Composición química del aceite esencial de hojas de Siparuna schimpffii Diels (limoncillo)

Chemical composition of leeaf essential oil of Siparuna schimpffii Diels (limoncillo)

PhD. Paco Fernando Noriega Rivera,^I PhD. Alexandra Guerrini,^II Téc. Edwin Ankuash Tsamaraint^III

^I Centro de Investigación y Valoración de la Biodiversidad. Universidad Politécnica Salesiana del Ecuador. Quito, Ecuador.
^II Departamento de Ciencias de la Vida y Biotecnología (SVeB)-LT Tierra & agua Tech UR7. Universidad de Estudios de Ferrara. Italia. ]]> ^III Estación Biológica Shakaim. Cantón Huamboya, Provincia de Morona. Santiago, Ecuador.

RESUMEN

Introducción: Siparuna schimpffii Diels, conocida vulgarmente como limoncillo, es una planta medicinal usada comúnmente por el pueblo Shuar del Ecuador por sus propiedades analgésicas.
Objetivo: determinar la composición química del aceite esencial extraído de las hojas de Siparuna schimpffii Diels (limoncillo).
Métodos: se recolectaron las hojas de S. schimpffii Diels. Posteriormente se obtuvo su aceite esencial, mediante destilación en corriente de vapor. Para identificar las moléculas presentes en el aceite se emplearon los métodos: GC, GC/MS, cálculo del IK, y RMN.
Resultados: fueron detectados un total de 57 componentes, en 41 de ellos fue determinada su estructura química, lo que equivale al 93,247 %. Se confirmó la estructura del componente mayoritario (germacreno D), por resonancia magnética nuclear.
Conclusiones: el aceite muestra una composición química mayoritariamente compuesta por sesquiterpenos, sobresaliendo: germacreno D 35,338 %, biciclogermacreno 8,730 %, g muuruleno 7,035 %, germacreno B 6,359 % y cadina-1(2) ,4-dien trans 5,161 %.

Palabras clave: Siparuna schimpffii Diels, aceite esencial, GC/MS, RMN.

Introduction: Siparuna schimpffii Diels, popularly known as limoncillo, is a medicinal plant commonly used by the Shuar people of Ecuador for its analgesic properties.
Objective: determine the chemical composition of the leaf essential oil of Siparuna schimpffii Diels (limoncillo).
Methods: S. schimpffii Diels leaves were collected. Essential oil was obtained by steam current distillation. Molecules in the oil were identified by GC, GC-MS, IK estimation and NMR.
Results: a total 57 components were found, and chemical determination of 41 of them (93.247 %) was performed. The structure of the most abundant component (germacrene D) was confirmed by nuclear magnetic resonance.
Conclusions: Sesquiterpenes predominate in the chemical composition of the oil. Among them the most outstanding are germacrene D: 35.338 %, bicyclogermacrene: 8.730 %, g muurulene: 7.035 %, germacrene B: 6.359 % and trans-cadine-1(2), 4-diene: 5.161 %.

Key words: Siparuna schimpffii Diels, essential oil, GC-MS, NMR.

INTRODUCCIÓN

Siparuna schimpffii Diels es un árbol o arbusto árbol nativo de los Andes y amazonia ecuatoriana, cuyo hábitat se comprende entre los 0-1500 msm.² Su altura varía entre 2 y 10 metros de altura y alcanza un diámetro a la altura del pecho (dbh) de al menos 10 cm; Ramitas jóvenes aplastadas en los nódulos, densamente cubiertas de pelosidades de color amarillo-marrón en propagación. Hojas opuestas; peciolos 3-8,5 (-10,5) cm de longitud; lámina de color marrón claro, marrón rojizo o verdoso, cartácea de obovada a elíptica de 18-36 x 11-18 cm, la base va de obtusa a aguda, el ápice acuminado, la punta de 1-3 cm, la superficie de las hojas son sencillas pubescentes cortas, en algunas ramificados con propagación de pelos por debajo y en las venas secundarias, el margen es doblemente dentado-serrado. Las flores frescas son de color amarillo, taza floral masculina ampliamente obconical a subgloboso, 2,5-3 mm de diámetro, 1,5-2 mm de altura, cubierto con ramas cortas simples, bífidas, o algunos pelos rectos, de vez en cuando algunos de estos también del lado adaxial de los pétalos glabrescentes, los tépalos 4-5(-6) triangulares o redondeados, 1-12 mm de largo, el techo floral moderadamente elevado, esencialmente glabro; estambres de 10-15. Apenas excerta en la antesis. Taza floral femenina subglobosa, 2,5-3,2 mm de diámetro, 3,2 a 3,5 mm de altura. Los sépalos similares a los de las flores masculinas, el techo floral casi plano hundido alrededor del poro, el indumento similar al masculino, 15-20 estilos, apenas excerta. Frutos con receptáculos globosos, de alrededor de 1,5 a 2 cm de diámetro, con una superficie verrugosa y coronada por tépalos persistentes, de color naranja amarillento a rojo y con un olor astringente.³

En Ecuador la planta al igual que otras del género Siparuna toma el nombre común de limoncillo (Figura 1).

Son pocos los estudios químicos realizados en este tipo de especies. Son destacables los estudios realizados en el aceite esencial de Siparuna thecaphora, en donde se aprecia la presencia mayoritaria de: germacreno D, alfa y beta pineno y transcaryophylleno.⁴

En extractos de Siparunama macrotepala han sido identificados varios sesquiterpenos entre los que destacamos: cadaleno, calameneno, 7-hydroxy-calameneno, dimeros del 7-hydroxy-calameneno de configuración S, S y dos nuevos compuestos el 1-hydroxy-calameneno y el 1,6-dimethyltetrahydronaphthalenona-4.⁵

En Siparuna pauciflora se han detectado varios sesquiterpenos entre los que destacan el germacreno sipaucina A, el elemano sipaucina By sipaucina C.⁶

Sin lugar a dudas la especie que ha sido estudiada con mayor detenimiento es Siparuna guianensis. Un estudio realizado en aceites esenciales de sus hojas y frutos presenta en sus hojas como componentes mayoritarios al ácido decanoíco y al 2-undecanona; mientras que en sus frutas tenemos al 2-undecanona, b pineno y limoneno.⁷ En esta especie existen otras investigaciones en donde se describen composiciones químicas diversas como es aquella realizada en la amazonia brasileña en donde se tienen como componentes más abundantes al epi-a-cadinol, 2-udecanona y el terpinoleno.⁸

Para llegar a una determinación completa de las moléculas que componen un aceite esencial una de las técnicas más empleadas es aquella que combina la cromatografía gaseosa, comparación de índices de retención, cálculo de los índices de Kovats y la espectrometría de masas,^9,10 que puede ser complementado con estudios de Resonancia Magnética Nuclear.¹¹

Recolección del material vegetal

La muestras fueron recolectadas en la estación biológica Shakaim, Provincia de Morona Santiago, cantón Huamboya, en el sur oriente ecuatoriano, ubicada en las siguientes coordenadas geográficas: latitud S 02º 03` 52.2", longitud W 77º 52` 32.5", altura 1200 msm. La fecha de recolección fue el 24 de febrero de 2011, una copia de la especie reposa en el herbario del Centro de Investigación y Valoración de la Biodiversidad (CIVABI), de la Universidad Politécnica Salesiana del Ecuador, número de ejemplar 0000913.

Extracción del aceite esencial

La extracción del aceite esencial se realizó utilizando un destilador de acero inoxidable de 250 litros de capacidad, el cual funciona con el mecanismo de destilación de agua y vapor de agua. El equipo está diseñado de tal forma que tanto el agua y el material vegetal se hallan en el mismo recipiente, se separan entre sí por la presencia de una malla perforada, el agua permanece unos centímetros por debajo de la planta y el calentamiento se lo hace de forma directa.¹² El material vegetal empleado fue fresco.

Cromatografía gaseosa acoplada a masas

El aceite esencial fue analizado por cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas (GC/MS). Se utilizó un equipo de cromatografía gaseosa marca Varian GC, con una columna Factor Four Varian VF5ms (5 %-fenil-95 %-dimetil-polisilossano; diámetro interno: 0,25 mm longitud: 30 m, film: 0.25 µm), acoplado a un espectrómetro de masas Varian MS 4000.

La muestra se preparó pesando 30 mg del aceite esencial diluida en 1mL de diclorometano, el volumen de inyección fue de 1 µL.

Gas carrier He (1 mL/min); programa de temperatura: de 55 a 100 ºC a una velocidad de 1 ºC/min, de 100 ºC a 250 ºC a una velocidad de 5 ºC/min, para finalmente permanecer constante a esa temperatura por 15 minutos, la duración total del análisis es de 90 minutos. Temperatura de inyector 280 ºC; Split 1/50.

Las condiciones experimentales del espectrómetro de masas fueron las siguientes: energía de ionización 70eV, corriente de emisión 10 µA, 1 scan/seg, rango del análisis de masa 40-400 Da, temperatura de la trampa iónica 150 ºC, temperatura del transfer-line 300 ºC.

Para la elucidación estructural el equipo cuenta con la base de datos NIST 2001 para la comparación de espectros de masas, complementariamente se analizó los índices de retención teóricos de cada compuesto.¹³

Análisis del germacreno D aislado por RMN

El germacreno D es aislado por cromatografía en capa fina preparativa en una placa TLC 20x20 cm de gel de sílica 60F254, marca Merck; Rf = 0,80. La fase móvil utilizada fue n-hexano, tomando como antecedente la investigación realizada en separación de sesquiterpenos.¹⁴

Las condiciones del análisis RMN 1H fueron:

Espectrómetro de Resonancia Magnética Nuclear Varian Gemini-400, que opera a 399,97 MHz y a una temperatura of 303 K, 4 mg de la fracción Rf 0,8 se disolvió en cloroformo deuterado (0,8 mL) en un tubo de RMN de 5mm; la señal del solvente para el espectro de calibración (1H 7,26 ppm). El espectro 1H uso un estándar secuencial de pulso "s2pul".

RESULTADOS

Extracción del aceite esencial

Se obtuvo el aceite esencial con un rendimiento promedio de 0,015 %, de color amarillo tenue y olor cítrico.

Composición química del aceite esencial

El aceite esencial está compuesto mayoritariamente por hidrocarburos 91,689 %, y compuestos oxigenados 8,311 % (Figura 2). De estas moléculas un 97,218 % son sesquiterpenos y un 2,782 % monoterpenos.

Los componentes más representativos son: germacreno D 35,338 %, biciclogermacreno 8,730 %, gmuuruleno 7,035 %, germacreno B 6,359 % y cadina-1(2), 4-diene trans 5,161 % (Tabla).

DISCUSIÓN

Los cinco componentes más abundantes encontrados en el aceite esencial de S. schimpffii, son sesquiterpenos no oxigenados que representan el 62 % de la totalidad del aceite.

La composición química del aceite de las hojas de S. schimpffii tiene cierta similitud con la de los aceites de Siparuna thecaphora⁴ y Siparuna pauciflora,⁶ sobre todo por la presencia de sesquiterpenos como el germacreno A y germacreno D, como componentes más abundantes. Con otras veriedades como Siparuna guianensis o Siparuna macrotepala la química detallada en sus respectivas investigaciones difiere de la encontrada en la nuestra.^5,7 Es importante hacer hincapié en la escasa literatura científica química existente sobre está familia vegetal, por lo que no es posible tener muchas fuentes de comparación, a pesar que existen muchas variedades distribuidas en la región amazónica del Ecuador, posiblemente la difícil accesibilidad a estos ambientes han dejado a estas plantas y su potencial sin la posibilidad de ser investigadas.

El conocer la composición química del aceite esencial de esta planta medicinal, deja abierta la puerta para iniciar estudios de actividad biológica, considerando que la misma ya es utilizada por el pueblo ancestral Shuar como medicamento por su actividad analgésica, estos estudios posteriores contribuirán a la valoración de la biodiversidad ecuatoriana con miras a aplicaciones farmacéuticas o cosméticas de este aceite esencial.

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Recibido: 27 de marzo de 2013.
Aprobado: 11 de febrero de 2014.

PhD. Paco Fernando Noriega Rivera. Centro de Investigación y Valoración de la Biodiversidad. Universidad Politécnica Salesiana del Ecuador. Quito, Ecuador. Correo electrónico: pnoriega@ups.edu.ec