SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.17 número2La Industria Cerámica en el Siglo XXIPirólisis de Llantas Usadas: Estudio Cinético e Influencia de Variables de Operación índice de autoresíndice de materiabúsqueda de artículos
Home Pagelista alfabética de revistas  

Información tecnológica

versión On-line ISSN 0718-0764

Inf. tecnol. v.17 n.2 La Serena  2006

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642006000200002 

 

Información Tecnológica-Vol. 17 N°2-2006, pág.: 3-6

QUIMICA Y APLICACIONES

Caracterización de la Especie Ilex Paraguariensis mediante Análisis por Cromatografía Gaseosa de sus Componentes Volátiles

Characterization of Ilex Paraguariensis using Gas Chromatography of the Volatile Components

Carlos R. Romero, Nelly L. Jorge y Manuel E. Gómez
Universidad  Nacional del Nordeste, Fac. de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura, Área de Química-Física,
Av. Libertad 5400, (3400) Corrientes-Argentina (e-mail: ing.romero@gmail.com)


Resumen

Se han estudiado los componentes volátiles de las hojas de especies de Ilex paraguariensis por cromatografía gaseosa, utilizando una columna capilar con metilfenilsilicona como fase estacionaria, a fin de contribuir a su caracterización taxonómica. Se compararon dos métodos de extracción  de componentes volátiles: destilación por arrastre con vapor de agua y muestreo estático de la cámara ocupada por el vapor en equilibrio con el material (Headspace Analysis, HSA). La técnica de HSA es la que ofrece las mayores ventajas para diferenciar y caracterizar especies vegetales por medio del análisis por cromatografía gaseosa de sus componentes volátiles.

Palabras claves: Ilex paraguariensis, cromatografía gaseosa, caracterización taxonómica, HSA


Abstract

The volatile compounds of the leaves of Ilex Paraguariensis have been studied by gas chromatographic using a capillary column with phenylmethylsilicone as stationary phase, to contribute to its chemotaxonomic characterization. Two methods of extraction of volatile components were evaluated: steam distillation and Static Headspace Analysis (HSA). The HSA technique is the most suitable to differentiate and characterize plant species by gas chromatographic analysis of their volatile components.

Keywords: Ilex paraguariensis, gas chromatography, chemotaxonomic characterization, HSA


INTRODUCCIÓN

La clasificación quimiotaxonómica de los vegetales sobre la base de los principios activos mayoritarios ha demostrado tener muchos inconvenientes (Swain, 1966; Mhinzi, 2003) lo que ha obligado a considerar otras características distintivas, especialmente cuando se trata de plantas que poseen componentes volátiles y mu­chas veces con propiedades farmacológicas importantes.

En la actualidad la quimiotaxonomía vegetal hace uso de muy diversas metodologías analíticas (Smith, 1976; Barbeiro y Twibell, 1991; Pérez et al., 2000; Schulz et al., 2004) con las que se ha llegado a determinar la época de recolección del material estudiado o aún hasta su ubicación geográfica (Marengo et al., 1991, Filip et al., 2001).

Entre los estudios quimiotaxonómicos más reciente efectuado en nuestro medio puede mencionarse el que emplea la cro­matografía líquida de alta resolución (HPLC) para analizar los flavonoides presentes en diferentes especies vegetales autóctonas (Zalochi et al., 1990).

La yerba mate es producida en la Argentina mediante una tecnología tradicional y empírica, con algunas renovaciones recientes en su etapa de maduración, empleando una mezcla de Ilex paraguariensis, y a veces con trozos de ramas jóvenes, peciolos y pediculos florales, lo que favorece a su adulteración o sustitución con otras especies silvestres de Ilex que crecen en Misiones y en el nordeste de Corrientes, esto es motivo de preocupación para las autoridades sanitarias (Gómez Vara et al., 1997)

El objetivo de este trabajo es optimizar el método analítico HSA para clasificar quimiotaxonómicamente a la especie Ilex Paraguariensis, mediante el análisis de sus componentes volátiles. Esto permitirá en un futuro el seguimiento más preciso del proceso tecnológico de elaboración de la yerba mate a fin de garantizar la calidad del producto para su consumo y compararlo con el método convencional de hidrodestilación (Pérez et al., 2000; Schulz et al., 2004).

PARTE EXPERIMENTAL

Se tomaron plantas de Ilex Paraguariensis y de Varietal I (Ilex Paraguariensis modificada genéticamente) para fines de identificación taxonómica. Las muestras de Ilex Paraguariensis fueron recolectadas al azar de una de  las plantaciones del Establecimiento Yerbatero Las Marías y las del Varietal I, de uno de los viveros del mismo establecimiento. La recolección fue realizada en el mes de abril de 2005, en plena época cosecha.

El material utilizado fueron las hojas de ilex paraguariensis y Varietal I, frescas (material sin tratar térmicamente), mantenidas a temperatura ambiente en recipientes de vidrio herméticos por periodos cortos (1-2 días), antes de ser molidas para su análisis y secas (deshidratadas a 40ºC durante 48 horas).

Se emplearon los siguientes métodos de extracción de los componentes volátiles del material estudiados: a) Aislamiento por destilación por arrastre con vapor de agua. El tiempo de destilación fue de alrededor de una hora; y b) Muestreo de la fase vapor en equilibrio con el material vegetal (técnica HSA estática).

Con las soluciones acuosas de los componentes volátiles obtenidos por los métodos de destilación por arrastre se realizaron los correspon­dientes análisis por cromatografía gaseosa utilizando un equipo Hewlett-Packard, modelo 5890 serie II, provisto de una columna HP5 (metil fenil silicona, fase estacionaria) de 25 m de longitud y 530 m de diámetro interno, apropiado para análisis de muestras que contienen vapor acuoso, equi­pado con detector FID (detector de ionización de llama), utilizándose nitrógeno como gas portador.

Las condiciones iniciales de análisis fueron las siguientes: i) Programación de temperatura de la columna: ini­cial 40°C (2 min) + 10°C/min hasta la temperatura final de 190°C (20 min); ii) Temperatura de inyector: 120 °C (quartz liner, d.i.: 2 mm). Modo operativo: split mode; iii) Temperatura del detector (FID): 300 °C. Gas portador: nitrógeno, presión 11.5 psi.

Para la técnica de muestreo de fase vapor en equilibrio con la matriz sólida (HSA), el material fue colocado en un recipiente de vidrio (volumen total 50 mL) herméticamente cerrado, provisto de una tapa con diafragma de silicona (septum) que permitía la introducción de la aguja de una jeringa para gases y mantenido a 120 °C (baño de arena) durante 1 ½ hora. Al cabo de este tiempo se procedió a extraer la muestra de vapores para su correspondiente análisis, en las mismas condiciones que las del método de destilación por arrastre con  vapor. Se emplearon cinco muestras de cada variedad, realizándose en cada una de ellas tres determinaciones independientes, siguiendo los métodos analíticos descriptos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los cromatogramas típicos correspondientes a los componentes volátiles de Ilex paraguariensis, obtenidos mediante los dos procedimientos de extracción utilizados permiten señalar entre ellos las si­guientes diferencias que los caracterizan:

La destilación por arrastre con vapor del material vegetal estudiado resulta ser el método que permite separar más efectivamente los componen­tes con mayor tiempo de retención, que son probablemente los menos volátiles.

El método HSA da lugar a cromatogramas de mayor precisión con picos bien resueltos, que facilitan el análisis cuali-cuantitativo de los componentes presentes, en particular los de mayor volatilidad. Los tiempos de retención de los componentes volátiles obtenidos por los distintos métodos de extracción se expresaron en forma relativa (tiempo de retención relativo, RTrel), utilizando como referencia interna un componente común presente en las distintas muestras analizadas, que por espectrometría de  masa es Linalool. Los perfiles cromato­gráficos típicos de los componentes volátiles obtenidos por los dos métodos de extracción ensayados se muestra en la figura 1.

Las características de retención y áreas relativas de los picos cromatográficos utilizando el método HSA para el análisis de los componentes volátiles de las dos variedades de Ilex paraguariensis muestran una buena reproducibilidad. Estos resultados, caracterizan con mayor precisión el material estudiado que en el caso de emplear los métodos de destilación por arrastre con vapor de agua (Fig. 1).

Fig. 1: Perfiles cromatográficos típicos de componentes volátiles de hojas de Ilex paraguariensis, obtenidos por distintos métodos de extracción. Valores medios de las tres determinaciones

La representación gráfica, Áreas relativas/ g de material (áreas específicas) de componentes presentes en el material de las distintas variedades de Ilex vs tiempos de retención relativos, (Figura 2), constituye una forma simple de mostrar la composición cuali-cuantitativa de los componentes volátiles presentes en el material seco estudiado.

Fig. 2: Perfiles cromatográficos típicos de componentes volátiles de hojas de Ilex paraguariensis, obtenidos por el método HSA.

La retención cromatográfica del material fresco de Ilex paraguariensis (expresada por sus tiempos de retención relativos, RT rel) comparada con los valores correspondien­tes de material seco podría constituir una forma de establecer parámetros que permitirían encauzar a la determinación de las diferentes variedades de Ilex paraguariensis (Figura 3).

Fig.: 3. Representación de RTrel de material desecado utilizando como referencia material fresco, obtenidos por el método HSA (120ºC).

En este sentido se ha adoptado como criterio de comparación el valor del coeficiente de correlación del tratamiento de los datos por el método de re­gresión lineal por mínimos cuadrados. Los valores observados del coeficiente de correlación son 0,9991para Ilex Paraguariensis y 0,9999 para Ilex Paraguariensis Varietal I. Al ser ambos valores similares, indica que se trata de la misma especie de Ilex paraguariensis.

CONCLUSIONES

1) La destilación por arrastre con vapor de agua, separa más efectivamente los componentes con mayores tiempos de retención. El método HSA presenta mayor precisión, principalmente de los componentes más volátiles.

2) Comparando entre sí las representaciones gráficas correspondiente al método HSA, se constata que los datos pertenecientes a los componentes con tiempos de retención relativos inferiores a la unidad establecen diferencias cuali-cuantitativas significativas entre las distintas muestras.

3) La expresión de los resultados por medio de representaciones gráficas, constituye una forma clara y sencilla de establecer la composición cualitativa y cuantitativa en componentes volátiles de las diferentes especies y tipos de materiales.

4) La técnica HSA, contribuye a la caracterización taxonómica en forma rápida y simple.

REFERENCIAS

Barberio, J. Twibell, J. High Resol. Chrom. 14, 637-639 (1991)        [ Links ]

Filip R., P. Lopez, G. Gilberti, J. Coussio, G. Ferraro, Phytotherapy Res. 72, 774-778 (2001)        [ Links ]

Gómez Vara M.E., L.F. Cafferata.”Control de calidad de Yerba Mate mediante la determinación del perfil cromatográfico de sus componentes volátiles utilizando la técnica Static Headspace Analysis” R. Industria y Química. 327, 44-47 (1997)        [ Links ]

Marengo E., C. Baiocchi, M.C. Gennaro, P.L. Bertolo, Chemometrics and Intelligent Lab. Systems. 11, 75-88 (1991)        [ Links ]

Mhinzi, GS. “Chemotaxonomic distinction of selected closely related Acacia species using hemical properties of their gum exudates” Tanz. J. Sci. 29(1), 91-98 (2003)        [ Links ]

Pérez I., M.A. Blázquez, H. Boira. "Chemotaxonomic value of the essential oil compounds in species of Teucrium pumilum aggregate" Phytochemistry. 55, 397-401 (2000)        [ Links ]

Schulz H., M. Baranska, H. Belz, P. Rösch, M. Strehle, J. Popp. "Chemotaxonomic characterisation of essential oil plants by vibrational spectroscopy measurements" Vibrational Spectroscopy. 35, 81–86 (2004)        [ Links ]

Smith, P. M., “The chemotaxonomy of Plants”, Edward Arnold, Londres (1976)        [ Links ]

Swain, T. “Comparative Phytochemistry”, Academic Press, Londres (1966)        [ Links ]

Zalocchi E., A.. Pomilio , R. Palacios Bol. Soc. Argent. Bot. 26, 163-172 (1990).        [ Links ]