Por José Rodríguez Rodríguez, Magdalena de Jesús Rostro Alanis y Roberto Parra Saldívar
Artículo de divulgación científica

Los aceites esenciales son una mezcla compleja de diferentes compuestos volátiles presentes en las plantas aromáticas de manera natural que, debido a sus propiedades y su fragancia, son ampliamente utilizados en cosméticos, en la industria alimentaria para mejorar el sabor y las propiedades organolépticas y en una variedad de productos del hogar. Además de su sabor y fragancia, muchos aceites esenciales y sus componentes aislados exhiben actividades antimicóticas, antibacterianas y relajantes para los músculos.

Por citar algunos ejemplos, el aceite de laurel se usa en aromaterapia, para aliviar el dolor muscular o articular y la neuralgia, el aceite de eucalipto es utilizado para combatir asma, varicela, tos, como descongestionante, infecciones de la garganta y como repelente de insectos. El aceite de lavanda se recomienda para aliviar síntomas de acné, ansiedad, asma, picaduras de abeja y avispa, problemas bronquiales, síntomas de gripe, repelente de insectos, insomnio, dolores de cabeza, regulación de la menstruación y migraña.

En los últimos años, se han demostrado diversas propiedades terapéuticas para la planta de orégano (Poliomintha longiflora): antioxidante, antimicrobiano, antiinflamatorio, antiviral, antiespasmódico, antiproliferativo y neuroprotector, entre otras. Por lo tanto, el interés en esta planta está aumentando, especialmente como una importante alternativa terapéutica. El conocimiento sobre el orégano y los diferentes métodos de procesamiento es importante para obtener productos naturales de buena calidad, ricos en principios activos, con una composición bien determinada, que puedan recomendarse para diferentes enfermedades y en dosis eficientes.

Teniendo en cuenta la demanda de aceite de orégano en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica, el objetivo de este trabajo fue el fraccionamiento del aceite esencial de orégano mediante destilación fraccionada a baja presión. Dicho proceso permite la caracterización fisicoquímica y la evaluación de la actividad biológica de cada una de las fracciones obtenidas en diferentes momentos.

Nuestro estudio pretende ubicar, con base en su composición y actividad biológica, a cada una de las fracciones en un mercado con un propósito particular, así como su valor comercial, para un uso integral de este valioso recurso.

Por medio del análisis multivariado de componentes principales, se establecen las correlaciones de los diferentes compuestos químicos con las correspondientes actividades antimicrobianas y antioxidantes y éstas, a su vez, con cada una de las fracciones obtenidas.

Metodología

Resultados

En la Tabla 1 se presentan las características de las fracciones objeto de estudio de este trabajo, en donde es posible apreciar la variabilidad en cuanto a color, olor, gravedad específica e índice de refracción (20°C) para cada una de las fracciones.

Tabla 1. Características fisicoquímicas objetivas y subjetivas de las fracciones estudiadas.
Oil Código Color / Olor Gravedad específica    (20°C) Índice de refracción (20°C)
Fracción 1 F1 Claro / Suave 0.842 1.47
Fracción 2 F2 Claro / Suave 0.845 1.48
Fracción 3 F3 Claro / Fuerte 0.859 1.48
Fracción 4 F4 Claro / Fuerte 0.884 1.51
Aceite no destilado Unoil Oscuro / Fuerte 0.927 1.51
Aceite de orégano OOil Medio / Fuerte 0.778 1.48

 

Cada una de las fracciones obtenidas de la destilación al vacío fue analizada por cromatografía de gases acoplado a un espectrómetro de masas. La Tabla 2 muestra el perfil de los compuestos orgánicos encontrados, estos fueron clasificados como hidrocarburos monoterpenos (MH), monoterpenos oxigenados (MO) y sesquiterpenos hidrocarburos (SeH). Como se observa, existe una clara diferencia en el tipo y las cantidades de los compuestos presentes entre las fracciones (1, 2, 3 y 4) Unoil (Aceite sin destilar) y Ooil (Aceite esencial de orégano); de la misma forma que la cantidad de MO, SeH y MH variando en rangos de 1.51 a 68.08, 3.31 a 25.12 y 1.91 a 97.75%, respectivamente.

Tabla 2. Perfil de compuestos orgánicos encontrados en las fracciones analizadas.
                                   % de Área Relativa
Compuesto Punto de ebullición °C Código de compuesto  F1 F2 F3 F4 UnOil Ooil
α-Tujeno 150-152 MH1 5.03 0.389 1.74
α-Pineno 156 MH2 3.01 1.07
β-Mirceno 166-168 MH3 11.62 6.93 1.08 5.50
Felandreno 172 MH4 1.32 1.00 0.72
α-Terpineno 174 MH5 8.91 8.32 2.90 5.57
o-Cimeno 174 MH6 47.96 53.97 38.14 1.31 0.973 39.13
d-Limoneno 175 MH7 2.29 2.71 1.25 1.58
1,8-Cineolo 177 MO1 1.51 1.77 2.74 1.53
gama-Terpineno 181-183 MH8 15.59 24.43 40.57 1.40 0.94 22.34
Timol 232 MO2 5.08 3.77 1.71
Carvacrol 237-238 MO3 4.58 60.03 64.31 12.60
Trans-Cariofileno 268

 

SeH1 2.97 18.96 13.78 3.47
α-Humeleno 276 SeH2 0.34 6.16 8.36 1.56

 

El análisis de componentes principales separó dos componentes o grupos, los cuales explican el 91% de la variación proporcionada por todos los parámetros medidos (composición, actividad antioxidante y antimicrobiana). La Figura 1 muestra los dos componentes, el 1 que principalmente agrupa los compuestos menos volátiles, los cuales se correlacionan con las actividades biológicas evaluadas (antioxidante y antimicrobiana), y el componente 2 que agrupa los compuestos orgánicos volátiles, que no tienen una correlación con dichas actividades. Además, como puede observarse, los parámetros MO1 y MH8 tienen una fuerte correlación con el grupo de compuestos orgánicos volátiles.

La Figura 1 es el diagrama de las variables generadas por el análisis de los componentes principales. ACDPPH significa actividad antioxidante por los métodos DPPH, ACBTS significa actividad antioxidante por el método ABTS, ACSAau significa actividad antimicrobiana contra Staphylococcus aureus, ACALmon significa actividad antimicrobiana contra Listeria monocytogenes, ACAStyp significa actividad antimicrobiana contra Salmonella typhi, ACAcal significa actividad antimicrobiana contra Candida albicans.

La Figura 2 muestra el diagrama de las fracciones en un solo plano factorial, donde las coordenadas concuerdan con la gráfica de componentes principales. De esta manera se puede observar que F4 y Unoil contienen los compuestos a los que se les pueden atribuir las actividades antimicrobiana y antioxidante, a diferencia de la F1 y fracciones F2, que se caracterizan claramente por contener los compuestos volátiles. F3 se destaca por contener compuestos volátiles y actividades antioxidantes y antimicrobianas, estas dos últimas menores que F4 y Unoil. El aceite Ooil debe considerarse con una composición química y actividades biológicas inferiores que las fracciones correspondientes derivadas de este con base en su ubicación en el diagrama de fracciones (Figura 2) ya que se encuentra en el centro.

Conclusiones

El aceite esencial de orégano, sus fracciones y la fracción no destilada obtenida por el fraccionamiento utilizando el proceso de destilación al vacío, se diferencian en términos cualitativos y cuantitativos de terpenos y terpenoides, así como en su actividad biológica. Nuestros resultados muestran un aumento en ciertos compuestos debido al método de extracción (destilación a baja presión), que condujo a un aumento de las actividades biológicas; por lo tanto, este método proporciona una útil alternativa para la obtención de fracciones de aceites esenciales.

La actividad biológica está correlacionada con la cantidad de monoterpenos oxigenados (Timol y Carvacrol) y  un sesquiterpeno (Cariofileno). Estos compuestos, incluso en cantidades bajas, podrían funcionar en sinergia y mantener la actividad biológica de interés para la industria.

Estos hallazgos, considerados en conjunto, representan un resultado importante, con la visión, en el futuro, de dirigir las fracciones a diferentes ramos de la industria (farmacéutica, alimenticia y cosmética).

Las fracciones F3, F4 y Unoil por ofrecer mayor actividad antimicrobiana en comparación con el aceite original, pueden ser una alternativa viable para el sector sanitario como antimicrobianos que contrarrestan la resistencia a cepas patógenas. Las fracciones F1 y F2 por su actividad antioxidante se sugieren para aplicación como conservadores naturales para productos alimenticios ya que por sus características de ser incoloras y de suave aroma pueden ofrecer un alto grado de aceptación por parte del consumidor.

Los autores

José Rodríguez Rodríguez es profesor investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, del Tec de Monterrey. Pertenece al Grupo de Investigación de Bioprocesos. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel I.

Magdalena de Jesús Rostro Alanis es investigadora posdoctoral en el grupo de Biotecnología Aplicada y Sustentable dentro del Grupo de Investigación de Bioprocesos, en la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey.

Roberto Parra Saldívar es profesor investigador y líder del grupo de Biotecnología Aplicada y Sustentable dentro del Grupo de Investigación de Bioprocesos, en la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey.  Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel II.

Agradecimientos

El aceite esencial de orégano fue proporcionado por el Ingeniero Jaime de Lara Novella de la empresa  Or-Lag.

¿Quieres saber más?

Lee el artículo científico:
Chemical Composition and Biological Activities of Oregano Essential Oil and Its Fractions Obtained by Vacuum Distillation, publicado este año. Molecules 2019, 24, 1904; doi:10.3390/molecules24101904

Oniga, I.; Puscas, C.; Silaghi-Dumitrescu, R.; Olah, N.; Sevastre, B.; Marica, R.; Marcus, I.; Sevastre-Berghian, A.C.; Benedec, D.; Pop, C.E.; et al. Origanum vulgare ssp. vulgare: Chemical composition and biological studies. Molecules 2018, 23, 2077.

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