Se valoraron los contenidos de citral en 18 esencias de espartillo por espectroscopia infrarroja y análisis químico. Se realizó un estudio estadístico comparativo entre los porcentajes de citral hallados por las dos técnicas, obteniéndose una concordancia satisfactoria. Se determinaron además las diferencias entre las dos metodologías en todas las muestras analizadas, las cuales fueron inferiores a 3,18 con una diferencia promedio de 1,18.

Teniendo en cuenta los resultados del estudio efectuado así como la poca amplitud de los intervalos de confianza, el método espectrofotométrico puede ser utilizado para valorar el contenido de citral en las esencias de este espartillo, obtenidas de cultivos experimentales y/o industriales.

SUMMARY

The content of citral in 18 essences of espartillo by infrared spectroscopy and chemical analysis were determined. A comparative statistics analysis between the percentages of citral obtained by both techniques was carried out and a satisfactory concordance was obtained. Moreover the differences between the two methodologies in all the analyzed samples were calculated, which were less than 3.18 with an average differences of 1.18.

Taking into account the results of the study and the small extent of the confidence intervals, the spectrophotometric method could be used in the valuation of citral in the essences of this espartillo, which were obtained from experimental and/or industrial crops.

INTRODUCCIÓN

Los aceites esenciales obtenidos de distintos espartillos indígenas e introducidos, han sido estudiados principalmente por investigadores de las Universidades Nacionales del Nordeste, Litoral y Buenos Aires y del INTA de Castelar, quienes determinaron que varios de ellos contienen un alto porcentaje de citral, mientras que en otros predomina la acorenona B y la isoacorona (3, 4, 5, 7, 10, 11, 12). Otras esencias se caracterizan por la presencia de cineol y de geraniol (2,3).

Los estudios mencionados, además de contribuir a la diferenciación de estos espartillos - dado que su identificación por sus caracteres morfológicos es difícil y no ha sido todavía resuelta - han tenido como objetivo fundamental hallar algún espartillo cuya esencia fuese de interés para la industria aromática, para realizar su cultivo y explotación en escala comercial.

Entre las investigaciones efectuadas por el INTA, se ha destacado el estudio del comportamiento agronómico y químico en Castelar - durante varios años - de un espartillo introducido de Paraguay que presentó un buen rendimiento de esencia caracterizada por un alto contenido de citral y una gran resistencia a las heladas (7,10), lo cual posibilitaría su cultivo en zonas donde no puede explotarse comercialmente el lemongrass, por ser susceptible a ellas.

Teniendo en cuenta la importancia potencial de la esencia de este espartillo, por la posibilidad de constituir una nueva fuente de obtención de citral, componente muy utilizado por la industria y aislado actualmente de la de lemongrass, se trató de desarrollar una metodología por espectroscopia infrarroja que permitiera determinar cuantitativamente el porcentaje de citral con resultados estadísticamente comparables con los hallados por el análisis químico, con la particularidad que la técnica infrarroja utiliza mínimas cantidades de muestra y se efectúa en un menor tiempo.

PARTE EXPERIMENTAL

Ensayos previos permitieron establecer que en los espectros infrarrojos de las esencias de espartillo, existía una correlación entre la intensidad de la banda de citral a 1.196 cm -1 y su contenido determinado por análisis químico, por el método de sulfito de sodio indicado en las normas IRAM (6).

Se comprobó además, que empleando una curva de calibración preparada a partir de soluciones de esencias de espartillo con distintos porcentajes de citral - valorado por análisis químico - y las respectivas absorbancias a 1.196 cm^-1 de sus espectros, era posible hallar posteriormente su contenido por espectroscopia infrarroja en otras esencias de espartillo consideradas como incógnitas, por medio de la absorbencia a 1.196 cm^-1, con resultados comparables a los obtenidos por el análisis químico. Se observó una menor concordancia entre las dos metodologías al utilizar citral puro en la preparación de la curva de calibración.

Teniendo en cuenta que la absorbancia a 1.196 cm^-1, de las esencias era demasiado intensa para fines cuantitativos, se preparó la curva de calibración a partir de soluciones al 40% en tetracloruro de carbono (p:p) de 11 esencias de espartillo con un contenido de citral comprendido entre 70 y 85%.

Se obtuvieron los espectros infrarrojos de estas soluciones determinándose sus absorbancias promedios (x_i' a 1.196 cm^-1, tomando como base la absorbancia a 2.000 cm^-1. Se efectuaron 5 mediciones en cada muestra, con el objeto que la variancia de la determinación se mantuviera dentro de límites satisfactorios.

La recta que representaba los porcentajes de citral en las soluciones (entre 28 y 34% ) y sus respectivas absorbancias promedios a 1.196 cm^-1, fue calculada por el método de los cuadrados mininos (13). Con esta recta, se determinó posteriormente el porcentaje de citral por espectroscopia infrarroja en 18 esencias de espartillo consideradas como incógnitas, en solución al 40% , mediante las absorbancias promedios (x_i)' a 1.196 cm^-1 de sus respectivos espectros.

En todas las esencias se valoró además el contenido de citral por análisis químico por el método del sulfito de sodio, realizándose 3 determinaciones en cada muestra con lo que se obtuvo una reproducibilidad aceptable.

Las esencias utilizadas en este trabajo fueron seleccionadas de tal manera que abarcaran un rango lo más amplio posible en su contenido de citral por análisis químico, para determinar la utilidad de la metodología infrarroja en su valoración.

Se efectuó posteriormente un estudio estadístico comparativo (1, 14) entre los porcentajes de citral obtenidos por espectroscopia infrarroja y análisis químico. Se calcularon las variancias de 3 determinaciones por cada técnica - en espectroscopia infrarroja de 3 valores de xj-1 obteniéndose variancias promedios de las 18 muestras bastante similares (infrarrojo = 0,0375; químico = 0,0459).

Se estimó también la ecuación de regresión que relaciona los conjuntos de valores obtenidos por ambos métodos y se determinó la variabilidad de los puntos alrededor de la recta de regresión S_zy² (2,31409); la variancia del coeficiente de regresión S_ß² -(0,03045) y los intervalos de confianza de la recta. Se efectuó la prueba de la hipótesis ß = 0, que fue rechazada al nivel del 5%.

En la obtención de los espectros infrarrojos de este trabajo, se empleó un Espectrofotómetro Perkin Elmer Modelo 467 y una celda sellada de 0,0260 mm de espesor, con ventanas de cloruro de sodio.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La recta de calibración obtenida para valorar el citral en las soluciones de las esencias, fue la siguiente:

Porcentaje estimado de citral = y_i = - 1,555 + 56,780 o absorbencia a 1.196 cm^-1 (x_i).

En la Tabla 1, se indican los contenidos de citral determinados por espectroscopia infrarroja mediante esta recta y los obtenidos por análisis químico, en las 18 esencias de espartillo consideradas como incógnitas.

Al efectuarse el estudio estadístico de los porcentajes hallados por los dos métodos, se observó que había una relación lineal entre los valores que puede ser expresada por la siguiente ecuación:

donde z = porcentaje estimado de citral por análisis químico.

La prueba de la hipótesis ß = 0 fue rechazada al nivel del 5% , lo cual permite inferir que esta ecuación describe la relación existente entre los dos métodos.

La concordancia entre la espectroscopia infrarroja y el análisis químico para valorar el contenido de citral en las esencias de espartillo se considera satisfactoria, teniendo en cuenta la amplitud de los intervalos de confianza de la ecuación de regresión (Tabla II y figura 1).

De lo anterior surge que si el valor obtenido por espectroscopia infrarroja fuera de 74,70 y se quisiera conocer el porcentaje que se hallaría si se empleara el método químico, puede afirmarse que el intervalo 70,92 - 77,54 cubre el valor esperado con una probabilidad del 95% , lo cual es más que aceptable.

La concordancia entre la espectroscopia infrarroja y el análisis químico se observa también cuando se determinan las diferencias entre los porcentajes de citral hallados por los dos métodos, para las 18 muestras estudiadas (Tabla III). Las diferencias en todas las muestras son inferiores a 3,18 con un valor promedio de 1,18. Además, estas diferencias son en general menores cuando el contenido dé citral es mayor a 74% (muestras 10 a 18).

Las diferencias halladas se comparan satisfactoriamente con las obtenidas entre La cromatografía en fase gaseosa y el análisis químico, en esencias de espartillo y lemongrass por varios autores (2, 4, 9, 10, 11), Las cuales estuvieron comprendidas entre 0,3 y 9,0 (Tabla IV). En esta tabla, se incluyen también las diferencias obtenidas por esta técnica infrarroja y el método del sulfito de sodio en esencias de lemongrass (8), observándose que son similares a las halladas en este trabajo con esencias de espartillo.

CONCLUSIONES

Se considera satisfactoria la concordancia obtenida entre los valores de citral determinados por espectroscopia infrarroja y análisis químico. Dada la amplitud de los intervalos de confianza, el método espectrofotométrico puede ser utilizado en lugar del químico para valorar el contenido de citral en esencias de espartillo, obtenidas de ensayos experimentales y/o de selección efectuados en el país, por su mínimo requerimiento de muestra y una mayor rapidez en la determinación.

AGRADECIMIENTOS

A la Doctora en Estadística Violeta A. Sonvico, jefa del Departamento de Estadística del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias del INTA Castelar, por su valiosa contribución al efectuar el estudio estadístico comparativo entre la espectroscopia infrarroja y el análisis químico.

Al Sr. José M. Almada por su importante aporte en la determinación química de las esencias analizadas.

Representación gráfica de los Procentajes de Citral obtenidos por Espectroscopia infrarroja y Análisis químico.
Recta de Regresión (z_i = 8,1431 + 0,8847 . y_i) e Intervalos de confianza (5%).

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