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CARACTERIZACIÓN FISICOQUIMICA DEL ARRAYÁN

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CONTENIDO GENERAL

ARTE I ucción

c s

iones 11

Fracciones

ARTE II ORICO

los Componentes de las Plantas: 13

iales itoquímico, Metabolitos Secundarios: 15

ARTE III O DEL INFORME

mientos Obtenidos de Fracciones Extractables 17

25, Características Fisicoquímicas y

27illa (Endocarpo)

PI.1. Introd 1 I.2. Planteamiento del Problema I.2.1. Antecedentes 3 I.2.2. Justificación 4 1.3.Objetivos e Hipótesis I.3.1. Objetivos 7 I.3.1.1. Objetivo general I.3.1.2. Objetivos específi o I.3.2. Hipótesis 8 I.4.Materiales y Métodos I.4.1. Localización 9 I.4.2. Metodología Experimental 9 I.4.2.1. La Obtención de las Fracciones Extractables I.4.2.2. La Caracterización Fisicoquímica de las Fracc I.4.3. El Manejo de la Investigación I.4.3.1. Obtención del material de Estudio I.4.3.2. Tratamiento y Conservación de las I.4.3.3. Referencia de los Ensayos Normalizados P MARCO TE II.1. Formación de II.1.1. Ceras vegetales II.1.2. Oleorresinas II.1.3. Aceites esenc II.2. Importancia del Tamizaje F P CONTENID III.1 Resultados III.1.1.Rendi III.1.2. Caracterización Fisicoquímica de la Olerresina 19 III.1.3. Caracterización Fisicoquímica de los Concretos y Ceras Refinadas 22 III.1.4. Indices de Calidad de las Ceras Refinadas y Perfil de Acidos Grasos (Cromatografías) III.1.5. Rendimiento de Extracción Cromatografías del Aceite Esencial III.1.6. Propiedades Nutricionales de la Sem 28


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III.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS

de Concretos 29leorresina

cretos 31

ndices de Calidad de los Concretos 32

dimiento y Propiedades Fisicoquímicas 33

isis Proximal de la Semilla o Endocarpo

ARTE IV CLUSIONES 35

NES GRÁFICAS

za

GLOSARIO

III.2.1. Evaluación de la Extracción III.2.2. Evaluación del Tamizaje Fitoquímico a la O 31 III.2.3. Evaluación de las Propiedades Fisicoquímicas a los Con y Ceras Refinadas III.2.4. Evaluación de los Í y Ceras Refinadas III.2.5. Evaluación del Ren del Aceite Esencial III.2.6. Evaluación del Anál 33 P IV.1 CON IV.2 RECOMENDACIO 36 IV.3. REFERENCIAS BIBLIO 37 IV.4. ANEXOS 40 IV.4.1. ANEXO 1: Resultados de las Cromatografías de Gases 40 IV.4.1. ANEXO 2: Resultados de Análisis Proximal 46 IV.4.1. ANEXO 3: Resultados del Análisis de Varian 48

-ABSOLUTO esencias que se obtienen a partir de los concretos o de los

-ACEITE r aromático que se

resinoides. Estos últimos se lavan varias veces con alcohol, después las soluciones liquidas se glasean (cristalizan) y filtran para separar las ceras y finalmente se concentran por rotaevaporación a presión reducida para separar el alcohol, se le denomina también “esencia absoluta”. o esencia, sustancias volátiles de carácte


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ESENCIAL

- ALCOHOLATURO lica de las plantas

- ARBUSTO con ramas desde

- BAYA n el endocarpo y mesocarpo carnoso y con varias

-COLUTORIO zado en enjuagues o gargarismos, con

-CONCRETO tras la extracción

-DIÓICA femeninas están en pies

- DRUPA ricarpio carnoso que tiene un solo hueso. OGO

A elaboraciones de

-MACERACION e consiste en sumergir una planta o sección de ella

-METABOLITO le(s) del

OLEORRESINA to de la

PLANTA AL

o varias partes de ésta,

PRINCIPIO etabolito secundario aquella molécula responsable del efecto

-RIZOMA ot. tallo rastrero o subterráneo que suele crecer

-SIMBIOSIS os sacan

extraen de las plantas, principalmente mediante destilación por arrastre con vapor o por expresión en frío. producto obtenido por maceración alcohófrescas con alcohol de alto grado o absoluto. bot. Planta leñosa de dimensiones modestas,la base. fruto cosemillas menudas. medicamento utiliaplicación en la cavidad oral o en la faringe. es el producto sólido o semisólido obtenidosde los principios activos de ciertas materias primas de origen vegetal, mediante el uso de solventes volátiles (hexano, benceno, etc). Es una mezcla pastosa sólida de moléculas odoríferas, ceras y pigmentos, llamado resinoide cuando proviene del tratamiento de raíces, granos, musgos,, bálsamos, gomas, resinas, etc., y concreto cuando proviene más específicamente de las flores y frutos bot. Especie cuyas flores masculinas yseparados, es decir, cada planta tiene todas las flores de un solo sexo. bot. Pe

-EMENAG agente que produce o regulariza la menstruación.-EXTRACTO producto de transformación de los simples. -FITOTERAPI terapéutica mediante plantas medicinales o

las mismas. operación quen un solvente para extraer de esta las partes solubles. o principio activo son aquella(s) molécula(s) responsab

SECUNDARIO efecto terapéutico comprobado que una planta medicinal o aromática posea. En general casi todos los principios activos provienen del metabolismo secundario de las plantas. extractos de especia, que se obtienen por tratamiensección de la planta seca o fresca con solventes. Los solventes empleados son eliminados casi completamente por procesos posteriores de destilación al vacío alternando evaporaciones, recuperaciones y reciclados inclusive. bot. Cualquier Planta que posea en una

MEDICIN sustancias que pueden ser utilizadas con finalidad terapéutica o que sean punto de partida para la síntesis de productos químicos y fármacos.

ACTIVO mterapéutico comprobado que una planta medicinal o aromática posea. bhorizontalmente y tener escamas, que representan las hojas. Por arriba origina tallos normales y por debajo raíces. bot. asociación de organismos diferentes en la que est


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provecho de la vida en común.

RESUMEN

La presente investigación reporta los resultados obtenidos al evaluar un conjunto de

es anteriores refieren ampliamente el hábitat de este género de arbusto

e las fracciones extractables presentes en el fruto según el lote, solvente y secuencia empleada,

propiedades físicas y químicas consideradas de importancia su determinación para caracterizar las fracciones extractables del fruto (drupa) del arbusto silvestre denominado Palo de Arrayán o Palo de Cera o palo de cera de San Pascual (Myrica cerífera L). La investigación se realizó en la Sección de Química Industrial del Centro de Investigaciones de Ingeniería de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Informdenominado Myrica cerífera en la región Mesoamericana y específicamente en Guatemala en el altiplano. Así también el aprovechamiento artesanal que se ha tenido de la cera cruda obtenida e identificada técnicamente como un “concreto”. Los hallazgos principales de este trabajo de investigación incluyeron:

a) Establecer los rendimientos y proporciones d


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b) Identificar los tipos de metabolitos secundarios presentes en la oleorresina de cada lote mediante un análisis de tamizaje fitoquímico,

c) Determinar los constituyentes volátiles en el aceite esencial y el perfil de ácidos grasos, así como los índices de calidad relevantes en la cera y oleorresina.

Lo cera está principalmente

rmada por los ácidos mirístico y palmítico. El tamizaje fitoquímico realizado a la

eterminación normalizada de propiedades fisicoquímicas principales, así como se

e los resultados obtenidos se concluyó que el potencial aprovechamiento e cada una de las fracciones extractables se sustentan en los contenidos identificados y

es viable su

s estudios farmacológicos que

s aprovechable como complemento nutricional en la alimentación de

d) Realizar el análisis proximal de la semilla del fruto.

s resultados reportados indicaron que, la fracción defooleorresina reveló que de las treinta y dos familias de metabolitos secundarios evaluados se identificaron veinticuatro. Los componentes volátiles identificados en el aceite esencial fueron α-pineno y β-cariofileno. El análisis proximal de la semilla del fruto del Arrayán reportó principalmente alto contenido en fibra cruda y bajo en proteína y grasa. La caracterización fisicoquímica del concreto y cera refinada fue realizada mediante la drealizó el perfil de calidad de esta mediante la evaluación de los índices para grasas más importantes. Del análisis ddque orientara este en forma significativa a las comunidades del área rural que disponen de este arbusto silvestre cerca de sus comunidades de la manera siguiente: 1.-Como materia prima para elaboración de productos grasos tales como candelas, jabón, base de ungüentos, películas protectoras de frutos. Enfatizando queuso como un concreto completo y en su forma refinada. 2.-El aprovechamiento de la oleorresina basado en los metabolitos identificados orienta su aprovechamiento como planta medicinal mediante lose impulsen. -El uso que puede darse también a la semilla después de eliminar la oleorresina y el triglicérido eespecies avícolas y porcinas.


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PARTE I

1.1INTRO UCCIÓN D

La existencia de la hum ligada a su medio ambiente, específicamente a los vegetales, los cuales le han proporcionado alimento, vivienda, vestido

rotagonizar un papel importante en los ciclos biológicos, las plantas son dispensables para la supervivencia de los humanos. La información resultado de la

ala es un país con una abundante biodiversidad y ha utilizado los árboles plantas ceríferas tales como el Arrayán (Myrica cerífera L) como fuente de materiales ombu

anidad está fuertemente

, y con énfasis recursos para mantenerse saludable. El reino vegetal es factor decisivo en el desarrollo social y económico de los humanos. El conocimiento y utilización del recurso renovable que brinda el mundo vegetal es razón plena para su investigación en diversos aspectos que mejoren su aprovechamiento en forma sostenible. Al pininvestigación de materiales vegetales redunda en la comprensión de la fisiología de las plantas y se logra un mejor aprovechamiento de sus partes con fines científicos y tecnológicos. Guatemyc stibles para propósitos de iluminación, utilizándose principalmente en ritos religiosos y altares domésticos y para la iluminación doméstica. Dichas candelas son un artículo común en los mercados artesanales, particularmente en el altiplano. La cera de Arrayán ha sido utilizada también para pulir cuero y se tienen referencias de su


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uso para jabonería. El fruto del Arrayán (Myrica cerífera L.) actualmente en nuestro país está siendo procesada su cera cruda por parte de una organización denominada Proyecto Ecológico Quetzal. Por sus propiedades medicinales también se le encuentra uso ya que hay

ferencia de su utilidad para gargarismos o colutorio en el tratamiento del resfrío y

ién de fuente alimenticia de variedad de pájaros y en la excreta de ellos se elimina la semilla viable la cual germina con facilidad. Las raíces

El proyecto realizado y que se presenta en este informe, versa sobre laaracterización de las fracciones extractables identificadas en la fruta o drupa del

idos se les evaluó sus propiedades físicas y se procedió a alizar en la fracción extractable denominada “oleorresina o absoluto” un tamizaje

fitoquí

retambién para reducir los períodos menstruales o emenagogo usándose como duchas vaginales. Se menciona también sus propiedades repelentes sobre las moscas y las cucarachas mediante la colocación de pequeñas ramas en los ambientes de las viviendas o dentro de los roperos o en gavetas.

El fruto del arrayán sirve tamb

del arbusto del Arrayán poseen rizomas con la particularidad de fijar nitrógeno atmosférico al igual que las leguminosas por lo que ayuda en la recuperación de la fertilidad de los suelos. Tres factores refieren al Arrayán por sus excelentes características ornamentales: Su alta densidad de follaje permanentemente verde; su rápido crecimiento y su buena respuesta a la poda.

cArrayán, material colectado de arbustos silvestres de dos Departamentos de la Republica de Guatemala como lo son Baja Verapaz y el Progreso. Para la realización de este proyecto se propuso obtener las fracciones extractables denominados “concretos” mediante tres medios extractivos como lo son etanol, hexano y agua y se evaluó la diferencia significativa de los resultados obtenidos mediante un diseño experimental factorial totalmente al azar.

A los concretos obtenre

mico para identificar las familias de metabolitos secundarios presentes. Con la cera se realizó el proceso de blanqueo y se determinaron sus índices de calidad físicos y químicos como material graso. También se identificaron los ácidos grasos presentes en la cera mediante cromatografía de gases.


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Al aceite esencial se le realizó cromatografías en capa fina para establecer el número de componentes volátiles e identificarlos posteriormente por cromatografía de gases. Con la semilla que queda al eliminar la porción de las drupas del Arrayán se le realizó un análisis proximal para evaluar su potencialidad nutricional en esta porción. Este proyecto al haberse concluido permite disponer de información técnica de importancia para el aprovechamiento de este arbusto silvestre y el desarrollo de una agroindustria del cultivo del fruto del arrayán de manera mas efectiva y que permita a las comunidades de la región del altiplano guatemalteco utilizar los componentes presentes en el fruto.

Figura 1.1.1 Arbusto de Arrayán de la finca “Los Cimientos” Departamento. de Baja Verapaz lugar donde se recolectó el muestreo del Lote 2.


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1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1. ANTECEDENTES La familia Myricaceae abarca cerca de 150 géneros de Myrica y las 74 especies de éstos están altamente distribuidas en regiones tropicales, templadas. Existe referencia de su primer cultivo en 1699, el Palo de Cera es un arbusto aromático o pequeño árbol que puede crecer hasta aproximadamente 7 u ocho metros. Sus hojas permanecen siempre verdes, su distribución es alternada y simple, olor fragante, las hojas son dentadas, lobuladas, dotadas de resina, usualmente sin estípulas. Las flores pequeñas monoicas y dioicas, amentos globulares u oblongos, flores solitarias en la bractea, no posee periantos, flor estaminífera, usualmente de 4 a 8 estambres insertados en el receptáculo, filamentos cortos distinguibles poco unidos o muy poco unidos, anteras ovoideas, células longitudinales dehiscentes, flor con pistilo de una sola célula ovárica subtendida por 2 u 8 brácteas, óvulo solitario, ortóptero, estilo muy corto, los dos estigmas lineales, frutos o drupas pequeños, con exocarpo ceroso, semilla simple endocarpo duro, cotiledón plano convexo.

FIGURA 1.2.1 Detalles morfológicos del arrayán (Myrica cerífera L) en el que se observan hoja, tallo arbusto total, detalle de la corteza, floración y frutos.

El género Myrica L cuenta con tres especies principales las cuales son: Myrica cerífera, Myrica lindeliana y Myrica pringlei. Su distinción se basa, fundamentalmente, en la presentación de las hojas. Así la cerífera presenta hojas agudas a gran acuminado, dentadas en forma sinuosa o subenteras, con hojas obtusas o muy obtusas. La lindeliana presenta hojas oblongas-oblonceadas, de 5 a 11 cm de longitud, conspicuamente dentadas o aserradas en toda su longitud. Y finalmente la pringlei presenta hojas ovaladas de 2 a 4 cm


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de longitud enteras o sinuosamente dentadas. La cosecha de fruto de arrayán por arbusto se estima rinde entre 5 a 10 libras de cera obtenida por fusión. Distribuida ampliamente la M. Cerífera principalmente en bosques de coníferas, pero también en sabanas desde el nivel del mar hasta los 2,500 metros. Se ubica en Alta y Baja Verapaz; Izabal; Zacapa; Chiquimula; Jalapa; Guatemala; Escuintla; Sacatepéquez; Chimaltenango; Quetzaltenango; Quiche; Huehuetenango. Las especies mexicanas y Centroamericanas son dificiles de delimitar, incluso se podría referir como “especies mesoamericanas”. Información complementaria de la especie denominada Palo de Arrayán es la siguiente: Abreviación MYRCER, sinónimos: Gua-ut (kekchí), Chac olol(chiapas), Morella cerífera, Cerothamnus cerífera, cerothamnus pumilus, Myrica carolinensis, Myrica pusilla, Myrica mexicana. Nombres comunes: Palo de Cera, Palo de Cera de San Pascual, Palo Cerero, Candleberry, Waxmyrtle, Bayberry. Figura 1.2.2 detalle de la morfología de la flor

del Arrayán (Myrica cerífera L) Al proponernos evaluar los aspectos relacionados con la composición del fruto del arrayán, se orientó el estudio a la caracterización e identificación de las llamadas “fracciones extractables” presentes en el mismo. El porque denominarlas así, es resultado de las técnicas básicas utilizadas al procesar materiales vegetales a partir de seleccionar solventes que sean efectivos en su capacidad extractiva según anteriores investigaciones referidas. Al identificar las partes presentes en el fruto del Arrayán la identificación taxonómica lo refiere como constituido por pequeños gránulos o carpelos recubiertos de material ceroso. Así posterior a procurar un secamiento a la sombra que evita el exceso de humedad y que reduce el crecimiento de hongos y la presencia de insectos, y después de separar el cáliz que sostiene al fruto mediante un procedimiento de molienda este permite liberar la frutilla (mesocarpo) de la semilla. Dicha frutilla llamada así al material que recubre la semilla (endocarpo) y que en general consiste de corpúsculos compactados o carpelos compuestos de material céreo o graso, almidones, azucares y un conjunto de metabolitos secundarios. Tanto las hojas, la corteza y la fruta han sido aprovechadas para propósitos medicinales. Existe referencia que en América del Norte desde 1699 se ha cultivado esta planta para propósitos farmacológicos. 1.2.2. JUSTIFICACIÓN: A partir de 1995 y como respuesta a las convocatorias para realizar proyectos de investigación que realiza el CONCYT y DIGI, y aprovechando la infraestructura que brinda


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la Planta Piloto de Extracción donada en 1989 por el PNUD, La Sección de Química Industrial del Centro de Investigaciones de Ingeniería –CII/USAC- inicia una serie de proyectos de investigación y que a la fecha se continúan en el campo de los extractos vegetales. Estos proyectos abarcan en su estudio la factibilidad en la extracción a nivel de planta piloto y/o laboratorio, la caracterización fisicoquímica de las fracciones extractables de varias especies vegetales con propiedades farmacológicas y de aprovechamiento agroindustrial El propósito principal de estos proyectos de investigación es el disponer de información

cnica que ha venido a enriquecer la fuente de consulta para aquellos sectores interesados

osmética (aromas), química (ceras, taninos) y farmacéutica

la

os para evaluar la calidad y productividad de un cultivo e plantas medicinales o aromáticas esta determinado por las características siguientes:

tivar),

y refinamiento). La últi rimario adecuado y que

s secciones de la planta constituyen en sí el producto (hojas, corteza, flores, frutos, etc.,

téen el desarrollo factible de sistemas productivos tanto en el campo de los productos de la medicina alternativa, así como en la pequeña y mediana empresa de productos no tradicionales de Guatemala. Las plantas medicinales y aromáticas son materia prima para la industria de alimentos (saborizantes, colorantes), c(fitoterapeúticos) y por lo tanto se precisa de información básica de la materia prima para su aprovisionamiento en términos de calidad, cantidad y disponibilidad. Esta información le permitirá a una industria sea cual fuere el sector, realizar su manufactura, basados en el contenido de principios activos de interés particular como lo son: aceites esenciales, oleorresinas, ceras, aceites fijos, etc. En los principios activos es donde radica la importancia de orientar búsqueda de materias primas vegetales y basados en el rendimiento de las fracciones extractables y los componentes presentes identificados por el “tamizaje (screening) fitoquímico”la evaluación de su aprovechamiento. La diferencia entre un cultivo o recolección silvestre de plantas medicinales o aromáticas (% principio/área del cultivar) y un cultivo tradicional (% de biomasa/área del cultivar), esta basado principalmente en los criterios para evaluar calidad y productividad entre estos dos tipos.

Figur

Esto permite enfatizar que los criteri

a 1.2.3 Detalle de la morfología del fruto o drupa del Arrayán ( Myrica cerífera L)

d- genético (origen de la planta), - ontogenésico (desarrollo de la planta), - ambiental (condiciones del cul- poscosecha (beneficio primario) y - procesamiento industrial (extracción

ma etapa mencionada plantea que procede de un beneficio pla


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deshidratadas y molidas), o bien, al planificar la presentación del fitofármaco en la concentración del principio activo (ejemplo alcaloides) si este debe aumentarse o es necesario que el componente principal debe purificarse plenamente para aprovechar su uso (ejemplo ceras, taninos), es entonces que debe recurrirse a los “extractos o fracciones extractables”, los cuales se pueden clasificar en extracciones sólido-líquido, obtenidos ya sea por maceración o percolación con agua, soluciones alcalinas o ácidas, con solventes polares próticos o apróticos o con solventes no polares. Esto genera productos de extracción denominados aceites esenciales, aceites fijos secantes o no secantes, grasas, ceras, concretos, oleorresinas, resinoides o absolutos. Los procesos de extracción son variados y la destilación es talvez el más elegante, ya que se

ndamenta en el principio de la evaporación y posterior condensación del volátil

rdadera transición a la industrialización de los

s acciones extractables del fruto o drupa del arrayán previamente secado, utilizando

fupermitiendo la obtención y purificación por ejemplo de los aceites esenciales. También la técnica de expresión en frío y/o caliente ha quedado reservada para la obtención de aceites esenciales de hesperidios (cítricos), aunque su uso se extiende para las otras fracciones extractables (oleorresinas, aceites fijos). De manera que la obtención de las fracciones extractables de las secciones de las plantas medicinales y aromáticas permite la veprincipios activos que serán el componente principal en el fitofármaco o producto en general a ser manufacturado de dichos extractos. Así que la evaluación de esta vía de procesamiento, brinda una apertura mayor al valor de las plantas medicinales y aromáticas, pues esta formulándose y utilizándose con base al contenido del principio activo deseado. En el proyecto de investigación realizado se propuso realizar las extracciones de lafrtécnicas de maceración dinámica a nivel de laboratorio y usando los solventes hexano, etanol y agua para la obtención de los concretos. Así también la técnica para la extracción de los aceites esenciales fue la destilación por arrastre con vapor con solvente de captura de hexanos el método de obtención a nivel de planta piloto de extracción. De esta manera se pudo obtener fracciones extractables (concretos, oleorresinas y aceites esenciales) y residuos de extracción (semilla, frutilla agotada) como componentes del fruto del arrayán recolectados de dos localizaciones silvestres distintas y sujetas a comparación mediante su caracterización fisicoquímica mediante técnicas analíticas diversas (cromatografía, refractometría, Kjeldhal, volumetría redox, viscosidad, etc).


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1.3 OBJETIVOS E HIPÓTESIS

1.3.1.1. OBJETIVO GENERAL:

cada una de las fracciones extractables del fruto del alo de cera, o palo de San Juan o Arrayán (Myrica cerífera L) y determinar las

.3.1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

miento de las fracciones extractables del fruto o drupa del Arrayán consistente en los concretos obtenidos por maceración

1.3.1.2.2. del aceite esencial del fruto o drupa del

Arrayán obtenido por destilación por arrastre con vapor y captura con solvente

1.3.1.2.3.

Tamizaje (screening) Fitoquímico a las oleorresinas obtenida de los concretos

1.3.1.2.4. aracterización fisicoquímica de los

concretos obtenidos por maceración con hexanos, etanol y agua y de la cera

1.3.1.2.5. s a la cera

blanqueada y al aceite esencial obtenidos de cada una de las fuentes de fruta

1.3.1.2.6. obtenidos del análisis proximal realizado a la semilla

(endocarpo) de cada una de las fuentes de fruta silvestre recolectada.

Evaluar el grado de rendimiento depcaracterísticas fisicoquímicas de dichas fracciones utilizando dos fuentes de material silvestre recolectado de las regiones de Baja Verapaz y El Progreso de Guatemala. 1 1.3.1.2.1. Realizar la extracción y rendi

dinámica con hexanos, etanol y agua.

Realizar la extracción y rendimiento

de hexanos de cada una de las fuentes recolectadas de fruto silvestre de Arrayán.

Determinar las familias de metabolitos secundarios obtenidos mediante

por maceración con hexanos, etanol y agua de cada una de las fuentes recolectadas de fruto silvestre de Arrayán.

Evaluar los resultados obtenidos de la c

blanqueada de cada una de las fuentes recolectadas de fruta silvestre.

Evaluar los resultados obtenidos del análisis por cromatografía de gase

silvestre recolectada.

Evaluar los resultados


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.3.1.3. HIPÓTESIS DE TRABAJO:

a caracterización fisicoquímica de las fracciones xtractables del fruto o drupa del Arrayán y establecer si existen diferencias significativas

.3.1.4. HIPÓTESIS ESTADÍSTICA:

significativa en los diferentes tipos de extracción e concreto a agotamiento de cada lote de fruto silvestre recolectado respecto al solvente

ipótesis Alternativa (H1): si existe diferencia significativa en los diferentes tipos de xtracción de concreto a agotamiento de cada lote de fruto silvestre recolectado respecto al

1 Es posible evaluar el rendimiento y leo no entre los resultados obtenidos de las dos fuentes de fruto silvestre recolectado. 1 Hipótesis Nula (H0): no existe diferenciadutilizado. Hesolvente utilizado.


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1.4 MATERIALES Y METODOS

.4.1 LOCALIZACION:

proyecto de investigación se ejecutó en la Universidad de San arlos de Guatemala en los laboratorios siguientes:

Ingeniería.

l Centro de Investigaciones de Ingeniería. uímicas y

el apoyo y la colaboración de laboratorios nacionales y privados siguientes: .4.1.5. Laboratorio Nacional de Salud “LNS” de la Dirección de Regulación,

.4.2 METODOLOGIA EXPERIMENTAL

actables: La primera etapa realizada consistió en el diseño de un proceso de extracción para

contiene tanto la oleorresina, el

tinuas se pudo obtener en cada corrida oncretos correspondientes a cada uno de los solventes –agua, hexano, etanol- utilizados

1 La realización del C1.4.1.1. Laboratorio de Ensayos Fisicoquímicos de la Sección de Química Industrial del Centro de Investigaciones de 1.4.1.2. Laboratorio de Química del Área de Química de la Escuela de Ingeniería Química. 1.4.1.3. Planta Piloto de Extracción de Destilación de la Sección de Química Industrial de1.4.1.4. Unidad de Análisis Instrumental de la Facultad de Ciencias Q farmacia.

Se contó con 1 Vigilancia y Control de la Salud. 1.4.1.6. Laboratorio de Investigación y desarrollo de la fábrica de candelas “XANADU”. 1.4.1.7. Laboratorio Privado de Investigación y Análisis “INLASA”.

1 1.4.2.1. La Obtención de las Fracciones Extr la obtención de los “concretos”, fracción extractable queaceite esencial, así como, la fracción cerosa. Para eso se planificó el realizar maceraciones dinámicas mediante la técnica Soxleth las que permiten mediante extracciones sucesivas con solvente puro el agotamiento del extracto. Una componente que incluyo dicho diseño fue el de promover el agotamiento total de las fracciones del fruto del Arrayán mediante el uso de tres solventes en secuencia sucesiva, los que extraerían la totalidad de componentes solubles en estos. Así al final solo queda el mesocarpo agotado consistente principalmente de almidones, fibra cruda y el endocarpo (semilla). Del proceso de maceraciones dinámicas concalternadamente, y determinando el peso residual de la fruta agotándose se pudo conocer el rendimiento de agotamiento sucesivo y la cantidad de mesocarpo residual y semilla. El diseño de extracciones sucesivas se planifico mediante un diseño experimental completamente al azar con un arreglo combinatorio, aplicando un experimento bifactorial con tres tipos de solvente y dos lotes de fruto o drupa recolectado, resultando en doce tratamientos diferentes con tres repeticiones cada uno, para hacer un total de 36 experimentos.


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Los resultados obtenidos fueron evaluados mediante el modelo estadístico de nálisis de varianza mediante el uso del programa estadístico SAS y se comprobaron los

o establecer diferencias significativas o no mediante el nálisis de los promedios de los tratamientos y realizar el análisis de varianza en función de

ractables:

nsistentes en a oleorresina, la cera refinada, el aceite esencial y la semilla de cada lote de

fruto r

a) Consistencia: Penetración y Dureza. e

a (flash point).

léctrica. 1.4.2.2.2.- Pruebas o ensayos Químicos a oleorresina, concreto y cera refinada:

a) Índices de saponificación, yodo, peróxido, acidez, esteres.

1.4 al aceite esencial:

a) Densidad

rpenoides presentes (cromatografía).

1.4.) Proteína

da s

ratos

aresultados bajo la prueba de Tukey. De los datos obtenidos se pudalos factores lote y solvente y las interacciones de dichos factores. 1.4.2.2. La Caracterización Fisicoquímica de las Fracciones Ext

Se logro realizar una caracterización entre las fracciones extractables colos concretos, l

ecolectado y mediante técnicas analíticas seleccionadas tanto para pruebas físicas como para pruebas químicas. Los ensayos de cada grupo se describen a continuación: 1.4.2.2.1.- Pruebas o ensayos físicos a concretos y/o cera refinada:

b) Temperaturas críticas: Temperatura de fusión, temperatura d reblandecimiento y de flasheo de llamc) Índices de refracción a diferentes temperaturas. d) Viscosidad a diferentes temperaturas. e) Densidad. f) Color (porcentaje de reflectancia). g) Rigidez die

b) Equivalente de saponificación, Porcentaje de ácidos libres. c) Perfil de ácidos grasos (cromatografía).

.2.2.3.- Pruebas o ensayos Físicos y Químicos

b) Índice de refracción c) Perfil de te

2.2.4.- Análisis proximal al endocarpo (semilla): ab) Grasa c) Fibra Crud) Cenizae) Humedad f) Carbohid


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.4.3.- EL MANEJO DE LA INVESTIGACION:

.4.3.1. Obtención del Material de Estudio: ación se seleccionó basado en

recolectar fruto de Arrayán de la época de maduración de fruto en Guatemala que a enero del 2002. Las regiones que se

uras

tinuación la ubicación y características de las regiones e donde se obtuvo la materia prima de estudio:.

1

cús y Sierra de las Minas. Coordenadas del muestreo

90º 07´, LATITUD 14º 55´,

desarrollados sobre esquistos a elevaciones medianas. meda y montano bajo húmedo.

ácter del clima semicálido ; variación de la

estación

1.4.3.1

en el Km 145 de la carretera a Cobán, Alta Verapaz. del muestreo:

desarrollados sobre serpentinita y rocas asociadas a

: subtropical muy húmeda y montano bajo húmedo.

o benigno; humedad semiseco con vegetación natural nida.

1.4.3.2

a obtención de las fracciones extractables comprendió tratamientos de separación de los en primer lugar

e ser extraídas como un “concreto” o sea una mezcla agotada de cera, oleorresina y aceite

1 1

El material utilizado para el proyecto de caracteriz

corresponde a los meses de agosto del 2001 escogieron para recolectar fueron en base a la disponibilidad y que se ubican a altsobre el nivel del mar distintas.

De manera que se describe a cond

.4.3.1.1 LOTE 1 Bosque natural silvestre entre Sierra de Chua

LONGITUD ALTITUD 2000-2499 msnm 1.-Génesis de suelos: suelos2.-Zona de vida vegetal subtropical muy hú3.-Climatología: (B´b´Br ) Cartemperatura con invierno benigno; humedad húmedo con vegetación natural característica de bosque de confieras y encinos; distribución de la lluvia sinseca bien definida. .2. LOTE 2 Bosque natural silvestre de la Finca los Cimientos, Aldea Matanzas, San jerónimo, Baja Verapaz, desvío CoordenadasLONGITUD 90º 15´, LATITUD 15º 07´ ALTITUD 1730 msnm 1.-Génesis de suelos: suelos elevaciones medianas. 2.-Zonas de vida vegetal3.- Climatología: (B´b´Cr) Carácter del clima semicálido; variación de la temperatura con invierncaracterística de pastizales; distribución de la lluvia sin estación seca bien defi

. Tratamientos y Conservación de las Fracciones Extractables:

Lconcretos obtenidos para el caso de las oleorresinas las cuales requirierondesencial disuelta mediante el uso de cada solvente de maceración.


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Para la separación del solvente se realiza mediante rotaevaporación al vacío y temperatura

enores de 40º C y los concretos obtenidos se les separa la cera mediante redisolverlos en tanol absoluto y mediante enfriamiento (crioseparación) utilizando en principio mezclas igoríficas de hielo y sal común (3:1) con lo que se obtenía un descenso de la temperatura

leorresina). Mediante este procedimiento se estableció la proporción de cera y oleorresina

Las oleorresinas se utilizaron para la realización del tamizaje fitoquímico utilizando el entos de

Tecnología de Productos Fitoterapeúticos.

cial recuperado para utilizarse en la

illa entera completamente limpia.

mefra -20ºC, así la separación de la cera solidificada se logro nediante filtración inmediata. La cera obtenida se refinaba utilizando mezclas al 10% de carbón activado y seguidamente tierras silicaceas como absorbentes adicionales y se eliminó a baja temperatura el solvente residual utilizando un horno de vacío adquirido a través del proyecto (*). Las ceras refinadas obtenidas se utilizaron para la caracterización fisicoquímica consistente en los análisis normalizados ASTM y COGUANOR.

La solución de oleorresina etanólica se rotaevaporó al vacío y se obtuvo el absoluto

(o

constituyentes de los concretos originalmente extraídos con solventes respectivos.

método recomendado por el Dr. Nikolai Sharapin descrito en el libro: Fundam

Con el aceite esencial se extrajo de forma especifica debido a su volatilidad mediante destilación por arrastre con vapor a nivel de planta piloto y fue utilizado hexano como solvente de captura para posteriormente rotaevaporar el solvente y recuperar el extracto

olátil obtenido y disponer del aceite esenvcaracterización fisicoquímica respectiva. Para la realización del análisis proximal de la semilla (endocarpo) del fruto del Arrayán se procedió a realizar una separación mecánica utilizándose una licuadora a la cual se le elimino el filo a las aspas permitiendo realizar el friccionamiento que permitió separar la

utilla completa (mesocarpo) y dejar la semfrPosteriormente se utilizó dicha semilla para realizar el análisis proximal normalizado por AOAC –Asociation of Oil Analytical Chemistry-.

(*) Horno de Vacio marca VWR, cámara de 1 pie cúbico y bomba de vacio marca GAST de 1/6 HP.


20

PARTE II

MARCO TEÓRICO

.1. FORMACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LAS PLANTAS:

Los procesos de síntesis d icos de las plantas empiezan en toma lugar en la omo un resultado

s paredes

El ácido mirísti

tes de hidrógeno entre los grupos

yo stria de condimentos y los que poseen propiedades odoríferas cuyo

II

e los componentes químlos cloroplastos de su estructura celular. La biosíntesis de metabolitos élula viva; por ejemplo los taninos y pigmentos se originan en la planta cc

de reacciones de condensación entre fenoles y unidades de lignina simple C6-C3. II.1.1. Ceras vegetales:

De acuerdo a su origen en una planta, las paredes de celulosa están divididas en cinco grupos: 1) paredes lignocelulósicas; 2) paredes de celulosa protectiva; 3) mucílagos

as; 4) Paredes de reserva celulósica; y 5) minerales de lade las paredes celulósiccelulósicas. Así los protectores de las paredes celulósicas están compuestos de mezclas de lignocelulosa, aceites y ceras, y frecuentemente contienen resinas y otros metabolitos. También granos de almidón constituyen componentes de reserva mientras la cera exuda por sus bordes formando gránulos o barras. Los componentes de la cera consisten principalmente de alquilesteres producidos por la esterificación de alcoholes de peso molecular alto con ácidos grasos de la serie etanoidea (C2). Los esteres están comúnmente acompañados por alcoholes libres o ácidos libres, además de residuos finales de hidrocarburos de muy alto peso molecular.

Los ácidos grasos en las plantas se clasifican como estructuras de ácidos

monocarboxílicos de número par pueden ser saturadas (serie esteárica) o monoinsaturados (serie oleica) o poliinsaturados (series linoleica, linolénica o araquidónica).

co, C14H28O2 (p.f. 54.4°C ; Índice de refracción 1.4308), es un compuesto inodoro, cristalino y es el primer constituyentes de la serie de ácidos grasos tiene una característica apariencia cerosa. Este constituye el principal ácido de los concretos vegetales. El ácido palmítico C16H32O2 (p.f. 62.6°C, índice de refracción 1.4309), es un sólido ceroso que es soluble en etanol caliente, como el ácido mirístico; al enfriarse cristaliza la solución etanólica como agujas y en gránulos perlados cuando esta extremadamente puro. El ácido palmítico abunda más en la naturaleza que otros ácidos grasos.

Las celdas cristalinas de los ácidos mirístico, palmítico, esteárico etc., son

prismáticos monoclínico y contienen cuatro moléculas. En el estado líquido hay evidencia que estos ácidos están asociados en dobles moléculas por puen

carboxilo. Es de notar que cuando un ácido graso se mezcla con otro el punto de fusión de la mezcla es menor que el del ácido de más bajo punto de fusión (eutéctico.) II.1.2. Oleorresinas:

Considerados en principio como materia resinosa se puede clasificar la mezcla de etabolitos secundarios por su uso como especias por ser sustancias soporíferas y cum

empleo es en la induempleo principal es la industria de perfumes. Otra clasificación que pudiera dársele es por sus propiedades farmacológicas que es muy diversa.


21

También existen pigmentos en la composición de la oleorresina clasificados en

familias de metabolitos como los carotenoides y son parte de la fracción insaponificables de grasas y ceras. Los esteroles comprenden uno de los mas interesantes grupos de los constit

as similares. Las resinas naturales aparecen como exudaciones en las partes de la planta donde se presentan, y como tales están

46°C -60°C; el índice de refracción reportado de 1.4360-1.4363 a 80°C; índice de acidez de 2.5. El índice de yod

iarrea y la ictericia. En la disentería el concreto es utilizado como remedio en la forma de polvos. El concreto de Myrica

n con vapor de gua y se separan de la materia vegetal por destilación con arrastre por vapor. Se les conoce

bién . Están constituidos por hidrocarburos, alcoholes, éteres,

uyentes de lípidos o ceras naturales. Estos son alcoholes que poseen una estructura cíclica de cuatro anillos derivados del ciclopentanofenantreno. Los esteroles que existen en las plantas superiores son conocidos como fitosteroles

Las oleorresinas o resinas forman un grupo de sustancia de muy compleja y variable

composición química, pero tienen características físic

frecuentemente asociados con los aceites y las ceras, constituyendo las ceras crudas, “concretos o resinoides”. Existen clasificaciones que enfatizan la presencia de algún metabolito presente como resinoles (resinas de alcoholes, resinas ácidas, etcétera. Incluso en los resinoles de estructura triterpénica o de naturaleza sesquiterpénica son mas líquidas las oleorresinas. También si incluyen taninos se les ha denominado resino-taninoles. El índice de saponificación de resinas oscila desde 21 hasta 227.

Referencias bibliográficas acerca de concretos de Myricaceas (carolinensis) refieren

una densidad alrededor de 0.975-1.098 a 25°C; un punto de fusión entre

o entre 1.03-3.9 y un índice de saponificación de205-217. Las ceras de Myricacea tiene alusión dentro de la medicina etnobotánica mexicana,

la cual es utilizada por los indígenas para el tratamiento de la d

cea algunas veces es sustituto de la cera de abejas en la elaboración de emplastos por los boticarios. El principal uso del concreto de Myricacea en Sudáfrica y Norteamérica es en la manufactura de candelas de muy alta calidad y para el revestimiento de las mechas de candelas. Candelas muy decorativas para navidad y otras festividades son elaboradas de esta concreto actualmente. Las candelas de concreto de “bayberry” emiten un olor fragante resultado de la volatilización y combustión simultánea de la oleorresina con la cera. Aunque la luz es menos brillante debido a la combustión limitada por la oleorresina. Las ceras de Myricacea rinden un jabón de espléndida calidad de color blanco. II.1.3. Aceites esenciales: Los componentes olorosos o fragantes de las plantas se volatilizaacomo aceites volátiles tamaldehídos, cetonas y lactonas. En los exudados de resinas de confieras, y en los aceites esenciales de los frutos cítricos y Eucalipto, abundan especialmente hidrocarburos alicíclicos de la composición C10H16 identificados como monoterpenos (del griego terebinthos, arbol de trementina).


22

Los terpenos oxigenados recibieron el nombre de alcanfores. El término terpeno en más amplio sentido incluye ahora a todos los compuestos sean o no hidrocarburos que

sta relacionada su composición con el isopreno. El α pineno, el componente principal del aceite

el jengibre, en las flores como en la manzanilla, en los frutos omo los cítricos, en la corteza como en la canela, en las hojas como en el eucalipto.

en la vestigación sobre plantas medicinales y agroindustrializables. Se entiende por tamizaje al

osible

etabolitos cundarios (alcaloides, terpenoides, flavonoides, etc) de un conjunto de organismo para

eterm

ador a elegir plantas interesantes ara estudio y aprovechamiento, y a seleccionar métodos de procesamiento.

iente: 1. la sección de la planta utilizada (flores, rizomas, corteza, hojas, etc). 2.

al fresco,

ue pertenezca el material (Myrica carolinensis o Myrica cerifera o

fica de una misma especie (topografía, clima, tipo de suelo,

cultivar o material silvestre, etc).

sue

esencial de trementina, oleorresina exudada de los pinos, es un hidrocarburo bicíclico. El pineno es un liquido incoloro, transparente, olor característico, índice de refracción 1.4655/1.4670, su uso como solvente, producto medicinal, intermediario para síntesis lo refiere con importancia. De manera que típicos compuestos terpenoides componentes de los aceites esenciales son los pinenos, terpineoles, limoneno, cariofileno, cíneol, felandreno, mentol. Los aceites esenciales se encuentran distribuidos en numerosas partes de la planta tales como los rizomas en c II.2. IMPORTANCIA DEL TAMIZAJE FITOQUIMICO (Metabolitos Secundarios) El tamizaje fitoquímico y farmacológico constituyen etapas iniciales inconjunto de técnicas relativamente simples que permiten al investigador evaluar la pacción farmacológica o uso mediante la identificación de la familia fotoquímica y orientar así la extracción y / o fraccionamiento de los extractos en el sentido de los grupos de metabolitos secundarios de mayor interés. El tamizaje fitoquímico consiste en la extracción de los componentes de la planta con solventes apropiados y la utilización de reacciones de coloración y/o precipitación. Debe permitir la evaluación rápida con reacciones sensibles, reproducibles y de bajo costo. Los resultados del tamizaje constituyen únicamente una orientación y deben ser complementados con el estudio posterior farmacológico. La taxonomía química, o quimiotaxonomía o sistemática química define la rama de la ciencia que usa los caracteres químicos, en particular los llamados msed inar su posición en una clasificación jerarquizada. La información sobre los tipos o familias de compuestos característicos de un determinado conjunto o taxon vegetal le ayuda al investigp Factores que pueden ser causa de variación en la presencia de metabolitos distintivos en una especie vegetal pueden estar relacionados de la manera sigu

la edad del material vegetal (floración, maduración, desarrollo del tallo, hojas jóvenes, etc) 3. El beneficiado que se haya realizado al material seleccionado (materi deshidratado, etc). 4. La especie a q lindeniana, etc). 5. La ubicación geográ niveles de fertilización, altura sobre el nivel del mar-no exclusivamente-, procedencia de un


23

propósitos de caracterización fisicoquímica se deben considerar un conjunto de aspectos previos que determinan la

abilidad de los resultados a obtenerse.

Por tanto en el planeamiento de la investigación para

fi

igura 2.1 Vista panorámica del aprovechamiento del árbol de Arrayán (Myrica cerifera L) como planta ornamental en base a su follaje.

F


24

PARTE III

III.1 RESULTADOS :

S OBTENIDO DE FRACCIONES EXTRACTABLES:

to de

III.1.1 RENDIMIENTO Las tablas siguientes refieren los resultados obtenidos del procedimien

btención de las fracciones extractables de cada lote recolectado de fruta o drupa de arrayán oy en función del solvente utilizado. Además se procedió a realizar la separación en los concretos obtenidos de la porción de cera y de oleorresina (absoluto), resultados que se reportan en forma de proporción cera : oleorresina.

PORCENTAJE DE FRACCION (%) RENDIMIENTO POR SOLVENTE EXTRACTABLE RESIDUAL

MATERIAL RECOLECTADO SECUEN

CIA DE

SOLVENTES

SOLVENTE 1 %

SOLVENTE2 %

SOLVENTE3 %

SEMILLA %

FRUTILLA%

W-ET-HE 12.22±4.5 29.7±1.5 3.23±0.8 37.7±1.7 18.5±0.9

W-HE-ET 10.76±0.7 26.2±1.0 2.62±3.3 41.9±0.7 20.4±0.6 HE-W-ET 35.8±0.3 3.85±0.2 2.13±0.3 32.7±1.7 16.8±2.1 HE-ET-W 32.15±0.8 2.47±1.6 3.88±1.6 38.3±1.8 22.3±1.1 ET-W-HE 37.95±4.7 3.27±2.0 0.82±0.2 35.6±1.2 20.4±3.6

LOTE

1

ET-HE-W 35.61±4.2 0.69±0.3 8.49±1.5 35.2±0.3 19.1±2.2

W-ET-HE 13.92±5.09 17.8±4.21 1.64±0.51 40.7±1.6 13.9±2.69

W-HE-ET 15.39±0.96 14.2±0.33 2.03±0.25 54.2±0.88 15.1±0.27 HE-W-ET 22.6±0.48 4.91±0.7 3.02±0.49 56.4±0.79 15.7±0.53 HE-ET-W 20.14±3.52 3.28±0.77 3.73±0.34 58.1±1.17 13.5±1.03 ET-W-HE 20.51±0.51 2.86±1.12 5.11±1.05 57.9±0.78 15.4±0.58

LO E T

2

ET-HE-W 31.5±2.56 0.51±0.2 5.85±3.35 51.7±3.3 13.3±3.89

TABLA No. III.1: obt p nt ció cret

el so tilizad n la secu cia d solventes planificada para el diseño experimental.

Resultados oleorresina ) en

enidos del función d

rocedimielvente u

o de obteno y segú

n del conen

o (cera +e los tres

W=AGUA; HE=HEXANO; ET=ETANOL

FRACCIONES COMPONENTES DEL FRUTO (%) DISTRIBUCION PORCENTUAL

DE FRACCIONES

EXTRACTABLE TOTAL

RESIDUAL AGOTADA

ENDOCARPO MESOCARPO AGOTADO

1 41.97±2.7 56.48±4.6 36.4±3.2 19.58±1.9 LOTE 2 31.5±3.8 67.65±7.0 53.17±6.6 14.48±1.0


25

ABLA II Eval e los res tenidos dimien

obtención de las fracciones extractables mediante los tres solventes

T I.2 uación d ultados ob en el proce to de

escogidos y la distribución de la fracción agotada semilla y mesocarpo.

PROPORCION DE RENDIMIENTO CERA/OLEORRESINA MATERIAL

RECOLECTADO HEXANO ETANOL

1 1.90±1.3 1.78±1.0 LOTE 2 1.37±0.6 1.24±0.6

TABLA No.III.3: Resultados obtenidos de ación de cera y oleo nte en el

solvente utilizado para la extracción

la determin rresina prese

concreto obtenido según el

GRAFICA III.1COMPARACION ENTRE LOS CONCRETOS EXTRAIDOS CON LOS DIFERENTES

SOLVENTES SELECCIONADOS PROVENIENTES DEL LOTE 1 FRUTO DE ARRAYAN (Myrica cerifera L.) RECOLECTADO

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

400 450 500 550 600 650 700

LONGITUD DE ONDA (nm)

% D

E R

EFLE

CTA

NC

IA

ETANOL HEXANO AGUA


26

GRAFICA III.2COMPARACION ENTRE LAS CERAS REFINADAS OBTENIDAS

PROVENIENTES DE LOS LOTES RECOLECTADOS DE FRUTO DE ARRAYAN (Myrica cerifera L,)

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

400 450 500 550 600 650 700LONGITUD DE ONDA (nm)

% D

E R

EFLE

CTA

NC

IA

BL1 BL2 ESTANDARD

III.1.2 CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE LA OLEORRESINA (ABSOLUTO): Las tablas que a continuación se incluyen describen los resultados de la evaluación de la oleorresina (absoluto) mediante el tamizaje (screening) fitoquímico. Esta evaluación de las familias de metabolitos secundarios presentes se efectuó mediante el estudio cualitativo realizado en cada una de las oleorresinas obtenidas de cada solvente utilizado ( agua, hexano y etanol).

TAMIZAJE FITOQUIMICO OLEORRESINA DE EXTRACTO

ACUOSO

FAMILIAS DE

METABOLITOS SECUNDARIOS

LOTE 1 LOTE 2 01 POLISACÁRIDOS POSITIVO POSITIVO 02 AMIDAS ------------- ------------- 03 SAPONINAS POSITIVO POSITIVO 04 MUCÍLAGOS ------------- ------------- 05 TANINOS GÁLICOS POSITIVO POSITIVO 06 TANINOS CATÉQUICOS POSITIVO POSITIVO 07 COMPUESTOS REDUCTORES POSITIVO POSITIVO 08 ALCALOIDES ------------- ------------- 09 ANTOCIANINAS POSITIVO POSITIVO


27

10 ANTRACENOIDES POSITIVO POSITIVO 11 CUMARINAS POSITIVO POSITIVO 12 FLAVONOIDES ------------- ------------- 13 CHALCONAS Y URONAS POSITIVO POSITIVO 14 ESTEROLES Y TRITERPENOS POSITIVO POSITIVO 15 GLUCÓSIDOS CIANOGÉNICOS ------------- -------------

TABLA III.4: Resultados del tamizaje fitoquímico realizado para la identificación de las familias

de metabolitos secundarios presentes en el extracto acuoso de la oleorresina y su comparación entre los lotes recolectados de fruto de arrayán.


ETANOLICO

FAMILIAS DE


LOTE 1 LOTE 2 01 TANINOS GÁLICOS ------------- ----------- 02 TANINOS CATÉQUICOS POSITIVO POSITIVO 03 TANINOS ROJOS POSITIVO POSITIVO 04 COMPUESTOS REDUCTORES POSITIVO POSITIVO 05 ALCALOIDES ------------ ------------ 06 AMINAS CUATERNARIAS ------------ ------------ 07 ANTOCIANINAS POSITIVO POSITIVO 08 LEUCO ANTOCIANINAS POSITIVO POSITIVO 09 CUMARINAS POSITIVO POSITIVO 10 ANTRACENOIDES POSITIVO POSITIVO 11 FLAVONOIDES ------------- ------------ 12 CHALCONAS Y URONAS POSITIVO POSITIVO 13 ESTEROIDES POSITIVO POSITIVO


28

14 TRITERPENOS POSITIVO POSITIVO 15 CARDENÓLICOS Y BUFADIENÓLICOS ------------- ------------- 16 ESTEROLES INSATURADOS ------------ POSITIVO 17 LACTONAS INSATURADAS ------------ POSITIVO 18 AZUCARES 2DESOXIGENADAS POSITIVO POSITIVO 19 ANTRAQUINONAS ------------ ------------- 20 PRINCIPIOS AMARGOS POSITIVO POSITIVO

TABLA III.5 Resultados del tamizaje fitoquímico realizado para la identificación de las familias

de metabolitos secundarios presentes en el extracto etanólico y su comparación entre los lotes recolectados de fruto de arrayán.


HEXANICO

FAMILIAS DE


LOTE 1 LOTE 2 01 ACEITES ESENCIALES POSITIVO POSITIVO 02 TRITERPENOS ------------- ------------- 03 ESTEROIDES ------------- ------------- 04 CAROTENOIDES POSITIVO POSITIVO 05 ÁCIDOS GRASOS POSITIVO POSITIVO 06 ALCALOIDES ------------- ------------- 07 AGLICONAS FLAVONOIDES ------------- ------------- 08 CUMARINAS POSITIVO POSITIVO 09 CATEQUINAS POSITIVO POSITIVO 10 EMOIDES ------------- -------------


29

TABLA III.6: Resultados del tamizaje fitoquímico realizado para la identificación de las familias de metabolitos secundarios presentes en el extracto hexánico de la oleorresina y su comparación entre los lotes recolectados de fruto de arrayán.

FIGURA III.I Equipo adquirido a través del financiamiento del proyecto por CONCYT consistente en un horno de calentamiento al vacío de convección por gravedad y una bomba de vacío auxiliar para el horno.

III.1.3 CARACTERIZACION FISICOQUÍMICA DE LOS CONCRETOS Y LAS CERAS REFINADAS:


30

Las tablas que a continuación se incluyen describen los resultados de la evaluación de los parámetros físicos y químicos de los concretos y las ceras refinadas obtenidos a partir de los solventes respectivos seleccionados. Esta evaluación contempla determinaciones estandarizadas según normas ASTM.

TABLA III.7: Resultados de la medición de las temperaturas de transición de estado y de flama para la cera blanqueada, los concretos extraídos en base a los tres solventes utilizados según normas ASTM E-28; D-87; D-127 y D-92.

* Sin referencia

PARÁMETROS DE TEMPERATURAS EVALUACION ºC

MATERIAL SOLVENTE LOTE REBLANDECIMIENTO FUSION FLASH POINT

L1 39.75±0.43 45.35 210 HEXANO

L2 45.25±0.43 45.85 201

L1 39.25±0.43 41.00 204 ETANOL L2 41.25±0.43 42.00 190

L1 45.00±0.00 45.00 224

CONCRETO

AGUA L2 43.00±0.00 45.00 215

L1 47±0.00 52.95 245 CERA BLANQUEADA L2 46.75±0.43 53.30 250

CONCRETO DE BAYBERRY * 38.9-48.9 *


31

TABLA III.8: : Resultados de la medición de la consistencia de la cera blanqueada y de los concretos extraídos del fruto de arrayán en base al solvente utilizado y en función de la penetración. Según norma ASTM D-5 y D-2240 respectivamente.

CONCRETO RIGIDEZ

DIELECTRICA kV

CERA BLANQUEADA AGUA HEXANO ETANOL

1 34.95±2.16 34.99±0.82 33.7±2.06 37.23±1.5 LOTE 2 35.35±3.87 35.21±1.89 31.97±1.63 37.98±1.41

CERA DE ABEJA 39.96±2.16 * * *

TABLA III.9: Resultados de la medición de la capacidad de aislamiento de los materiales grasos del fruto de arrayán realizados a la velocidad de 1,000 volt/seg y a 27ºC según norma ASTM D-877 y ASTM D-149. * sin referencia.

CONSISTENCIA PENETRACIÓN

mm / 10 - 26ºC

PARÁMETROS DE

EVALUACION MASA UTILIZADA DE CARGA

DUREZA SHORE –

26ºC %

MATERIAL SOLVENTE LOTE 50g 100g 150g 200g 250g D-2 A-2

L1 13±0 28±0 36±0 50±0.5 59±0.5 14±0 65±0 HEXANO

L2 15±0.5 23±0 36±0.5 40±0 46±0 21±0 72±0

L1 10±0 18±0 30±0 36±0 43±0.5 8±0 60±0 ETANOL L2 30±0 36±0 46±0 51±0 60±0 1±0 27±0

L1 6±0 12±0 16±0.5 19±0.5 22±0 22±0 79±0

CONCRETO

AGUA L2 13±0 19±0 24±0 27±0 30±0 17±0 70±0

L1 10±0.5 15±0.5 20±0 26±0 30±0 13±0 66±0 CERA BLANQUEADA L2 5±0 7±0 11.33±0.4 15.33±.4 20±0 8±0 60±0

CONCRETO BAYBERRY * 7.5 * * * * 71-78


32

Las tablas que a continuación se incluyen describen los resultados de la evaluación de los parámetros físicos y químicos de las ceras refinadas obtenidas. Esta evaluación contempla determinaciones estandarizadas según normas ASTM.

PARÁMETRO DE EVALUACIÓN

VISCOSIDAD SAYBOLT STANDARD UNIVERSAL -SSU- (segundos)

MATERIAL

TABLA III.10: Resultados de la medición de la viscosidad de la cera refinada fundida del fruto de

arrayán y evaluada la propiedad en función de la temperatura según norma ASTM D-88 .

TABLA III.11 Resultados de la medición del índice de refracción de la cera blanqueada fundida del fruto

de arrayán y evaluada la propiedad en función de la temperatura según norma ASTM D-877.

LOTE 52ºC 54ºC 56ºC 58ºC 60ºC 62ºC 64ºC

L1 26.96 19.88 19.00 17.70 16.08 15.82 13.64

CERA

BLANQUEADA L2 21.15 20.17 19.40 18.35 17.05 16.38 14.75

PARÁMETRO DE EVALUACIÓN INDICE DE REFRACCION

MATERIAL

LOTE 46ºC

48ºC

50ºC

52ºC

54ºC

56ºC

58ºC

60ºC

62ºC

64ºC

L1 1.4550 1.4545 1.4540 1.4530 1.4525 1.4510 1.4505 1.4500 1.4480 1.4450

CERA

BLANQUEADA L2 1.455 1.4545 1.4540 1.4530 1.4525 1.4520 1.4510 1.4505 1.4500 1.4450


33

III.1.4 ÍNDICES DE CALIDAD DE LAS CERAS REFINADAS Y PERFÍL DE ÁCIDOS GRASOS (CROMATOGRAFÍAS): Las tablas que a continuación se incluyen describen los resultados de la evaluación de los índices de calidad y los resultados de la composición de ácidos grasos de las ceras refinadas obtenidas. Esta evaluación contempla determinaciones estandarizadas según normas COGUANOR y ASTM .

PARÁMETROS DE EVALUACION INDICES DE CALIDAD DE LA CERA DE ARRAYAN

MATERIAL

LOTE

TABLA III.12: Resultados de la medición de los índices de calidad para la cera blanqueada del fruto

de arrayán y evaluados según normas COGUANOR NGO 34072 h1, h2 y h21

CONCRETO INDICE DE SAPONIFICACION

CERA BLANQUEADA HEXANO ETANOL AGUA

1 184.6 190.76 211.17 239.14 LOTE 2 196.4 201.15 217.19 228.51 CONCRETO DE

BAYBERRY * * * 206-212

TABLA III.13: Comparación del índice de saponificación medido de la cera blanqueada con obtenidos

en los diferentes concretos y su evaluación según los lotes de fruto de arrayán recolectado. Medición realizada según norma COGUANOR 34072 h 1.

SAPONIFICACION

EQUIVALENTE DE

SAPONIFICACION

YODO

PEROXIDO

L1 184.6±0 303.9±0 2.65±0.18 82.6±1.6

CERA

BLANQUEADA

L2 196.4±0.3 285.6±0.3 2.89±0.25 93.5±2.8

CONCRETO DE

BAYBERRY

206 - 212 272 – 264.6 2.0 4.0 *


34

CONCRETO INDICE DE

ACIDEZ CERA

BLANQUEADA HEXANO ETANOL AGUA 1 3.41 3.21 3.4 3.1

LOTE 2 3.51 3.02 3.32 3.1 CONCRETO DE

BAYBERRY * * * *

TABLA III.14: Comparación del índice de acidez medido de la cera blanqueada con obtenidos en los

diferentes concretos y su evaluación según los lotes de fruto de arrayán recolectado. Medición realizada según norma COGUANOR 34086 h7

CARACTERIZACION FISICOQUÍMICA DEL ARRAYAN

TABLA III.15: Resultados de la medición de los índices de calidad para la cera blanqueada del fruto

de arrayán y evaluados según normas COGUANOR 34086 h7 * sin referencia.

ACIDOS GRASOS (%)

SATURADOS MONOINSAT POLIINSAT CROMATOGRAFÍA

DE GASES

MIRISTICO PALMITICO C18:0 C18:1 C18:2/C18:3

1 38.39 47.10 0.37 0.34 0.64 LOTE 2 43.12 51.69 0.36 0 0.64

BAYBERRY 58 35.6 trazas 1.3 -

PARÁMETROS DE EVALUACION INDICES DE CALIDAD DE LA CERA DE ARRAYAN

MATERIAL

LOTE

ACIDEZ

%ACIDOS LIBRES

ESTERES

DENSIDAD

26ºC – g/mL

L1 3.41±0.86 1.71±0.86 181.2 0.9723

CERA

BLANQUEADA

L2 3.51±0.19 1.76±0.19 192.9 0.9800

CONCRETO DE

BAYBERRY

* * * 0.995 (15ºC)


35

TABLA III.16: Resultados de la detección de ácidos grasos presentes en la cera blanqueada extraída del

fruto de arrayán a nivel de laboratorio e identificados por cromatografía de gases. Según métodos de análisis ASTM D3457

FIGURA III.2 Proyección en la que se observan los tipos de concreto y cera refinada obtenidas del

fruto de Arrayán y a los que se les realizó las determinaciones fisicoquímicas respectivas.

III.1.5 RENDIMIENTO DE EXTRACCIÓN Y CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS Y CROMATOGRAFÍAS DEL ACEITE ESENCIAL: Las tablas que a continuación se incluyen describen los resultados del rendimiento mediante destilación por arrastre de vapor, y la evaluación de los parámetros físicos, así como el análisis cromatográfico de los metabolitos secundarios. Esta evaluación contempla determinaciones estandarizadas según normas ASTM .

MATERIALES RECOLECTADOS RENDIMIENTO DE EXTRACCIÓN DE ACEITE ESENCIAL (%)

1 0.019-0.03 LOTE

2 0.019-0.02

BAYBERRY 0.015

TABLA III.17: Resultados de la extracción del aceite esencial del fruto del arrayán a nivel de

planta, mediante destilación.


36

PARÁMETROS MEDIDOS EN EL

ACEITE ESENCIAL DENSIDAD 23ºC – g/mL

INDICE DE REFRACCION 23ºC

1 ------ 1.443 LOTE

2 0.850 1.455

ACEITE ESENCIAL DE BAYBERRY

0.899 (15ºC) *

TABLA III.18 Resultados de la medición de la densidad e índice de refracción de los Aceites

volátiles contenidos en el fruto de arrayán y extraídos mediante destilación por arrastre con vapor a nivel planta piloto.

* sin referencia

METABOLITOS SECUNDARIOS CROMATOGRAFÍA

DE GASES

α PINENO CARIOFILENO 1.8 CINEOL FELANDRENO

1 + + - - LOTE

2 + + - -

ACEITE

ESENCIAL DE

BAYBERRY

+ + + +

TABLA III.19 Resultados de la detección de compuestos terpenoides presentes en el aceite

esencial Extraído del fruto de arrayán mediante destilación por arrastre con vapor a nivel de planta piloto e identificados por cromatografía de gases. * sin referencia

III.1.6 PROPIEDADES NUTRICIONALES DEL RESIDUO DE EXTRACCION (ENDOCARPO O SEMILLA):

La tabla que a continuación se incluye describe el resultado del análisis proximal

realizado a la semilla del fruto de Arrayán y su comparación con los valores de composición del grano de maíz. Esta evaluación contempla determinaciones estandarizadas según normas.


37

ANÁLISIS PROXIMAL (%) PARÁMETROS

MEDIDOS EN LA SEMILLA

PROTEINA GRASA FIBRA CRUDA

CARBOHIDRATOS CENIZAS HUMEDAD

1 6.25±0.05 6.30±0.3 61.3±0.3 15.75 1.10±0.1 9.30±0.1 LOTE 2 5.15±0.05 5.55±0.25 61.7±2.8 16.70 1.25±0.05 9.65±0.25

MAIZ 10.3 4.5 2.3 81.50 1.4 ----- TABLA III.20: Resultados obtenidos de la evaluación nutricional para componentes presentes en el

endocarpo (semilla) del fruto o drupa del Arrayán. Según normas COGUANOR h4, h5, h3,h6 y h2 respectivamente.

FIGURA III.3 Proyección en la que se observa la determinación de la temperatura de fusión en el

concreto extraído del fruto de Arrayán


38

III.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS

III.2.1: Evaluación de la Extracción de Concretos Los resultados obtenidos del proyecto de caracterización fisicoquímica del fruto del Arrayán son sujetos de evaluación en la presente sección. El análisis conlleva en primer lugar la interpretación de resultados del análisis de varianza al procedimiento de extracción de los concretos (gráficos III.1 y III.2) de los cuales se obtienen las interpretaciones sustentadas en la evaluación en función de los factores de relación siguientes:

El “lote” de recolección de fruto de arrayán se identifica como L1 al proveniente del

bosque natural entre Sierra de Las Minas y Sierra de Chuacus, departamento del Progreso y el L2 proveniente del bosque de la finca Los Cimientos, aldea Matanzas, departamento. de Baja Verapaz. El otro factor es “el solvente” utilizado en la extracción soxleth, para los cuales se utilizaron tres solventes de diferente capacidad extractiva por su constante dieléctrica y naturaleza polar como lo es el agua (W), etanol absoluto (Et) y hexanos (He).

De manera que según el diseño propuesto y realizado el análisis de varianza (ver

IV.4.3 ANEXO 3, pags. 48-53 se evaluó las diferencias significativas i) entre los factores lotes y solventes, y ii) entre combinaciones de factores tales como pares de solventes, lote-pares de solventes y lote-secuencia de solventes utilizados (S1,S2,S3). Los rendimientos de fracción extractable y residual interpretados son los siguientes:

a) Existe diferencia significativa (pag.48) en el factor lote, al 5% del nivel de significancia. La prueba de medias de Tuckey indica que los dos lotes, LI y L2, difieren significativamente. Cuando los solventes de extracción se analizan separadamente L1 tiene mayor rendimiento (27.42%) que L2 (20.68%).

b) Existe diferencia significativa (pag. 48) en el factor solvente al 5% de significancia.

Se observa que el etanol absoluto (Et) presenta mayor capacidad extractiva con 31.39% que hexanos (He) con 27.67% y que el agua (W) con 13.07%.

c) En términos de interacciones entre factores no existe diferencia significativa (pag.

48) entre combinación “lote-solvente” por lo que el origen del fruto recolectado no influye en el porcentaje de rendimiento según el tipo de solvente. Se observa que independiente del lote, el etanol presenta mayor capacidad extractiva que el hexano y seguidamente que el agua.

d) Otra interacción evaluada fue el de combinaciones de “pares de solventes” y se

observa que considerando el origen (lote) existe diferencia significativa (pag 49). Así se observa que hay mayor capacidad extractiva en la combinación agua-etanol (36.81%) que en otras combinaciones como etanol-hexanos (34.15%), hexanos-agua (33.58%), agua-hexanos(33.32%), etanol-agua (32.30%) y hexano-etanol (29.02%).


39

e) A nivel de interacción “lote-pares de solventes”, existe diferencia significativa (pag.

49) puesto que en lote 1 la combinación agua-etanol presenta la mayor capacidad extractiva (41.92%) que las demás combinaciones. Pero en la combinación lote 2 con el par etanol-hexanos presenta la mayor capacidad extractiva (32.01%).

f) Al realizarse el análisis para el modelo bifactorial “lote-combinación de los tres

solventes”, resulta que existe diferencia significativa (pag. 50) para el factor lote, puesto que se observa que el lote 1 presenta el mayor porcentaje de rendimiento (41.98%) que lote 2 (31.67%) al realizar extracciones sucesivas con los tres solventes seleccionados.

g) Presenta diferencia significativa (pag. 50) la capacidad extractiva para la

combinación etanol-hexanos-agua (41.32%) que las otras combinaciones W-Et-He (39.25%), He-W-Et (36.15%), W-He-Et (36.14%), Et-W-He (35.26%) y He-Et-W (32.83%).

h) A nivel de interacciones no existe diferencia significativa (pag. 53) entre el factor

lote y la combinación de los tres distintos solventes. La combinación L1-Et-He-W presentó la mayor capacidad extractiva (44.79%) que las demás combinaciones, mientras que la misma combinación de solventes para el lote 2 presentó la mayor capacidad extractiva (37.86%).

Al proceder a realizarse las extracciones soxleth se obtenía al final un “residuo agotado” consistente en la frutilla agotada (fibra cruda, almidón principalmente) y semilla agotada Las porciones pudieron ser separadas y pesadas pudiéndose evaluar la fracción residual como semilla o “endocarpo agotado” y la frutilla como “mesocarpo agotado” para comparar si existe diferencia significativa. (ver tabla III.1, III.2 III.3). Basándose en el análisis de varianza se observó lo siguiente:

i) Existe diferencia significativa entre el porcentaje de semilla residual puesto que en el factor “lote” se observa en la tabla III.1que L1 presenta menor porcentaje de semilla residual (36.92%) que lote 2 (53.16%).

j) También existe diferencia significativa en el factor combinación de los tres solventes, observado en la tabla III.1, la combinación He-Et-W presenta mayor semilla residual en un valor de 48.21% que las demás combinaciones W-He-Et (48.03%), Et-W-He (46.75%), He-W-Et (44.58%), Et-He-W (43.48%), W-Et-He (39.20%). k) A nivel de interacciones existe diferencia significativa en la interacción lote

combinación de los tres solventes, ya que se puede observar en la tabla III.1 que la combinación L1-W-He-Et presenta el mayor porcentaje de semilla residual (41.9%±0.7%) que las demás combinaciones. Así para el lote 2 la combinación L2-He-Et-W presenta el mayor porcentaje de semilla residual (58.1%±1.17%).


40

l) Para la masa de frutilla (mesocarpo agotado) existe diferencia significativa en el análisis del factor lote, puesto que, hay mayor porcentaje residual de frutilla en el lote 1 (19.59%) que en el lote 2 (14.48%). m) Además no existe diferencia significativa en función del factor de la secuencia

de tres solventes puesto que el mayor fue el de hexanos-etanol-agua (17.93%) y en los otros fue para Et-W-He de (17.90%), W-He-Et (17.72%), He-W-Et (16.26%), W-Et-He (16.21%) y Et-He-W de 16.19%.

n) Existe diferencia significativa entre la proporción de contenido porcentual de cera respecto al contenido de oleorresina en los concretos extraídos por lote.

o) Existe diferencia significativa entre la proporción de contenido porcentual de cera

respecto al contenido de oleorresina en los concretos extraídos según el tipo de solvente utilizado y esta proporción es mayor en los concretos hexánicos.

Por lo anteriormente expuesto se puede interpretar que la fracción extractable del fruto o drupa del arrayán, las diferencias significativas permiten establecer que los frutos recolectados poseen diferentes rendimientos en vista que las condiciones climáticas y edafológicas (suelo-agua-planta) son distintas. Por lo tanto el lote 1 rindió mayor fracción extractable de concreto (cera-oleorresina-aceite esencial) y presentó un contenido menor de semilla o endocarpo.

III.2.2 Evaluación del Tamizaje Fitoquímico a la Oleorresina. Los resultados obtenidos en la evaluación cualitativa mediante tamizaje fitoquímico de las familias de metabolitos secundarios presentes quedan descritos en la tablas III.4, III.5 y III.6 y la interpretación a dichos resultados es la siguiente:

a) No existe diferencia en la composición de metabolitos secundarios entre lotes para la oleorresina obtenida mediante extracción con agua y de los quince (15) metabolitos evaluados se confirmó presencia de diez (10) de ellos en el lote 2 y 9 en el lote 1. b) No existe diferencia en la composición de metabolitos secundarios entre lotes para la oleorresina obtenida mediante extracción con etanol y de los veinte (20) metabolitos evaluados se confirmó presencia de catorce (14) de ellos en el lote 2 y 12 en el lote 1. c) No existe diferencia en la composición de metabolitos secundarios entre lotes para la oleorresina obtenida mediante extracción con hexanos y de los diez (10) metabolitos evaluados se confirmó presencia de cinco (10) de ellos en el lote 2 y en el lote 1.

III.2.3 Evaluación de las Propiedades Fisicoquímicas a los Concretos y Ceras Refinadas.


41

Los resultados obtenidos en la determinación de los parámetros fisicoquímicos de los concretos y ceras refinadas quedan descritos en la tablas III.7, III.8 y III.9 y las gráficas III.1 y III.2 y la interpretación a dichos resultados es la siguiente:

a) Para las temperaturas de reblandecimiento existe diferencia significativa entre lotes 1 y 2 de concretos extraídos con hexanos, no así para los concretos extraídos con etanol y agua, además las ceras refinadas tampoco presentan diferencia significativa entre lotes.

b) Para las temperaturas de fusión no existe diferencia significativa entre lotes y

tampoco entre concretos extraídos con los tres solventes seleccionados, pero si existe diferencia significativa entre los concretos y las ceras refinadas. Los puntos de fusión son mayores en las ceras refinadas en una magnitud de 6 a 11 grados Celsius. Esto refleja el efecto de los metabolitos secundarios que constituyen los componentes de la oleorresina y que están presentes en los concretos respectivamente. Se observa que la temperatura de fusión reportada en la literatura del concreto de bayberry es significativamente menor que el de los concretos guatemaltecos estudiados.

c) Para la temperatura de flameo (flash point) existe diferencia significativa

entre lotes y entre concretos, así como entre concretos y ceras refinadas. Se observa que independiente del lote la temperatura de flameo se incrementa desde los concretos etanólicos a los hexánicos seguidamente los acuosos y las mayores corresponden a las ceras refinadas.

d) Para la evaluación de la consistencia se evaluaron los parámetros de

penetración a diferentes masas de carga encontrándose diferencia significativa por lotes, también diferencia significativa por tipo de concreto y por lote de cera blanqueada y un efecto creciente en el grado de penetración por incremento de la masa de carga.

e) En relación a la dureza shore como parámetro de evaluación de la consistencia

existe diferencia significativa por lote y por tipo de concreto. Es de notar que la dureza con indentador tipo D-2 es para materiales suaves y el indentador tipo A-2 es para materiales duros por lo que la consistencia de los concretos y cera corresponde a materiales semiduros. La dureza reportada por la literatura para el concreto de bayberry es correspondiente para el concreto de arrayán guatemalteco obtenido por fusión con agua.

f) Se consideró evaluar la rigidez dieléctrica para enfatizar el valor de los

concretos y cera refinada como materiales industrializables de manera que se observa que no existe diferencia significativa de esta propiedad entre lotes y tampoco entre tipos de concreto o cera y el carácter aislante de la cera de arrayán guatemalteco es similar a la cera de abeja.


42

g) La viscosidad medida en el rango de temperatura para la cera refinada fundida no presenta diferencia significativa por lote y disminuye con el incremento de la temperatura en el rango estudiado.

h) El índice de refracción medido en el rango de temperatura para la cera

refinada fundida no presenta diferencia significativa por lote y disminuye con el incremento de la temperatura en el rango estudiado.

III.2.4 Evaluación de los Índices de Calidad de los Concretos y Ceras Refinadas. Los resultados obtenidos en la determinación de los índices de los concretos y ceras refinadas quedan descritos en la tablas III.12, III.13, III.14, III.15 y III.16 además de la gráfica III.1 de manera que la interpretación de dichos resultados es la siguiente:

a) Los índices de calidad de las ceras refinadas en general se observa que no existe diferencia significativa entre lotes. Al comparar el índice de saponificación si existe diferencia significativa entre concretos extraídos con diferente e inclusive diferencia entre cera refinada y concretos. También se observa que los índices de saponificación incrementan su valor desde las ceras refinadas hasta los concretos hexánicos. El índice de éste concreto es menor que el del etanólico, mientras que el índice del concreto acuoso es el mayor.

b) Para el índice de acidez se puede concluir que no existe diferencia significativa entre lotes y tampoco entre concretos y ceras.

c) La evaluación mediante cromatografía de gases de los ácidos grasos componentes

de la cera permite concluir que no existe diferencia significativa entre lotes, la composición es similar, notándose que los ácidos palmítico (16,0) y mirístico (14,0) son los componentes mayores, mientras que el esteárico (18,0) y oleico (18,1) su contenido es menor.

d) En relación al color mediante el sistema CIE el porcentaje de reflectancia presenta

diferencia significativa entre el rango de longitud de onda del espectro visible de radiación electromagnética entre lotes y no alcanza la blancura del estándar de referencia catalogándose en forma cualitativa como un blanco gris verdoso.

III.2.5 Evaluación del Rendimiento y Propiedades Fisicoquímicas al Aceite Esencial. Los resultados obtenidos en la determinación de los parámetros fisicoquímicos de los aceites esenciales quedan descritos en la tablas III.17, III.18 y III.19 y la interpretación a dichos resultados es la siguiente:


43

a) No existe diferencia significativa en el rendimiento de extracción de los aceites volátiles entre lotes y el rendimiento coincide con el referido por la literatura para el Bayberry.

b) Para el índice de refracción medido no existe diferencia significativa entre lotes y

debido al bajo rendimiento en el lote 1 hubo limitaciones en la medición de la densidad. Para el lote 2 coincide el valor con el de referencia para el Bayberry.

c) En el análisis por cromatografía de gases de los metabolitos secundarios se

confirmó la existencia de los terpenos alfa pineno y cariofileno. III.2.6 Evaluación del Análisis Proximal de la Semilla o Endocarpo. Los resultados obtenidos en la determinación del análisis proximal realizado a la semilla del fruto del arrayán quedan descritos en la tabla III.20 y la interpretación a dichos resultados es la siguiente:

a) No existe diferencia significativa en el contenido de proteína por lotes y comparado al contenido en el maíz este es menor. Aunque puede tener valor nutricional, por ejemplo, en alimentación avícola y porcina.

b) No existe diferencia significativa en el contenido de grasa por lotes y

comparado al contenido en el maíz este es mayor. Aunque puede tener valor nutricional, por ejemplo, en alimentación avícola y porcina.

c) No existe diferencia significativa en el contenido de fibra cruda por lotes y

comparado al contenido en el maíz es notablemente mayor. d) No existe diferencia significativa en el contenido de carbohidratos por lotes y

comparado al contenido en el maíz es notablemente menor.

e) No existe diferencia significativa en el contenido de cenizas por lotes y comparado al contenido en el maíz es similar.


44


PARTE IV

IV.1. CONCLUSIONES

IV.1.1. En base a los dos lotes de fruto o drupa de Arrayán estudiados, se establece que los frutos recolectados en la Sierra de las Minas y la Sierra de Chuacus rinden en la obtención de concretos mayor proporción de manera significativa, y el etanol es el solvente adecuado a utilizar por su eficiencia de agotamiento.

IV.1.2. La composición de familias de metabolitos secundarios identificados para los

dos lotes estudiados mediante tamizaje fitoquímico, mostró que la composición para cada uno de los extractos utilizados es similar.

IV.1.3. Las propiedades fisicoquímicas para cada uno de los concretos obtenidos

pueden presentar variaciones significativas por lotes estudiados en la mayoría de los parámetros evaluados.

IV.1.4. Es necesario enfatizar la diferencia significativa en propiedades

fisicoquímicas que presentan los diferentes concretos por efecto del contenido de oleorresina respecto a las ceras refinadas obtenidas.

IV.1.5. El perfil de ácidos grasos presentes en la cera obtenida de cada lote estudiado

es similar y contiene principalmente ácido mirístico, ácido palmítico y trazas de C18:0, C18:1, C18:2, C18:3, C20:0 y C22:1.

IV.1.6. El perfil de metabolitos identificados en el aceite esencial obtenido de cada lote

estudiado es similar y contiene principalmente α pineno y β cariofileno y el rendimiento de fracción extractable volátil es muy bajo.

IV.1.7. El análisis proximal de la semilla de cada lote estudiado es similar y refiere un

contenido de nutrimentos bajos pero potencialmente aprovechables como complementos alimentarios para nutrición animal.


45


IV.2. RECOMENDACIONES IV.2.1. Es importante continuar el estudio de identificación de todos los terpenos

presentes, en vista que al realizar las cromatografías de gases a la fracción volátil de aceite esencial aparecen dos componentes en composición significativa no identificados.

IV.2.2. Es conveniente realizar una evaluación del contenido de taninos puesto que

es una las familias de metabolitos secundarios que presentan una prueba de identificación definitiva.

IV.2.3. Deben iniciarse investigaciones acerca de la obtención de productos de

aprovechamiento de las fracciones extractables tales como la elaboración de jabón tanto a partir de oleorresina, como de la cera refinada.

IV.2.4. Es conveniente que en vista de que se realizó en forma satisfactoria el tamizaje

fitoquímico a los extractos del fruto de Arrayán, se continúe con el tamizaje farmacológico por parte de investigadores de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia.


46

IV REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Arteche García, Alejandro, FITOTERAPIA Vademécum de prescripción, tercera edición, Editorial MASSON,S.A. España, 1999. pags. 14-20, 23-26, 31-40, 471-474.

Bayley, L.H. MANUAL OF CULTIVATED PLANTS, primera edición, Editorial

Macmillan Co., Inc. EUA, 1949. pags. 322-323. Bennett, F.A. I.C., INDUSTRIAL WAXES, VOLUMEN I Natural & Synthetic Waxes y

VOLUMEN II Compounded Waxes & Technology, primera edición, Editorial Chemical Publishing Company, Inc., EUA, 1963. pags. 131-132 (VI) 127-200 (VII).

Billmeyer, Fred & Saltzman, Max; PRINCIPLES OF COLOR TECHNOLOGY; First

Edition; Interscience Publishers; EUA, 1966. pags. 31-38; 60-63. Boloix, Igor, 1000 PLANTAS MEDICINALES, AROMÁTICAS Y CULINARIAS,

Editorial Servilibro Ediciones ,S.A. España, 1999. pag. 211 Domínguez, Xorge Alejandro, MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN FITOQUÍMICA,

Publicación del Centro Regional de Ayuda Técnica, AID, México, 1973. pags. 15-22, 67, 93-229

Farell, Kenneth T., SPICES, CONDIMENTS AND SEASONINGS, first Edition,

Editorial The AVI Publishing Company, EUA, 1985. pags.3-13, 17-25, 235-251, 259-289, 371-383.

Finnemore,Horace, THE ESSENTIAL OILS, Editorial D. Van Nostrand Company, EUA,

1926. pags. 203-204. Furia, Thomas y Bellanca, Nicolo, Fenaroli´s HANDBOOK OF FLAVOR

INGREDIENTS, Second edition, Vol I Editorial CRC Press, inc. EUA, 1975. pags. 45-46, 63-68, 240-249, 250-264.

García, César A. y Estrada, Hector F., EVALUACIÓN PRELIMINAR DE LA CERA

EXTRAIDA DEL ARBOL ARRAYAN, Myrica Lindeniana L., Tesis Ing. Química, USAC, Guatemala, 1991.

Hilditch, T.P. , THE INDUSTRIAL CHEMISTRY OF THE FATS AND WAXES, third

edition, Editorial Balliere, Tindall and Cox, Inglaterra, 1949. Jamieson, George S., VEGETABLE FATS AND OILS, Second Edition, Edtorial

Reinhold Publishing Corporation, EUA, 1943. pags. 37-38 Macarulla, José M. Y Goñi, Feix M., BIOMOLECULAS Lecciones de Bioquímica

Estructural, Primera edición, Editorial REVERTE, España, 1978. pags. 56-77.


47

CARACTERIZACION FISICOQUIMICA DEL ARRAYAN Ministerio de Comunicaciones y Obras Públicas, ATLAS NACIONAL DE

GUATEMALA, primera edición, Editorial Instituto Geográfico Nacional de Guatemala, Guatemala, 1972. pags. 2.12,3.12, 3.16, 3.20.

Otero Aenlle, Enrique, ANÁLISIS DE GRASAS, CERAS Y SUS MEZCLAS

COMERCIALES, editorial DOSSAT, S.A. , España, 1946. pags. 2,9-14, 17-42, 42-63

ANNUAL BOOK OF ASTM STANDARDS; Test Methods / Volumens: -D5 / 04.03; D70

/ 0.4.03; D88 / 04.04; D92 / 04.04; D149 / 08.01; D2240 / 08.02;E28 / 06.03; Edited by American Society for Testing and Materials, EUA, 1990.

Pavia, Fabienne, EL MUNDO DE LOS PERFUMES, primera edición Editorial

ULTRAMAR EDITORES,S.A., España, 1996. pags. 33-55, 62-63, 69. Salkind, Neil , MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN, TERCERA Edición, Editorial

Prentice may, México, 1999. pags. 233, 259-274. Sharapin, Nikolai, FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA DE PRODUCTOS

FITOTERAPEUTICOS, Publicación Convenio Andrés bello 2000, Subprograma X CYTED 2000, Primera Edición, Colombia 2000. pags. 27-54, 71-99, 101-112.

Shriner, Ralph,; Fusonm Reynold y Curtin, David, IDENTIFICACIÓN SISTEMÁTICA

DE COMPUESTOS ORGÁNICOS, primera edición, Editorial LIMUSA, S.A., México, 1966. pag. 341

Standley, Paul y Steryermark,Julian, FLORA OF GUATEMALA, volumen 24, part III,

Chicago Natural History Museum, EUA, 1952. pags. 348-352. Stevens, W.D., Ulloa, Carmen, Pool, Amy y Montiel, Olga M. FLORA DE

NICARAGUA, Tomo II, Editorial Missouri Botanical Garden Press, EUA, 2001. pags. 1541-1542.

Theimer, Ernest T., FRAGANCE CHEMISTRY, The Science of the Sense of Smell,

Editorial Academic Press, EUA, 1982. pags. 136-138 Universidad Federal Fulminense III Curso Ibero-Americano de TECNOLOGÍA

FITOFARMACEUTICA, CYTED, Brazil, 2000. Wagner H.;Bladt,S.;Zgainski,E.M., PLANT DRUG ANALYSIS a Thin Layer

Chromatography Atlas, First Edition, Springer-Verlag, 1984. pags. 5-19, 163-192, 269-274.


48

Warth, Albin, THE CHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF WAXES, Second Edition, Reinhold Publishing Corporation, EUA, 1956. pags. 4-76, 151-155, 269-279, 871-895.

Wrigth, W. D.; THE MEASUREMENT OF COLOUR; Fourth Edition, Van Nostrand

Reinhold Company; EUA; 1969, pags. 102-137, 256-308


49

IV. 4.1 ANEXO 1


50


51


52 CARACTERIZACIÓN FISICOQUIMICA DEL ARRAYÁN

52


53


54

IV. 4.1 ANEXO 2


55

IV. 4.1 ANEXO 3


56


57


58


59

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