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Plantas medicinales, aromáticas y tintóreas.

El rescate de las cosas que se han hecho bien.

   
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Anales de SAIPA - Sociedad Argentina para la Investigación de Productos Aromáticos
V CONGRESO NACIONAL DE RECURSOS NATURALES AROMÁTICOS Y MEDICINALES - SALTA 1989
Volumen XI - 1993 - pág 87 a 102.

CULTIVO EXPERIMENTAL DE CLONES DE "SPEARMINT" EN DISTINTAS ZONAS DEL PAÍS. ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS ESENCIAS
Isaac Mizrahi * y Miguel A. Juárez **

* Doctor en Química y ** Técnico Químico, integrantes de la Unidad Plantas Aromáticas del Departamento de Botánica. INTA - Castelar, provincia de Buenos Aires.

RESUMEN

Se determinó el comportamiento de varios clones de "spearmint" (Mentha spicata L. y M. cardiaca Gerard ex Baker) en Castelar (Buenos Aires) y en zonas de Catamarca, Córdoba, Jujuy, Mendoza, Misiones y Tucumán, obteniéndose esencias de buena calidad con contenidos de carvona que satisfacen los requerimientos de las normas argentinas IRAM-SAIPA

Además, se estudió en Castelar las variaciones en rendimiento y en calidad de esencias obtenidas de dos cosechas anuales, así como de esencias aisladas simultáneamente mediante vapor directo y por destilación en agua. Se analizó también comparativamente material cosechado de una misma parcela durante dos años consecutivos.

Se establecieron las principales diferencias entre las esencias de M. spicata y M. cardiaca por espectroscopia infrarroja clásica y diferencial, estudio no realizado con anterioridad.

SUMMARY

The behaviour of different clons of spearmint (Mentha spicata L. and M. cardiaca Gerard ex Baker) in Castelar (Buenos Aires) and zones of Catamarca, Córdoba, Jujuy, Mendoza, Misiones and Tucumán was established. The obtained essential oils were of good quality and the carvone contents perform me requirements of argentino IRAM-S AIPA norms.

The yield and the essence quality variations of two annual crops were studied and also the oils isolated simultaneously by water distillation and steam distillation. Besides, the plant materials gathered of the same plot during two consecutive years were comparatively studied. The main differences between the essences of M. spicata and M. cardiaca were established -and published by the first time- by classical and differential infrared spectroscopy.

INTRODUCCIÓN

La esencia de "spearmint" encuentra importantes aplicaciones como saborizante de pastas dentífricas, gomas de mascar, colutorios y confituras. Es también utilizada en composiciones perfumísticas y para aromatizar jabones (1, 2, 4).

Esta esencia se obtiene de dos especies distintas, la Mentha spicata L. (menta americana) y la M. cardiaca Gerard ex Baker (menta escocesa) (13,18). La producción mundial de las esencias de estas dos mentas, ha sido estimada en 1984 en unas 1400 toneladas. El principal país productor es Estados Unidos de Norteamérica - cultivándolas en los Estados de Washington, Idaho, Indiana, Michigan, Oregón y Wisconsin - con unas 1000 toneladas, valor que se mantiene en promedio en el período 1986-88. Le sigue en importancia China (300 ton.), produciéndose en cantidades menores en Italia, Brasil, Japón, Francia y Sudáfrica (16,21).

En nuestro país se han efectuado cultivos industriales de M. spicata principalmente en Tunuyán (Mendoza); Villa Dolores (Córdoba); El Piquete (Jujuy) y El Soberbio (Misiones), estimándose la producción de esencia en el período 1978/79 en unas 3 toneladas, siendo apreciablemente menor en la actualidad (2, 5, 10, 20). Se han realizado además ensayos en algunas zonas de Córdoba, Neuquén, Mendoza, Misiones, Salta, San Juan, La Pampa y Buenos Aires, que no tuvieron continuidad.

Teniendo en cuenta que en general no se han efectuado publicaciones sobre el comportamiento del "spearmint" en el país y dado el importante consumo de su esencia en el mercado nacional e internacional (15, 19, 21), se consideró conveniente realizar ensayos con varios clones introducidos del extranjero y del país, en Castelar (Buenos Aires) y en zonas de algunas provincias consideradas adecuadas para su cultivo.

El objetivo de este trabajo ha sido determinar el rendimiento y la composición de las esencias obtenidas en estos ensayos, con miras a contribuir a incrementar su producción en el país. Además, establecer las principales diferencias entre las esencias de las mentas americana y escocesa mediante la espectroscopia infrarroja, estudio no realizado hasta el presente.

PARTE EXPERIMENTAL

Seis clones de menta americana de Brasil, Inglaterra, Bélgica y Castelar, fueron cultivados experimentalmente en Castelar - entre 3 y 7 años - en parcelas de 20 m2, a una distancia de 0,70 m x 0,40 m, efectuándose replantes anuales en invierno. Se ensayaron también durante dos años, dos clones de menta escocesa (de Estados Unidos e Italia), en similares condiciones. Los clones de mejores características fueron distribuidos en distintas zonas del país, estudiándose su comportamiento durante 5 años en Sumalao (Catamarca); 3 años en El Piquete (Jujuy) y un año en San Vicente (Córdoba); Guaymallén y Tupungato (Mendoza); El Soberbio (Misiones) y San Miguel de Tucumán (Tucumán). Se efectuó un corte anual de plantas enteras en floración, generalmente a comienzos del verano. Los materiales cosechados fueron destilados por arrastre con vapor de agua de 2 kg/ cm2 de presión, durante dos horas.

Se determinaron los rendimientos de material verde y de esencia por parcela, así como los de destilación. El análisis físico-químico de las esencias aisladas se realizó según los métodos establecidos en las normas IRAM-SAIPA (8, 9), efectuándose también la catalogación organoléptica.

Se obtuvieron además los espectros de absorción en el infrarrojo de las esencias, mediante un Espectrotrofotómetro Perkin Elmer Modelo 467 y celdas de bromuro de potasio de 0,015 mm de espesor.

Con el objeto de establecer las principales diferencias entre las esencias de menta americana y escocesa, se determinaron los espectros infrarrojos diferenciales entre los dos tipos de esencia, así como de sus fracciones no carbonílicas remanentes de la absorción con sulfito de sodio (8; 9), en celdas selladas de cloruro de sodio de 0,025 nm de espesor.

En Castelar, con varios clones de Mentha spicata que tuvieron en un año excepcional una segunda floración en febrero, se efectuó un ensayo de dos cortes anuales para determinar la variación en el rendimiento y en las características de las esencias obtenidas. Se realizó también otro estudio sobre plantas cosechadas en la misma parcela - sin remover la plantación - durante dos años consecutivos, con igual finalidad.

Además, algunos materiales cosechados fueron destilados simultáneamente por arrastre con vapor directo y por el método de destilación en agua, con una trampa tipo Clevenger (6), para evaluar la influencia del método de obtención en la composición de las esencias.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los rendimientos promedios de material verde y de esencia por parcela obtenidos de los clones ensayados en Castelar, en un corte anual (Tabla I) - si pudieran extrapolarse a una hectárea - coinciden en general con los valores mencionados para cultivos efectuados con anterioridad en el país, de 15 a 20 kg de esencia por hectárea (3,17).

Son comparables además con los obtenidos en cultivos industriales de Michigan, Indiana y Wisconsin (Estados Unidos) - rendimiento promedio entre 30 y 40 kg de esencia por hectárea (13,21,22) - considerando que en los mismos usualmente se utilizan abonos y se efectúan dos cortes anuales, lo cual aumenta significativamente los rendimientos obtenidos. Concuerdan también con los valores hallados en experiencias realizadas con esta menta en la India (11,12).

En los ensayos en Castelar se destacaron por su rendimiento y la mejor calidad de sus esencias, los clones 533, 534, 712, 1713 y 3340 (Tabla I), cuyas características físicas y químicas no solo cumplen con los valores indicados en las normas IRAM-SAIPA (8), sino que también satisfacen en la mayoría de los casos, los porcentajes de carvona establecidos en normas internacionales para esencias de "spearmint".

Los espectros infrarrojos de las esencias obtenidas de los clones de menta americana (Figura 1, espectro superior), están constituidos fundamentalmente por el de carvona (principales bandas a 1680, 1110 y 895 cm-1), complementados por las absorciones de esteres (1735 y 1250 cm-1); limoneno (800 cm-1); dihidrocarvona (1715 y 1185 cm-1) y cineol (990 cm-1).

El espectro de las esencias de menta escocesa (inferior) muestra también la preponderancia de carvona, pero presenta en cambio una apreciable menor intensidad de las bandas de esteres, siendo además algo inferior la de cineol. El contenido de limoneno es mayor en esta menta al igual que la relación limoneno/cineol (800/990 cm-1).

El espectro infrarrojo diferencial entre estos dos tipos de esencia, tomando la americana como referencia (Figura 2), confirma las principales diferencias halladas en los espectros aislados, observándose bandas negativas a 1735 y 1240 cm-1 que indican un mayor contenido de esteres en la americana y una absorción positiva a 800 cm-1 que establece una mayor proporción de limoneno en la escocesa. Hay también una absorción negativa a 990 cm-1, debida a un porcentaje algo mayor de cineol en la americana.

El estudio por espectroscopia infrarroja de las fracciones no carbonílicas de estas dos mentas, tal como se esperaba, acentúa las diferencias anteriormente mencionadas (Figura 3). La fracción de la esencia escocesa (espectro inferior), presente un contenido bastante mayor de limoneno (1157, 1150,960, 915 y principalmente 800 cm-1) y algo más de mentona(1203 cm-1), siendo en cambio apreciablemente menor el porcentaje de ésteres (1738 y 1242 cm-1) y un poco inferior el cineol (1080 y 990 cm-1): La relación limoneno/cineol (800/990 cm-1) es mayor en la escocesa que en la americana.

El espectro diferencial de estas fracciones tomando la americana como referencia (Figura 4), corrobora estos resultados al presentar fuertes absorciones negativas a1735, 1240 y 1030 cm-1 que indican un significativo mayor contenido de esteres en la americana y otras de menor intensidad a 1720, 1315, 1180 y 1055 cm-1 de dihidro carvona y 990 cm-1 de cineol que señalan una mayor proporción de ambos compuestos en esta fracción. Las absorciones positivas a 1155, 1145, 915, 885 y 800 cm-1, establecen un mayor porcentaje de limoneno en la fracción escocesa.

Estas diferencias entre las esencias de las dos mentas halladas por espectroscopia infrarroja clásica y diferencial, coinciden con las principales mencionadas por cromatografía en fase gaseosa para las esencias de menta americana y escocesa obtenidas en distintas regiones de Estados Unidos de Norteamérica (7, 14, 18), tal como puede observarse en la Tabla II, lo cual indica la utilidad de la espectroscopia infrarroja en la diferenciación de ambas mentas. Al ser distribuidos los clones de mejor comportamiento en Castelar en las zonas anteriormente mencionadas, se obtuvieron en todos los casos esencias de buena calidad, destacándose por su rendimiento en esencia por parcela el clon 533 cultivado en El Piquete (Jujuy) y Tupungato (Mendoza) (Tabla lII). Si los valores obtenidos con este clon pudieran extrapolarse a una hectárea equivaldrían a unos 30 kg de esencia en un corte anual, que puede considerarse bastante satisfactorio (13, 21, 22).

En el ensayo efectuado en Castelar con dos cortes anuales, se observó en el segundo corte un aumento apreciable de material verde por parcela y una tendencia a un mayor rendimiento de esencia, con un total anual entre unos 80 y 117 gramos por parcela de 20 m2 (Tabla IV). Estos valores señalan los buenos resultados obtenidos en este ensayo, dado que son muy superiores a los hallados en un solo corte anual y equivaldrían a unos 40 a 60 kg de esencia por hectárea.

El análisis físico y químico y el estudio por espectroscopia infrarroja de estas esencias, indican que las del segundo corte no difieren significativamente de las del primero, siendo calificadas de buena calidad por presentar un contenido de carvona superior al 50%. Ello sugiere que en aquellas zonas donde se obtuviera una segunda floración, sería aconsejable destinar el material cosechado a la obtención de esencial.

Los resultados obtenidos en el cultivo de varios clones durante dos años consecutivos en la misma parcela sin renovación de la plantación (Tabla V), muestran un aumento considerable de material verde en el segundo año y una significativa disminución en el rendimiento de la destilación, pero con una cierta tendencia a un mayor rendimiento de esencia por parcela. Ello indicaría que en este ensayo sería más conveniente utilizar en el segundo año las hojas para condimento, dado el marcado incrementó de material vegetal por parcela observado. Las características físicas y químicas de las esencias de los dos años, muestran una variación mayor que en los ensayos anteriores, pero sin una tendencia definida, cumpliendo con los requerimientos de la norma IRAM-SAIPA.

Al comparar por espectroscopia infrarroja y análisis químico, las esencias obtenidas en Castelar simultáneamente por vapor directo y destilación en agua (Tabla VI), se observó que las aisladas por este último método se caracterizan por un contenido algo mayor de carvona y cineol, pero siendo en ambos casos de buena calidad.

CONCLUSIONES

El comportamiento de los clones de menta americana y escocesa ensayados en Castelar y distintas zonas del país ha sido bueno, obteniéndose esencias de características destacadas cuyo contenido de carvona satisface el requerimiento de las normas IRAM-SAIPA.

Los rendimientos de esencia por parcela obtenidos en un corte anual - si pudieran extrapolarse a una hectárea - son cercanos a los indicados para cultivos industriales de Estados Unidos de Norteamérica, en los cuales usualmente se emplean fertilizantes y se efectúan dos cortes anuales.

Por ello y dada la buena calidad de las esencias obtenidas, se considera que sería conveniente incrementar el cultivo de "spearmint" en el país para satisfacer en principio la demanda del mercado interno. Es además aconsejable estudiar el efecto de abonos, para tratar de aumentar el rendimiento de esencia por superficie.

Se ha establecido también que las esencias de menta americana y escocesa pueden ser diferenciadas por espectroscopia infrarroja clásica y diferencial, estudio que no ha sido efectuado con anterioridad en el país y en el extranjero.

AGRADECIMIENTOS



BIBLIOGRAFÍA

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TABLAS Y FIGURAS

TABLA I - Rendimientos y características físicas y químicas de esencias de Mentha spicata (americana) y M. cardiaca (escocesa) cultivadas experimentalmente en Castelar, Buenos Aires

Menta

Clon

Orígen

Material verde por parcela de 20m2
Kg
%

Rendimiento en esencia

Características físicas y químicas de las esencias

Sobre peso fresco
gr/kg

Por parcela 20m2
g

Indice de refracción a
20°C

Densidad relativa a 20°/20°C

Rotación óptica a
20°C

Rendimiento en esencia

solubilidad en alcohol etílico de 80°
V:V

Americana

533

Campinas - Brasil

17.5

1.82

31.9

1.4924

0.9314

- 48.47°

55.6

1 : 0,8

"

534

Campinas - Brasil

17.8

2.24

39.9

1.4904

0.9272

- 50.98°

56.3

1 : 0,8

"

610

Esher - Inglaterra

16.7

1.60

36.8

1.4872

0.9186

- 49.32°

46.1

1 : 0,8

"

712

Bruselas - Bélgica

23.6

1.74

41.1

1.4880

0.9182

- 44.12°

52.1

1 : 0,9

"

1713

Castelar - Buenos Aires

15.5

2.65

41.1

1.4899

0.9250

- 52.14°

55.9

1 : 0,8

"

1714

Castelar - Buenos Aires

21.0

1.57

33.0

1.4878

0.9210

- 51.82°

50.2

1 : 1,0

Escocesa

2216

Trieste -
Italia

14.9

0.93

13.9

1.4882

0.9160

- 58.52°

52.7

1 : 0.8

"

3340

Oregón -
EE.UU.

14.1

2.31

32.6

1.4885

0.9225

- 59.96°

64.1

1 : 0.9



TABLA II - Principales diferencias entre las esencias de Menta americana y escocesa por cromatografía en fase gaseosa.

Componentes

Menta americana
%

Menta escocesa
%

Limoneno

9.3 - 20.5

15.3 - 29.7

Esteres

1.8 - 7.7

0.9 - 3.8

Acetato de dihidrocarvilo
Acetato de carvilo

0.5 - 4.1
1.3 - 3.6

0.2 - 1.3
0.7 - 2.5

Cineol

2.6 - 4.

1.8 - 2.6

Mentona

0.1 - 0.5

0.9 - 2.2

Limoneno/Cineol

3.8 - 6.8

8.3 - 17.0



TABLA III - Comportamiento de clones de "Spearmint" en distintas zonas el país.

ZONA

Clon

Material verde por parcela de 20m2
Kg
%

Rendimiento en esencia

Características físicas y químicas de las esencias

Sobre peso fresco
gr/kg

Por parcela 20m2
g

Indice de refracción a
20°C

Densidad relativa a 20°/20°C

Rotación óptica a 20°C
δ

Compuestos carbonílicos como carvona V:V
%

solubilidad en alcohol etílico de 80°
V:V

Catamarca (Sumalao)

534

19.9

1.04

20.7

1.4894

0.9227

- 51.44°

52.8

1 : 0,8

Córdoba (San Vicente)

3340

8.1

2.35

19.0

1.4846

0.9100

- 59.20°

51.8

1 : 0,8

Jujuy (El Piquete)

533

-

-

59.9

1.4926

0.9294

- 43.51°

50.0

1 : 0,9

Mendoza (Guaymallén)
(Tupungato)

712
533

12.9
36.7

0.75
1.50

9.7
55.1

1.4863
1.4900

0.9120
0.9288

- 47.20°
- 46.12°

47.0
57.0

1 : 0,9
1 : 0.9

Misiones (El Soberbio)

1713

-

1.09

-

1.4879

0.9247

- 57.12°

56.2

1 : 0,8

Tucumán (San Miguel)
(San Miguel)

534
712

9.5
24.3

2.74
1.23

26.0
29.6

1.4911
1.4880

0.9278
0.9228

- 43.12°
- 45.87°

58.8
52.6

1 : 0,8
1 : 0.8



TABLA IV - Rendimientos y contenidos de carvona de esencias obtenidas en dos cortes anuales de clones de M. spicata.

Clon

Corte

Material verde por parcela de 20m2
Kg
%

Rendimiento en esencia

Compuestos carbonílicos como carvona V:V
%

Sobre peso fresco
gr/kg

Por parcela 20m2
g

534

Primero
Segundo

12.3
21.8

2.34
2.43

28.8
53.0

58.3
65.4

TOTAL ANUAL

34.1

-

81.8

-

712

Primero
Segundo

23.1
26.2

2.12
1.15

49.0
30.1

56.1
51.5

TOTAL ANUAL

49.3

-

79.1

-

1714

Primero
Segundo

19.8
29.5

2.76
2.11

54.7
62.2

53.6
54.7

TOTAL ANUAL

49.3

-

116.9

-



TABLA V - Influencia sobre el rendimiento y la calidad de esencia del ensayo durante dos años consecutivos en la misma parcela

Clon

Año

Material verde por parcela de 20m2
Kg
%

Rendimiento en esencia

Compuestos carbonílicos como carvona V:V
%

Sobre peso fresco
gr/kg

Por parcela 20m2
g

534

Primero
Segundo

1.4
19.6

2.70
1.93

38.9
37.8

56.0
47.8

712

Primero
Segundo

14.2
36.6

1.99
1.03

28.3
37.7

51.3
39.8

1713

Primero
Segundo

10.4
28.4

2.91
1.22

30.3
34.7

54.1
40.4

1714

Primero
Segundo

12.8
35.6

2.68
0.45

34.3
16.0

48.9
53.0

2216

Primero
Segundo

10.0
19.7

1.20
1.45

12.0
28.6

44.0
59.0



TABLA VI - Influencia del método de obtención sobre las características físicas y químicas de las esencias de Mentha spicata.

Clon

Método de obtención

Características físicas y químicas de las esencias

Indice de refracción a
20°C

Densidad relativa a
20°/20°C

Rotación óptica a
20°C

Compuestos carbonílicos
como carvona V:V
%

Solubilidad en alcohol
etílico de 80°
V:V

1696

Vapor directo
Destilación en agua

1.4890
1.4902

0.9309
0.9318

- 46.20°
- 45.15°

60.7
64.0

1 : 0,8
1 : 0.9

1713

Vapor directo
Destilación en agua

1.4889
1.4890

0.9257
0.9285

- 52.36°
- 50.32°

59.7
61.1

1 : 0,9
1 : 0.8

1714

Vapor directo
Destilación en agua

1.4873
1.4876

0.9227
0.9300

- 50.76°
- 49.12°

50.2
58.6

1 : 1.0
1 : 0.9



Figura 1
Espectro de absorción en el infrarrojo de esencias de Menta americana (espectro superior) y de Menta escocesa (espectro inferior).
c-biblio011-14-a (503K)


Figura 2
Espectro infrarrojo diferencial de esencias de Menta escocesa respecto de Menta americana, tomadas como referencia.
c-biblio011-14-b (248K)


Figura 3
Espectro de absorción en el infrarrojo de las fracciones no carbonílicas de Menta americana (espectro superior) y de Menta escocesa (espectro inferior).
c-biblio011-14-c (514K)


Figura 4
Espectro infrarrojo diferencial de las fracciones no carbonílicas de Menta escocesa respecto de Menta americana, tomadas como referencia
c-biblio011-14-d (292K)






   
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