TRABAJOS CIENTIFICOS
Plantas medicinales, aromáticas y tintóreas.
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Anales de SAIPA - Sociedad Argentina para la Investigación de Productos Aromáticos
VI CONGRESO NACIONAL DE SOBRE RECURSOS NATURALES AROMÁTICOS Y MEDICINALES - San Juan (San Juan), Argentina - 1992
Volumen XIII - 1995 - pág 45 a 52.ESTUDIO DE ACEITE ESENCIAL DE Eucalyptus kartzoffiana Johnson et Blaxell DE LA PROVINCIA DE JUJUY
CARMEN I. VITURRO*, ANA C. MOLINA*, ESTELA DEL V. CAMPOS*, OLGA N. SAAVEDRA* y CARLOS G. PICCHI *** Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Jujuy. Gorriti 237 (4600) San Salvador de Jujuy
** CECTr INTA
RESUMEN
Desde 1975 el Eucalyptus kartzoffiana Johnson et Blaxell es cultivado en Jujuy con el objeto de estudiar su adaptación al medio y su producción de madera.
Se obtuvo el aceite esencial y sus propiedades fueron estudiadas por métodos físicos, químicos y cromatografía en fase gaseosa. Se compararon en rendimiento y calidad los aceites esenciales obtenidos de hojas y de hojas con tallos, durante diferentes tiempos de destilación.
SUMMARY
Since 1975 Eucalyptus kartzoffiana Johnson et Blaxell has been grown in Jujuy in order to study its adaptability and yield in wood.
Essential oil was obtained and its properties were studied through physical, chemical and gas chromatographic methods. Comparisons regarding yield and quality between essential oils obtained from leaves and leaves with stems under different distillation times were made.
INTRODUCCIÓN
En la bibliografía (1 a 9), se hallaron datos respecto a algunas especies de eucaliptus que crecen en el país, lo que está registrado en la TABLA 1. Se incluyeron solo aquellos cuyo componente mayoritario es el 1,8-cineol. El aceite de eucalipto más comercializado es el obtenido de E. globulus y es el que concentra el interés de los productores del triángulo Balcarce, Mar del Plata, Necochea, en la Provincia de Buenos Aires.
Dado que en Jujuy el E. globulus no está adaptado ecológicamente a zonas con lluvias de régimen monzónico, como en el NOA, se ensayaron otras subespecies como el E. bicostata, E. maideni y además el E. kartzoffiana. De éste último no fueron hallados datos de producción volumétrica o silviculturales, ni de esencia en la bibliografía disponible, es por ello que dada la importancia económica que podría llegar a tener la producción de esencia, se consideró oportuno proceder a su extracción y estudio.
Datos agrícolas
Descripción botánica, ecológica y epidométrica.
El Eucalyptus kartzoffiana es una especie que fue descripta como tal hace apenas dos décadas por L. Johnson y D. Blaxell, y tiene su área de origen en el valle de Araluen en Australia. En 1966 el Ing. Luis A. Mendonza (CIRN, INTA) tuvo oportunidad de estudiar este nuevo taxón en el Departamento de Botánica de la Universidad Nacional de Australia, Canberra, de donde fue introducida la semilla a partir de la cual se implantaron los ensayos experimentales efectuados en: Ramallo, Prov. de Buenos Aires; Concordia, Prov. de Entre Ríos; Ituzaingó, Prov. de Corrien-tes; y en las localidades de Reyes, San Pablo y el Sauzal, Prov. de Jujuy.
Entre 1975 y 1977, mediante un acuerdo de colaboración técnica (CEJUSA-INTA) Kindgard y Picchi establecieron tres ensayos comparativos de rendimientos en eucaliptos, en los que el objetivo principal está centrado en la evaluación de vigor entre numerosas especies y orígenes de este importante género, con destino al mercado local de madera, carbón y pasta celulósica.
Las características ecológicas propias de los tres sitios de ensayo implantados en Jujuy entre los 1400 y 1500 msnm difieren básicamente en lo que concierne a exposición y suelo (desde sueltos y permeables hasta pesados e hidromórficos), pero climáticamente son similares: temperatura media anual de 16,5 a 16,0° C; temperatura mínima absoluta -9° C (fuera de abrigo meteorológico); precipitación media anual de 950 a 1100 mm con sequía de mayo hasta mediado de octubre.
En cuanto al crecimiento medido a los diez años, con una densidad inicial de 1100 árboles/ha, el IMA (incremento medio anual) en volumen de madera varió desde los 20,4 m3/ha en el sitio de peores condiciones edáficas hasta los 35 m3/ha en el mejor sitio (Reyes). Efectuada la primera tala rasa a los 12 años de edad, se pudo comprobar que el rebrote de cepa no halló inconveniente alguno, registrándose en la Estación Forestal San Pablo (ex-IFONA) un 93% de retoños, con una media de 7,6 brotes por cepa viva al cabo del primer año.
Para la producción de esencias se puede aprovechar este sistema de conducción de masas por el régimen de "tallar" que mantiene un aceptable volumen foliar cercano al suelo y por tanto muy accesible a la cosecha manual rápida. Si en lugar del espaciamiento 3x3 m utilizados en el ensayo de Reyes se adoptara un marco de plantación de 2,1 x 2,2 m como el empleado en San Pablo, se podría duplicar la fitomasa útil para extractivos en la misma superficie cultivada, con muy poco riesgo de competencia entre plantas hasta el segundo año del rebrotal.
METODOLOGÍA ANALÍTICA
Se analizaron muestras de hojas y tallos jóvenes y adultos de Eucalyptus kartzoffiana, recogidas a fines de marzo y junio, y a principios de octubre. Las dos primeras eran de San Pablo y la tercera de la localidad de Reyes. El día de las dos últimas recolecciones soplaba viento norte y los días previos fueron muy calurosos.
Las muestras cosechadas fueron secadas a la sombra en un lugar aireado, desparramadas en capas delgadas durante distintos períodos de tiempo que variaron entre 2 y 13 días. Para extraer el aceite esencial se usó una trampa de Clevenger (10) (arrastre con vapor de agua). Se recolectaron muestras destiladas a diferentes tiempos: 1a hora, mayor de 1a hora y también a volumen constante. El aceite separado de la fase acuosa se secó con Na2SO4.
En los análisis físicos y químicos se siguieron las normas IRAM SAIPA (11) densidad relativa 20°/20° C, índice de refracción, rotación óptica, solubilidad en etanol, contenido aparente de 1,8 cineol.
Se analizaron todas las muestras destiladas por cromatografía gas-líquido. Se usó un CG KONIK KNK 3000 G, con detector FID. Se trabajó en modo split (100 : 1) inyectándose 0,1 μl. Los parámetros de separación usados fueron:
- Gas carrier: hidrógeno.
- Make up: nitrógeno
- Columna: capilar DBWAX (30 m). Temperatura 70° C.
durante 7 minutos, r = 3° C/ min hasta 200° C. Los compuestos constituyentes fueron identificados comparando los tiempos de retención de corridas patrones y usando la cromatografía particularizada con los distintos compuestos puros. Los datos cuantitativos fueron obtenidos con un integrador-registrador Spectra-Physics (KONIK SP 4290).
Por medio de la espectroscopia IR y comparando con espectros patrones se buscó determinar las bandas de absorción características de los compuestos presentes en mayor proporción en la esencia en estudio. Los espectros fueron determinados en película entre ventanas de Irtran II en un aparato PERKIN ELMER serie 683.
RESULTADOS y DISCUSIÓN
Las hojas jóvenes cosechadas en San Pablo eran rebrote de árboles de 3 a 5 m, de forma aovada, sésiles color verdoso glauco, tallos grisáceos, en el que se advertían vesículas de esencia. De las hojas adultas se extrajeron las más basales de las ramas de 2 árboles (20-28 m). Eran de color verde falcadas y pediceladas, tallos amarillo rojizos con vesículas de esencia (es por esto que se destilaron también los tallos en ambos casos). Ambas eran muy fragantes al tacto.
Las hojas jóvenes oreadas eran crujientes, algo olorosas, mientras que las adultas oreadas no eran tan crujientes ni fragantes, siendo más difíciles de trocear y aparentemente más fibrosas.
En el análisis de junio el oreado no alteró el color respecto al material fresco. En tanto que en las de octubre el color del material oreado variaba entre amarillento y verde grisáceo.
La observación de diferencias morfológicas según la edad de las hojas llevó a destilar por separado a las jóvenes y a las adultas.
Se advirtió durante la extracción en el laboratorio que durante la 1a hora destilaba un volumen apreciable de esencia, en tanto que luego el volumen aumentaba muy lentamente hasta que se hizo constante, a pesar de no variar la velocidad ni la calidad del calentamiento; es por ello que se recolectó esencia en lapsos de tiempo distintos: 1a y mayor de 1 1a hora a los efectos de evaluar rendimiento, calidad y composición.
Los resultados experimentales están reunidos en:
- Tabla II: Eucalyptus kartzoffiana: Humedad. Rendimientos.
- Tabla III: Eucalyptus kartzoffiana: Propiedades físicas-Químicas , Contenidos del componente mayoritario por Cromatografía Gaseosa.
Las hojas y tallos recolectados el 25/3/92 y el 26/6/92 son de San Pablo y corresponden a Reyes las del 2/10/92.
A muestras de aceite esencial de Eucalyptus globulus, subespecie bicostata y de Eucalyptus kartzoffiana, se le aplicó el ensayo de van den Driessen Mareew (3) dando ambos señal positiva.
Los valores promedios para el rendimiento porcentual de esencia (g/ ml) sobre masa seca indican que los de las hojas + tallos (h + t) de San Pablo son ligeramente inferiores (3,1%) a las de Reyes (3,9%); también es algo menor el contenido aparente de cineol (77,6% y 79,6%).
Las muestras recolectadas en marzo tienen mayor rendimiento pero menor calidad que las de junio. En cuanto a las de junio, la muestra del árbol 1 tiene un rendimiento y contenido en cineol ligeramente mayor que las del árbol 2.
Se compararon (valores promedios):
h + t jóv.
h + t adu.
a) Rto. (sobre masa seca)
3,5 ml/100 g.
2,1 ml/100 g.
b) Contenido aparente de cineol % (g/g)
79,2 (g/g)
82,5 (g/g)
(a) x (b) x δ% 100
2,5 % (g/g)
1,6 % (g/g)
Por otro lado, entre las esencias de hojas y de hojas + tallos no se observan diferencias apreciables en rendimientos y sólo muy pequeñas en contenido aparente de cineol, las que no son determinantes para seleccionar el material a destilar.
Existen notorias diferencias entre la esencia obtenida en la 1a hora de destilación y luego de la 1a hora (valores promedio).
1a hora
mayor 1a hora
Rto. (sobre masa seca)
3,5 ml/100 g.
0,6 ml/100 g.
% de cineol (g/g)
78,0
34,4 (det. por C.G.)
No se colocan en tablas los porcentajes aparentes de cineol de las esencias obtenidas luego de la primera hora porque por el método de determinación de normas, se encuentra que no cristaliza aún a temperaturas de 10° C (temperatura no registrada en tablas).
Análisis por cromatografía de gases
En las esencias se identificó la presencia de α-pineno, β-pineno, limoneno, 1,8 cineol y α-terpineol. Por co-cromatografía se enriqueció el pico correspondiente al neral sólo en el destilado mayor de 1a hora, y en las hojas adultas no se pudo detectar en las hojas jóvenes de 1a hora.
El número de componentes es apreciablemente mayor en la esencia recogida luego de 1a hora. Se puede visualizar comparando las Figuras 6 y 7. En la Figura 5 (obtenida a volumen constante) se detectó mayor número de constituyentes que en el de 1a hora (Fig. 5 y 8), lo que es consistente.
En los cromatogramas se observa que en las esencias recogidas luego de la 1a hora de destilación, aumentan los porcentajes de α-pineno, β-pineno, limoneno, y α-terpineol y disminuye en aproximadamente un 50% el porcentaje de 1,8-cineol, en todos los casos (Ejemplificado en Tabla IV).
Tabla IV
h + t adultos
c: 26/06/92α pineno
β pineno
limoneno
1,8 cineol
α terpineol
tr
%
tr
%
tr
%
tr
%
tr
%
1a hora
1,77
3,9
2,38
0,2
3,53
3,2
3,86
85,4
23,1
3,7
> 1a hora
1,79
11,1
2,41
0,3
3,59
7,3
3,85
35,1
23,2
5,9
Análisis por IR
En todos los espectros de absorción en el IR de las esencias analizadas (Fig. 1, 2, 3, y 4) se distinguen las frecuencias de absorción (cm-1) del componente mayoritario: cineol: 1307, 1273, 1235, 1217, 1170, 1080 (ν del C-O del ciclo), 1054, 1017, 986, 920, y 845 (epóxido cis). Se observa también la banda de 888 (δγ del R1R2C=CH2) del limoneno; la de 790 (δγ R1R2C=CHR3) del pineno, en los espectros de los aceites recogidos luego de la 1a hora de destilación, así como el de 1445 del α-terpineol. También se encuentra el de 1462 del β-pineno. Otras absorciones que aparecen en los espectros son: 3450 de un alcohol; 1636, probablemente del γ C=C (conjugado con C=C); y los característicos por debajo de los 3000 cm-1 correspondientes a las absorciones del γ C-H: 2962 cm-1 (γ C-H en CH3), 2920 cm-1 ν as C-H (en C=CH) entre otros.
Se observa en general en los espectros que en condiciones rastreables por el IR predominan las estructuras alifáticas, no registrándose absorciones de fenoles, ni de restos aromáticos; tampoco hay carbonilos en cantidades detectables, aunque no se descarta la presencia del tipo de compuestos señalados.
Las absorciones correspondientes al cineol son más intensas en 1a hora que en mayor de 1a hora, mientras que las del limoneno, α-pineno y α-terpineol son algo más intensas en los de mayor de 1a hora, lo que se corresponde con los porcentajes hallados por cromatografía de gases.
CONCLUSIONES
Los valores límites hallados analíticamente para los aceites esenciales de Eucalyptus kartzoffiana analizados fueron:
- Densidad relativa 20° / 20° C: 0,904-0,923
- Índice de refracción a 20° C: 1,4590 a 1,4640
- Rotación óptica a 20° 9C (D): +2 a +4
- Solubilidad en etanol 70°: 1:1,6 a 1:2,4
- Porcentaje aparente de cineol: 75,7 a 84,4
El Eucalyptus kartzoffiana es comparable al Eucalyptus fruticetorum en su riqueza en cineol, con la ventaja de que no se detectó la presencia de aldehido cumínico.
Se halló que al cabo de la 1a hora de destilación por arrastre con vapor liberaría de sus hojas la mayor parte de cineol; destilar durante mayor tiempo, además de aumentar el requerimiento energético del proceso (lo que se traduciría en un mayor costo), acarrearía el peligro de una disminución de la calidad.
El producto del rendimiento por el contenido de cineol es de 1,4 veces mayor en la hoja y tallos jóvenes que en las adultas, lo que abre la interesante posibilidad de tratarlo como un cultivo bianual.
La adaptabilidad ecológica en el NOA del Eucalyptus kartzoffiana, unido a su alto contenido en cineol y a las buenas características organolépticas de su aceite esencial configuran un panorama atractivo para la explotación industrial.
Colaborador:
David A, Blasco, alumno de la Facultad de Ingeniería, colaboró en la extracción de las esencias.
Agradecimientos:
A la Dra. Juana R. de la Fuente por su aporte en la obtención de los espectros IR.
Al Dr. Isaac Mizrahi y al Tco. Qco. Miguel Juárez por su apoyo.
REFERENCIAS
- Norma IRAM SAIPA 18518/87: Aceite de Eucalipto de Argentina.
- Código Alimentario Argentino: Art. 1300, inc. 19 (pág. 221) Esencia de Eucalipto (Eucalyptus globulus Lab.) obtenido de las hojas superiores frescas.
- A. L. Montes "Analítica de los Productos Aromáticos" Colección científica del INTA. Bs. As. 1961.
- R. Fonseca, A. I. Ricciardi, V. Veglia:" Examen del Aceite Esencial de dos Variedades de Eucalyptus fruticetorum cultivado en Corrientes. Boletín de SAIPA N96. 1985.
- J. Adatto."Generalidades y problemáticas de la elaboración de aceite esencial de Eucalyptus globulus en el país". Boletín de SAIPA N96.1985.
- Olivetti de Braví, A, I. Ricciardi, V. Veglia, R. Fonseca. "Examen del aceite esencial de Eucalyptus cinerea F. V. M. destilado de hojas de un cultivo comercial de Corrientes". Boletín de SAIPA NS6. 1985.
- I. Mizrahi, A. Collura, M. Juárez, H. Lafourcade, M. Elechosa "Resultados de ensayos efectuados por el INTA en Sumalao, Catamarca, con algunas especies aromáticas". Boletín de SAIPA N° 5. 1983.
- Juan Retamar y colaboradores: "Aceites esenciales de algunas especies arbóreas arbustivas y herbáceas". Boletín de SAIPA N96. 1985.
- I. Mizrahi, H. Lafourcade, M. Juárez y M. Elechosa. "Reseña sobre el comportamiento y características de las esencias de algunas especies aromáticas ensayadas en Castelar, prov. de Bs. As". Boletin de SAIPA N9 4. 1982.
- Food Chemical Codex III. "General test and apparatus" pág. 503.
- Normas IRAM SAIPA N9 18504 - 18505 - 18507 -18510 - 18650.
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