrever a composição química e a atividade antibacteriana
dos óleos essenciais e do hidrolato de Chikchimpay (Tagetes multiflora Kunth).
Os óleos essenciais (OE) e os hidrolatos (HY) de Tagetes multiflora Kunth foram
investigados para definir as suas composições químicas e propriedades
antibacterianas. O óleo essencial foi obtido por arraste de vapor,
posteriormente determinou-se o seu rendimento de extração, densidade relativa,
índice de refração e solubilidade em etanol (70% v/v). A composição química foi
avaliada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). Resultados:
A atividade antioxidante foi determinada pelo método do radical livre
2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH). A composição química do OE e do HY foi A
diidrotagetona (42,2%, 33,5%) e o α-pineno (16,7%, 39,0%) foram os principais compostos do A.E. O
1,8-cineol (30,3%, 48,4%) e a cânfora (17,1%, 8,7%) foram para HY
respectivamente. Conclusões: O óleo essencial apresentou uma notável
capacidade antioxidante, com um valor de CE50 de 1117,78 μmol Trolox/mL. Em contraste, o hidrolato apresentou uma atividade
antioxidante significativamente mais baixa, com um valor de CE50 de 0,29 μmol Trolox/mL. Estes resultados indicam que o principal componente
antioxidante está concentrado no óleo essencial e não no hidrolato.
Palavras-chave: Petróleo; Antioxidante;
Chichimpay; Essencial; Hidrolato
INTRODUCCIÓN
Los
aceites esenciales se han utilizado durante miles de años para conservar
alimentos y proporcionar sabores distintivos a ciertos alimentos y bebidas (1). Numerosos aceites esenciales exhiben actividad
antimicrobiana y pueden prevenir el crecimiento de microorganismos patógenos (2-5), mejorando así la seguridad alimentaria. Numerosas
publicaciones han confirmado la posibilidad de utilizar aceites esenciales,
como orégano, romero, salvia y tomillo, en carnes para alargar la vida útil
(6,7). Muchas plantas, particularmente las que se usan como alimentos y
condimentos, tienen compuestos antibacterianos que actúan como un mecanismo de
defensa natural (8).
Los aceites
esenciales reciben atención por su actividad antimicrobiana contra diferentes
tipos de bacterias y hongos (9),
citostática e insecticida, también se usan como flavores alimenticios (10), como aditivos naturales en alimentos
(11) Los compuestos fenólicos presentes en los aceites esenciales les otorgan
sus propiedades antioxidantes (12). El huacatay (Tagetes minuta) es una planta aromática
con amplio espectro de actividad biológica, con propiedades medicinales, antioxidantes
y antimicrobianas (13). La creciente demanda por
alternativas naturales a los aditivos sintéticos ha impulsado la búsqueda de
nuevas fuentes, principalmente vegetales (14); en alimentación, es muy importante
su capacidad conservante (15).
El creciente interés en las
industrias de alimentos, sabores y perfumería contribuye a la investigación de
las condiciones ambientales que afectan la composición cualitativa y el
rendimiento (16). Tagetes minuta. Es
conocida con el nombre común de "huacatay" en Perú, en México se
conoce como "caléndula mexicana" (17).
Por lo tanto, este trabajo se orientó principalmente hacia el estudio de los
potenciales antimicrobianos y de conservación de Tagetes minuta. Desde su Aceite esencial y usos potenciales en el sector alimentario. Los
estudios disponibles relacionados con la bioactividad de esta planta se
centraron principalmente en extractos de plantas, en lugar de aceites
esenciales.
También se explotan
como aditivos o ingredientes naturales en alimentos que alegan beneficios para la
salud) (5), así como sus propiedades hepatoprotectoras (12), se han informado
previamente para Tagetes minuta. La actividad antimicrobiana del aceite esencial de Tagetes
minuta contra los patógenos comunes transmitidos
por los alimentos y las bacterias que deterioran los alimentos se probó in
vitro, seguido del estudio de la aplicación potencial para la conservación de
la hamburguesa y la mejora de las propiedades de oxidación lipídica, microbiológicas y sensoriales. En Perú
Tagetes minuta se utiliza como especia en la gastronomía, sin embargo, sus
aceites esenciales en la conservación de alimentos procesados son muy poco
utilizados, por tal motivo el objetivo del
estudio fue caracterizar el perfil químico y actividad antioxidante del aceite
esencial e hidrolato de la especie vegetal Chikchimpay.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para el desarrollo
del presente estudio, se seleccionó el enfoque cuantitativo, tipo descriptivo,
es observacional donde se consideró como población aceite esencial de
Chikchimpay que fueron extraídas en el laboratorio de biotecnología de la
Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial, de la Universidad Nacional
José María Arguedas, seda académica de Santa Rosa, distrito de Talavera,
provincia de Andahuaylas región de Apurímac, Perú, año 2023.
Las hojas de Chikchimpay, fueron recolectados en la región andina de la
provincia de Andahuaylas, Perú respectivamente. Las muestras de las hojas de Chikchimpay se colectaron en los meses de febrero y marzo del 2023. Las hojas se
seleccionaron de manera cuidadosa, se empacaron en bolsas oscuras de plástico y
rotuladas, luego se secaron a temperatura ambiente la cual fue de 18º C, hasta
11,6% de humedad promedio.
Extracción
de aceites esenciales
Los aceites esenciales se extrajeron durante dos horas en un equipo de
destilación por arrastre de vapor. Para eliminar la humedad remanente se agregó
sulfato de sodio anhidro en proporción de 30 g/L; posteriormente se congeló por
un día, luego se centrifugó; el sobrenadante se almacenó en refrigeración y
oscuridad hasta su análisis, los rendimientos de extracción se evaluaron de
acuerdo con la ecuación 1.
Composición química
La composición química de los aceites esenciales (AE) fue determinada
utilizando un Cromatógrafo de Gases acoplado a Espectrómetro de Masas (GC–MS)
(Shimadzu, QP2010 Ultra, Japón), equipado con una columna de 30 m x 0,25 mm x
0,25 μm (Restek, RTX–5MS, Estados Unidos), y automuestreador (Shimadzu,
AOC–6000, Japón). Las muestras se desecaron con sulfato de sodio anhidro y se
filtraron usando filtros de jeringa de 0,45 μm, se usó inyección por headspace
(HS– GCMS). Se tomó 200 μL de la muestra filtrada y se colocó en viales de 10
mL. Los viales se colocaron inmediatamente en el automuestreador del GC–MS para
su lectura. La temperatura fue 60 °C por 20 min incrementándose hasta 220 °C a
un rango de 3 °C/min, finalmente mantenida a 250 °C por 20 min. El gas de
transporte fue helio de alta pureza a 0,8 mL/min. El modo de inyección split
fue a 220 °C (0,5 min), selector de masas selectivo de cuadrupolo, con un
sistema de ionización de 70 eV y 250 °C. Se comparó los espectros de masa de
los componentes del AE con la librería NIST, tiempo de retención y porcentaje
de área bajo la curva.
Densidad
Se utilizó el método
gravimétrico, con un picnómetro de 5 ml a la temperatura de 20ºC.
Determinación del Índice de Acidez
Para determinar
índice de acidez se muestra una técnica que consiste en pesar exactamente 1g de
aceite esencial en un erlenmeyer de 100 mL, luego se agrega 15 mL de alcohol
del 95% neutralizado (se prepara hirviendo 50 mL de alcohol absoluto añadiendo
unas gotas de fenolftaleina y se tituló con KOH 0.01 N)
Se agrega 3 gotas de
fenolftaleina y se titula con solución alcohólica de KOH 0.01 N agitando
suavemente el erlenmeyer. Cuando aparece una coloración rosada con persistencia
de 10 segundos finalizó la titulación.
Determinación del Índice de Esteres
Se transfiere 1 g de
aceite esencial a un matraz y añadiendo 5 mL de etanol absoluto y 5, gotas de
fenolftaleina.
Se titula la acidez
libre con solución alcohólica de KOH 0.1N (T1)
Se añade 20 mL de
solución alcohólica de KOH 0.5N, al líquido neutralizado y se refluja durante 1
hora.
Transcurrido el
tiempo se añade 5 gotas de fenolftaleína y se titula con una solución
alcohólica de HCI 0.5N (T2).
Se efectúa una
determinación en blanco omitiendo el aceite esencial (T3).
Caracterización Cromatográfica
La composición del
aceite esencial fue determinada por un cromatógrafo de gases, teniendo como gas
de arrastre al He o H2. Las muestras fueron diluidas en hexano, inyectándose en
la siguiente programación: 40°C - 290°C, 5°C/min, 290°C (30min). La
identificación de las substancias fue basada en un análisis comparativo de sus
espectros de masas con el banco de datos.
Esta prueba se
desarrolló con el apoyo de los laboratorios de la Universidad de Cayetano
Heredia
Actividad antioxidativa
La actividad
captadora de radicales libres DPPH se determinó empleando el método descrito
por Silva et al (con algunas modificaciones 75 µL de muestra fueron adicionados
a 150 µL de una solución metanólica de DPPH (100 ppm) y se incubaron a
temperatura ambiente durante 30 min, luego de los cuales se determinó
espectrofotométricamente la desaparición del radical DPPH a 550 nm en lector de
microplacas Multiskan Ex (Thermoscientific). Se utilizó ácido ascórbico (25,0
µg/mL como control positivo de captación de los radicales DPPH).
% Inhibición= [(AO -
AF) /AO] x 100 (Ecuación 1)
Donde AO y AF son los
valores de absorbancia del blanco (solución de DPPH en alcohol) y la muestra
(solución de DPPH más antioxidante disueltos en alcohol) respectivamente.
Análisis estadístico
Para la elaboración de los tratamientos se utilizó un diseño completamente
al azar de una vía. Los datos se analizaron mediante el procedimiento ANOVA,
utilizando el procedimiento General Lineal Model (GLM) en SAS, versión 9.1.3
(18). Posteriormente, se realizó una comparación múltiple de medias mediante la
LSD de fischer, utilizando un valor de α = 0.05.
RESULTADOS
Composición química y Rendimiento de extracción
En la Tabla 1, se muestra el rendimiento de extracción de aceite
esencial e hidrolato de Chikchimpay. Se encontraron diferencias significativas
entre aceite esencial e hidrolato de un 0,82 ± 1,10%
para aceite esencial y 67, 32 ± 3.87% de hidrolato.
El rendimiento de
aceite esencial de Composición química y Rendimiento de extracción
En la Tabla 1 se
muestra el rendimiento de extracción de aceite esencial e hidrolato de
Chikchimpay. Se encontraron diferencias significativas entre aceite esencial e
hidrolato de un 0,82 ± 1,10% para aceite esencial y 67, 32 ± 3.87% de
hidrolato.
El rendimiento de aceite esencial de Chikchimpay en este estudio fue
mayor que el obtenido mediante hidrodestilación convencional (19) o destilación
al vapor (20). Como se mencionó, esto podría deberse a la sinergia de los
efectos de ósmosis y cavitación generados durante la sonicación mediada por
sal. Además, los rendimientos del aceite esencial de Chikchimpay obtenidos en
este estudio son consistentes con investigaciones previas que sugieren que la
sonicación asistida por sal puede romper las paredes celulares de las plantas,
facilitando la liberación de los compuestos volátiles y, por lo tanto,
aumentando el rendimiento del aceite esencial
La determinación de las propiedades fisicoquímicas permitió conocer el
control de calidad y pureza en aceites esenciales. La densidad presento una
variación mínima en ambos tanto en aceite esencial e hidrolato de 0, 995 a
0,996 g/ml. El índice de refracción fue de 65 a 110 para ambas AE e H. Sin
embargo, solubilidad del aceite esencial fue positivas como se muestra en la
tabla 1, rendimiento y propiedades físicas de los aceites esenciales
Chicchimpay.
Análisis (AE) (Hidrolato).
Rendimiento 0,82 ± 1,10 67, 32 ± 3.87%
Densidad (g/ml) a 24 ºC 0,943
±0,001 0,920± 0,001
Índice de refracción a 24 ºC 111±
0,15 75± 0,46
Solubilidad EtOH 70 % (v/v) Positivo en este estudio fue mayor que el
obtenido mediante hidrodestilación convencional (19) o destilación al vapor
(20). Como se mencionó, esto podría deberse a la sinergia de los efectos de
ósmosis y cavitación generados durante la sonicación mediada por sal. Además,
los rendimientos del aceite esencial de Chikchimpay obtenidos en este estudio
son consistentes con investigaciones previas que sugieren que la sonicación
asistida por sal puede romper las paredes celulares de las plantas, facilitando
la liberación de los compuestos volátiles y, por lo tanto, aumentando el
rendimiento del aceite esencial
La determinación de las propiedades fisicoquímicas permitió conocer el
control de calidad y pureza en aceites esenciales. La densidad presentó una variación mínima en ambos tanto en aceite
esencial e hidrolato de 0, 995 a 0,996 g/ml. El índice de refracción fue de 65
a 110 para ambas AE e H. Sin embargo, solubilidad del aceite esencial fue
positiva como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1. Rendimiento y
propiedades físicas de los aceites esenciales Chicchimpay.
|
Análisis |
(AE) |
(Hidrolato) |
|
Rendimiento |
0,82 ± 1,10 |
67, 32 ± 3.87% |
|
Densidad (g/ml)
a 24 ºC |
0,943 ±0,001 |
0,920± 0,001 |
|
Índice de
refracción a 24 ºC |
111± 0,15 |
75± 0,46 |
|
Solubilidad EtOH
70 % (v/v) |
Positivo |
Positivo |
Dentro de cada
columna se denotan significación en la prueba de Tukey, con α = 5%. A
continuación, Figura 1.
Figura 1. Curva de rendimiento de extracción de aceite esencial para Chikchimpay
La Figura 1, muestra
una relación directa y positiva entre la presión aplicada y el rendimiento en
la extracción de aceite esencial de Chikchimpay. A medida que aumenta la
presión, también aumenta el porcentaje de aceite esencial obtenido. La línea de
tendencia ajustada a los datos experimentales indica un ajuste bastante bueno
(R²=0.92), lo que sugiere una fuerte correlación entre ambas variables. Esto
implica que la presión es un factor determinante en la eficiencia del proceso
de extracción, y que un aumento en la presión puede ser una estrategia efectiva
para mejorar el rendimiento de la extracción. Tabla 2, a continuación:
Tabla 2. ANOVA unifactorial
para el rendimiento de extracción del aceite esencial de Chikchimpay
|
Fuente |
GL |
Suma de cuadrados |
Media de cuadrados |
Fcal |
p-value |
|
Presión |
2 |
0.032 |
0.016 |
33 |
AS0.001 |
|
Error |
6 |
0.003 |
0.000 |
||
|
Total |
8 |
0.035 |
|
|
|
Composición química de aceites esenciales de
las muestras en estudio
Los componentes
identificados en el aceite esencial de Chikchimpay se observan en la Tabla 3,
que corresponde a la familia de los terpenos, estos se identificaron con el
tiempo de retención en comparación con los patrones de fragmentación de los
espectros de masas de cada constituyente.
En total, se
detectaron nueve compuestos principales en el AE de Chikchimpay, que
representan el 84,4% del aceite esencial total. Los compuestos más abundantes,
que representan el 50% del aceite esencial, fueron cis-Tagetone (29.06%), el trans-β-Ocimene (20.33%) y Dihydrotagetone (7.88%).
Tabla 3. Compuestos en el aceite de Chikchimpay
|
% en
la muestra |
||
|
Aceite
esencial |
Hidrolato |
|
|
trans-β-Ocimene |
20.33 |
|
|
Dihydrotagetone |
7.88 |
28.28 |
|
Terpinolene |
7.40 |
|
|
cis-Tagetone |
29.06 |
|
|
cis-Tagetenone |
4.55 |
15.93 |
|
rans-Tagetenone
|
4.55 |
|
|
β-Caryophyllene |
2.35 |
|
|
α-Phellandrene |
2.84 |
|
|
Limonene
|
2.10 |
|
|
Cyclohexene |
|
24.6 |
|
Trans-Tagetone
|
|
2.5 |
|
4-Terpineol
|
|
1.8 |
|
p-Cymenol-8
|
|
3.3 |
|
Piperitenone
|
|
57.2 |
|
Apiol |
|
10.6 |
Además, se
encontraron Dihydrotagetone y
Terpinolene en igual y menor porcentaje (7,8%). Los porcentajes más bajos
correspondieron al Limonene (2,9%),
α-Phellandrene (2.84), β-Caryophyllene (2.35). Estos compuestos se encontraban
comúnmente en el aceite esencial de la familia de tagetes, aunque con
diferentes porcentajes según la estación, el origen geográfico, los factores
ambientales, los métodos de extracción, los órganos de la planta, las técnicas
de muestreo y las diferencias genéticas.
De acuerdo con este
estudio de Tibaldi (21), informaron que el AE de la inflorescencia de S. officinalis cultivada en Alemania
estaba compuesto principalmente por α-tujona,
1,8-cineol, β-pineno y E-cariofileno. Además, Li et al. (22)
atribuyó la diferencia con respecto a la composición química de S. officinalis EO a la parte de la
planta. Los compuestos β
-tujona, 1,8-cineol y
alcanfor fueron más abundantes en el AE de las hojas de S. officinalis, mientras que α-tujona, β-pineno y 1,8-cineol fueron más abundantes
en el AE de las flores de S.
officinalis. Además, en otro estudio de partes aéreas enteras de S. officinalis de la India, se
encontró que los porcentajes de α-tujona,1,8-cineol, E-cariofileno, viridiflorol, β-pineno y borneol eran mayores
en el aceite esencial.
Del mismo modo, se
informó que el contenido total era menor en la inflorescencia en comparación
con los tallos, contrariamente a la tendencia observada de acumulación de β-pineno (23). Por otro lado,
los datos presentados en estudios previos sobre S. officinalis EO indicaron que los componentes más abundantes
eran α-tujona y
alcanfor. Además, estudios recientes deS.
Officinalis cultivados en el sur de Brasil (24), informó que los AE
contenían principalmente α-tujona,1,8-cineol y alcanfor. Guidi et
al. (25) informaron que los compuestos más abundantes en muestras de AE de S. officinalis cultivadas en Italia
fueron α-tujona,
alcanfor, borneol, γ-muroleno
y esclareol.
Además de las
diferencias bien explicadas entre las especies de Salvia, se sabe que la variabilidad intraespecies afecta la
composición química. La composición química también se ve afectada por el
origen geográfico, la parte de la planta, la etapa fenológica y las condiciones
de cultivo. Se ha informado anteriormente que la salvia bajo estrés hídrico
exhibió un crecimiento reducido y una composición química alterada que la
salvia bajo riego regular (21).
Perfiles cromatográficos comparativos de
aceites esenciales y extractos de hidrolatos
Las composiciones
químicas de aceites esenciales y extractos hidrolados de P. suffruticosa Andr. Los cultivares
se dan en la Tabla 2. Los
perfiles cromatográficos típicos se dan en la Figura 2. En
total se identificaron 85 compuestos que representan entre el 97,7% y el 99,8%
de la composición total.
Figura 2. Perfiles cromatográficos típicos
Figura 3. Cromatograma iónico total del aceite esencial Chicchimpay
En cuanto a la Figura
3, cromatograma composición significativas iónico total del Hidrolato de
Chikchimpay. Se observaron diferencias de entre los aceites esenciales y los
extractos de hidrolatos. Los hidrocarburos representaron proporciones
considerables (29,8-63,7%) de los componentes de los aceites esenciales, pero
sus porcentajes en los extractos de hidrolatos fueron bastante bajos (≤1,1%).
Por otro lado, en los extractos hidrolados predominaron los compuestos
oxigenados (98,3–99,8%). La diferencia entre los aceites esenciales y los
extractos hidrolados puede explicarse por el efecto de la solubilidad. Los
compuestos oxigenados poseen una solubilidad en agua relativamente alta y
tienden a disolverse en el hidrolato durante la destilación (26). Además, la
hidrodestilación que emplea el aparato Clevenger como método de farmacopea
recupera solo una parte de los componentes del aceite esencial solubles en agua
(27).
Los porcentajes de
hidrocarburos no terpénicos en los aceites esenciales (29,2–57,1%) fueron mucho
más altos que los de los extractos de hidrolatos (≤1,1%). Estos en los aceites
esenciales eran principalmente tricosano (3,6–14,2%), nonadecano (2,1–13,0%),
heptadecano (2,1–11,7%), pentadecano (2,1–11,2%), pentacosano (2,0–9,1%) y (E)-
8-heptadeceno (≤4,1%). Estos coincidieron aproximadamente con los resultados de
la literatura de que los n -alcanos como el heptadecano y el heneicosano
representan proporciones relativamente altas de los componentes del aceite
esencial de P. suffruticosa Andr. (Han, 2014).
Los hidrocarburos no
terpénicos son indeseables por su escasa contribución al aroma o sabor de los
aceites esenciales (28). Aceites esenciales de P. suffruticosa Andr. También
contenía ciertas cantidades de hidrocarburos terpénicos (0,1–6,6%), que no se
detectaron en los extractos de hidrolatos. Se sabe que la oxidación o
polimerización de los hidrocarburos terpénicos que se producen bajo oxígeno o
luz es la razón principal del deterioro de la calidad del aceite esencial (28).
Los porcentajes de
compuestos oxigenados no terpénicos en los extractos de hidrolatos (24,2–96,6%)
fueron significativamente más altos que los de los aceites esenciales
(11,7–62,5%) de los mismos cultivares. Estos en los extractos de hidrolato eran
principalmente 2-feniletanol, 1,3,5-trimetoxibenceno, (Z)-3-hexen-1-ol,
1-hexanol, 1,4-dimetoxibenceno y alcohol cinamílico, etc. Estaba presente
2-feniletanol. con mayor porcentaje en el extracto hidrolato de 'WLPS' (64,4%)
mientras que no se detectó en el de 'BXT'. Este compuesto también predomina en
los hidrolatos de rosa (Rosa damascena Mill. y R. rugosa Thunb (29). Además, se
encuentra en volátiles florales de ciertos P. suffruticosa Andr. Cultivares. El
1,3,5-Trimetoxibenceno existió con el mayor porcentaje en el extracto hidrolato
de 'SHT' (64,7%).
Los porcentajes de
terpenos oxigenados en los extractos de hidrolatos fueron mayores que los de
los aceites esenciales para los cultivares, excepto 'SHT' y 'WLPS'. Se trataba
principalmente de alcoholes monoterpénicos, en particular geraniol, citronelol,
nerol, linalol y óxidos de linalol (furanoide). El geraniol, el citronelol y el
nerol se reconocen como los principales alcoholes monoterpénicos
característicos del aceite de rosa (Lei et al. 2015). Además, se informa que
los óxidos de linalol (furanoide) predominan en los hidrolatos volátiles de
Osmanthus fragrans Lour (29). Otros terpenos oxigenados en los extractos de
hidrolatos incluían el ácido geránico, que no se detectó en los aceites
esenciales. El ácido geránico también se encuentra en la hierba de limón
(Cymbopogon citratus (DC.) Stapf) y es la sustancia clave responsable de la
potente actividad de inhibición de la tirosinasa (30).
Actividad antioxidante de AE Piper aduncum. y Borago officinalis.
En la Tabla 3, se
muestra los resultados de la capacidad antioxidante del hidrolato y aceite
esencial de chicchimpay encontrándose 117.78 y 106.47 μmol trolox/mL, mostrando
diferencia significativa (valor de p < 0,05). La figura 3, muestra los
resultados de la capacidad antioxidante del aceite esencial de Chicchimapy
donde no mostraron diferencia significativa (valor de p = 0,924). Sin embargo,
el hidrolato muestra una actividad antioxidante de 0.29 y 0.26 μmol trolox/mL.
Los resultados de
este estudio muestran la capacidad de los AE obtenidos de la variedad “Nanuk”
para eliminar tres radicales diferentes, lo que sugiere su utilidad como
potentes agentes antioxidantes para futuras investigaciones. Además, la
variación de las condiciones climáticas a lo largo de los tres años (2018-2020)
ha influido en la composición química de los AE y FW, lo que indica una posible
modificación en su composición química al disminuir o aumentar la concentración
de compuestos con actividad antioxidante.
El estudio realizado
con AEs obtenidos de las partes aéreas de T. ellipitica exhibió una actividad
antioxidante moderada (31). Las propiedades antioxidantes se pueden atribuir a
un alto contenido de cetonas (monoterpenos acíclicos), incluidas cis - y trans
-tagetenona y tagetona, que se encuentran en la composición de los AE, así como
a la acción sinérgica entre varios compuestos mayores y menores (32). Sin
embargo, aún no se comprende completamente el mecanismo por el cual los
compuestos de los AE ejercen su efecto antioxidante. Se han propuesto varios
mecanismos, principalmente sus propiedades redox, que desempeñan un papel
importante en la absorción y neutralización de radicales libres, así como en la
descomposición de peróxidos (33).
Tabla 3. Capacidad
antioxidante (μmol Trolox/mL muestra) del aceite esencial
|
Presión (psi) |
|
± |
Ds |
CV (%) |
* |
|
Aceite esencial |
|||||
|
AE |
106.47 |
± |
3.04 |
0.02 |
|
|
Hidrolato 0.29 ± 0.001 0.01 |
|||||
Dónde: es la 
media aritmética, DS es la desviación
estándar, CV es el coeficiente de variación
*Cada letra diferente
indica la diferencia significativa, evaluada a través de la prueba de Tukey con
una significación del 5%
**N.R. no reportado
Discusión
Los resultados obtenidos en este
estudio demuestran que la técnica de sonicación asistida por sal es una
herramienta eficaz para la extracción de aceite esencial de Tagetes multiflora.
El rendimiento obtenido fue significativamente superior al reportado en
investigaciones previas que emplearon métodos convencionales como la
hidrodestilación (19) y la destilación por vapor (20). Esta mejora en el
rendimiento puede atribuirse a la sinergia de los efectos mecánicos y químicos
de la sonicación, que rompen las paredes celulares de las plantas y facilitan
la liberación de los compuestos volátiles.
Es importante destacar que, aunque la
sonicación asistida por sal ha demostrado ser una técnica prometedora para la
extracción de aceites esenciales, su eficiencia puede verse influenciada por
diversos factores como la potencia del equipo de ultrasonido, el tiempo de
sonicación, la relación sólido-líquido y la naturaleza del material vegetal.
Por lo tanto, se requieren estudios adicionales para optimizar las condiciones
de extracción y maximizar el rendimiento.
Los resultados de las propiedades
fisicoquímicas del aceite esencial y el hidrolato de Tagetes multiflora
obtenidos en este estudio se encuentran dentro de los rangos reportados para
otros aceites esenciales. La densidad y el índice de refracción son parámetros
importantes para el control de calidad y la autenticidad de los aceites
esenciales. Los valores obtenidos en este estudio sugieren que el aceite
esencial producido mediante sonicación asistida por sal presenta
características fisicoquímicas similares a los obtenidos por otros métodos de
extracción.
La solubilidad del aceite esencial en
etanol al 70% (v/v) indica la presencia de compuestos polares en la muestra.
Esta información, junto con los datos de composición química, puede ser útil
para la caracterización y la identificación de los compuestos mayoritarios
presentes en el aceite esencial.
CONCLUSIONES
En el estudio se
determinó el rendimiento de extracción del
aceite esencial e hidrolato con el cual los rendimientos de extracción
oscilaron entre 0,82 ± 1,10%
para aceite esencial y 67, 32 ± 3.87% de hidrolato. Las características fisicoquímicas y
cromatográficas del aceite esencial de aceite esencial e hidrolato presentaron una densidad alrededor de 0,996 (g/ml) con
resultados similares, con un índice de refracción de 1,52 para aceite esencial
y 1,33 hidrolatos. Así mismo a nivel de
caracterización cromatográfica fue posible identificar 29 componentes
químicos y 06 componentes químicos para
hidrolato ambas especies presentaron cis-Tagetone,
el trans-β-Ocimene y Dihydrotagetone como
componentes principales a las tres presiones de extracción de un total de
(14%). Además, se encontraron Dihydrotagetone
y Terpinolene en igual y menor porcentaje (7,8%). Los porcentajes más
bajos correspondieron al Limonene (2,9%),
α-Phellandrene (2.84), β-Caryophyllene (2.35)
CONFLICTO DE INTERESES.
Los autores declaran que no existe
conflicto de intereses para la publicación del presente artículo científico.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Vásquez-Ocmín S,
Cojean E, Rengifo S, Suyyagh-Albouz C, Amasifuen-Guerra S, Pomel B, Cabanillas
K, Mejía P, Loiseau B, Figadère A, Maciuk. Antiprotozoal activity of medicinal plants used by Iquitos-Nauta road
communities in Loreto (Peru), J. Ethnopharmacol. 2018. 210: 372-385.
https://acortar.link/Y10A2H
2. Chrysargyris A,
Mikallou M, Petropoulos S, Tzortzakis N. Perfil de los componentes de aceites
esenciales y polifenoles por su actividad antioxidante de plantas medicinales y
aromáticas cultivadas bajo diferentes condiciones ambientales, Agronomía.
2020;10(5): 727. https://acortar.link/Li6QZu
3. Safar A, Ghafoor A,
Dastan D, Composición química, actividades antibacterianas y antioxidantes del
aceite esencial de Tagetes patula L. criado en Erbil, Irak, J. Reports Pharm. 2020. 9(1): 59-67. https://acortar.link/Hdebo3
4. Oliveira-Everton G, Pereira-Araújo R, da Silva dos Santos A, Serra-Rosa
P, de Oliveira-Carvalho R, Teles A, Barros-Gomes P, Mouchrek V, Caracterização
química, atividade antimicrobiala e toxicidade dos óleos essenciais da Pimenta
dioica L. (pimenta da Jamaica) e Citrus sinensis L. Osbeck (laranja doce),
Rev.Cien. Quím. Granja. 2020; 49(3): 641-655. https://acortar.link/D7lJAk
5. Blowman K, Magalhaes
M, Lemos M, Cabral C, Pires I. Propiedades anticancerígenas de aceites
esenciales y otros productos naturales. Evidente complemento basado. Medicina
natural. 2018: 3149362. https://acortar.link/ODWHfr
6. Zhu J, Yang J, Wu G,
Jiang J. Actividades antioxidantes, anticancerígenas y antimicrobianas
comparativas de aceites esenciales de Semen Platycladi mediante diferentes
métodos de extracción. Ind. Cultivos Prod. 2020; 146: 112206.
https://acortar.link/XTla7a
7. Mitropoulou G, Sidira
M, Skitsa M, Tsochantaridis I, Pappa A, Dimtsoudis C, Proestos C, Kourkoutas Y.
Evaluación del potencial antimicrobiano, antioxidante y antiproliferativo de
Sideritis raeseri subps. Aceite esencial de Raeseri. Alimentos. 2020; 9: 860.
https://acortar.link/2YFk5Z
8. Viktorová J, Stupák
M, Řehořová K, Dobiasová S, Hoang L, Hajšlová J, Van Thanh T.; Van Tri L, Van
Tuan N, Ruml T. El aceite esencial de hierba de limón no modula la resistencia
a múltiples fármacos de las células cancerosas por Citral: su compuesto dominante
y fuertemente antimicrobiano. Alimentos. 2020; 9: 585.
https://acortar.link/nrzMuo
9. Alves N, Setzer W, da
Silva J. La química y las actividades biológicas de Peperomia pellucida
(Piperaceae): una revisión crítica. J. Etnofarmaco. 2019; 232: 90–102.
https://acortar.link/oBXuoB
10. Antas R, Jesse Y,
Azevedo G, Guimaraes E, Carina A, Defaveri A, Lima D. Quimio diversidad de
aceites esenciales en la especie Piper L. (Piperaceae) de la isla de Marambaia,
Río de Janeiro-RJ, Brasil. Rev. Química Virtual. 2021; 13: 1203-1215.
https://acortar.link/GH7TxW
11. Ingaroca S, Castro A
y Ramos N. Composición química y pruebas de actividad antioxidante y efecto
fungistático sobre candida albicans de aceite esencial de Piper aduncum
L." Matico.". Revista de la Sociedad Química del Perú. 2019; 85(2),
268-279. https://acortar.link/C0zlFG
12. Montaner C, et al.
"Evaluación de genotipos de borraja (Borago officinalis L.) para el valor
nutracéutico basado en la composición de ácidos grasos de la hoja". Alimentos. 2021; 11 (1). 16. https://acortar.link/shfjyY
13. Mallor C. Borraja (Borago officinalis L.). En una planta
emblemática de Aragón; Cuadernos de Aragón, 83; Institución Fernando el
Católico: Zaragoza, España. 2020; 105. https://acortar.link/pZZIpI
14. Avila C, Breakspear
I, Hawrelak J, Salmond S y Evans S. Una revisión sistemática y evaluación de la
calidad de los informes de casos de eventos adversos para la borraja (Borago
officinalis), la uña de caballo (Tussilago farfara) y la consuelda (Symphytum
officinale). Fitoterapia. 2020; 142, 104519. https://acortar.link/i2dRK8
15. Preedy V, Aceites
esenciales en la conservación, el sabor y la seguridad de los alimentos,
Academic Press-Elsevier, Ámsterdam. 2016; 932 .
https://acortar.link/uEglMO
16. Hüsnü K, Başer C, Demirci F, Chemistry of essential oils, en: Ralf
Günter Berger (editor), Flavours and Fragrances, Chemistry, Bioprocessing and
Sustainability, Springer-Verlag, Berlín, 2007; 43-86.
https://acortar.link/YJUAzv
17. Arias-Rico J,
Macías-León F, Alanís-García E, Cruz-Cansino N, Jaramillo-Morales O,
Barrera-Gálvez R y Ramírez-Moreno E. Estudio de plantas comestibles: efectos de
la ebullición sobre las propiedades nutricionales, antioxidantes y
fisicoquímicas. Comida, 2020. 9(5); 599.
https://acortar.link/LjVyrk
18. SAS/STAT 13.2 User’s Guide The GLM Procedure. 2014.
https://acortar.link/7WJLMr
19. Li S, Wang C, Tang
X, Wang, X, Zhou X. Estudio sobre las propiedades físico-químicas y los
componentes del aceite esencial de peonía extraído mediante diferentes métodos
de extracción. Food Ind. 2015; 36: 170-174
20. Yu H, Mamá W, Liu Y,
Li J, Liu J. Análisis de componentes volátiles en el aceite de esencia de
peonía mediante cromatografía de gases en el espacio de cabeza: espectrometría
de masas. Ciencia de los alimentos. 2015; 36: 167-171
21. Tibaldi G, Hazrati S, Hosseini S, Ertani A, Bulgari R,
Nicola S. Las técnicas de cultivo y el proceso de secado pueden afectar la
composición del aceite esencial de la inflorescencia de tres selecciones de
Salvia officinalis. Ind. Crops
Prod. 2022; 183:
114923
22. Li B, Zhang C, Peng L, Liang Z, Yan
X, Zhu Y, Liu Y. Comparison of essential oil composition and phenolic acid
content of selected Salvia species measured by GC-MS and HPLC methods. Ind. Crops Prod.
2015; 69: 329–334.
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.02.047
23. Verma, Sandeep, et al. Development
of a rapid loop-mediated isothermal amplification assay for diagnosis and
assessment of cure of Leishmania infection. BMC Infectious Diseases 17 (2017): 1-9. DOI: 10.1186/s12879-017-2318-8
24. Delamare P, Moschen-Pistorello I, Artico L,
Atti-Serafini L, Echeverrigaray S. Antibacterial activity of the
essential oils of Salvia officinalis L. and Salvia triloba L. against
pathogenic bacteria. Brazilian Journal of Microbiology. 2007;
38(2): 237-241. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.09.078
25. Guidi L, Landi M. Aromatic Plants:
use and nutraceutical properties." Novel Plant Bioresources: Applications in Food. Medicine and Cosmetics.
2014: 303-345. https://www.researchgate.net/publication/258838875_Aromatic_plants_use_and_nutraceutical_properties_In_Novel_Plant_Bioresources_application_in_Food_Medicine_and_Cosmetics_Ameenah_Gurib-Fakim_Ed_Wiley_Blackwell
26. European Medicines Agency. Public
Statement on the Use of Herbal Medicinal Products Containing Pulegone and
Menthofuran. European Medicines Agency: Amsterdam, The Netherlands. 2016; 44:
1–24.
https://www.fitoterapia.net/archivos/201906/draft-european-union-herbal-monograph-mentha-x-piperita-l-aetheroleum-revision-1_en.pdf?1
27. Li X, Shen D, Zang Q, Qiu Y, Yang
X. Chemical Components and Antimicrobial Activities of Tea Tree Hydrosol and
Their Correlation with Tea Tree Oil. Nat. Prod. Commun. 2021; 16:1934578X211038390. DOI: 10.1177/1934578X211038390
28. Lei B, Zhang C, Peng L, Liang Z, Yan
X, Zhu Y, Liu Y. Comparison of essential oil composition and phenolic acid
content of selected Salvia species measured by GC-MS and HPLC methods. Ind. Crops Prod.
2015; 69: 329–334.
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.02.047
29. Lei G, Li J, Zheng T, Yao J, Chen J,
Duan L. Comparative chemical profiles of essential oils and hydrolate extracts
from fresh flowers of eight Paeonia suffruticosa Andr. cultivars from Central
China. Molecules. 2018; 23(12): 3268.
https://doi.org/10.3390/molecules23123268
30. Gonçalves S, Romano A. Aromatic oils
from forest and their application. Non-Timber
Forest Products: Food, Healthcare and Industrial Applications. 2021:
19-37. DOI:10.1007/978-3-030-73077-2_2
31. Chanotiya C, et al. Radiocarbon (14C)
accelerator mass spectrometry as a convenient tool for differentiation of
flavor chemicals of synthetic origin from biobased sources and their in-vivo
toxicity assessment. Science of The
Total Environment 908. 2024: 168357.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168357
32.Ouakouak H, Chohra M, Denane M. Chemical Composition, Antioxidant
Activities of the Essential Oil of Mentha pulegium L., South
East of Algeria. Int. Lett. Nat. Sci. 2015, 39,
49–55. DOI:10.18052/www.scipress.com/ILNS.39.49
33.Politi, M.; Menghini, L.; Conti, B.; Bedini, S.; Farina, P.; Cioni,
P.L.; Braca, A.; De Leo, M. Reconsidering Hydrosols as Main Products of
Aromatic Plants Manufactory: The Lavandin (Lavandula × intermedia) Case Study
in Tuscany. Molecules 2020, 25,
2225.