Mera et al., Caracterización química del aceite esencial de orégano como agente bioconservador
DOI: 10.47460/uct.v24i105.381
CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL ACEITE ESENCIAL DE
ORÉGANO COMO AGENTE BIOCONSERVADOR
EN ALIMENTOS
Mera Mendoza César
cesarrmen.mera@uteq.edu.ec
Recibido (07/09/20), Aceptado (23/09/20)
Resumen: Se ha analizado químicamente el aceite esencial de orégano cultivado en el cantón El Empalme en Ecuador para aplicarlo como agente bioconservador en alimentos. Para ello se empleó cromatografía de gases acoplada con espectrometría de masas. Se identificó como componente principal el carvacrol con 62,41%, seguido de
Palabras Clave: Orégano, aceite esencial, cromatografía de gases, espectrometría de masas
CHEMICAL CHARACTERIZATION OF ESSENTIAL OIL OF OREGANO AS A BIOCONSERVATIVE AGENT IN FOOD
Abstract: The essential oil of oregano cultivated in the canton of El Empalme in Ecuador has been chemically analyzed to apply it as a bioconservative agent in food. For this, gas chromatography coupled with mass spectrometry was used. Carvacrol with 62.41% was identified as the main component, followed by
Keywords: Oregano, essential oil, gas chromatography, mass spectrometry.
Mera et al., Caracterización química del aceite esencial de orégano como agente bioconservador
I.INTRODUCCIÓN
Los aceites esenciales son productos obtenidos a partir de una materia prima vegetal que están formados por varias substancias orgánicas volátiles, que pueden ser alcoholes, acetonas, cetonas, éteres, aldehídos, y que se producen y almacenan en los canales secreto- res de las plantas [1]. El reconocido principio aromáti- co y de sabor de extractos vegetales de diferentes tipos de plantas ha motivado el uso de varios de ellos como agentes saborizantes o sazonadores de alimentos y be- bidas. Sin embargo, son pocos los alimentos que a nivel comercial contienen aceites esenciales como bioconser- vadores. En este sentido, incluso se señala que el em- pleo de aceites esenciales podría prolongar y mejorar la vida útil de muchos productos elaborados por diversas tecnologías alimentarias [2].
El orégano que se utiliza en la industria alimenticia como sazonador y bioconservador culinario contiene aceite esencial que se considera de actividad inhibitoria fuerte. La actividad antimicrobiana de los aceites esen- ciales se debe principalmente a la presencia de com- puestos fenólicos como el carvacrol, timol, eugenol, entre otros. Los aceites esenciales con mayor actividad antimicrobiana son aquellos en los que se la proporción de compuestos fenólicos es mayor, aunque se ha ob- servado que los elementos traza también son relevantes debido a efectos de sinergia con el resto de componen- tes [3].
La capacidad de los aceites esenciales para inhibir el crecimiento microbiano ha sido estudiada en gran varie- dad de productos como frutas y verduras mínimamen- te procesadas [4], carne picada [5], pollo [6]. El aceite esencial de orégano ha sido estudiado sobre los princi- pales microorganismos alterantes y patógenos presen- tes en el pescado, evaluando su actividad antibacteriana frente a bacterias aisladas [7]. En el trabajo realizado por
[8]concluyen que el aceite esencial de orégano tiene un poder inhibitorio fuerte en filetes de pescado. Dada las características volátiles de los compuestos fenólicos de los aceites esenciales, su aplicación en alimentos puede ser directa por fumigación [9].
La actividad antimicrobiana de los aceites esenciales se debe principalmente a la presencia de compuestos fenólicos (carvacrol, timol, eugenol, etc.) presentes en ellos. Los aceites esenciales con mayor actividad anti- microbiana son aquellos en los que se la proporción de compuestos fenólicos es mayor, aunque se ha observa- do que los elementos traza también son relevantes de- bido a efectos de sinergia con el resto de componentes
[3].En este sentido, incluso se señala que el empleo de aceites esenciales podría prolongar y mejorar la vida útil de muchos productos elaborados por diversas tec-
nologías alimentarias, entre ellos, la congelación. Ésta es una tecnología que suele facilitar la oxidación de los componentes grasos de los alimentos, por lo que la in- clusión de aceites esenciales de especias mediterráneas entre la composición de alimentos congelados grasos podría favorecer la conservabilidad, mantener el sabor habitual de los alimentos y evitar pérdidas nutricionales [2].
Mediante el presente trabajo se intenta fundamentar el uso del aceite esencial del orégano en la conservación de alimentos para ello se determina la caracterización química del mismo y referenciar su efecto como bio- conservador y de esta manera contribuir a validar su uso asequible.
El aceite esencial de orégano fue extraído por el método de hidrodestilación, luego se caracterizó los componentes químicos por cromatografía de gases. La identificación de los componentes del aceite se realizó por comparación de sus espectros de masas.
II.DESARROLLO
El objetivo de esta investigación fue evaluar la ca- racterización química del aceite esencial de orégano y su efecto como agente bioconservador, con la finalidad de potenciar la adición de conservantes naturales en ali- mentos. Los bioconservadores son una parte esencial en los productos alimenticios [10] ya que extienden la vida de anaquel del producto, controlan las propiedades or- ganolépticas de los alimentos y garantizan la salud del consumidor inhibiendo el crecimiento o aniquilando a microorganismos indeseables como saprofitos alteran- tes, mesófilos, psicrotrofos, Pseudomonas, Entobacte- rias, Mohos, Levaduras, Coliformes, E. coli, Salmone- lla y Campylobacter spp., [7].
Las hierbas y las especias han sido empleadas du- rante siglos para aumentar la vida útil de los alimentos. Diversos han sido los estudios para demostrar la activi- dad antimicrobiana de este tipo de sustancias. El aceite esencial de orégano presenta potencial in vitro como antimicrobiano contra Fusarium micotoxigénicos [9]. Hoy en día ha disminuido el consumo de los productos que contienen aditivos sintéticos, ya que la mercadotec- nia ha generado una tendencia favorable hacia el con- sumo de productos con conservadores naturales o bio- conservadores. El orégano que se utiliza en la industria alimenticia como sazonador y bioconservador culinario contiene aceite esencial que se considera de actividad inhibitoria fuerte. El reconocido principio aromático y de sabor de extractos vegetales de diferentes tipos de plantas ha motivado el uso de varios de ellos, princi- palmente como agentes saborizantes o sazonadores de alimentos y bebidas.
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El aceite de orégano es uno de los más potentes y efectivos antimicrobianos naturales. Elimina bacterias, hongos, parásitos y virus con tan solo unas pocas gotas. Además, no ocasiona efectos secundarios ni potencia mutaciones que dan lugar a cepas patológicas resisten- tes, como ocurre con los conservantes sintéticos [8].
La presión pública para la disminución del uso de conservantes químicos en la industria alimentaria ha llevado a la búsqueda de antimicrobianos alternativos de origen natural, tales como extractos de plantas [9].
En Ecuador, actualmente el uso de bioconservadores en las industrias alimenticias es mínimo; solamente se ha registrado estudios para empleo de estos, como es el caso de varias investigaciones de la en las que se han aplicado bioconservadores en carnes envasadas, embu- tidos y en productos lácteos. En varios países ya se uti- liza bioconservadores para la conservación de carnes y alargamiento de su vida de anaquel, además se sugiere la aplicación de bioconservadores en alimentos, plantas y medicamentos [8]. Los aceites esenciales son la alter- nativa de conservadores naturales que prometen com- petir con el amplio mercado de los agentes químicos o sintéticos que actualmente ofrecen productos económi- cos, de aplicación sencilla y amplio espectro, pero que están destinados a desaparecer porque son altamente tóxicos para el hombre y los animales, son bioacumu- lables, y después de un largo tiempo de aplicación son inactivos para muchos microorganismos patógenos [3].
El principio activo que le confiere estas propiedades es el carvacrol, un fenol que se encuentra en la planta en concentraciones que oscilan del 30 al 87 por ciento. Un alto porcentaje de carvacrol obtenido por destilación no implica mayor efectividad terapéutica, pues esta proce- de de la delicada sinergia creada por la naturaleza y en la que intervienen otros componentes del orégano. El carvacrol puro es la mitad de efectivo que el aceite de orégano natural no adulterado [8].
Para el desarrollo de este trabajo se realizaron las fases de obtención de la materia prima, extracción del aceite esencial por hidrodestilación, determinación del rendimiento y propiedades físicas y finalmente la carac- terización química del producto.
A.Procedimiento
Para la obtención de los aceites esenciales, se llevó a cabo el siguiente procedimiento:
1.Recolección del material: Se hicieron desplaza- mientos a los lugares en los que se encontraban las es- pecies y se recolectaron muestras representativas (cal- culadas en mínimos a partir de la capacidad del tanque extractor, así: hojas = 1000 g). Las hojas de orégano
fueron recogidas de parcelas silvestres ubicadas en el cantón El Empalme, provincia del Guayas, Ecuador. El material se recolectó de forma manual de cada una, y se sometieron a los tratamientos previos a la extracción.
2.Pretratamiento de la materia prima: Se realizó limpieza: se separó el material inorgánico y orgánico que no pertenecía a la especie a trabajar como: polvo, tallo y raíces; requiriéndose en algunos casos, de un la- vado.
3.Reducción de tamaño: se cortó el material en partes pequeñas para aumentar el área de contacto ma- terial - vapor.
4.Determinación de la densidad real: se tomó una muestra de la especie, se pesó en una balanza de precisión de 3 cifras y se calculó el volumen por des- plazamiento, sumergiendo la muestra en un volumen conocido de agua y determinándolo por diferencia. El procedimiento se realizó por duplicado y se reportó el promedio como la densidad real del material.
5.Carga e inicio de la extracción: se pesó el mate- rial, se tapó el tanque de extracción y se selló de forma hermética. Paralelamente se llenó el recipiente genera- dor de vapor con agua suficiente para el transcurso de la operación (máxima permitida por la olla) y se sometió a calentamiento con ayuda de una estufa eléctrica.
6.Toma de datos: se inició una vez comenzó la ge- neración de vapor (tiempo cero). Los datos recopilados fueron: temperaturas a la entrada y salida del agua de enfriamiento, en la cámara de extracción y al conden- sado producido; caudal de agua de enfriamiento y de condensado. Tomados cada 10 minutos hasta terminada la operación, tiempo extracción = 90 min. Este tiempo se fijó basado inicialmente en una revisión bibliográ- fica y en el hecho que a tiempos mayores el volumen de aceite producido no presentaba variaciones signifi- cativas, de allí que se incurrían en costos de operación innecesarios. Las temperaturas fueron medidas con un termómetro de mercurio de 110°C y los flujos con la técnica del cronómetro – balde, que para este caso fue una probeta plástica de 250 mL, debido al caudal de flujos trabajados.
7.Separado y envasado del producto: transcurrido el tiempo de destilación, se suspendió el calentamiento, se recogió el producto con una jeringa de 3 mL y la mezcla agua – aceite, sobrante en el condensador se en- vasó y se dejó reposar por un período de 24 horas para luego retirar el aceite allí contenido. El producto fue en- vasado en recipientes de vidrio pequeños y refrigerados para su conservación.
8.Control de calidad: Practicado solo a las especies seleccionadas.
9Densidad: calculada como la relación entre el
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peso del aceite y el volumen del mismo. Pruebas de cro- matografía de gases y en capa delgada, y otras pruebas de coloración, con el fin de obtener una caracterización preliminar.
B.Método de extracción
Son varios los métodos de extracción existentes, de- pendiendo de la planta: Enfleurage, extracción con sol- ventes, extracción por prensado, extracción con fluidos supercríticos, hidrodestilación y extracción por arrastre con vapor. Los industriales son bastante sofisticados, sin embargo, existen diversos métodos de extracción caseros que permiten obtener estas esencias [11].
El modo de extracción que se utilizó fue hidrodesti- lación con trampa de Clevenger, el procedimiento con- sistió en picar finamente 1000g de material fresco de hojas de orégano, depositarlo en un recipiente de ace- ro inoxidable, al que se le añadieron 2000ml de agua destilada, con un tiempo de extracción de
El uso de microondas es otra alternativa para la ex- tracción de aceites esenciales. Esta técnica puede utili- zarse asistiendo un método convencional como la hi- drodestilación o adaptando un equipo para establecerlo como un método independiente, como la extracción por microondas sin disolvente [12]. En este método no se necesita agregar ningún disolvente; en el caso de que el material esté seco se hidrata remojándolo en agua y drenando el exceso antes de la extracción. Los equipos para llevar a cabo esta técnica se pueden adaptar modi- ficando un horno de microondas convencional, hacien- do un orificio en la parte superior que conecte un matraz de fondo plano con un condensador, por el que pasa una corriente de agua fría, sellando la conexión con el horno para evitar la fuga de microondas [13]. En la figura 1 se muestra el esquema de un equipo de laboratorio para este tipo de extracción.
Figura 1. Representación esquemática de un equipo de hidrodestilación asistida por microondas. Adap- tado de [14].
La extracción por hidrodestilación adaptado por mi- croondas ofrece beneficios como una reducción consi- derable del tiempo y del consumo de energía [12], [13]. La hidrodestilación es el proceso para obtener el aceite esencial de una planta aromática, mediante el uso del vapor saturado a presión atmosférica [14]. El generador de vapor no forma parte del recipiente donde se alma- cena la materia prima, es externo y suministra un flujo constante de vapor. Su presión es superior a la atmosfé- rica, pero el vapor efluente, que extrae al aceite esencial está a la presión atmosférica. La materia prima forma un lecho compacto y se desprecia el reflujo interno de agua debido a la condensación del vapor circundante.
De manera general, la hidrodestilación se describe de la siguiente manera: La materia prima vegetal es cargada en un hidrodestilador, de manera que forme un lecho fijo compactado. Su estado puede ser molido, cor- tado, entero o la combinación de éstos. El vapor de agua es inyectado mediante un distribuidor interno, próximo a su base y con la presión suficiente para vencer la re- sistencia hidráulica del lecho. La generación del vapor puede ser local (hervidor), remota (caldera) o interna (base del recipiente) [12]. Conforme el vapor entra en contacto con el lecho, la materia prima se calienta y va liberando el aceite esencial contenido y éste, a su vez, debido a su alta volatilidad se va evaporando. Al ser so- luble en el vapor circundante, es “arrastrado”, corriente arriba hacia el tope del hidrodestilador. La mezcla, va- por saturado y aceite esencial, fluye hacia un condensa- dor, mediante un “cuello de cisne” o prolongación cur- vada del conducto de salida del hidrodestilador. En el condensador, la mezcla es condensada y enfriada, hasta la temperatura ambiental. A la salida del condensador,
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se obtiene una emulsión líquida inestable. La cual, es separada en un decantador dinámico o florentino. El equipo se llenó de agua fría al inicio de la operación y el aceite esencial se va acumulando, debido a su casi inmiscibilidad en el agua y a la diferencia de densidad y viscosidad con el agua. Posee un ramal lateral, por el cual, el agua es desplazada para favorecer la acumula- ción del aceite. El vapor condensado acompañante del aceite esencial y que también se obtiene en el florentino, es llamado “agua floral”. Posee una pequeña concen- tración de los compuestos químicos solubles del aceite esencial, lo cual le otorga un ligero aroma, semejante al aceite obtenido. Si un hervidor es usado para suminis- trar el vapor saturado, el agua floral puede ser reciclada continuamente [12].
C.Propiedades físicas del aceite esencial
Los aceites esenciales se caracterizan por sus pro- piedades físicas, como densidad, viscosidad, índice de refracción y actividad óptica. La mayoría de los acei- tes esenciales tienen una densidad menor a la del agua excepto los aceites de almendras amargas, mostaza, canela, perejil o clavo. El índice de refracción es una propiedad característica de cada aceite esencial y cam- bia cuando éste se diluye o mezcla con otras sustancias [15].
El aceite se separó de la capa acuosa se secó con sul- fato de sodio y se filtró. Con este producto se determinó densidad específica, y el índice de refracción. Una alí- cuota se envió para determinar su composición quími- ca.Un problema común en la producción de los aceites esenciales radica en la diversidad de los rendimientos obtenidos para una misma planta aromática [8]. Lo cual se debe al nivel de producción, al tipo de hidrodestila- dor usado, a las condiciones de cultivo, a las condicio- nes térmicas del vapor usado, al contenido de agua en la planta y a otros factores adicionales.
D.Caracterización química
Una de las principales características que poseen los extractos vegetales, es que a partir de una misma plan- ta se obtienen diferentes compuestos activos, para ello, se debe realizar la diferenciación de los protocolos de síntesis, y así esclarecer las propiedades anheladas. Las propiedades de los extractos se diferencian por el pro- tocolo utilizado y por los solventes empleados, siendo este último, el que determinada de manera preponde- rante las cualidades del mismo. El uso de los solventes primarios, proporciona un “extracto bruto” que conse- cuentemente debe ser tratado para eliminar impu- rezas u otros elementos indeseados, por ello, se debe purificar mediante procesos que permitan la elimina-
ción de partes fotoquímicas especificas no requeridas, o bien, mediante la agrupación de los principios activos importantes deseados [16].
Se denomina extracto orgánico, a la acumulación de compuestos químicos deseados, de una determinada es- pecie vegetal, ya sean sólidos o líquidos. Dependiendo de la variedad, los extractos tendrán una determi- nada cantidad de agentes reductores (aminoácidos, ácido cítrico, flavonoides, compuestos fenólicos, terpenos, compuestos policíclicos, enzimas, péptidos, polisacáridos, etc.). Los extractos pueden obtener- se mediante procedimientos como: fluido supercrítico (operaciones mecánicas, bajo condiciones de presión y temperatura), extracción por solución (uso de agentes reductores externos), extracción por centrifugación, destilación, entre otros [17].
En los extractos vegetales se encuentran carbo- hidratos, flavonoides, esteroides, glucósidos, saponinas, triterpenoides, fenoles y compuestos aromáticos, los mismos que ayudan en la separación de otras macromo- léculas presentes en determinados compuestos, también cumplen la función de estabilizadores de iones [17].
Los procedimientos para determinar la composición química del aceite esencial de orégano, se realizaron bajo la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Se necesitaron 50 μl de aceite esencial para el análisis cromatográfico y se aforo a 450 μl con diclorometano. La mezcla se realizó en un ma- traz aforado de 1.5ml y después se transfirió a un vial para cromatografía de gases de 2ml.
La cromatografía de gases es una técnica cromato- gráfica en la que la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de un mechero de una columna cromatográfi- ca. La elución se produce por el flujo de una fase móvil de gas inerte [14].
Se ha definido la cromatografía como un método fí- sico de separación en el cual los componentes a separar se distribuyen entre dos fases, una de las cuales cons- tituye la fase estacionaria, de gran área superficial, y la otra es un fluido (fase móvil) que pasa a través o a lo largo de la fase estacionaria [18]. La fase estacionaria puede ser un sólido o un líquido dispuesto sobre un sóli- do que actúa como soporte, de gran área superficial. La fase móvil es un fluido (puede ser gas, líquido o fluido supercrítico) que se usa como portador de la mezcla. En la cromatografía ocurren dos fenómenos muy importan- tes y que son prácticamente los rectores del proceso de separación: la adsorción y la absorción. La adsorción es la retención de una especie química en los sitios activos de la superficie de un sólido, quedando delimitado el fe- nómeno a la superficie que separa las fases o superficie interfacial. Esta retención superficial puede ser física
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o química [18]. La adsorción depende de la naturale- za de la substancia adsorbida, de la temperatura, de la naturaleza y estado de subdivisión del adsorbente, y de la concentración. La absorción es la retención de una especie química por parte de una masa y depende de la tendencia que tiene ésta a formar mezcla o reaccionar químicamente con la misma [18].
E.Compuestos fenólicos
El término compuestos fenólicos engloba a todas aquellas sustancias que poseen varias funciones fenol, nombre popular del hidroxibenceno, unidas a estructu- ras aromáticas o alifáticas. Únicamente, algunos com- puestos fenólicos de la familia de los ácidos fenoles no son polifenoles, sino monofenoles [19]. Los compues- tos fenólicos tienen su origen en el mundo vegetal. Son unos de los principales metabolitos secundarios de las plantas y su presencia en el reino animal se debe a la ingestión de éstas. Los fenoles son sintetizados de novo por las plantas y son regulados genéticamente, tanto a nivel cualitativo como cuantitativo, aunque a este nivel también existen factores ambientales [19]. De todos los compuestos fenólicos, el grupo de los flavonoides es el más extendido en la naturaleza y dentro de ellos, los flavonoles son los que poseen una mayor actividad an- tioxidante [17] .
Las sustancias químicas contenidas en las especias, o en sus aceites esenciales tienen una actividad mul- tifuncional no limitada a su acción conservadora [20]. La existencia de una acción antioxidante, curiosamente, parecía estar reñida con la conservación, ya que la pre- sencia de cantidades apreciables de tocoferoles (sustan- cias con acción vitamínica E) en todos estos productos se asocia de forma natural con el mantenimiento de la vida celular y no su destrucción. El efecto conservador parece que hay que atribuirlo a la elevada concentración de ácidos grasos de cadena corta, es decir, las moléculas normalmente responsables del aroma intenso de estas plantas, grupos fenólicos y otras sustancias con acción irritativa como son los picantes [2].
Son mezclas homogéneas de compuestos químicos orgánicos, provenientes de una misma familia química, terpenoides. Tienen la propiedad en común, de generar diversos aromas agradables y perceptibles al ser huma- no. A condiciones ambientales, son líquidos menos den- sos que el agua, pero más viscosos que ella. Poseen un color en la gama del amarillo, hasta ser transparentes en algunos casos [19]. Son inflamables, no son tóxicos, aunque pueden provocar alergias en personas sensibles a determinados terpenoides [13]. Son inocuos, mientras la dosis suministrada no supere los límites de toxicidad. Sufren degradación química en presencia de la luz solar,
del aire, del calor, de ácidos y álcalis fuertes, generando oligómeros de naturaleza indeterminada. Son solubles en los disolventes orgánicos comunes. Casi inmiscibles en disolventes polares asociados (agua, amoniaco) [1]. Tienen propiedades de solvencia para los polímeros con anillos aromáticos presentes en su cadena. Los terpe- noides son una familia de hidrocarburos oxigenados o no, con uno o varios anillos insaturados y con la presen- cia de 10 carbonos en su estructura. Tienen una bajísima presión de vapor a condiciones ambientales: 200 a 300 Pa. [3]; carecen de átomos de oxígeno, son casi inso- lubles en agua y en el caso contrario, su solubilidad es mayor, pero aun baja con respecto a otros compuestos análogos ; son inestables fotoquímicamente [15].
Pertenecen al grupo de los polifenoles o compues- tos polifenólicos, son compuestos en cuya estructura posee al menos un anillo aromático sustituido con uno o más grupos hidroxilo, y se encuentran principalmente en la naturaleza en forma de biomasa como frutas, ve- getales, semillas y productos derivados [6].
Desde la estructura más simple hasta largas cadenas de anillos aromáticos, los polifenoles constituyen un amplio grupo de fitoquímicos con diversas propiedades y funciones implicadas en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Algunos de estos compuestos aportan pigmentación y otros son antioxidantes que intervienen en la protección de los tejidos, ya sea frente a la radia- ción UV como a determinados patógenos o al envejeci- miento celular [17].Existen muchos tipos de compues- tos polifenólicos, pero los más importantes se dividen en los siguientes grupos [17]:
Flavonoides: son compuestos de bajo peso mole- cular, constituidos por dos ciclos aromáticos enlazados entre sí por un puente de carbono, normalmente en la forma de anillo heterocíclico (C). Los diferentes tipos de flavonoides, se dan según los patrones de susti- tución del anillo puente, mientras que las sustitucio- nes en el resto de anillos determinan cada compues- to concreto [21]. Los flavonoides son compuestos con alta capacidad antioxidante y bajos potenciales redox [9], que actúan como donadores de protones produ- ciéndose su oxidación, inhibiendo así otros procesos oxidativos. Los bajos potenciales redox de estos antioxidantes, hacen termodinámicamente favorable la reducción de la gran mayoría de radicales libres (•O2, ROO•, RO•, •OH, NO•) y de algunos metales [19].
Ácidos fenólicos: comprenden un tercio de los po- lifenoles incluidos en la dieta y están presentes como ácidos libres o enlazados. Presentan dos tipos de estruc- turas que permiten discriminarlos en 2 subgrupos: áci-
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dos hidroxibenzoicos e hidroxicinámicos. Los ácidos hidroxibenzoicos son compuestos con un anillo aro- mático sustituido por un grupo carboxilo, e hidroxi- los como sustituyentes en las diferentes posiciones libres. Los ácidos hidroxicinámicos son derivados del ácido cinámico, y presentan la cadena de 3 carbonos correspondiente a la estructura de este precursor [19].
Taninos: son polifenoles de alto peso molecular, los
cuales se pueden subdividir en dos grupos: condensa- dos e hidrolizables. Los taninos condensados están constituidos por polimerización de flavonoides y los ta- ninos hidrolizables son derivados del ácido gálico, también antioxidante [3].
Estilbenos y lignanos: los estilbenos presentan estructu- ras de varios anillos fenólicos enlazados mediante una cadena de carbono con un doble enlace, por lo que pue- den presentarse en forma E o Z, mientras que los lignanos son compuestos de estructura similar al ligna- no, dos anillos fenólicos enlazados mediante una cade- na de enlaces simples. Tanto estilbenos como lignanos se presentan en una proporción muy baja con respecto a los compuestos polifenólicos antes mencionadosTo- dos estos compuestos tienen en común la presencia de hidroxilos dadores de protones, los cuales actúan como agentes reductores [17].
III.METODOLOGÍA
El aceite esencial de orégano fue extraído por el mé- todo de hidrodestilación. Se realizó la caracterización química con un Croamatógrafo de gases HewlettPac- kard Modelo GC System HP6890 y Mass Selective de- tector 5973 serie II, equipado con columna capilar
los componentes del aceite se realizó por comparación de sus espectros de masas con los reportados en la base de datos del equipo Wiley MS library data 6ta Edición y los IK reportados en la literatura [22].
IV.RESULTADOS
A.Rendimiento y propiedades físicas del aceite esen- cial
Se obtuvo 1.2 mL de rendimiento en la extracción del aceite esencial de orégano empleando el método por hidrodestilación. Además se reportó un tiempo de des- tilación de 150 minutos con un volumen de 60 mL; se obtuvo una densidad específica de 0,92324 y un índice de refracción de 1,4777.
TABLA I. Rendimiento y propiedades físicas del aceite esencial de orégano.
En la tabla I se muestra las condiciones, rendimiento y propiedades físicas del aceite esencial obtenido por hidrodestilación. Los valores que se informan son valo- res promedio de las repeticiones.
B.Caracterización química del aceite esencial de orégano
Los resultados que se obtuvieron por
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TABLA II. Componentes químicos del aceite esencial de orégano.
La tabla II muestra los valores de composición química del aceite esencial de orégano.
V.CONCLUSIONES
En este trabajo se realizó la caracterización química por cromatografía de gases del aceite esencial de oré- gano cultivado en el cantón El Empalme, provincia del Guayas - Ecuador; mediante la investigación realizada se pudieron establecer las siguientes conclusiones:
A.En la extracción del aceite esencial de orégano se utilizó el método de hidrodestilación, obteniendo un mayor rendimiento y menor tiempo de destilación; lo que permite mejorar el proceso a nivel industrial.
B.La identificación de los componentes del aceite se realizó por comparación de sus espectros de masas, reportando algunos compuestos polifenólicos consti- tuyendo un amplio grupo de fitoquímicos con diversas propiedades y funciones implicadas en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Además se encontraron com- puestos flavonoides y taninos. Algunos de estos com- puestos aportan pigmentación y otros son antioxidantes.
C.Contiene como compuesto principal al quimioti-
po Carvacrol. Este compuesto permite dar gran valor agregado a esta planta, por su alto porcentaje en masa, que se convierte en posible fuente natural de este terpe- no, y que le otorga múltiples propiedades antioxidantes, microbiológicas y conservantes, recomendando la apli- cación como bioconservador de alimentos, así también como su uso en perfumería y cosmética dados las mu- chas aplicaciones como alternativas que se requieren en la industria.
D.Finalmente se puede evidenciar la fuerte actividad antimicrobiana que poseen estos compuestos químicos dada sus características y a la presencia de compuestos fenólicos (carvacrol, timol, eugenol, etc.). En este senti- do, se señala que el empleo de aceites esenciales podría prolongar y mejorar la vida útil de muchos productos elaborados por diversas tecnologías alimentarias, entre ellos, la congelación. Ésta es una tecnología que suele facilitar la oxidación de los componentes grasos de los alimentos, por lo que la inclusión de aceites esenciales
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podría favorecer la conservabilidad, mantener el sabor habitual de los alimentos y evitar pérdidas nutricionales
REFERENCIAS
[1]J. Bruneton, Farmacognosia. Fitoquímica, Plantas Medicinales, Zaragoza: Acribia, 2001.
[2]N. Rodríguez, « Uso de agentes antimicrobianos naturales en la consevacion de frutas y hortalizas,» Ra Ximhai, vol. VII, pp.
[3]S. Burt, «Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods.,» Int J Food Micro- biol, pp.
[4]J. Gutiérrez, G. Rodríguez, C.
[5]R. Hulankova, G. Borilova y I. Steinhauserova, «Combined antimicrobial effect of oregano essential oil and caprylic acid in minced beef.,» Meat Science, pp.
[6]I.
[7]L. Iturriaga, I. Olabarrieta y I. Maranon, «Antimicro- bial assays of natural extracts and their inhibitory effect against Listeria innocua and fish spoilage bacteria, after incorporation into biopolymer edible films.,» Int J Food Microbiol, pp.
[8]C. Mera, V. Guerrón, S. Sánchez, J. Neira y R. Mo- reno, «Efecto del aceite esencial de orégano (Oreganum Vulgare L.) como agente antimicrobiano en la conser- vación de carne de dos especies de tilapia.,» Nutrición Clínica, Dietética y Hospitalaria, nº 39, pp.
[10]M. Pascual, K. Slowing, E. Carretero, M. Sánchez y A. Villar, « Lippia: Traditional uses, chemistry and pharmacology.,» Ethnopharmacol, pp.
[11]H. Peredo, E. Palou y A. López, «Aceites esencia- les: métodos de extracción,» Temas selectos de ingenie- ría de alimentos, vol. 1, nº 3, pp.
[12]A. Kimbaris y N. D. D. Siatis, «Comparison of dis- tillation and ultrasound - assisted extraction methods for the isolation of sensitive aroma compounds from garlic,» Ultrasonics Sonochemistry, vol. 13, pp.
[13]B. Bayramoglu, S. Shamin y G. Sumnu, «Sol-
[14]M. Golmakani y K. Rezaei, «Comparison of mi-
[15]M. Ortuño, Manual práctico de aceites esenciales, aromas y perfumes, España: Aiyana, 2006.
[16]A. Caldas, «Optimización, Escalamiento y Diseño de una Planta Piloto de Extracción Sólido Líquido,» Universidad de Cuenca , Cuenca, 2012.
[17]M. Méndez, K. Bodero y S. Alvarado, «Biosíntesis de nanopartículas de hierro (FE3O4) en la remidacion de aguas contaminadas,» Universidad, Ciencia y Tecno- logía, vol. 24, nº 96, pp.
[18]J. Sercik, «Detector in gas chromatography,» Jour- nal of Chromatography Library, vol. 4, pp.
[20]J. Bello, Ciencia bromatológica: principios genera-
les de los alimentos, Madrid: Díaz de Santos, 2000. [21]R. Fonnegra y S. Jiménez, «Plantas medicinales aprobadas en Colombia,» Universidad de Antioquia, Medellín, 2007.
[22]N. Davies, «Gas chromatographoic retention indi- ces of monoterpenes and sesquiterpenes on methyl sili- cone and carbowax 20 M. phases.,» Journal of Chroma- tography A, pp.
RESUMEN CURRICULAR
César Mera Mendoza, Ecuatoriano, Magíster en Docencia Universitaria en Universidad César Vallejo de Perú. Ingeniero Agro industrial de la Universidad Técn ica Estatal de Quevedo. Dip lo mado en Docencia Virtual en Po litécnico de Colo mbia. Docente del M inisterio de Educación del Ecuador.