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versión On-line ISSN 0718-0764

Inf. tecnol. vol.24 no.4 La Serena  2013

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642013000400005 

Información Tecnológica Vol. 24(4), 43-48 (2013)

Química y Aplicaciones

 

Composición Química del Aceite Escencial de Hojas de Orégano (Origanum vulgare)

Chemical Composition of the Essential Oil extracted from Oregano Leaves (Origanum vulgare)

 

Diofanor Acevedo, Mario Navarro y Luis Monroy

Universidad de Cartagena, Facultad de Ingeniería, Programa de ingeniería de Alimentos, Avda. el Consulado, Calle 30 No. 48-152. Cartagena, Bolívar-Colombia (e-mail:diofanor3000@gmail.com)

* Autor a quien debe ser dirigida la correspondencia


Resumen

Se ha analizado químicamente el orégano (Origanum vulgare) cultivado en Coloso, Departamento de Sucre en Colombia para determinar la variabilidad en la composición química causada por las condiciones climáticas de la región. Para ello se empleó cromatografía de gases acoplada con espectrometría de masas. Se identificó como compuesto mayoritario al timol con 67,51%, seguido de p-cimeno, γ-terpineno, cariofileno, oxido de cariofileno, trans-α-bergamoteno, eugenol, y α- bergamoteno, con 11.66%, 5.51%, 5.38%, 2.22%, 1.65%, 1.49%, y 1.32% respectivamente. El Timol le otorga al orégano múltiples propiedades antioxidantes, microbiológicas y conservantes de alimentos, además de potenciales aplicaciones en perfumería y cosmética.

Palabras clave: origanum vulgare, aceite esencial, cromatografía de gases, espectrometría de masas


Abstract

The chemical composition of oregano (Origanum vulgare) cultivated in Coloso, Department of Sucre in Colombia has been determined with the objective of determining the variability in the chemical composition caused by climatic conditions of the zone. For this, gas chromatography coupled with mass spectrometry has been employed. The analysis allowed identifying Thymol as the major compound with 67.51%, followed by p-cymene, γ-terpinene, caryophyllene, caryophyllene oxide, trans-α-bergamoteno, eugenol and α-bergamoteno, with 11.66%, 5.51%, 5.38%, 2.22%, 1.65%, 1.49% and 1.32% respectively. Thymol gives oregano several antioxidant, microbiologic and food preserving properties, besides potential applications in the perfume and cosmetic industry.

Keywords: origanum vulgare, essential oil, gas chromatography, mass spectrometry


INTRODUCCIÓN

Los aceites esenciales (AE) son mezclas complejas de líquidos que presentan alta volatilidad, evaporándose al contacto con el aire (Bello, 1999).Son obtenidos a partir de diferentes partes de las plantas como flores, yemas, semillas, hojas, ramas, corteza, hierbas, madera, frutos y raíces (Burt, 2007). Químicamente están formados por terpenos, monoterpenos y sesquiterpenos (hidrocarburos, alcoholes, cetonas, que pueden ser acíclicos, monocíclicos, bicíclicos, tricíclicos), sustancias azufradas y nitrogenadas (Acevedo et al., 2007). Se consideran producto del metabolismo secundario de las plantas al igual que algunos alcaloides, flavonoides, taninos, y saponinas (Bandoni  et al., 2009; Madsen & Bertelsen, 1995). La composición química de los AE puede verse afectada por el medio ambiente, la procedencia de la planta y el método de extracción (Combariza et al., 1994). El valor económico de los AE y su aplicabilidad industrial están directamente relacionados con su composición química y con la actividad biológica (Stashenko et al.,2010). El creciente interés por el uso de extractos naturales antioxidantes que puedan sustituir los aditivos sintéticos en los alimentos, resulta una alternativa prometedora para la prevención y tratamiento de enfermedades producidas por compuestos sintéticos (Olivero-Verbel et al., 2010; Arcila-Lozano et al., 2004). De hecho  muchos autores han reportado propiedades antimicrobianas, antifúngicas, antioxidantes y antiradicalarias de diferentes especias y aceites esenciales y en algunos casos, una aplicación directamente relacionada con los alimentos (Madsen &Bertelsen, 1995). La extracción de estos se realiza  por  métodos convencionales como la destilación con arrastre de vapor y el uso de solventes orgánicos, aunque actualmente se utiliza la extracción super crítica con dióxido de carbono como solvente (Simándi et al., 1998), de acuerdo con las propiedades de este gas (no tóxico, ni explosivo y fácil de remover), su uso facilita las diferentes operaciones de separación de los productos extraídos (Yépez et al., 2001).  El análisis de quimiotipos se basa en la diferenciación de metabolitos secundarios y se aplica, no sólo a organismos vegetales, sino también a líquenes y algunos microorganismos (Arcila-Lozano et al., 2004).Por lo general para analizar un aceite esencial se utiliza la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG-EM), como técnica de identificación con base en los compuestos mayoritarios (Arcila-Lozano et al., 2004;Albado et al., 2001).

El orégano, (Origanum vulgare),pertenece a la familia Labiaceae, y es una planta herbácea vivaz muy aromática (Carhuapoma, 2006; Arcila-Lozano et al.,2004; D'Antuono et al., 2000). Sus hojas (tanto frescas como secas) se emplean como condimento en numerosas recetas culinarias por el excelente sabor que le confieren a las comidas (Albado et al., 2001). Se ha demostrado que el orégano contiene aceites esenciales, por lo que no solo es benéfico para la salud humana, sino que además puede sustituir los aditivos sintéticos de los alimentos (Arcila-Lozano et al.,2004). El AE de O. vulgare tiene actividad antiradicalaria y esta propiedad se le atribuye a los mono fenoles carvacrol y timol principales quimiotipos, cada una con enzimas específicas que dirigen su biosíntesis (D´Antuono et al., 2000; Deighton et al., 1993).

Sobre la composición química del orégano, y sus aceites esenciales se han identificado flavonoides como la apigenina y la luteolina, agliconas, alcoholes alifáticos, compuestos terpénicos y derivadosdel fenilpropano (Arcila-Lozano et al., 2004), también se han encontrado ácidos coumérico, ferúlico, caféico, r-hidroxibenzóicoy vainillínico (D´Antuono et al.,2000). La subespecie Oreganum vulgare ssp. Hirtum es la másestudiada, especialmente en relación a la composición y calidad de su aceite esencial, ya que este último tiene un importante valor comercial (Albado et al., 2001; Arcila-Lozano et al.,2004). En esta subespecie el rendimiento del aceite esencial en la hoja seca, varía entre 2% y6% (Deighton et al., 1993). Este porcentaje se ve afectado por la altitud del lugar de cultivo (Carhuapoma, 2006), y por la época de recolección, siendo este más bajo en el otoño (Arcila-Lozano et al., 2004).En el aceite del orégano que crece en forma silvestre se ha observado que un incremento en los porcentajes de timol provoca una disminución en el contenido de carvacrol (Albadoet al., 2001).De igual manera, los hidrocarburos monoterpenoides, terpineno y r-cimeno están presentes de manera constante en los aceites esenciales del orégano, pero siempre en cantidades menores (Arcila-Lozanoet al.,2004). Recientemente, Stashenko et al.,(2010), caracterizaron tres grupos de orégano de monte presentes en Colombia en relación con la composición de los aceites esenciales: El Quimiotipo A que es rico en compuestos terpénicos (monoterpenos y sesquiterpenos que representan el 45 y 27%, respectivamente); el Quimiotipo B, cuyo principal componente es el carvacrol (40%) seguido de p-cimeno (13%) y g-terpineno (11%) y timol (11%).Este quimiotipo es similar al encontrado en Brasil (Oliveira et al., 2004); el quimiotipo C posee altos niveles de timol (56%, seguido de p-cimeno (9%) y g- terpineno(5%),este quimiotipo es similar a los reportados en Venezuela por Albado et al., (2001) y Arcila-Lozanoet al., (2004).

Se han realizado diversos estudios sobre la bioactividad del orégano; es así como lo citan como antioxidante (Fasseas et al., 2007), antitripanosoma (Santoro et al.,2007), igualmente activo para un amplio grupo de bacterias patógenas (Albado et al., 2001). Asimismo, se ha aprovechado su doble ventaja en cuanto a las propiedades sensoriales y el tiempo de conservación del aceite esencial de orégano en pescado, prolongando el tiempo de vida útil del producto en comparación con otros métodos de conservación (Viuda-Martos et al., 2009).

El objetivo del presente trabajo fue determinarla composición química del aceite esencial extraído de las hojas de orégano (O. vulgare) procedente del municipio de Coloso (Sucre-Colombia) por medio de la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas.

MATERIALES Y MÉTODOS 

Obtención de la materia prima

Las hojas de O. vulgare, fueron recogidas de parcelas artesanales ubicadas en el municipio de Coloso Departamento de Sucre Colombia. El material se recolecto de forma manual y se identificó en el herbario de Carsucrel. El modo de extracción que se utilizo fue hidrodestilación con trampa de Clevenger, el procedimiento consistió en picar finamente 1000gr de material fresco de hojas de O. vulgare, depositarlo en un recipiente de acero inoxidable, al que se le añadieron 2000 ml de agua destilada, con un tiempo de extracción de 120-180 minutos. 

Caracterización química del aceite esencial de O. vulgare

Los procedimientos para determinar la composición química del aceite esencial de orégano, se realizaron bajo la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas(CG-EM).

Se necesitaron 50μl de aceite esencial para el análisis cromatográfico y se aforo a 450 μl con diclorometano. La mezcla se realizó en un matraz aforado de 1.5ml y después se transfirió a un vial para cromatografía de gases de 2ml. Este análisis se llevó a cabo en un Cromatógrafo de gases - Agilent Technologies 7890A, acoplado aun espectrómetro de masas AgilentTechnologies 5975C equipado con un puerto de inyección Split/splitlles(relación 1:50), un inyector automático Agilent7863 y un sistema de datos HP ChemStation.

Para la separación de las mezclas se utilizó una columna capilar DB-5MS(J & W Scientific, Folsom, EE.UU.) con fase estacionaria de 5%fenil-polimetilsiloxano (60 m x 0,25 mm, D.I. x 0,25 µm, df). La temperatura del horno se programó desde 45ºC (5 min) hasta 150ºC (2 min) a 4ºC/min, luego se incrementó hasta 250ºC (5 min) a 5ºC/min, finalmente, la temperatura aumentó a10ºC/min, hasta alcanzar 275ºC (15 min). Las temperaturas de la cámara de ionización y de la línea de transferencia fueron de 230 y 285ºC, respectivamente. El gas de arrastre empleado fue helio (99.995%). Los espectros de masas y corriente iónicas reconstruidas se obtuvieron por medio de barrido automático de frecuencia (full scan), a 4.75 scan s-1, en el rango demasas m/z 30-450.

Para el análisis por la columna polar se empleó un cromatógrafo de gases AgilentTechnologies 6890 Network GC System, acoplado a un detector selectivo de masas Agilent Technologies 5975, equipado con un puerto de inyección split/splitless (250ºC, split 1:14) y un sistema de datos HP ChemStation D.02.00.275.

El proceso de separación se llevó a cabo en una columna capilar DB-WAX (J & W Scientific, Folsom, CA, EE.UU.)con fase estacionaria entre cruzada e inmovilizada de polietilenglicol (60 m x0,25 mm, D.I. x 0,25 µm, df). La temperatura del horno se programó desde 45ºC(10 min) hasta 220ºC (30 min) a 3 ºC/min. Las temperaturas de la cámara de ionización y de la línea de transferencia fueron de 230 y 250ºC, respectivamente. La identificación de los compuestos se realizó mediante la comparación de los tiempos de retención y  de los patrones de fragmentación representados en los espectros de masas experimentales con los encontrados en las bases de datos o librerías (Data base \NIST08.L, Database\W8.l).

RESULTADOS

Los resultados que se obtuvieron por GC-MS del aceite esencial de orégano tabla 1, revelan los principales  componentes químicos, destacando el Timol (67.51%) como mayoritario, seguido por  p-Cimeno, γ-Terpineno, cariofileno,oxido de cariofileno, trans-α-Bergamoteno, Eugenol, y α- Bergamoteno,con 11,66%, 5,51%, 5,38%, 2,22%, 1,65%, 1,49%, y 1,32% respectivamente, que representan más del 80% del total registrado (tabla1) . Estos datos coinciden  en gran medida con los informes de Amadio et al., (2011), donde el timol figuracomo componente mayoritario para la especie, sin embargo se presentan algunas diferencias cuantitativas en su composición, las que pueden ser debido a varios factores; en ese sentido Bandoni et al., (2009) expresaron que es casi imposible lograr dos aceites esenciales idénticos. Como resultado del grado de sensibilidad analítica con que se trabaje, siempre se podrán encontrar alguna diferencia entre dos partidas de un mismo aceite esencial, por la época de cosecha, el año, el método de extracción y las condiciones de almacenamiento. De igual forma, variables como las condiciones geobotánicas, tipo de suelo, época de recolección y  edad de la planta (Stashenko et al., 2010; Bandoni et al., 2009; Albado et al., 2001), entre otros.

Tabla 1: Componentes del aceite esencial de orégano (O. vulgare) identificados por GS-MS

Los quimiotipos frecuentes en esta especie son quimiotipo Carvacrol y quimiotipo Timol. La importancia de esta planta se refleja en el alto valor agregado que adquiere su aceite esencial por sus componentes químicos, como el Timol (67,51%).

El timol es un efectivo agente antimicrobiano que inhibe el crecimiento de microbios y bacterias por esta razón, el timol se utiliza en productos tales como enjuagues bucales que tienen como objetivo eliminar las bacterias en la boca y pastas de dientes, además de tener un sabor agradable .El timol se utiliza por vía oral en el tratamiento de la bronquitis, tos ferina, dolor de garganta, diarrea, dispepsia, gastritis, desórdenes de la piel, desinfectante urinario y antihelmíntico. Tópicamente se utiliza en colutorios para prevenir las caries y para combatirla halitosis, para el tratamiento de la alopecia areata y también forma parte de muchos productos antiinflamatorios. Por sus propiedades antibacterianas y antifúngicas forma parte de gotas ópticas. El timol es también utilizado en cosmética y perfumería (Stashenko et al.,2010; Arcila Arcila-Lozanoet al., 2004)

CONCLUSIONES

La composición química que presenta el aceite esencial de orégano cultivado en Coloso Sucre (Colombia) pertenece al quimiotipo Timol. Este compuesto permite dar gran valor agregado a esta planta, por su alto porcentaje en masa, que se convierte en posible fuente natural de este terpeno, y que le otorga múltiples propiedades antioxidantes, microbiológicas y conservantes de alimentos, así también como su uso en perfumería y cosmética dados las muchas aplicaciones como alternativas que se requieren en la industria.

 

REFERENCIAS

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Recibido Ene. 09, 2013; Aceptado Feb. 15, 2013; Versión final recibida Mar. 30, 2013

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