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UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA”

VICERRECTORADO DE INVESTIGACIÓN

Facultad de Farmacia y Bioquímica

Extracción, caracterización y actividad antioxidante del aceite

esencial de Ruta graveolens L

Salud Pública y Conservación del Medio Ambiente

Informe Final de tesis

AUTOR

BACH. MARÍA JOSÉ TASAYCO BORJAS

Ica - Perú

2022

ii

DEDICATORIA

Es para mí una gran satisfacción poder dedicarles este trabajo a mis padres José Tasayco y María del Pilar Borjas quienes con su motivación y esfuerzo me han permitido cumplir un sueño más; a mis hermanos Fátima, Lucía y José por su apoyo incondicional durante todo este proceso. A mis abuelos por confiar en mí y por sus consejos brindados. Gracias por ser parte de mi vida y por permitirme ser parte de su orgullo.

iv

ÍNDICE DE CONTENIDO

ÍNDICE iv RESUMEN viii ABSTRACT ix I. INTRODUCCIÓN 10 II. ESTRATEGIA METODOLÓGICA 14 2.1. Aspectos metodológicos 14 2.1.1. Enfoque de la investigación 14 2.1.2. Tipo de investigación 14 2.1.3. Diseño de la investigación 14 2.1.4. Población y muestra 15 2.2. Técnicas e instrumentos de recolección de la información 15 2.3. Tratamiento de la muestra 15 2.3.1. Obtención de partes aéreas de Ruta graveolens L (Ruda) 15 2.3.2. Caracterización del material a analizar. 16 2.3.3. Obtención del aceite esencial 16 2.3.4. Caracterización del aceite esencial 18 2.3.5. Análisis para determinar la actividad antioxidante del aceite 20 esencial de R uta graveolens L (Ruda) 2.3.5.1 Frente al radical libre DPPH 20 2.3.5.2. Frente al radical ABTS•+ 24

III. RESULTADOS 28

3.1. Del material estudiado 28 3.2. De la obtención de la muestra a analizar. 28 3.3. De las características organolépticas del material a ensayar 28 3.4. De la obtención del aceite esencial 29

v

• 3.5. De las características organolépticas del aceite esencial
  • 3.6 De las características fisicoquímicas
• 3.7. De la determinación de la actividad antioxidante - 3.7.1 Frente al radical libre DPPH - 3.7.2. Frente al radical libre ABTS•+
• IV. DISCUSIÓN
• V. CONCLUSIONES
• VI. RECOMENDACIONES
• VII. FUENTES DE INFORMACIÓN
• VIII. ANEXOS

vii

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Procesos para obtener las partes aéreas de la ruda 15

Gráfico 2. Curva de calibración de la reacción entre soluciones patrón de ácido gálico y el radical libre DPPH. 33

Gráfico 3. Determinación de la CI 50 del aceite esencial de Ruta graveolens L diluido con etanol 1:9 frente al DPPH. 35

Gráfico 4. Curva de calibración de la reacción entre diluciones de soluciones patrón de trolox versus el radical libre ABTS•+. 37

viii

RESUMEN

El presente trabajo es un estudio sobre la especie vegetal Ruta graveolens L (Ruda) que crece en el distrito de San Juan Bautista de la provincia de Ica. Las hojas frescas de esta planta en estado de floración fueron separadas y trozadas a tamaño de entre 2 -3 mm de lado y se usaron para la extracción de sus aceites esenciales. Se ensayaron los métodos de hidrodestilación en la proporción 1 kg del material con 6 litros de agua y arrastre de vapor en la proporción 1 kg de material con 4 litros de agua. En ambos casos con calor moderado para obtener un destilado de 10-15 gotas por minuto y calor fuerte para obtener un destilado de 25 – 30 gotas por minuto por tiempos de 40, 80 y 120 minutos respectivamente. El mejor rendimiento se obtuvo del tratamiento mediante arrastre de vapor con calor fuerte por 80 minutos obteniéndose un rendimiento de 0.21 % para un aceite esencial de color amarillo, olor sui géneris, sabor astringente y de aspecto homogéneo. Este aceite tiene una densidad de 0.918 g/ml con índice de refracción 1.4228. El % de actividad antioxidante del aceite esencial, diluido con etanol en la proporción 1:9, frente al DPPH es de 53.98 % y es equivalente al de una solución de ácido gálico 8.66 mg/100mL. El % de actividad antioxidante de la misma muestra frente al radical ABTS •+ de absorbancia 0.706 es 38.52 % y es equivalente al de una solución de trolox 0. mM.

Palabras claves : Ruta graveolens L , Actividad antioxidante, Aceites esenciales.

I. INTRODUCCIÓN

Desde los albores de la humanidad el uso de las plantas con fines alimenticios, medicinales y ornamentales es una práctica frecuente y común. En nuestro medio se desarrollan una gran cantidad de especies vegetales merced al excelente clima de nuestra región. Gran parte de ellas son cultivadas para nuestra alimentación; pero los cultivos irremediablemente sufren enfermedades o son atacadas por plagas de insectos. Para resolver estos problemas agrarios la industria química prevé de insumos que a la postre sanan la planta, pero terminan perjudicando el ambiente e incluso a las demás formas de vida incluido el hombre, Motivo por lo cual en la actualidad hay la tendencia a obtener los alimentos de cultivos limpios, orgánicos o no tratados con insumos químicos. Una de las alternativas es usar algún producto natural para reemplazar los tratamientos químicos convencionales. Es conocido también que algunas plantas tienen propiedades repelentes y/o insecticidas contra algunos insectos y se usan con tal fin. Las especies vegetales que desprenden fragancias fuertes están relacionadas con esta propiedad. Si consideramos que la fragancia de una planta está concentrada en los aceites esenciales y que se presenta en pequeñas cantidades necesitaríamos grandes volúmenes de plantas aromáticas para obtener planta útil para los tratamientos de las plantas. Es necesario obtener la fragancia o aceite esencial y desarrollar estudios para demostrar sus posibles usos no solamente por sus propiedades cosméticas sino también por los efectos que tendría en algún estadio de la vida de los insectos^1. La ruda ( Ruta graveolens L ) es una especie vegetal que crece en nuestro medio. Esta especie vegetal. pertenece a la familia Rutácea, es una hierba perenne que llega a medir mayoritariamente entre 30-60 cm y ocasionalmente alcanza hasta 100 cm. se caracteriza por su olor fuerte y penetrante. Es nativa de Europa, pero fue introducida en América en la edad media y hoy en día la encontramos en diferentes países de Centro y Suramérica. En el Perú crece en varias regiones y en todo lugar se le atribuyen diversas propiedades medicinales y hasta mágicas se le utiliza como: antifúngica, antibacteriana, analgésica, antiinflamatoria y antihelmíntica. Para quitar el susto y cambiar la suerte. Su extracto acuoso tiene actividad anticonceptiva observándose que interfiere en el sistema reproductivo, alterando el nivel hormonal y la morfología de los ovarios en ratas hembras jóvenes. Para los aceites esenciales de esta especie vegetal se reportan actividad antibacteriana y antimicótica, últimamente se están realizando estudios para determinar su actividad repelente de insectos dañinos a diferentes plantaciones. En nuestra región

crece en jardines y algunos cultivos cuyas plantas van a parar en los mercados donde se comercializa en atados de entre 300 – 400 g de ramas de la planta y es bastante consumida por los propios comerciantes de los mercados para ahuyentar las malas vibras y para el florecimiento del negocio. Son varios los estudios que demuestran que el aceite esencial de las partes aéreas de esta planta tiene actividad repelente y biocida contra algunos insectos 2, 3. Algunos estudios sobre los aceites esenciales en plantas aromáticas han sido desarrollados por: Ruiz C^4 (2015) presentan un estudio sobre 10 plantas aromáticas peruanas con el propósito de encontrar aceites esenciales que puedan ser usados como atrayentes o repelentes de Thrips tabaci , entre otras., Ruta graveolens L. Castro A^5 (2011) Desarrolló un trabajo con el objetivo de elucidar los componentes del aceite esencial de Ruta graveolens L , determinar su actividad antioxidante y su citotoxicidad. Trabajó con plantas completas que se colectaron en la provincia de Tarma, Región Junín, fueron tratadas en un sistema de arrastre con vapor de agua, obtuvo un rendimiento de 0,3% v/p de aceite esencial. La elucidación estructural de los componentes químicos del aceite esencial se realizó por Cromatografía de Gas/Espectrometría de Masas (CG-EM), reportando los siguientes componentes: 2-octanona, 2-nonanona, nonanal, ciclohexen-5,6-dietenil-1- metil, 2-decanona, metil nonyl éter, 2-undecanona, ciclotetradecano, 2-dodecanona y 2- tridecanona. Para la actividad antioxidante por el método de captación del radical 2,2- difenilpicrilhidrazil (DPPH), reporta una CI 50 de 16.13 mg/ml, mientras que para el ácido ascórbico 2,4 μg/ml lo cual sugiere una baja actividad antioxidante con citotoxicidad sobre el desarrollo embrionario de Tetrapygus niger , Muñoz J^6 (2007) señala que la pigmentación de la piel es a consecuencia de la producción y distribución de melanina, que es originada por la oxidación sucesiva de la L-Tirosina a L-Dihidroxifenilalanina (L-DOPA) y dopaquinona por el enzima tirosinasa. Indica que las irregularidades en la pigmentación de la piel son un problema estético para muchos individuos lo cual justifica el interés de investigar productos con propiedades aclaradoras de la piel. En ese sentido se propone a buscar inhibidores del enzima tirosinasa a partir de productos naturales y desarrolla un estudio de extractos de Ruta graveolens L empleando diferentes métodos de extracción a fin de determinar la inhibición de la oxidación de la L-Tirosina catalizada por tirosinasa de hongo y correlaciona esta actividad con la citotoxicidad y el contenido de compuestos fenólicos.

a los cultivos y merman la rentabilidad de los mismos. Con ese propósito me permito contribuir con un estudio que deje conocimientos básicos sobre el método para extraer aceite esencial de esta planta señalando el rendimiento y las características de este producto ,2,11. Para lo cual considero que el problema general queda enmarcado en la siguiente interrogante: ¿Cuál es el método que extrae mejor el aceite esencial de Ruta graveolens L y cuáles son las características físicas química y que actividad antioxidante tiene este aceite esencial? El desarrollo del tema es importante porque demostramos que de la planta Ruta graveolens L que crece en el distrito de San Juan Bautista de nuestra provincia se obtiene buen rendimiento de aceite esencial y deja los conocimientos básicos para iniciar estudios para su conversión en un cultivo industrial dado que el aceite esencial de esta planta ha sido ensayado con resultados positivos para el control de insectos que dañan cultivos de interés económico. Además, prontamente se pueden iniciar estudios para ir reemplazando el uso de insecticidas convencionales por el uso de productos naturales^12. Razón por la que el objetivo general del presente estudio es obtener, caracterizar y determinar la actividad antioxidante del aceite esencial de Ruta graveolens L que crece en nuestro medio.

II. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS 13,14,15,16,17,18,19,

2. 1. ASPECTOS METODOLÓGICOS

2.1.1. ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN

El método científico para abordar y desarrollar problemas que se presentaron y presentan en el desarrollo de la sociedad es una herramienta que permite seguir creando mejores condiciones de vida para la humanidad. La especie Ruta graveolens L es una especie vegetal milenariamente usada por sus propiedades curativas principalmente para los dolores de cabeza y la eliminación de las malas vibras o para el ahuyentar los efectos negativos o la mala suerte en pos de atraer toda clase de buenos momentos tanto para mejorar la salud o para la mejora del bienestar general de la persona. Últimamente su penetrante olor ha sido ensayado para repeler insectos. Los olores de las especies vegetales son responsabilidad de los aceites esenciales que poseen las plantas. A lo largo del tiempo en el desarrollo de la humanidad se presentaron y presentarán fenómenos o problemas que el hombre ha ido conociendo y resolviendo merced a trabajos de investigación. Actualmente el uso indiscriminado de insecticidas; obliga a los investigadores a la búsqueda del reemplazo de este abuso que echan a perder las relaciones bióticas en nuestro entorno. La Ruda es especies vegetal aromática que es estudiada en ensayos de actividad insecticida. Es una planta cosmopolita y en nuestro medio crece muy bien y merece iniciarse estudios para separar y caracterizar su aceite esencial. 2.1. 2. TIPO DE INVESTIGACIÓN El presente estudio es una investigación básica por cuanto se busca obtener información de que método y procesos son los más adecuados para obtener el aceite esencial de Ruta graveolens L En concordancia con los hechos que permitieron obtener la información es una investigación de tipo transversal ya que el estudio se ejecutó en un momento determinado. 2.1.3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN El trabajo desarrollado es de diseño experimental cuantitativa ya que busca encontrar la relación entre la variable independiente (hojas de ruda) en función de la variable dependiente (rendimiento y características de los aceites esenciales)

2.3.2. CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL A ANALIZAR.

Se trabajó con Material fresco las hojas que se utilizaron para la obtención de los aceites esenciales preliminarmente fueron tratadas como sigue: hoja, limpieza, compactado, corte de 2-3 mm. Compactado. Esta es la parte que se somete a la caracterización.

2.3.3. OBTENCIÓN DEL ACEITE ESENCIAL Para esta parte del trabajo se utilizan los términos calor moderado: es la cantidad de calor que soporta el sistema de destilación y se regula para que las gotas del destilado que se recolecta este entre 10 – 15 gotas por minuto. Y calor fuerte cuando la cantidad de calor que es el sistema recibe se regula para que las gotas del destilado sean entre 25 – 30 por minuto. Se ensayaron los métodos de hidrodestilación y arrastre de vapor HIDRODESTILACIÓN Se trabajó con una misma relación de peso de muestra 1 kg y volumen de agua. Variando el tiempo de exposición al calor, el tiempo se controló desde la aparición de las primeras gotas del destilado. Se ejecutaron los ensayos siguientes:

Tratamiento 1. Un kg de hojas frescas trozadas con 6 l de agua con 40 minutos de exposición a calor moderado para flujo de condensación moderado.

Tratamiento 2. Un kg de hojas frescas trozadas con 6 l de agua con 40 minutos de exposición a calor fuerte para flujo de condensación rápido.

Tratamiento 3. Un kg de hojas frescas trozadas con 6 l de agua con 80 minutos de exposición a calor moderado para flujo de condensación moderado.

Tratamiento 4. Un kg de hojas frescas trozadas con 6 l de agua con 80 minutos de exposición a calor fuerte para flujo de condensación rápido.

Tratamiento 5. Un kg de hojas frescas trozadas con 6 l de agua con 120 minutos de exposición a calor moderado para flujo de condensación moderado.

Tratamiento 6. Un kg de hojas frescas trozadas con 6 l de agua con 120 minutos de exposición a calor fuerte para flujo de condensación rápido.

ARRASTRE DE VAPOR Utilizando tela de tul color blanco el material fresco y trozado se acondicionó en paquetes de 500 g que se sujetaron por encima de la fuente que produciría el vapor de agua. Se acondiciona el equipo de destilación y se ejecutaron los tratamientos siguientes: Tratamiento 7. Un kg de hojas frescas trozadas y contenidas dentro de dos paquetes son expuestos a 40 minutos de vapor generado por 4 l de agua con calor moderado que produce flujo de condensación moderado.

Tratamiento 8. Un kg de hojas frescas trozadas y contenidas dentro de dos paquetes son expuestos a 40 minutos de vapor generado por 4 l de agua con calor fuerte que produce flujo de condensación rápido.

Tratamiento 9. Un kg de hojas frescas trozadas y contenidas dentro de dos paquetes son expuestos a 80 minutos de vapor generado por 4 l de agua con calor moderado que produce flujo de condensación moderado

Tratamiento 10. Un kg de hojas frescas trozadas y contenidas dentro de dos paquetes son expuestos a 80 minutos de vapor generado por 4 l de agua con calor fuerte que produce flujo de condensación rápido.

Tratamiento 11. Un kg de hojas frescas trozadas y contenidas dentro de dos paquetes son expuestos a 120 minutos de vapor generado por 4 l de agua con calor moderado que produce flujo de condensación moderado.

Tratamiento 12. Un kg de hojas frescas trozadas y contenidas dentro de dos paquetes son expuestos a 120 minutos de vapor generado por 4 l de agua con calor fuerte que produce flujo de condensación rápido.