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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

MODALIDAD: EXPERIMENTAL

TEMA:

CARACTERIZACIÓN DEL ACEITE OBTENIDO DE SEMILLAS DE

TECTONA GRANDIS DE ORIGEN ECUATORIANO

TRABAJO DE TITULACION PRESENTADO COMO REQUISITO PREVIO

PARA OPTAR AL GRADO DE QUÍMICA Y FARMACÉUTICA

AUTORAS:

LISSETH STEFANÍA CALDERÓN BAZANTES

TANIA ANDREINA ZURITA SIBAMBE

TUTORA:

PhD. TATIANA ZAMORA ZAMORA

GUAYAQUIL-ECUADOR

000002019

xii

DEDICATORIA

A nuestro Dios, por su ayuda y amor incondicional, sin el nada hubiera sido

posible, además de su infinita bondad.

Dicen que la mejor herencia que nos pueden dejar nuestros padres son los

estudios, sin embargo, no creo que sea el único legado del cual yo particularmente

me siento bendecida, mis padres me han permitido trazar mi camino. Ellos son mis

pilares de mi vida, gracias a ustedes Leovina Bazantes y Héctor Calderón.

A mi compañero de vida Daniel Lara y a mi hija Ivanna Lara por ser el apoyo

incondicional de todos los días, que, con su amor y respaldo, me ayudan a plasmar

y alcanzar mis objetivos soñados.

Lisseth Calderón Bazantes

xiii

AGRADECIMIENTO

Mi agradecimiento eterno a Dios por ser mi guía y acompañante en el

transcurso de la vida, quien me brinda la paz para seguir adelante; agradecida con

mi familia, mis padres Leovina y Héctor por creer en mi a pesar de todas las

adversidades en el transcurso de los años, mi esposo Daniel y mi hija Ivanna

quienes son los motores de mi vida.

Agradezco a la Dra. Tatiana Zamora, nuestra tutora por toda la paciencia,

apoyo y dedicación que nos brindó a lo largo de todos los meses transcurridos en

la realización de esta investigación. Al Dr. Adonis Bello, quien nunca dudó en

extender su mano y brindarnos la ayuda necesaria para el seguimiento del trabajo

que realizamos.

A la familia Cárdenas Espinoza, quienes sin lugar a duda me han apoyado

para seguir adelante y poder cumplir mis metas y sueños.

A mi compañera de tesis, Tania Zurita, por el cariño y la amistad brindada en

todo el lapsus de esta carrera universitaria.

Lisseth Calderón Bazantes

xiv

DEDICATORIA

A pesar de que la vida nunca fue fácil, siempre buscabas la forma de

ayudarme de alguna manera para ofrecerme lo mejor. Trabajabas tan duro y sin

importar cuan cansada estés; cuando llegabas de viaje, siempre traías pequeños

ahorros donde eran monedas de 1 centavo, esto en mi inocencia de tan corta edad,

generaba alegría porque sabía que pensabas en mí. Por ser mi papá desde que

tenía 5 años.

Todo su sacrificio y amor que me ha brindado se lo recompenso mediante la

obtención del título.

Gracias Abuelita.

Tania Zurita Sibambe

xv

AGRADECIMIENTO

Mi prioridad es agradecerle a Dios, por siempre darme fortaleza para culminar

cada meta que me propongo. Así mismo, le agradezco a mi mamá Karina Sibambe

y mi hermana Andrea Zurita por darme apoyo moral cuando estaba estresada; a mi

sobrina Isabela Barragán que a pesar de no saber aún nada de la vida por tan corta

edad, solo con su frase ‘tranquila, yo te quiero mucho’ me alentaba a seguir de pie.

Siempre existen personas que la vida nos pone en nuestro camino, quien nos

quiere ver triunfar, por este motivo le doy muchas gracias a mi novio, Jhonatan

Contreras, por ser el que me aconseja siempre para lograr vencerme a mí misma,

sin importar cuan terca sea, por tolerar mi carácter cuando decía estar ocupada

durante la elaboración del presente estudio.

Un trabajo de investigación es una lluvia de ideas, proyectos y esfuerzos

previos que corresponden en este caso, a los docentes, PhD. Tatiana Zamora y

PhD. Adonis Bello, quedando agradecida por la disponibilidad de tiempo y de ideas

que en base a sus conocimientos me guiaron para poder llevar a cabo la tesis.

Quedo totalmente agradecida con mi compañera de tesis Lisseth Calderón,

por la amistad durante el transcurso de este periodo. Así mismo, con todas las

personas que no he logrado mencionarlas, pero de alguna manera estuvieron

presentes apoyándome sin importar conocerme o no.

Tania Zurita Sibambe

xvi

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ................................................................................................ xxiv

ABSTRACT ............................................................................................... xxv

INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 1

CAPÍTULO I: PROBLEMA ........................................................................... 3

I.1. Planteamiento del Problema ............................................................ 3

I.2. Justificación e Importancia. .............................................................. 4

I.3 Hipótesis ............................................................................................... 5

I.4 Objetivos............................................................................................... 6

I.4.1 Objetivo General ............................................................................. 6

I.4.2 Objetivos Específicos ..................................................................... 6

I.5 Operacionalización ............................................................................... 7

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO................................................................ 8

II.1 Tectona grandis ................................................................................... 8

II.2 Importancia económica........................................................................ 9

II.3 Uso de la Tectona grandis ................................................................. 11

II.4 Aprovechamiento de los residuos de teca ......................................... 11

II.5 Composición química de Tectona grandis ......................................... 13

II.6 Semillas de Tectona grandis ............................................................. 15

II.6.1 Composición del aceite de la semilla de Tectona grandis ........... 15

II.7 Calidad del aceite .............................................................................. 17

II.8 Técnicas analíticas aplicadas en el análisis químico ......................... 19

xvii

II.9 Cromatografía .................................................................................... 20

II.9.1 Cromatografía de gases .............................................................. 21

II.9.2 Sistema de detección en cromatografía de gases ....................... 22

II.10 Cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas ...... 24

II.10.1 Importancia del espectro de masas ........................................... 25

CAPÍTULO III: MATERIALES Y MÉTODOS .............................................. 27

III.1 Tipo de Investigación ........................................................................ 27

III.2 Materiales, Equipos y Reactivos ....................................................... 28

III.2.1 Materiales ................................................................................... 28

III.2.2 Equipos....................................................................................... 28

III.2.2.1 Aparatos .................................................................................. 28

III.2.3 Reactivos .................................................................................... 29

III.3 Muestras ........................................................................................... 30

III.4 Parámetros físicos ............................................................................ 30

III.4.1 Medición y peso de las semillas ................................................. 31

III.4.2 Preparación de muestra ............................................................. 31

III.4.3 Determinación de densidad ........................................................ 31

III.5 Análisis aproximales ......................................................................... 32

III.5.1 Determinación del contenido de humedad ................................. 32

III.5.2 Determinación de cenizas totales ............................................... 33

III.6 Obtención del aceite ......................................................................... 34

III.7 Análisis de control de calidad del aceite ........................................... 34

xviii

III.7.1 Índice de refracción .................................................................... 34

III.7.2 Índice de acidez .......................................................................... 35

III.7.3 Índice de saponificación ............................................................. 36

III.7.4 Índice de yodo ............................................................................ 36

III.8 Determinación cromatográfica .......................................................... 38

III.8.1 Preparación de muestra para la cromatografía de gases con detector de ionización de llama ............................................................... 38

III.8.2 Preparación de muestra para cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas ........................................................................ 39

III.8.3 Condiciones analíticas de GC-FID, y GC-MS ............................. 39

CAPÍTULO IV: RESULTADOS Y DISCUSIÓN .......................................... 41

IV.1 Parámetros físicos ........................................................................... 41

IV.1.1 Medición y peso del fruto ........................................................... 41

IV.1.2 Densidad .................................................................................... 43

IV.2 Análisis aproximales......................................................................... 44

IV.2.1 Determinación de humedad ....................................................... 44

IV.2.2 Determinación de cenizas totales .............................................. 45

IV.3 Rendimiento de aceite...................................................................... 46

IV.4 Parámetros Fisicoquímicos…………………………………………..…47

IV.4.1 Índice de refracción .................................................................... 47

IV.4.2 Índice de acidez ......................................................................... 48

IV.4.3 Índice de saponificación ............................................................. 49

IV.4.4 Índice de yodo ............................................................................ 50

xix

IV.5 Determinación Cromatografíca ........................................................ 51

CONCLUSIONES ....................................................................................... 56

RECOMENDACIONES ............................................................................... 57

BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................... 58

ANEXOS ..................................................................................................... 69

xx

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla I. Operacionalización de las variables en estudio ............................... 7

Tabla II. Actividad farmacológica de Tectona grandis ................................ 12

Tabla III. Compuestos aislados en Tectona grandis ................................... 13

Tabla IV. Metabolitos secundarios presentes en Tectona grandis ............. 14

Tabla V. Composición Química del aceite de semilla de Teca ................... 16

Tabla VI. Detectores en cromatografía de gases ....................................... 22

Tabla VII. Materiales, equipos y aparatos empleados en la caracterización

del aceite de la semilla de Teca .................................................................. 28

Tabla VIII. Reactivos utilizados en el estudio del aceite de la semilla de

Teca...…………………………………………………………………………… 29

Tabla IX. Parámetros analíticos con sus técnicas de referencia ................ 30

Tabla X. Condiciones cromatograficas adecuadas para los detectores. .... 40

Tabla XI. Parámetros físicos del fruto de Teca ........................................... 41

Tabla XII. Valores referenciales de densidad en diferentes aceites de

semilla…………………………………………………………………………… 43

Tabla XIII. Resultados de densidad en el aceite de semilla de Teca. ........ 43

Tabla XIV. Porcentaje de humedad en semilla de Teca ............................. 44

Tabla XV. Porcentaje de cenizas en semilla de Teca................................. 45

Tabla XVI. Parámetros físicos del fruto de Teca (n=9) ............................... 46

Tabla XVII. Índice de Refracción del aceite de semilla de Teca. ................ 47

Tabla XVIII. Índice de acidez en aceite de semilla de Teca ....................... 48

xxi

Tabla XIX. Índice de saponificación del aceite de la semilla de Teca......... 49

Tabla XX. Índice de yodo en aceite de semilla de Teca ............................. 51

Tabla XXI. Composición química en el aceite de semilla de Teca de origen

ecuatoriano ................................................................................................. 55

xxii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Plantaciones de teca en Ecuador ................................................ 8

Figura 2. Mapa geográfico de la provincia del Guayas, ubicación Cantón

Balzar .......................................................................................................... 10

Figura 3. Semillas de teca de origen ecuatoriano ..................................... 15

Figura 4. Protocolos de control de calidad ................................................ 19

Figura 5. Clasificación General de los métodos cromatográficos por columna

.................................................................................................................... 21

Figura 6. Diseño experimental .................................................................. 27

Figura 7. Fruto de Tectona grandis .......................................................... 42

Figura 8. Cromatograma GC-FID de una solución de estándar de esteres

metílicos de ácidos grasos de una concentración equivalente a 1000ppm 53

Figura 9. Cromatograma GC-FID correspondiente a una muestra de aceite

de semilla de Tectona grandis evidenciando los ácidos grasos identificados

.................................................................................................................... 54

Figura 10. Cromatograma GC-MS correspondiente a una muestra de aceite

de semilla de Tectona grandis evidenciando los ácidos grasos detectados 54

xxiii

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo A: Preparación de la muestra de teca para la extracción de la semilla ..... 69

Anexo B: Extracción del aceite de semilla de Tectona grandis ............................ 69

Anexo C: Rendimiento del aceite extraído de semillas de Tectona grandis ......... 70

Anexo D: Determinación del índice de Refracción en el aceite de semilla de Tectona

grandis................................................................................................................... 70

Anexo E: Determinación de la densidad en el aceite de semilla de Tectona grandis

.............................................................................................................................. 71

Anexo F: Determinación del índice de acidez en el aceite de semilla de Tectona

grandis................................................................................................................... 71

Anexo G: Determinación del índice de saponificación en el aceite de semilla de

Tectona grandis ..................................................................................................... 72

Anexo H: Determinación de índice de yodo en el aceite de semilla de Tectona

grandis................................................................................................................... 72

Anexo I: Espectro de masas del ácido palmítico de acuerdo con la librería NIST 73

Anexo J: Espectro de masa del ácido esteárico de acuerdo con la librería NIST 73

Anexo K: Espectro de masa del ácido linoleico de acuerdo con la librería

NIST…………………………………………………………………………………….…74

Anexo L: Espectro de masa del ácido oleico de acuerdo con la librería NIST ..... 74

xxiv

‘‘CARACTERIZACIÓN DEL ACEITE OBTENIDO DE SEMILLAS DE TECTONA GRANDIS DE ORIGEN ECUATORIANO’’

Autoras: Lisseth Stefania Calderón Bazantes & Tania Andreina Zurita Sibambe

Tutora: Dra. Tatiana Zamora Zamora, PhD.

RESUMEN

La presente investigación tuvo como objetivo evaluar el aceite obtenido de las semillas de Tectona grandis de origen ecuatoriano para potencializar sus usos en la industria. Se

determinaron parámetros fisicoquímicos para el estudio del fruto de la Teca (medición longitudinal, peso, humedad y cenizas) y en el aceite de semillas de la especie (rendimiento; densidad; índice de yodo, de acidez, de saponificación y de refracción); así también, se aplicaron técnicas cromatográficas para la determinación de composición química del extracto estudiado. El análisis de la composición química de ácidos grasos del extracto se realizó a través de cromatografía de gases con detector de ionización de llama (GC-FID) y confirmación mediante cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (GC-MS). Los resultados de los parámetros fisicoquímicos facilitaron la demostración de las características de calidad del aceite obtenido de las semillas de teca cuyas evaluaciones son frecuentes en la industria alimenticia según las directrices dictadas por el Instituto Ecuatoriano de Normalización. En base a los resultados de la investigación se determinaron valores promedios donde el rendimiento del aceite fue del orden de 24,33 %; también se identificó la presencia de ácido linóleico (72,47 %), ácido oleico (14,15 %), ácido palmítico (10,56 %) y ácido esteárico (4,96 %), evidenciando un mayor contenido de ácidos grasos insaturados. Los ácidos grasos previamente mencionados, adquieren importancia desde el punto de vista alimenticio que concatena la salud; por otra parte, se destaca en la actualidad ingredientes que enriquecen los atributos de productos cosméticos y productos de limpieza personal; lo cual también proporciona un valor agregado a las especies vegetales de las cuales se los obtiene.

Palabras claves: GC-FID, GC-MS, Tectona grandis, semilla, aceite

xxv

‘‘CHARACTERIZATION OF THE OIL OBTAINED FROM TECTONA GRANDIS SEEDS OF ECUADORIAN ORIGIN’’

Authors: Lisseth Stefania Calderón Bazantes & Tania Andreina Zurita Sibambe

Advisor: Dra. Tatiana Zamora Zamora, PhD.

ABSTRACT

The purpose of this research was to evaluate the oil obtained from Tectona grandis seeds of Ecuadorian origin to potentiate its uses in the industry. Physicochemical parameters were determined for the study of the Teak fruit (longitudinal measurement, weight, humidity and ash) and in the seed oil of the species (yield; density; iodine, acidity, saponification and refraction index); likewise, chromatographic techniques were applied to determine the chemical composition of the extract studied, through gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID) and confirmation by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The results of the physicochemical parameters facilitated the demonstration of the quality characteristics of the oil obtained from teak seeds whose evaluations are frequent in the food industry according to the guidelines dictated by the Ecuadorian Institute for Standardization. Based on the results of the investigation, average values were determined where the oil yield was of the order of 24,33%; The presence of linoleic acid (72,47%), oleic acid (14,15%), palmitic acid (10,56%) and stearic acid (4,96%) was also identified, evidencing a higher content of unsaturated fatty acids for its abundance areas. The aforementioned fatty acids acquire importance from the nutritional point of view that have a knock on effect on the health; On the other hand, ingredients that enrich the attributes of cosmetic products and personal cleaning products stand out today; which also provides added value to the plant species from which they are obtained.

Keywords: GC-FID, GC-MS, Tectona grandis, seed, oil.

1

INTRODUCCIÓN

La Teca es un árbol que pertenece a la familia Verbenaceae, mide

aproximadamente 40 metros de altura, su tronco presenta un diámetro de 1,5 m,

tiene hojas grandes u ovoides, las flores son pequeñas y los frutos son irregulares

y redondeados que contienen 4 cámaras donde se encuentran almacenadas las

semillas que son de forma ovaladas (Guerrero, Valdez, Orozco, & Fuentes, 2010).

Según referencias consultadas (Union Internacional para la conservacion de

la naturaleza UICN , 2008) se conoce 3 tipos de Tectona: grandis, hamilltoniana y

philippinensis cuyas especies se encuentran en listas de especies en peligro de

extinción a excepción del género a estudiar grandis. En Ecuador los principales

cultivos de esta especie se ubican en las provincias de Esmeraldas, Guayas, Los

Ríos y Manabí.

A pesar de que el país cuenta con plantaciones del género grandis, la

producción no es destinada para el uso local. Por consiguiente, Ecuador se

convierte en país exportador de Teca.

Actualmente, los usos destinados de la Teca se centran en carpintería,

tornería, artesanía, incluso se reportan usos para leña y carbón. Cabe recalcar que

lo anteriormente descrito hace referencia a la madera.

Los frutos de Teca no son de mayor importancia con fines de exportación

debido a que existen escasos estudios de aprovechamiento de subproductos de la

especie. No obstante, en India se realizó una investigación en base al extracto de

semilla de teca donde se destaca la presencia de ácidos grasos como el ácido

palmítico (10,13%), ácido oleico (28,45%), ácido linoleico (56,20%) (Bachheti,

Sharma, Archana, & Ritu, 2012). Así también se han evaluado estudios con fines

cosméticos, utilizando el extracto de semilla de teca en India como estimulador de

crecimiento en el cabello (Deepali, et al., 2010).

2

Por la escasa información de la composición química que presenta la semilla,

el reciente trabajo propone realizar la caracterización del aceite de semilla de

Tectona grandis a través de técnicas cromatograficas.

3

CAPÍTULO I

I. PROBLEMA

I.1. Planteamiento del Problema

Si bien es cierto que Ecuador es un país cuya economía está relacionada en

su mayor proporción con los campos agrícolas y acuícola. Las exportaciones de

productos forestales representan ingresos al país equivalentes a $1,700 millones de

dólares (Ministerio de Agricultura y Ganadería, 2016).

La región ecuatoriana tiene alrededor de 45,000 hectáreas de plantaciones

de teca, las cuales son dirigidas para las exportaciones de madera; dichas

exportaciones producen ingresos relevantes al estado. Durante el año 2014,

Ecuador se convirtió el principal exportador de teca a nivel de Latinoamérica,

generando entradas económicas al país de aproximadamente $16 millones de

dólares (Pino, 2015).

El proceso de producción de la madera de Teca genera residuos como hojas,

frutos y corteza que no son aprovechados por la industria; lo cual se podría justificar

por la falta de investigaciones que hacen referencia a órganos de esta planta. Si los

investigadores pertenecientes a laboratorios de productos naturales mejoraran los

estudios de desechos de origen vegetal ayudaría a su aplicación en industrias,

debido al beneficio que se le puede otorgar.

Surge así el interés de evaluar la caracterización y, por consiguiente, la

comparación de presencia de compuestos químicos originarios del género grandis

cultivada en Ecuador frente con la información detallada en la literatura.

4

En consecuencia, la pregunta de investigación del proyecto es: ¿La

composición química y las características físico-químicas del aceite de semillas de

la Teca cultivado en el país es similar a aceites de Teca cultivados en otras

regiones?

I.2. Justificación e Importancia.

Teca (Tectona grandis) es un árbol que pertenece a la familia Verbaceae

originario de los países India, Myanmar, Laos y Tailandia. La especie presenta gran

importancia económica debido a que su madera es utilizada en las construcciones

estructurales, navales y fabricación de muebles entre otros usos.

Cerca del año 2000 los principales exportadores a nivel mundial de Teca

fueron: Myanmar, Indonesia, Tailandia y Costa de Marfil; entre otros países como:

Ghana, China, la República Unidad de Tanzanía y Ecuador se exportaba cantidades

más reducidas.

En el año 2014 Ecuador generó $231 millones de dólares procedentes del

sector forestal, siendo $37 millones de dólares pertenecientes a las exportaciones

de teca, representando un 16% de ingresos para el estado (Tapia, 2015).

Según el Ministerio de Agricultura de Ecuador desde el 2015 hasta la fecha

se han incrementado las exportaciones e informa que se cuenta con alrededor de

200 mil hectáreas de este árbol, de las cuales más del 90% corresponderían a

plantaciones localizadas en las provincias de Guayas, Manabí, Esmeraldas y Los

Ríos (Pino, 2015).

En la actualidad, se mantienen los mismos negociantes a diferencia que

Ecuador se ha convertido en uno de los principales exportadores de América Latina

debido a que el nivel de producción se favorece por las condiciones climáticas

5

tropicales aptas para el cultivo de la especie en el país. El comprador principal de

las exportaciones es India representando un 95% del total equivalente a 150 y 160

mil toneladas al año, el restante es destinado a Vietnam y China (World Rainforest

Movement, 2017).

Por lo anterior mencionado, se establece que Ecuador contiene una

producción considerable de esta especie, la cual solo se explota la madera; con

respecto a los subproductos que genera la planta se debe tomar previsiones razón

por la que no son aprovechados.

A partir de la producción de madera, la semilla de Teca se convierte en

residuo que no es relevante para la industria. Por otro lado, las investigaciones

sobre aceites de origen vegetal se han incrementado, no solo por la búsqueda de

nuevas fuentes de este importante recurso, sino por la demanda de industrias

relacionadas con el campo farmacéutico y cosmético.

Por lo antes dicho, este proyecto presupone la posibilidad de aprovechar un

desecho industrial de las semillas, para obtención de aceites cuyo potencial se

desconoce. Es por esto que se propone caracterizar la composición química y las

propiedades físicoquímicas que posee el aceite obtenido de semillas de la Tectona

grandis.

I.3 Hipótesis

La composición química del aceite obtenido de la semilla Tectona grandis

cultivado en Ecuador es de importancia industrial alimenticia y cosmética debido a

la presencia de fundamentales ácidos grasos insaturados como el oleico y linoleico.

6

I.4 Objetivos

I.4.1 Objetivo General

Evaluar el aceite obtenido de las semillas de la especie Tectona grandis

que se cultiva en Ecuador.

I.4.2 Objetivos Específicos

Determinar el rendimiento del aceite de las semillas de Tectona grandis.

Determinar las propiedades fisicoquímicas del aceite obtenido.

Identificar la composición química del aceite utilizando cromatografía

gaseosa acoplada con detector de Ionización de llama.

7

I.5 Operacionalización

A continuación, mediante una tabla se destacan las variables relevantes del

estudio (Tabla I).

Tabla I. Operacionalización de las variables en estudio

TIPO VARIABLES CONCEPTUALIZACIÓN INDICADORES

Composición Química

Determinación química del aceite

Índice de Saponificación Índice de acidez Índice de Yodo Índice de Refracción GC-FID (% área de pico)

Rendimiento

Resultado porcentual a partir del aceite obtenido de la semilla de Teca cultivado en la provincia de Guayas mediante el sistema de extracción de Soxhlet siguiendo los parámetros analíticos establecidos

Cantidad de aceite expresada en porcentaje en base al número de extracciones realizadas.

Semillas de Teca (Tectona grandis)

Son semillas contenidas en una drupa originario de la especie Tectona grandis que se cultiva en el área geográfica ecuatoriana particularmente en la provincia del Guayas, km 4

Rasgos físicos como: tamaño, especie, color, forma y peso.

Elaborado por: Autoras

DE

PE

ND

IEN

TE

IN

DE

PE

ND

IEN

TE

8

CAPÍTULO II

II. Marco Teórico

III.

II.1 Tectona grandis

La especie Tectona de género grandis conocida como Teca, es un

árbol que mide de 30-50 m aproximadamente (Figura 1), tronco recto

ramificado, diámetro de 80 cm de corteza externa café de textura escamosa y

el duramen interna blanquecina, contiene hojas en forma ovaladas, flores

pequeñas blancas, el fruto es una drupa dura de color café que presenta

semillas de color blanco (Tarté, 1896). Se cultiva en suelos húmedos,

profundos y drenados.

Fuente: Ecuador Forestal, 2013

Figura 1. Plantaciones de teca en Ecuador

9

II.2 Importancia económica

La madera de Teca a nivel global es una de las especies más

comercializadas por las diferentes propiedades que se le atribuyen. A nivel mundial,

los países Maymmar e Indonesia son exportadores de teca. En América Latina, el

principal exportador es Ecuador.

Ecuador se caracteriza por ser un país donde la economía está directamente

relacionada con las exportaciones de materia prima. Gracias a los diversos tipos de

clima que tienen las regiones del país, el cantón Balzar ubicado en la provincia de

Guayas (Figura 2), se identifica por tener un clima húmedo el cual es adecuado

para la producción de Teca, pertenece a las zonas que se especializa por general

la mayor cantidad de plantaciones de la especie y contiene 14 haciendas dividas en

dos grupos de acuerdo al tipo de producción: el primer grupo fragmentado en 4

haciendas que están en proceso de desarrollo y el segundo grupo dividido en 10

haciendas que se consideran desarrolladas debido al tiempo de plantación desde el

año 2001 (Bermal, 2012).

En el año 2011 en Ecuador, el mayor número de exportaciones fue dirigido a

India representando el 90% de la exportación total del país, seguido de Singapur

con el 1,82 %, Estados Unidos representó el 1,81 % y demás países exportadores

como Perú, China, Vietnam, entre otros que representaban el 6,38 % del total de

ese año. La venta de la madera incrementó, siendo India el mayor exportador con

el 90,5 %, seguido de Estados Unidos con 1,78 %, Singapur representó el 1,75 % y

los demás países de la exportación total alcanzaron el 6,47%. Por los datos

mencionados, India era y se sigue manteniendo como el principal demandante

internacional de la madera de teca (Pérez, 2015).

A pesar de los ingresos económicos que aporta a dichos países, la teca no

se la aprovecha en su totalidad, justificándose por la falta de estudios acordes a las

cualidades que podrían presentar los residuos de la especie; de igual manera la

10

Figura 2. Mapa geográfico de la provincia del Guayas, ubicación Cantón Balzar

importancia de la realización de investigaciones proporcionaría el uso integral de la

teca dentro de la industria.

Fuente: Prefectura del Guayas, (2015)

11

II.3 Uso de la Tectona grandis

La madera es aprovechada en diversas actividades debido a su alta

durabilidad, por otro lado, posee resistencia al agua otorgándole amplias

aplicaciones en la construcción de estructuras navales.

Otros usos que se le da a la especie implican la utilización de subproductos

como es el caso del aceite de la corteza que se emplea para la protección de la

madera debido a la actividad antimicrobiana que presenta el extracto (Mahesh &

Jayakumaran, 2010).

II.4 Aprovechamiento de los residuos de teca

La bibliografía describe (Arenas, Cardenas, & Quintero, 2018) que al

procesar el género grandis se generan altos volúmenes de desechos o residuos

provenientes de distintas industrias y pueden utilizarse como fuente de materia

prima para la fabricación de pellets, ya que de acuerdo a sus evaluaciones tienen

procesos de combustión adecuados que le permiten ser aptas para la producción

de biocombustible (Tenoria, Moya, Valaert, & Mario, 2016).

Algunos autores hacen referencia al potencial en la industria farmacéutica

por la acción farmacológica de la especie a partir de los subproductos de la especie.

En este caso, la Tabla II. Presenta los estudios recopilados por Ramesh &

Mahalakshmi (2014), en relación a la actividad farmacológica de Tectona grandis.

12

Fuente: Mahalakshmi, A.; Ramesh, N., 2014 Elaborado por: Autoras

Tabla II. Actividad farmacológica de Tectona grandis

Actividad

Extractos

Posibles constituyentes químicos

Método Empleado

Referencia

Antibacteriana

Corteza

5-hidroxi-1,4-naftalendiona

Inhibidor de los patógenos en particular Streptococcus mutans, Streptococcus sanguis, Porphyromonas gingivalis y Prevotella intermedia por el método de difusión del disco

(Didry, Dubreuil, & Pinkas, 1994)

Antibacteriana

hoja, corteza y madera

------

Contra Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Salmonella paratyphi y Proteus mirabilis por método de ensayo de difusión en disco.

(Mahesh & Jayakumaran, 2010)

Antihelmíntica

frutos de la especie con extracto de etanol

------

Por el método de Actividad antihelmitica in vitro usando lombriz de tierra Pheritima, posthuma.

(Aboudoulatif, y otros, 2008)

Antifúngica

Tallo

Derivado de la naftaquinona; 4’, 5’ –dihidroxiepisocatalponol

Por el método de ensayos in vitro contra trametes versicolor.

(Florence, y otros, 2012)

Gastroprotectora

Hoja: extracto de etanol y fracción butanólica.

Verbascoside

Protección gástrica mediante inhibición de la actividad de la bomba de protones.

(Neetu, y otros, 2010)

13

II.5 Composición química de Tectona grandis

Diferentes estudios hacen alusión a ciertos compuestos característicos de la

especie dependiendo del órgano estudiado. Vyas, Kumar & Poonam (2018)

mencionan a diversos tipos de compuestos que característicamente se han

encontrado en hoja, corteza, raíces y tallo, en la Tabla III se recogen estos grupos

químicos encontrados.

Tabla III. Compuestos aislados en Tectona grandis

Fuente: Vyas, Kumar & Poonam, 2018

Por otro lado, los autores (Nhea & Sangeeta, 2013) describen componentes

bioquímicos entre los cuales se pueden mencionar la presencia de compuestos

orgánicos, proteínas y carbohidratos, así también, como metabolitos secundarios y

sus derivados.

Nombre del compuesto

Parte de la planta

Referencia

Monoterpeno Hojas (Macias, Lacret, Varela, Nogueiras, & Molinillo, 2008)

Sesquiterpenos Hojas y corteza (Macias, Lacret, Varela, Nogueiras, & Molinillo, 2010)

Diterpenos Hojas y corteza (Macias, Lacret, Varela, Nogueiras, & Molinillo, 2010)

Triterpenos Hojas, corteza, raíces

(Pathak, Neogi, Biswas, Tripathi, & Pandey, 1988); (Macias, Lacret, Varela,

Nogueiras, & Molinillo, 2010)

Esteroides/Saponinas Raíces, hojas y tallo

(Dayal & Seshadri, 1979); (Khan & Bagri, 2010)

Ácidos grasos Corteza de tallo, madera

(Khan & Bagri, 2010)

14

Es necesario recalcar que los metabolitos primarios son aquellos producidos

en el crecimiento siendo así, fundamentales para el desarrollo de la especie.

Mientras los metabolitos secundarios son derivados de los primarios, su distribución

dentro de la planta es restringida, no desarrollan un papel fundamental como los

anteriores, pero le asignan propiedades de defensa a la planta.

Tomando en cuenta lo antes mencionado, en la Tabla IV reporta la

identificación de metabolitos secundarios en hojas, raíces presentes según algunas

investigaciones realizadas sobre la Tectona grandis.

Tabla IV. Metabolitos secundarios presentes en Tectona grandis


Órgano de la planta Metabolitos Secundarios Referencia

Hoja acetovanilona, balafonina, lariciresinol, tectonoelina A y tectonoelina B

(Lacret & Nogueiras, 2012)

Raíces Lapachol, tectol, diterpenol, tectoquinona y tectograndinol

(Goswami, S, Patil, Dighe, & Laware, 2009)

Madera Naftaquinona, derivados de naftaquinonas, antraquinona

(Goswami, S, Patil, Dighe, & Laware, 2009)

Tronco (Duramen) 1,4 quinona, lapachol, metilquinizarina y tecomaquinona

(Pahup, Sunita, & Sangeeta, 1989)

15

II.6 Semillas de Tectona grandis

El árbol provee frutos (Figura 3) en forma de drupas de color café, este

término se define como un fruto pulposo que en la parte interna del pericarpio

(endocarpio) se vuelve dura, con la función principal de proteger a la semilla por ser

de textura suave.

Fuente: Autoras

Según el Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (2012),

luego de años de plantaciones y almacenamiento de la semilla de la especie, se

conocen dos tipos de semillas (Vallejo & Zapata, 2018); 1) escarificadas que se

definen por ser genéticamente mejoradas ayudando a la germinación y obteniendo

un mayor rendimiento, y 2) recolectadas de árboles semilleros estas tienen un alto

poder germinativo, sin modificar genéticamente para favorecer la velocidad de

germinación sin aprovisionamiento de agua en la semilla.

II.6.1 Composición del aceite de la semilla de Tectona grandis

Si bien es cierto que, la literatura científica carece de estudios sobre la calidad

del aceite de semilla obtenido del género grandis, se puede destacar un estudio

Figura 3. Semillas de Teca de origen ecuatoriano

16

realizado por Bachheti; Sharma; Archana & Ritu (2012) que da a conocer la

composición química de este derivado. Ellos recalcan, el contenido mineral, así

como la composición de ácidos grasos tal como podemos observar en la Tabla V.

Tabla V. Composición Química del aceite de Semilla de Teca

En el aceite de semilla Teca se reportó 39,27% de rendimiento, se considera

que tiene un alto porcentaje de productividad entre los aceites de origen vegetal

(Bachheti, Sharma, Archana, & Ritu, 2012). También se comprobó la presencia de

minerales y algunos ácidos grasos, estos resultados permiten que dicho aceite

Composición mineral

Calcio 1.98 Cloro 2.83

Magnesio 1.20 Zinc 0.0051

Potasio 0.010 Níquel 0.0025

Nitrógeno 0.026 Manganeso

0.0042

Hierro 0.015

Composición de ácidos grasos

Ácido Palmítico 10.1302

Ácido Esteárico No Detectado

Ácido Oleico 28.4578

Ácido Linoleico 56.2071

Fuente: Bachheti; Sharma; Archana & Ritu, 2012


17

pueda ser utilizado para diferentes industrias como por ejemplo la cosmética, entre

otras.

II.7 Calidad del aceite

Un aceite vegetal se caracteriza por la composición de ácidos grasos y

glicerina. Estos ácidos grasos se dividen en ácidos saturados e insaturados. El perfil

triglicérido es medido por el contenido porcentual de cada tipo de ácido graso

asignando una huella dactilar de la identidad del aceite (Donat, 2017).

El estudio de la presencia de los componentes previamente mencionados es

importante para evaluaciones sobre la calidad e identidad de un aceite vegetal así

también, el potencial de aplicación en áreas como la cosmética.

En cosmética, los aceites naturales y los lípidos se utilizan como emoliente,

lubricante y adherente, además se valoran como importantes beneficios de la

utilización de lípidos en los cosméticos.

El ácido palmítico, oleico y esteárico se sintetizan en el organismo a

diferencia del ácido linoléico, que en déficit causa signos de piel reseca y escamosa,

uñas grietadas, y pérdida de cabello, así como el incremento de pérdida de agua

transepidérmica.

El ácido linoléico es el ácido graso más frecuentemente utilizado en los

productos cosméticos debido al proceso de hidratación sobre la piel y al proceso de

curación de las dermatosis y quemaduras solares. El ácido oleico se comporta como

un eficaz promotor de la absorción percutánea.

El aceite también es utilizado en la industria alimenticia donde es de gran

importancia debido a la posible presencia de esteroles y estos ayudan a disminuir

selectivamente el HDL High density lipoporotein que es considerado ‘’colesterol

18

malo’’. A pesar de las capacidades que se le confiere a dicho compuesto, el

organismo humano no es capaz de sintetizarlo.

Por tanto, se han desarrollado normativas que permiten evaluar y regular los

productos cuya función es garantizar la inocuidad de alimentos para el consumo,

internacionalmente la norma correspondiente es la FAO (Food and Agricultural

Organization) donde también participa el Codex Alimentarius. Ecuador cuenta con

su respectiva legislación denominada Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN)

que establecen criterios de calidad en productos vegetales.

Las normas de calidad consultadas, como la Agencia Española de

Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS, 2018) mencionan los parámetros a

evaluar previo a ser utilizado en la industria cosmética, los cuales detallan los más

empleados para la elección de ingredientes.

Humedad y Materia Volátil o Residuo Seco a 105 °C

pH Directo o en Solución al 10%

Viscosidad

Gravedad Específica o Densidad

Determinación de ingrediente activo

Pruebas de Glicerina, Propilenglicol, Lanolina, Aceites Vegetales y

otros

Colorantes (si es necesario)

En la Figura 4 se puede observar las técnicas más comunes que son

aplicadas al aceite para evaluar el grado de calidad.

19

Fuente: (Soto, 2011) Elaborado por: Autoras

II.8 Técnicas analíticas aplicadas en el análisis químico

El análisis químico tiene como finalidad el estudio de la composición química,

se encarga de la separación, identificación y cuantificación de cantidades relativas

de los compuestos de la muestra a analizar.

Por otro lado, el análisis químico se divide en métodos cualitativos y

cuantitativos. Los métodos cuantitativos son mayoritariamente usados en análisis

químico y en las técnicas gravimétricas y volumétricas.

Estas técnicas tienden a ser importantes al momento de evaluar la calidad de

muestras de origen vegetal y animal.

CONTROL DE CALIDAD DE GRASAS Y ACEITES

Análisis Sensorial

Índice de acidez

Índice de saponificación

Índice de éster

Índice de Yodo

Índice de peróxidos

Insaponificables

Olor

Color

Sabor

Apariencia

Análisis Físicos

Densidad

Viscosidad

Índice de refracción

Punto de fusión

Análisis Químicos

Figura 4. Protocolos de control de calidad

20

En Ecuador, el control de calidad de aceites se rige a la normativa del INEN

donde se establecen técnicas aplicando el uso de estandarización de soluciones,

así también, la utilización de técnicas volumétricas para la determinación de

cantidades en índices empleados. Estas técnicas hacen posible la facilidad de

identificación semi-cuantitativa basado sobre las reacciones químicas que se

presentan en la muestra a analizar.

Por otro lado, existen técnicas denominadas ‘instrumentales’ que son

métodos fisicoquímicos dependientes de equipos sofisticados pudiéndose nombrar

la cristalografía, espectrómetros, cromatografía entre otros; que pueden ser útiles

para investigaciones de muestras desconocidas; aportando a la composición

química de cualquier especie desconocida.

II.9 Cromatografía

Es un método instrumental que se basa en la separación, identificación y

determinación de analitos químicos sin importar el estado de la muestra, por ende,

permite realizar análisis que no son factibles con otras técnicas como las

volumétricas y gravimétricas.

En la separación cromatográfica se necesita de una fase móvil (gas, líquido

o un fluido supercrítico) y una fase estacionaria (superficie solida), donde el estado

de las fases dependerá de la muestra a analizar (Skoog, Holler, & Crouch, 2008).

Así también, se clasifica en cromatografía liquida, de gases y fluidos supercríticos

como se muestra en la Figura 5.; la elección de cromatografía dependerá de la

muestra en estudio. Cabe mencionar que actualmente es común determinar la

composición química a través de los análisis cromatográficos, siendo así de

importancia en investigaciones de productos naturales.

21

II.9.1 Cromatografía de gases

Según la IUPAC, la cromatografía de gases ‘‘Es una técnica de separación

en la que la fase móvil es un gas y siempre se llevara a cabo en una columna’’.

Entre las técnicas cromatográficas más usadas se encuentra la

cromatografía de gases caracterizada por su rapidez y sensibilidad en compuestos

volátiles.


Figura 5. Clasificación General de los métodos cromatográficos por columna

22

El procedimiento de esta técnica consiste en inyectar una pequeña cantidad

de muestra a analizar en una corriente de gas inerte con un exceso de temperatura;

la corriente de gas atraviesa la columna cromatográfica que contiene la fase

estacionaria cuya función primordial es separar los compuestos presentes en la

mezcla compleja (muestra) mediante un mecanismo de partición por gas-liquido o

gas-solido.

II.9.2 Sistema de detección en cromatografía de gases

La detección de compuestos separados por cromatografía de gases es

posible con diferentes detectores que miden una propiedad fisicoquímica de la

molécula para proceder a analizar.

En cromatografía de gases existen varios tipos de detectores en donde su

selección será acorde a la aplicación que se quiera dar a los compuestos a estudiar.

Los detectores que comúnmente se utilizan en laboratorios de investigación y/o de

control, se recogen en la siguiente Tabla VI.

Tabla VI. Detectores en cromatografía de gases

AutoraElaborado por: Autoras

Tipos de detectores Límites de detección

Ionización por llama 1 pg/s

Conductividad Térmica 500 pg/ml

Captura de electrones 5fg/s

Espectrómetro de masa 0,25 – 100 pg

Termoiónico 0,1 pg/s (P), 1 pg/s (N)

Fotoionización

Infrarrojo de transformada de Foruier 0,2 – 40 ng

23

Ionización por llama: el detector de Ionización por llama o también llamado

FID por sus siglas en ingles. Es el sistema de detección más versátil y el más

empleado en cromatografía de gases. El gas empleado se enciende, por una chispa

ocasionando la formación de una llama en temperaturas elevadas.

Cabe mencionar que el detector es empleado para los hidrocarburos, con

poca sensibilidad a compuestos muy oxidados y no presenta sensibilidad a gases

incombustibles, como por ejemplo agua, dióxido de carbono, etc. (Skoog, Holler, &

Crouch, 2008).

Conductividad térmica: es un detector universal, se utiliza para el análisis

de gases inorgánicos, y en menor cantidad hidrocarburos. El detector de

conductividad térmica compara el flujo existente entre dos gases: gas portador puro

o conocido como referencia y la muestra.

Captura de electrones: también llamado ECD, produce corriente entre un

par de electrodos para ionizar una fracción del gas portador. Este detector se lo

emplea frecuentemente para compuestos halogenados.

Espectrómetro de masas: mide la relación masa-carga presentes en

compuestos químicos e identifica la cantidad de estos. Cabe recalcar que la

espectrometría de masas se basa en la obtención de iones de moléculas orgánicas

en estado gaseoso.

Termoiónico: esta técnica analiza el fosforo y nitrógeno presente en

compuestos orgánicos; similar a un detector de ionización por llama. Es un detector

con gran sensibilidad a impurezas de agua y oxígeno, ya que las impurezas

aumentan el ruido de línea base y disminuye la sensibilidad del detector.

Conductividad electrolítica: basado en las variaciones que presenta una

disolución de electrolitos. Las sustancias que contengan grupos capaces de poder

24

comportarse como electrolitos podrán ser detectados por el medio. Estos detectores

poseen buena sensibilidad y selectividad del elemento trabajado.

Fotoionización: se basan en utilizar fotones formados en una lámpara de

descarga que permite ionizar compuestos orgánicos.

Infrarrojo de transformada de Fourier: funciona con una pequeña cantidad

de muestra colocada en una celda infrarroja. Frente a la luz infrarrojo se lleva a cabo

un barrido a través de longitudes de onda, ya que por la fuerza de la luz se mide la

intensidad de luz absorbida antes y después de pasar por la celda de la muestra.

II.10 Cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas

La espectrometría de masas es una técnica micro-analítica que consiste en

la ionización de moléculas en fase gaseosa y la separación de los iones resultantes

acorde a su relación masa/carga (m/z), utilizada para identificar compuestos

desconocidos, cuantificar compuestos conocidos y para conocer la estructura y

propiedades químicas de las moléculas.

La cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas, ofrece una

eficaz técnica analítica que combina la cromatografía (de gases) como técnica de

separación, y la espectrometría de masas como técnica de detección, identificación

y cuantificación para compuestos orgánicos / organometálicos (Castroviejo, 2018).

La muestra es ionizada empleando varios procesos, el más común y aplicado

es la técnica denominada Impacto electrónico que consiste en el bombardeo de la

muestra (previamente vaporizada mediante alto vacío y fuente de calor) con

corriente de electrones a alta velocidad.

25

Los analizadores forman parte importante al momento de realizar la

cromatografía, para la separación de los iones se conoce de varios dispositivos,

además, deberían de admitir de suficientes iones y así producir corrientes fáciles de

medir. Por otro lado existen diferentes tipos de analizadores de masas, entre ellos,

tenemos: analizadores de sector magnético que usan un imán o electroimán y

permiten que el haz de la fuente de iones pueda deslizarse formando una trayectoria

circular, otro de ellos es de doble enfoque permite que el error se disminuya

sincronizada-mente, entre otros analizadores. (Corral, 2006)

II.10.1 Importancia del espectro de masas

Los espectros de masa son capaces de brindar información sobre la

estructura y composición elemental de muestras orgánicas, biológicas e

inorgánicas.

Una de sus ventajas más importantes es que el espectro de masas de cada

componente, es único y se lo conoce como “huella química”, de esta manera se

puede caracterizar al analito utilizado, ya que se puede comparar los espectros de

masas obtenidos junto con los del compuesto patrón. (Gonzalez, Fernandez,

Bolaños, Frenich, & Martinez, 2007).

Dichos espectros proporcionan valores mediante la información

bidimensional representando parámetros relacionados con la abundancia de otros

tipos de iones en función de la relación masa/carga correspondiente a cada uno.

En contra parte, espectros de otros tipos hace compleja la identificación de

moléculas sencillas.

Las aplicaciones de un espectrómetro de masas son muy numerosas, entre

las más características se tiene la determinación del peso de proteínas y péptidos,

26

identificación en sangre, orina y saliva de drogas y sus metabolitos, determinación

en los alimentos de residuos de pesticidas, compuestos orgánicos volátiles

presentes en agua potable, y un sin número de aplicaciones que permiten hacer de

esta técnica utilizada en distintos ámbitos. (Corral, 2006)

27

CAPITULO III

MATERIALES Y METODOS

III.1 Tipo de Investigación

En el presente trabajo se utilizó una metodología de manera descriptiva y

experimental cuyo propósito fundamental es el levantamiento de información que

facilite la caracterización de la especie en estudio y el subproducto de la misma. Los

parámetros utilizados en el estudio están detallados en la Figura 6.

Elaborador por: Autoras

Parámetros Físicos Medición de Semillas

Peso de Semillas

Se

mill

a d

e T

ecto

na

gra

nd

is Densidad

Análisis aproxímales (semilla)

Determinación de Humedad

Determinación de Cenizas totales

Análisis Químicos (aceite)

Determinación de Índice de Acidez

Determinación de Índice de Saponificación

Determinación de Índice de Yodo

Determinación de Índice de Refracción

Análisis Instrumental

(aceite)

Cromatografía de gases con detector de ionización de llama

Cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas

Figura 6. Diseño experimental

28



Así también, en la Tabla VII y Tabla VIII se recogen las principales materiales, equipos y reactivos utilizados en este trabajo.

III.2 Materiales, Equipos y Reactivos

Tabla VII. Materiales, equipos y aparatos empleados en la caracterización del aceite de la Semilla de Teca

III.2.1 Materiales III.2.2 Equipos III.2.2.1 Aparatos

Crisoles Espátula Balanza analítica OHAUS AX224/E Estufa

Beakers Envases de vidrio color ámbar

Cromatógrafo de gases: Agilent modelo 7890A 6C, acoplado a espectrometría de masas con fuente de ionización por impacto electrónico: marca Agilent modelo 5975C MSD.

Rotoevaporador, marca IKA

Agitador Papel filtro (grueso y fino)

Cromatógrafo de gases: Agilent technologies modelo: 7890B N° Serie: CN17333029 con detector de Ionizacion de Llama.

Bomba al vacío, marca IKA

Pipetas volumétricas Auxiliar de pipeta Refractómetro Thermo Scientific 33461 Sistema de Soxhlet

Embudo Pinza Vernier BP. Tamaño 6’’ / 150 mm x 0.05 mm -

Pipeta graduadas Dedales - -

29


III.2.3 Reactivos Índice de

Saponificación Índice

de Yodo Índice de

Refracción Índice

de Acidez Determinación Cromatografica

Ácido Sulfúrico

Alcohol

Tetracloruro Carbono

Éter etílico

Fenolftaleína / Almidón

Hexano

Hidróxido de Potasio

Metanol

Solución de Wijs

Solución de Yoduro de Potasio 15%

Solución etanolica de Hidróxido de Potasio.

Solución de Ácido Clorhídrico 0.5 N

Solución Tiosulfato de Sodio 0.1N

Tabla VIII. Reactivos utilizados en el estudio del aceite de la semilla de Teca

30


III.3 Muestras

Las muestras de semillas de Tectona grandis fueron colectadas en los meses

de noviembre a mayo (2018-2019) en una hacienda particular dedicada al cultivo de

la especie y ubicada en el Km 30 Vía a la Costa (Guayaquil-Ecuador).

A continuación, en la Tabla IX se indican los métodos empleados en el

desarrollo de la caracterización de la semilla y su aceite con la respectiva técnica

de referencia:

Análisis Referencia

1 Determinación de Humedad Norma Ecuatoriana INEN 0222

2 Determinación de Cenizas Norma Ecuatoriana INEN 0520

3 Determinación de Densidad Norma Ecuatoriana INEN 0035

4 Índice de Refracción Norma Ecuatoriana INEN 0042

5 Índice de Acidez Norma Ecuatoriana INEN 0038

6 Índice de saponificación Norma Ecuatoriana INEN 0040

7 Índice de Yodo Norma Ecuatoriana INEN 0037

8 Identificación cromatográfica Método propio, con confirmación de compuestos

mediante la librería digital de espectros de la NIST

Tabla IX. Parámetros analíticos con sus técnicas de referencia

31

III.4 Parámetros físicos

III.4.1 Medición y peso de las semillas

Las semillas fueron separadas de su envoltura y luego se procedió a medir

el largo y el ancho de 50 unidades con la ayuda de un vernier; así también, se

determinó el peso de cada una de ellas para para establecer el valor de masa

promedio de las muestras estudiadas.

III.4.2 Preparación de muestra

Para la obtención del aceite se precisó la preparación de las muestras una

vez recolectadas, como se detalla:

Limpiar la cobertura de las semillas recolectadas.

Secar las semillas en la estufa de calentamiento a una temperatura de 40 °C

a excepción de los análisis de humedad y cenizas.

Triturar las semillas secas de manera que pueda facilitar la separación del

carozo y la semilla.

III.4.3 Determinación de densidad

Para la determinación de densidad se siguieron los siguientes pasos:

Calibrar el picnómetro con agua destilada.

Llenar el picnómetro de aceite y taparlo cuidadosamente evitando la inclusión

de burbujas de aire.

Remover con papel absorbente cualquier exceso de muestra que tenga el

picnómetro.

Pesar en una balanza analítica.

La densidad obtenida se calculó mediante la siguiente formula:

32

𝒅 =𝒎𝟐 − 𝒎

𝒎𝟏 − 𝒎

Donde;

d =densidad. m = masa del picnómetro vacío, en g. m1 = masa del picnómetro con agua destilada, en g.

m2 = masa del picnómetro con muestra, en g.

III.5 Análisis aproximales

III.5.1 Determinación del contenido de humedad

Para la determinación del contenido de humedad se siguieron los siguientes

pasos:

Pesar 1 g de la muestra triturada en una capsula de porcelana seca y

previamente tarada.

Colocar en la estufa a 80 °C durante 4 horas.

Transferir los crisoles a un desecador para el debido enfriamiento y posterior

pesado.

Colocar la capsula en la estufa por 2 horas adicionales, y ubicarlos en el

desecador, posteriormente se precede a pesar.

Este procedimiento se realizó hasta tener un peso constante. Se calculó el

contenido de humedad con la siguiente fórmula:

% 𝐻 =(𝑃1 − 𝑃𝑜) − (𝑃2 − 𝑃𝑜)

𝑃1 − 𝑃0× 100

33

Dónde: % H: Porcentaje de Humedad Po: Masa de la Cápsula vacía P1: Masa de la Cápsula con la muestra P2: Masa de la Cápsula con Muestra posterior a desecación

III.5.2 Determinación de cenizas totales

El método se realizó como a continuación se detalla con numero de 3 réplicas

para determinar la precisión de los resultados.

Calentar el crisol vacío a 550±15 °C durante 30 min; dejar enfriar y pesar 1 g

de muestra.

Colocar el crisol en la mufla a 550±15 °C hasta obtener cenizas de color gris

sin que la muestra llegue a fundirse.

Retirar los crisoles de la mufla.

Reposar en un desecador para equilibrar con la temperatura ambiente.

El proceso de incineración y pesado se repitió hasta que su masa ya no varié.

El contenido de cenizas en muestra se calcula mediante la siguiente ecuación:

𝐶 =100(𝑚3 − 𝑚1)

(100 − 𝐻) (𝑚2 − 𝑚1)

Siendo; C: Porcentaje de contenido de cenizas m1: masa de crisol vacío m2: masa de crisol con la muestra m3: masa de crisol con las cenizas H: porcentaje de humedad de muestra

34

III.6 Obtención del aceite

Extracción Soxhlet:

Pesar aproximadamente 6 g de semillas de Teca previamente trituradas.

Colocar la muestra que se pesó en el dedal.

En un balón de base plana colocar un volumen de 230 mL de hexano como

disolvente de extracción.

Conectar el balón junto con el sifón (contenía el dedal junto con la muestra)

y el condensador, aplicando calor a temperaturas que oscilaban entre 80-90

°C en un periodo de 8 horas por cada extracción.

El rendimiento del aceite obtenido fue calculado mediante la siguiente

formula:

%𝑅 =𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑡𝑜 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜

𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑑𝑎 × 100

III.7 Análisis de control de calidad del aceite

III.7.1 Índice de refracción

La Norma INEN 0042 tiene como objetivo establecer el método en la

determinación del índice de refracción en las grasas y aceites de origen animal o

vegetal. Es considerada la relación de los senos de los ángulos de refracción e

incidencia cuando la luz pasa del medio hacia la sustancia.

Procedimiento:

Utilizar un refractómetro, con etanol proceder a limpiar el lente.

35

Añadir 2 gotas del aceite en el prisma.

Realizar las mediciones a temperatura de 27°C.

III.7.2 Índice de acidez

La Norma INEN 0038 tiene como objetivo determinar el índice de acidez en

las grasas y aceites de origen animal o vegetal. El fundamento de esta técnica se

basa en la titulación de los ácidos grasos libres con una solución de hidróxido de

potasio.

Procedimiento:

Pesar 1 g de aceite en un matraz de boca ancha de volumen adecuado.

Adicionar 20 ml de una mezcla neutralizada en partes iguales de alcohol –

éter (1:1).

Añadir 1 ml fenolftaleína.

Titular frente a la solución de hidróxido de potasio de concentración 0,1 N

hasta obtener una coloración rosada.

El procedimiento se realizó por triplicado; y los resultados se calcularon con

la siguiente fórmula:

𝑖 =56.1 𝑥 𝑉 𝑥 𝑁

𝑚

Donde, es: i: índice de acidez. V: volumen consumido de la muestra. N: Normalidad del KOH. m: masa de la muestra.

36

III.7.3 Índice de saponificación

La Norma INEN 0040 tiene como objetivo aplicar el método para la

determinación del índice de saponificación en las grasas y aceites de origen animal

o vegetal. Este método se basa en la reacción química de los triglicéridos junto a un

álcali, formando así jabones o sales alcalinas de los ácidos grasos y glicerina.

Procedimiento:

Añadir 1 g de aceite en un matraz Erlenmeyer de volumen adecuado.

Agregar 10 mL de una solución de KOH a 0,5 N.

Conectar el sistema de reflujo y someter la mezcla en baño María a 90 °C

durante 30 minutos.

Añadir 1 mL de fenolftaleína como indicador y titular con una solución de HCl

con una concentración de 0,5 N.

El procedimiento se realizó por triplicado, calculando los resultados con la

siguiente fórmula:

𝑖 =56.1(𝑉1 − 𝑉2)𝑁

𝑚

Donde, es: i: índice de saponificación. V1: volumen de consumo del blanco. V2: volumen de consumo de la muestra. N: normalidad del ácido clorhídrico. m: masa de la muestra.

III.7.4 Índice de yodo

La Norma INEN 0037 tiene como objetivo aplicar el método de Wijs para

determinar el índice de yodo en las grasas y aceites de origen animal o vegetal. Se

37

fundamenta en medir el grado de medio de instauración de algunos compuestos

orgánicos.

Procedimiento:

Pesar 0,25 g de aceite en un matraz Erlenmeyer de volumen

adecuado y añadir 10 ml de tetracloruro de carbono.

Adicionar 10 ml de solución de Wijs y por 30 minutos se lo dejo reposar

en un lugar oscuro, recordando agitar de vez en cuando.

Agregar 5 ml de una solución de KI al 15 % agitando fuertemente.

Adicionar 100 ml de agua destilada y 1 ml del indicador de almidón al

1 %.

Titular con tiosulfato de sodio de concentración 0,1 N hasta el

consumo total del color azul.

El procedimiento se realizó por triplicado, y los resultados se los calcula con

la siguiente fórmula:

𝑖 =12.69 (𝑉 − 𝑉1 )𝑁

𝑚

Donde, es: i: índice de yodo. V: volumen de consumo del blanco. V1: volumen de consumo de la muestra. N: Normalidad del tiosulfato de sodio. m: masa de la muestra.

38

Preparación de reactivo de Wijs

Pesar aprox. 3 g de yodo, colocar en un matraz Erlenmeyer de 500 ml.

Agregar 200 ml de ácido acético glacial y calentar en baño de agua

hasta que el yodo se disuelva.

Filtrar la solución a través de papel filtro y guardar en un frasco color

ámbar con tapón esmerilado.

Verter 50 ml de la solución anterior en vaso de precipitación y pasar

cloro a través del resto de la solución que está en el frasco, hasta que

desaparezca el color púrpura.

Agregar la solución del vaso de precipitación al frasco color ámbar

hasta eliminar el cloro libre y exista un ligero exceso de yodo. No debe

de quedar exceso de cloro en la solución.

Tapar bien el frasco con el tapón esmerilado y dejarlo en un lugar

oscuro.

III.8 Determinación cromatográfica

III.8.1 Preparación de muestra para la cromatografía de gases con

detector de ionización de llama

Pesar 40 mg de aceite de semilla de teca en un tubo de vidrio.

Añadir 700 uL de una solución de KOH 10 N y 5.3 ml metanol, agitar por

3 minutos en un vortex.

Incubar a 55 °C durante 90 Minutos agitando periódicamente cada 15

minutos y enfriar a temperatura ambiente. (30°C)

Agregar 580 uL de SO4 H2 24 N. Teniendo la precaución de mantener

introducido el tubo de muestra en un baño de agua helada por tratarse de

una reacción exotérmica.

39

Agitar por inversión 5 veces e incubar a 55 °C durante 90 Minutos

agitando periódicamente cada 15 minutos. Enfriar a temperatura

ambiente. (30°C)

Agregar 3 ml hexano, llevarlo al vortex durante 5 minutos y centrifugar a

2500 rpm por 5 minutos. Filtrar en 1 vial el extracto hexánico.

III.8.2 Preparación de muestra para cromatografía de gases acoplado a

espectrometría de masas

Realizar la metilación de la muestra para beneficiar la identificación de

ácidos grasos.

Proceder a tomar 1.5 µL de aceite, agregándole 2 ml de hexano, posterior

a esto, agitar robustamente la mezcla.

Añadir 1 ml de una solución de metanol – hidróxido de sodio al 2 M y

agitar de nuevo mediante vortex.

Adicionar 1 ml de hexano y exponer a calor a través de baño maría

durante 6 minutos, observar la separación de dos fases.

Transferir la fase hexánica a un vial para su pronta inyección y análisis en

el sistema GC-MS.

III.8.3 Condiciones analíticas de GC-FID, y GC-MS

Se evaluó la composición química de la parte saponificable del aceite de

Tectona grandis. La determinación cromatográfica se llevó a cabo a través de un

cromatógrafo de gases acoplado a espectrometría de masas con fuente de

ionización por impacto electrónico y un analizador simple cuádruplo en modo de

trabajo full-scan.

Las condiciones instrumentales se detallan en la Tabla X que indican los

detalles de los ácidos grasos utilizados en el instrumento para sistema de GC–FID.

40

Fuente: Autoras

Condiciones cromatografícas en GC-MS Condiciones cromatografícas en GC-FID

Gas de arrastre Helio Helio

Flujo 1 mL/min 1,2 ml/min

Volumen de inyección 2 µL 1,0 μl

Inyección en modo Splitless Split

Temperatura del inyector 250 °C 250 °C

Columna DB-5ms 30 m x 0.25 mm x 0.25 µm 100 mm x 0,25 mm ancho, 0,2 μm

Temperatura del Horno 70 °C (2 min), 5 °C/min hasta 300 °C (6 min) 100 °C (5 min), 4 ºC/min hasta 250 ºC (15 min)

Temperatura del detector Línea de transferencia: 300 °C FID: 250 °C

Detector Espectrofotómetro de masas Ionización de llama

Fuente de ionización Por impacto electrónico 70 eV, 230 °C N/A

Analizador simple cuadrupolo 150 °C N/A

Adquisición de masas Full-Scan 50-550 m/z N/A

Foto multiplicador 2012 v N/A

Flujo del Detector N/A Hidrogeno 40 ml/min. Aire 450 ml/min.

Nitrógeno 30 ml/min(gas auxiliar)

Tabla X. Condiciones cromatograficas adecuadas para los detectores.

41

CAPITULO IV

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

IV.1 Parámetros físicos

IV.1.1 Medición y peso del fruto

Las características físicas en relación con el peso y el tamaño que encierra

la longitud y ancho del fruto están descritas en la Tabla XI Las mediciones fueron

realizadas a 50 unidades; siendo sus valores promedios de masa 0,79 g, 1,09 cm

de largo y 1,17 cm de ancho.

Fuente: Autoras

Así mismo, de forma empírica se dedujo que fue importante la medición y

peso del fruto porque a partir de estos resultados se destacó que, a mayor peso del

fruto, existe mayor probabilidad de que contenga todas las cavidades llenas de

semillas, los parámetros no se evaluaron sobre las semillas debido a su textura que

es muy frágil; sin embargo, las características longitudinales de la semilla son

Peso (g) Largo (cm) Ancho (cm)

Promedio 0,79 1,09 1,17

DSV 0,14 0,15 0,12

CV % 0,13 0,14 0,10

Tabla XI. Parámetros físicos del fruto de Teca

42

similares a las de la semilla de uva. La información previa no se ha reportado por

otros autores y se sospecha que es por el dificultoso trabajo que genera la

extracción de semilla.

De acuerdo con la descripción de la clasificación taxonómica de la especie

no se conocen detalles con relación a características de la semilla; así como

tampoco, los parámetros físicos de la misma, por lo que los datos generados en

este estudio constituyen información reportada por primera vez.

La semilla que se encuentra en el interior del fruto se caracteriza por ser frágil,

su coloración es amarilla-blanquinosa; cabe recalcar que las semillas de teca se

presentan dentro de una fracción de textura dura (endocarpio o carozo) que tiene

una cubierta externa parecida a una película seca como se lo puede observar en la

Figura 7.

Figura 7. Fruto de Tectona grandis

a. Fruto de teca con revestimiento b. Fruto. c. Corte transversal. d. Semilla. Fuente: Autoras

b

d c

a

43

IV.1.2 Densidad

La densidad promedio determinada en el aceite fue 0,926 a 20 °C; dicho

resultado denota la pureza del producto. La densidad del aceite de semilla de Teca

se presenta recogidos de manera específica en la Tabla XII.

Tabla XII. Resultados de densidad en el aceite de semilla de teca.

N° Densidad Promedio DS CV %

1 0,929

0,926

0,002

0,224

2 0,926

3 0,930


Por otra parte, debido a la ausencia de información preliminar sobre la

densidad del aceite obtenido de la especie Tectona grandis, o de otra variedad del

mismo género, el resultado se evaluó frente a otros aceites de origen vegetal que

comprenden densidades relativas como se indican en la Tabla XIII; donde se

denotan que el resultado obtenido es similar a los reportados en la referencia

consultada.

Tabla XIII. Valores referenciales de densidad en diferentes aceites de semilla

Aceite Densidad Referencia

semilla de algodón 0,918-0,926 a 20°C (CODEX STAN 210-1999, 1999).

semilla de coco 0,907-0,919 a 20°C (Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN), 1973).


44

IV.2 Análisis aproxímales

IV.2.1 Determinación de humedad

La determinación de humedad fue realizada por triplicado en muestras

frescas de las semillas de la Teca. El promedio porcentual de contenido de humedad

fue de 1,29 % y se obtuvo un coeficiente de variación 1,17 % como podemos

observar los datos en la Tabla XIV.

Tabla XIV. Porcentaje de humedad en semilla de teca

Replicas Peso (g) Humedad % Promedio DS CV%

1 1,0119 1,28

1,29 0,02 1,17 2 1,0121 1,30

3 1,0124 1,31


Si bien en la literatura existe escasa información con respecto a la humedad

de semillas de teca, varios autores informan el contenido de agua sobre otros

órganos de la especie como la corteza de la planta cuyos valores reportados están

en el orden de 50 % (Crespo, Jimenez, & Suatunce, 2013). Por otro lado, el

porcentaje de humedad para las semillas de uva es 6,49 % (Barriga, Churata, &

Tinoco, 2018); sin embargo indican que la semilla por estar almacenada durante

muchos años los valores esperados oscilan entre 10-11% (Hernández, 2017).

45

IV.2.2 Determinación de cenizas totales

La determinación de cenizas totales corresponde al contenido total de

minerales o residuo mineral presente en las diferentes variedades vegetales.

Los análisis para la determinación de cenizas totales se realizaron por

triplicado con un valor promedio de 6,08 % como se detalla en la Tabla XV. Cabe

destacar que los autores Alvarez & Chauca, (2018), evidencian resultados de 5,27

% para cenizas totales en la corteza del tallo de Tectona grandis; a pesar de no ser

el mismo órgano estudiado, son la misma especie donde existe similitud en los

resultados del presente trabajo de investigación.

Por otro lado, la FAO establece el límite de cenizas con valor inferior al 10%

para productos vegetales (ingredientes alimenticios y elaboración de té) por razón

de que las cenizas están compuestas por cantidades de residuos orgánicos

sobrantes, dicha determinación provee datos aproxímales para evidenciar la

presencia de adulteración. En efecto; los resultados obtenidos estarían permitidos

dentro de las directrices descritas por la organización previamente mencionada.

Tabla XV. Porcentaje de cenizas en semilla de teca

Replicas Peso (g) Cenizas % Promedio DS CV %

1 2,0034 6,01

6,08 0,06 1,0 2 2,0049 6,12

3 2,0050 6,11


46

IV.3 Rendimiento de aceite

El rendimiento promedio de aceite obtenido a partir de la muestra procesada

fue de 24,33 %, indicando una reproducibilidad satisfactoria de 2,35 % (Tabla XVI).

Estos resultados son comparables con un estudio realizado a partir de semillas

procedentes de la India descrita por los autores Bachheti, Sharma, Archana, & Ritu

en el año 2012, en donde reportan un porcentaje del 39,27 %. Cabe señalar que en

estos estudios se utilizaron distintos disolventes, razón por la cual, se presume la

diferencia entre ambos rendimientos obtenidos.


Es importante mencionar que durante la extracción de aceite se evaluaron

dos tipos de disolventes (hexano y éter de petróleo) en el mismo periodo de tiempo,

el rendimiento con éter de petróleo fue ligeramente superior al reportado, sin

embargo, el solvente presentó dificultades en la extracción debido a la alta

volatilidad del mismo. Por consiguiente, se consideró el hexano como disolvente de

extracción debido a la facilidad práctica.

En consecuencia, con la ausencia de reportes de extracción del aceite a

partir de semillas de Teca y empleando hexano como solvente es factible realizar

una comparación a modo de referencia frente a otro tipo de semilla como la chia

que reporta un 24,80 % en dicho disolvente (Cefla, 2015). En efecto, existe similitud

sobre el resultado obtenido frente al evidenciado durante el año 2015 en otra

especie.

Muestra Peso de la muestra (g)

Rendimiento %

DS CV%

Semilla-Teca 5,80 24,33 0,57 2,35

Tabla XVI. Parámetros físicos del fruto de Teca (n=9)

()

47

IV.4 Parámetros Fisicoquímicos

IV.4.1 Índice de refracción

A pesar que estudios reportados no indican el índice de refracción para el

aceite obtenido a partir de semillas de Teca; en el presente estudio se determinó

este parámetro, cuyo valor promedio fue de 1,4752 como se encuentra descrito en

la Tabla XVII. El valor obtenido permite evaluarse con otros extractos vegetales.

Tabla XVII. Índice de Refracción del aceite de semilla de Teca.


A modo de ejemplo, es factible destacar como referencia el índice de

refracción permitido para el aceite de semillas de uva que comprende un rango de

1,467 y 1,477 cuya referencia es equivalente con los resultados adquiridos del

método empleado.

Es necesario mencionar, que el análisis permanece dentro de los parámetros

que exige el control de calidad de aceites; porque, así como la densidad, el índice

de refracción es característico como indicador de pureza. También, el índice de

refracción puede estar influenciado por el daño que sufre el aceite tras la oxidación.

Replicas Lecturas Promedio DS CV %

1 1,4755

1,4756 0,0002 0,0156 2 1,4755

3 1,4759

48

IV.4.2 Índice de acidez

Los ensayos para la determinación del índice de acidez fueron realizados por

triplicado, y a partir de ellos se obtuvo un promedio de 6,03 %. En comparación con

la norma INEN 0024 para aceite de coco y la norma INEN 0026 para el aceite de

girasol, detallan que el límite para el índice de acidez aceptable es hasta el 0,2 %.

Se puede distinguir discrepancias en el índice obtenido y los índices de

referencia dando así, resultados desfavorables para la industria alimenticia; sin

embargo, es importante indicar que las normas previamente mencionadas son

dirigidas para aceites tratados.

Cabe destacar que este ensayo se debe realizar con muestras frescas, esto

se refiere a aceite recién obtenido, ya que las cifras de acidez coinciden con la

neutralización de los ácidos grasos que están presentes en el aceite, por lo que

mientras más transcurre el tiempo de almacenamiento del aceite extraído, el índice

de acidez sigue incrementando. Todos los resultados están descritos en la Tabla

XVIII.

Tabla XVIII. Índice de acidez en aceite de semilla de teca

Acidez % Promedio DS CV %

6,02

6,03%

0,01

0,16 6,03

6,04


49

Las bibliografías evidencian que una de las posibles causas de un incremento

de acidez es por el método empleado para la extracción de los aceites; la utilización

de solventes causa que el índice de acidez sea mayor en comparación a valores

reportados por aceites extraídos mediante procesos del prensado y pre tratamiento

enzimático-prensado, esto se debe al mayor tiempo de extracción aplicado

(temperatura >60 °C) y a los procesos de separación entre el aceite y el disolvente,

incluyendo también la obtención del extracto. (Guarnizo & Nel, 2009)

IV.4.3 Índice de saponificación

Los resultados obtenidos por triplicado para el ensayo de índice de

saponificación en el aceite de semilla de teca se muestran en la Tabla XIX,

observándose un valor promedio de 256,57 y un CV 2,76 %.

Tabla XIX. Índice de saponificación del aceite de la semilla de Teca


Este análisis mide el número de miligramos de KOH requeridos para

saponificar 1 g de grasa, aceite. Este método basado en la reacción química de los

triglicéridos con un álcali, formando sales alcalinas de ácidos grasos, glicerinas o

jabón. La cantidad de componentes para hacer jabón dependerá del tipo de aceite

utilizado, cabe recordar que los índices de saponificación varían para jabones

líquidos y sólidos, como indica la Norma mexicana del uso de las mantecas

Saponificación (mg KOH) Promedio DS CV %

251,92

256,57 7,17 2,76 260,66

266,15

50

vegetales y grasas (2010) deben de indicar un índice de saponificación mínimo de

175, por lo que podemos indicar que el valor obtenida se encuentra dentro de los

valores establecidos.

Al no disponer de literatura sobre el índice de saponificación en el aceite de

la especie estudiada, se utiliza como referencia la norma del CODEX para aceites

vegetales especificados, mencionando al aceite de coco que cuenta con un índice

de saponificación que oscila entre 248 – 265 mg similar al que se obtuvo en el aceite

de semilla de teca, esto podría indicar que los dos aceites poseen características

semejantes.

IV.4.4 Índice de yodo

En la Tabla XX, se presentan los resultados obtenidos para el ensayo de

índice de yodo en el aceite de la semilla de teca, con un valor de 33,98% y como

coeficiente de variación 0,008%, cabe destacar que es importante el tamaño de las

moléculas ya que mientras más grandes son, dichas moléculas serán más densas.

El índice de yodo será mayor cuanto mayor sea el número de dobles enlaces

presentes en las cadenas de carbono y está relacionado con la restauración de los

compuestos de las grasas junto con el de refracción y con densidad, se describe en

la literatura que, si mayor es el índice de yodo, mayor índice de refracción y por lo

tanto mayor densidad. (Guarnizo & Nel, 2009)

Los aceites comestibles tienen un alto contenido de ácidos grasos

insaturados, por ende, presentan un índice de yodo relativamente alto.

Existe relación en el grado de insaturación y el grado de enranciamiento, ya que los

glicéridos de ácidos grasos que tienen dos o tres dobles enlaces son más sensibles

en exponerse a la oxidación. (CODEX STAN 210-1999, 1999) .

51

Tabla XX. Índice de yodo en aceite de semilla de teca


IV.5 Determinación Cromatografíca

La finalidad del análisis cromatográfico permitió identificar y establecer el

contenido de ácidos grasos que se encuentran presentes en la muestra estudiada.

Datos que se recogen en la Tabla XXI.

Es importante recalcar que los resultados fueron analizados en primer lugar

mediante detección por ionización de llama y posteriormente fueron confirmados

mediante espectrometría de masas.

Los resultados obtenidos indican un equivalente a 72,47% en el ácido

linoleico siendo representante de la mayor proporción y el ácido oleico con un

14,15% el segundo compuesto de mayor cantidad en la lista (Figura 8).

Así también, se evidenció la presencia de compuestos saturados en menor

proporción tales como: el ácido palmítico con un 10,56% y el ácido esteárico

correspondiente al 4,96%. Como se puede observar los resultados detallados en la

Tabla XXI, denotan mayoritariamente un contenido de ácidos grasos insaturados

del orden de 86,62% frente a un 13,38% de saturados.

N° Yodo Promedio DS CV%

1 33,98

33,98 0,55 1,64 2 33,95

3 33,01

52

Acorde con la Figura 8, se observó el cromatograma del estándar aplicado

para GC-FID, dicha información es necesaria para la identificación de ácidos grasos

en base a tiempos de retención (tr). Denotando la relación absoluta de ellos frente

a compuestos identificados por el estándar y compuestos presentes en el aceite

(Figura 9). Tomando como ejemplo el ácido linoleico en la identificación por

ionización de llama cuyo tiempo de retención en estándar fue de 32,38 min. y en la

muestra analizada fue de 32,34 min. siendo confirmado el compuesto encontrado.

Los resultados obtenidos se trabajaron por triplicado destacándose su

precisión en un 0,5 %, el match trabajado en cromatografía de gases acoplado a

masas en comparación con los resultados obtenidos fueron todos mayor del 90 %

de similitud de los ácidos palmítico, esteárico, oleico y linoleico (Figura 10).

Si bien por GC-FID se identifica la presencia de ácidos grasos en el análisis

confirmatorio por GC-MS en full-scan no se alcanzaron a detectar otros ácidos que

se encontraban en menor proporción como el ácido araquídico, behénico,

palmitoleico y el espectro de masas característico para dichos compuestos.

Los promedios porcentuales de áreas obtenidas en el cromatógrafo fueron

proporcionales acorde al trabajo realizado en la India con el mismo género

(Bachheti, Sharma, Archana, & Ritu, 2012).

53

Fuente: Autoras

Figura 8. Cromatograma GC-FID de una solución de estándar de esteres metílicos de ácidos grasos de una concentración equivalente a 1000ppm

54

5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

8000000

9000000

Time-->

Abundance

TIC: 11.D\data.ms

Figura 9. Cromatograma GC-FID correspondiente a una muestra de aceite de semilla de Tectona grandis evidenciando los ácidos grasos identificados

Fuente: Autoras

Figura 10. Cromatograma GC-MS correspondiente a una muestra de aceite de semilla de Tectona grandis evidenciando los ácidos grasos detectados

Fuente: Autoras

55



Tiempo de retención

Área (%)

Nombre Químico

Nombre Común

Estructura

32.340

10,56

Ácido

Hexadecanoico

Ácido

Palmítico O

OHCH3

35.560

4,96

Ácido octadecanoico

Ácido Esteárico

O OH

CH3

36.571

14,15

6-Ácido Octadecenoico

Ácido Oleico

O OH

CH3

H

H

38.072

72,47

9,12-Ácido Octadecadienoico

Ácido Linoleico

O

OH

CH3

H

H

H

H

Tabla XXI. Composición química en el aceite de semilla de Teca de origen ecuatoriano

56

CONCLUSIONES

Conforme con los resultados realizados en el trabajo se evidenció las

características físicas del fruto de la especie estudiada, reportándose un

promedio de masa del orden de 0,79 g.

Por medio de la extracción de soxhlet se registró un rendimiento del 24.33%

para el aceite de las semillas de Tectona grandis, utilizando como extractante

el hexano.

Para la determinación de la calidad del aceite se analizaron parámetros

como: índice de refracción (1,4752), índice de saponificación (259,57), índice

de yodo (33.64). El valor del índice de acidez (6,03) para el aceite de la teca,

excede los valores reportados por el Instituto de Normalización, denotando

su incumplimiento para la industria alimenticia.

En los análisis cromatográficos se evidenció la presencia tanto de ácidos

grasos saturados, palmítico (10,56 %) y esteárico (4,96 %), como de ácidos

grasos insaturados, linoleico (72,47%) y oleico (14,15 %); logrando destacar

la posible utilización dentro de la industria.

Las semillas de teca presentan compuestos químicos importantes como los

ácidos linoleico y oleico que pueden ser aplicados en diferentes industrias,

de manera preliminar podría tener un potencial uso para la elaboración de

ciertos productos como principio activo en la industria cosmética.

El estudio realizado ha permitido el levantamiento por primera vez de

información sobre la caracterización del aceite obtenido de semillas de

Tectona grandis de origen ecuatoriano.

57

RECOMENDACIONES

Por los resultados en el índice de saponificación se puede llevar a cabo la

elaboración de jabones y productos de aseo personal, por supuesto se requiere

realizar los análisis complementarios, aunque el ARCSA solo establece la cantidad

mínima de índice de saponificación, por lo que sería factible su utilización.

Se sugiere ampliar la información del estudio de la semilla de la Tectona

grandis que permitan conocer su actividad antimicrobiana y verificar su potencial en

la industria.

Se recomienda el aislamiento de la fracción insaponificable para estudiar su

composición que permitan complementar estudios de fitoesteroles de la especie

estudiada.

Se aconseja darle seguimiento al estudio de la estructura externa de la

semilla.

(Arenas, Cardenas, & Quintero, 2018)

58

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ANEXOS

Anexo A: Preparación de la muestra de teca para la extracción de la semilla

Anexo B: Extracción del aceite de semilla de Tectona grandis

Aceite

70

Anexo C: Rendimiento del aceite extraído de semillas de Tectona grandis

Anexo D: Determinación del índice de Refracción en el aceite de semilla de Tectona

grandis

Réplicas Peso de Semilla Rendimiento %

1 5,8007 24,14

2 5,8006 24,14

3 5,8005 24,14

4 5,8007 24,14

5 5,8087 24,14

6 5,8053 24,14

7 5,8026 24,14

8 5,8901 25,86

9 5,8006 24,14

71

Anexo E: Determinación de la densidad en el aceite de semilla de Tectona grandis

Anexo F: Determinación del índice de acidez en el aceite de semilla de Tectona grandis

72

Anexo G: Determinación del índice de saponificación en el aceite de semilla de Tectona grandis

Anexo H: Determinación de índice de yodo en el aceite de semilla de Tectona grandis

73

Anexo I: Espectro de masas del ácido palmítico de acuerdo con la librería NIST

Anexo J: Espectro de masa del ácido esteárico de acuerdo con la librería NIST

74

Anexo K: Espectro de masa del ácido linoleico de acuerdo con la librería NIST

Anexo L: Espectro de masa del ácido oleico de acuerdo con la librería NIST

universidad de guayaquil facultad de ciencias...

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