Inf. Canela.docx

Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de compuestos muy polares Karoll Juliette Rey Martínez, Mariana Buitrago Oliveros Universidad de los Andes, Departamento de química.

ABSTRACT: Los aceites esenciales se encuentran presentes en muchas plantas de diferentes especies, además contienen diversos compuestos con diferentes estructuras químicas. Estos compuestos son capaces de inhibir y catalizar algunas reacciones favorables para los seres humanos. El objetivo de este trabajo es comprender a través del empleo de algunos métodos de extracción y de separación cuál es la mejor forma de estudiar compuestos provenientes de muestras vegetales. Para esto, se aplicó la TLC para identificar compuestos presentes en extracto de canela por medio de ultrasonido y arrastre por vapor. Se concluyó que, en efecto, hay presencia en ambas muestras de compuestos polares.

Posiblemente, cinamaldehído (según

la

literatura, es

el

principal

constituyente de la canela). También se estableció, como era de esperarse, que los métodos tradicionales de extracción constituyen procesos demasiado largos y poco eficientes, en comparación a las nuevas tecnologías como la extracción asistida por ultrasonido, que permite una extracción óptima y segura de compuestos contenidos en muestras vegetales.

2

Karoll Rey, Mariana Buitrago / Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de comp|uestos muy polares

INTRODUCCIÓN La

canela

con agua y vapor, la maceración y

(Cinnamomun

cinnamomun

verum

zeylanicu)

es

o

una

especia que proviene de Sri Lanka. Se extrae de la corteza de un árbol de 10 o 15m. Su aceite esencial ha sido ampliamente utilizado en la historia de la

humanidad

para

distintos

fines

tanto médicos, como cosméticos y alimenticios. Su aroma se debe al aceite

esencial

constituye

aromático

un

0,5-2,5%

composición.

El

que

de

su

componente

mayoritario de la canela es el aldehído cinámico

el eugenol y

el

alcohol

cinámico.

ha utilizado para inducir el sueño, provocar la menstruación y cicatrizar algunas heridas. Sin embargo, gracias desarrollo

extractos

han

estudiados provecho

tecnológico, sido

para de

utilidades

profundamente

sacar

las

esos

el

máximo

características

que

tienen

y

ciertas

moléculas que los componen. Pero, la información

disponible

sobre

el

comportamiento de los componentes volátiles

Sin

tienen

embargo,

un

rendimiento

extremadamente costosos

y los

relativamente

estos

bajo: resultan procedimientos

largos.

Hoy

son

en

día

existen métodos que cumplen esa misma

función

de

extracción

de

manera más eficiente y efectiva como lo

es

el

método

utilizado

de

ultrasonido,

comúnmente

sustancias

para

bioactivas

de

aislar

material

vegetal mediante la cavitación a la que se someten las muestras, en donde se alcanzan fuerzas suficientes para producir sonolisis, rompiendo las paredes celulares y extrayendo el

A lo largo de la historia, la canela se

al

el enfleurage.

en

la

canela

es

limitada. Tradicionalmente se emplean métodos

como

la

destilación con agua, la destilación

material intracelular de manera que se puedan controlar variables como la temperatura y la presión para evitar que mezclas volátiles o termolábiles sufran

daños

en

su

estructura,

generando así un mayor rendimiento en un menor tiempo que los métodos tradicionales. Para

fines

educativos

y

de

comparación se decidieron hacer 2 procesos distintos de extracción y 1 mismo de separación, en donde se escogió

el

método

asistido

por

ultrasonido como mecanismo moderno y el de arrastre por vapor como

3

Karoll Rey, Mariana Buitrago / Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de comp|uestos muy polares

tradicional,

donde

se

identificaron

numerosas

diferencias

evidenciadas

Figura 1. Molécula cinamaldehído siglas

en

extracto obtenido al final de un mismo

inglés, thin layer cromatography)

es

componente de la muestra.

un

en

los

resultados

cuantitativos

de

La

TLC

(por

sus

método

cromatográfico que

permite

separar

los

El cinamaldehído es el componente

compuestos presentes en una muestra

mayoritario presente en el extracto de

de

la canela con un aproximado de 60-

químicas comunes en cada

75% junto a un rango de 4-10% de

fundamento

fenoles, cierta parte de eugenol y una

desarrollado por

mínima parte de hidrocarburos. Su

Alemania, la empresa que lleva su

estructura

nombre

presenta

un

anillo

acuerdo

a de

características la

uno. El

técnica

fue

Merck KGaA en

incubó

las

ideas

de

su

aromático unido a una cadena de 2

fundador desde 1900. En 1938 se

carbonos enlazados por un enlace

realizó la primera cromatografía de

doble y finalmente el grupo funcional

capa

(aldehído) en un extremo. Dada la

de N.A. Izmailov and M.S. Schreiber En

estructura se establece que este es

Rusia. Durante

un compuesto bastante polar dada la

móvil arrastra la muestra por acción

presencia del grupo carbonilo, por

de la capilaridad a través de la fase

ende,

se

el

a

manos

proceso,

la

fase

que

tendrá

una

estacionaria y los que tengan mayor

con

compuestos

afinidad con esta última tardarán un

apolares que le permitirán separarse

poco más en ser eluidos, mientras que

de manera óptima durante la TLC, que

aquellos que sean más afines con la

resulta

fase

afinidad

asume

delgada

mayor

bastante

efectiva

en

la

móvil

saldrán

en

un

tiempo

separación de compuestos con dichas

menor, a su misma velocidad. Cabe

características.

aclarar

que

ambas

fases

jamás

interactúan químicamente entre sí. Cuando todos los compuestos llegan al final de la placa y se pueden observar distintas marcas en la placa, se puede decir

que

ocurrió

una

separación

eficiente de los componentes. Este

4

Karoll Rey, Mariana Buitrago / Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de comp|uestos muy polares

sistema

de

separación

consta

de



Condensador



Termómetro



Frasco recolector



Hexano

tiene la muestra.



Hexanol

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL



Metanol



Etanol



Pentanol



Acetil acetona



Éter etílico



Cámara de cromatografía de

partes sencillas que son las placas cromatográficas que contienen la fase estacionaria (sílica, como lo fue en este caso) y una cámara de TLC, en donde

se

sitúa

la

fase

móvil

y

posteriormente se ubicará la placa que

Materiales: 

Muestra vegetal de canela



Molino



Mortero y pistilo



Frasco plástico grande



1,5g de Ninhidrina



100mL de Etanol Absoluto



3mL de ácido acético glacial



Yodo



3 soportes universales

capa delgada 

Secador

En primer lugar, se eliminaron las impurezas de la canela seleccionando trozos con apariencia uniforme, es decir,

se

retiraron

los

trozos

de

madera de coloración distinta a la 

2 planchas de calentamiento

coloración tradicional de la canela. Posteriormente, se agregó la canela a



1 matraz generador de vapor



1 matraz con tres entradas

un

mortero

para

molienda con complicaciones

el

realizar fin en

de el

una preevitar molino.

5

Karoll Rey, Mariana Buitrago / Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de comp|uestos muy polares

Seguidamente, se limpió el molino con

disuelve por completo, se aplastaron

etanol verificando que

cuidadosamente los restos con una

estuviese

el

molino

completamente libre

espátula y con ayuda de un agitador,

impurezas

que

dejar

se mezcló, se traspasó a un frasco de

residuos u

olores provenientes de

vidrio ámbar previamente marcado y

otras

pudiesen

de

muestras

procesadas

anteriormente.

Se

procedimiento

con

realizó el

allí

se llevó a la cabina de extracción. Por

este

otro lado, se dispuso el yodo en un

equipo

recipiente

plástico

debidamente

desconectado para evitar accidentes.

tapado y se dejó en la cabina de

Se procedió a moler la canela en

extracción.

pequeñas

cantidades.

Se

sacó

la

canela del molino y se cubrió para evitar la llegada de impurezas. Luego, se limpió

cuidadosamente el

molino para evitar dejar muestra atascada

en

el

molino. Se pesó y se almacenó en un pequeño

frasco marcado

con

el

nombre de los responsables y de la muestra para su posterior análisis. A

continuación,

soluciones

se

prepararon

reveladoras

Para la extracción en arrastre por vapor, se armó el montaje el montaje de

la

(Figura

1).

Durante

este

procedimiento se colocó la muestra de canela molida en el matraz de tres entradas, llenando una tercera parte de su contenido, mientras que el matraz

generador

de

llenado

hasta

mitad.

la

vapor

fue

En

el

condensador fueron conectadas dos las

para

mangueras constante

largas de

agua

con

un

flujo

ayudando

al

posteriormente comprobar cuál era la

enfriamiento del vapor, que es el

más adecuada para el experimento.

producto final. Ambos matraces se

En

y

calentaron, el generador fue llevado

utilizaron los siguientes reveladores:

gradualmente hasta una temperatura

ninhidrina y yodo. Para la ninhidrina,

de

se pesaron 1,5g de ninhidrina en un

acelerar un poco el proceso. Mientras

vaso de 250mL. Luego, se disolvió en

que, el que contenía la muestra se

100mL

mantuvo a una temperatura de 60°C.

la

práctica

de

añadieron glacial.

se

etanol 3mL

Como

de

prepararon

absoluto ácido

y

se

acético

la ninhidrinda no

se

325°C

Posterior

aproximadamente,

a

la

estabilización

para

del

sistema, se esperó a que comenzara el

6

Karoll Rey, Mariana Buitrago / Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de comp|uestos muy polares

flujo de vapor a pasar por la muestra.

observarlas en detalle después bajo la

Transcurrieron alrededor de 3 horas

luz UV.

cuando

se

dio

por

finalizada

la

extracción. Se procedió a almacenar el

Para

la

extracto en un frasco color ámbar de

ultrasonido se

250 mL previamente marcado con el

100mL. En él se colocaron 5g exactos

nombre de las muestras y de los

de

responsables.

Posteriormente, se agregaron 10mL de

la

extracción

asistida

empleó

muestra

de

por

un beaker de

canela

molida.

metanol y se ubicó el sistema en el Posteriormente, se prepararon placas

aparato ultrasonido. Se hicieron 3

de sílice para realizar las pruebas con

intervalos de extracción de 5 minutos

los reveladores. Para esto, se cortaron

cada uno, realizando TLC cada que

las placas con las siguientes medidas:

uno empleando la ninhidrina y el yodo

2,5cm ancho y 3,5 de largo.

como reveladores.

Se

trazaron dos líneas delgadas a los laterales. Luego, con ayuda de un

Seguidamente,

capilar,

la rotaevaporación de

se

realizó

el

siguiente

se

realizó las muestras.

procedimiento para cada uno de los

Para esto, se pesó la muestra, se

solventes disponibles: Se colocó una

traspasó a un balón y este se conectó

gota de la muestra de canela en uno

al rotaevaporador.

de los lados y se sumergió el lado

presión hasta alcanzar la ideal para el

donde se puso la gota. Se esperó a

agua, el solvente utilizado para el

que el líquido ascendiera por toda la

arrastre por vapor. Posteriormente, se

placa.

aplicó

esperó a que se completara y se pesó

ninhidrina. Se llevó la placa al secador

el balón nuevamente para conocer

hasta

cuánta agua se había eliminado de la

Seguidamente, que

se

se

estuviese

opaca.

Se

moderó

Posteriormente, se observó la placa

muestra. Se

bajo luz UV. Se realizó el mismo

procedimiento para la canela extraída

procedimiento para el revelador de

por los dos métodos: ultrasonido y

yodo. Sin embargo, se dejaban las

arrastre por vapor.

placas

dentro

de

los

frascos

que

contenían yodo sólido por 30s para

realizó

la

este

Por último, se realizó la cromatografía de capa delgada (TLC). Para esto, se tomaron

las

7

Karoll Rey, Mariana Buitrago / Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de comp|uestos muy polares

muestras rotaevaporadas previamente

En

para el posterior análisis. En primer

procedimiento, se seleccionaron los

lugar, se recortaron placas de sílice de

mejores

las

las

anterior y se replicaron en placas

placas anteriores. Se utilizó acetato de

cuadradas de 3,5cm de ancho por

etilo y ciclohexano como solventes

3,5cm de largo. Sin embargo, después

para

Se

de que el solvente llegase a un

prepararon soluciones con diferentes

extremo, se giró 90° la placa para que

proporciones: 8:2, 6:4, 4:6 y 2:8 de los

corriera

disolventes. Se agregaron 2mL de

Posteriormente,

cada solución en diferentes cámaras

trayectoria de los puntos de muestra

respectivamente. Allí se sumergieron

bajo luz UV. Se anotaron los resultados

diferentes placas de sílice con una

y se almacenaron las placas.

mismas

poner

dimensiones

en

las

que

cámaras.

la

segunda

parte

resultados

del

del

proceso

verticalmente. se

observó

la

pequeña gota de cada muestra en un extremo,

puesta

cuidadosamente. procedimiento

con Se

para

un

capilar

realizó las

este

muestras

provenientes

de

la rotaevaporación del

extracto

de

canela por ultrasonido y por arrastre por vapor. A su vez, se realizó el mismo procedimiento para el sistema de solventes acetato de etilo-pentano. Seguidamente,

se

sumergieron

las

placas en yodo y se dejaron revelar por

un

minuto

aproximadamente,

manteniendo el yodo dentro de la cabina de extracción debido a su alta toxicidad, para después observar las placas bajo luz UV. Se procedió a almacenar las placas.

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN La caracterización cualitativa exacta del extracto de la canela no pudo ser realizada

por

falta

de

tiempo. Sin

embargo, con el extracto obtenido para

cada

análisis

método,

se

realizó

cromatográfico

un

exhaustivo

utilizando pruebas de TLC a diferentes condiciones, buscando optimizar el sistema de revelador y solvente, en donde se encontró mayor eficiencia utilizando el sistema de acetato de etilo

y pentanol en

una

proporción

de 6:4 para el extracto asistido por ultrasonido

y

el

ciclohexano en

sistema DCM una

y

proporción

de 4:6 para el extracto obtenido en el arrastre por vapor. Con lo anterior se concluyó

que

en

la

muestra

de

8

Karoll Rey, Mariana Buitrago / Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de comp|uestos muy polares

ultrasonido se encuentra una mayor

muestras (la presión a la que se

cantidad

solventes fuertemente

evaporó el agua fue de 32 milibares),

polares, pues se requirió de una fase

lo que pudo causar una pérdida en

altamente

uno

de

distintas

apolar señales

para o

mostrar

puntos

en

de

los

dos

extractos

de

la

compuestos presentes en la solución,

placa. Mientras, en el caso de arrastre

por lo que se vieron afectados los

por vapor, a pesar de ser un sistema

resultados

apolar el escogido, tiene una parte

cromatográficas.

que aumenta un poco su polaridad y sólo en este lograron verse (y de

de

las

placas

CONCLUSIONES

manera muy leve) los puntos propios

Los

de esta cromatografía. Esto que quiere

tradicionales,

decir que, los analitos contenidos en la

cumple con su principal tarea, lo

muestra

polaridad

hacen de una manera que no es muy

menor a la de los de la muestra que

eficaz ni efectiva cuando se tienen

fue sonicada.

respondieron

métodos modernos con tecnología de

favorablemente en mayor medida al

punta que permiten obtener lo mismo

usar yodo como revelador en lugar de

en un tiempo muchísimo menor y con

la

sistema

mayor eficiencia, como se evidenció

adecuado requirió de un gran número

durante la práctica al observar que

de intentos debido a la interferencia

para

de los demás compuestos polares

vapor, el cual tardó alrededor de 3

presentes en el extracto de canela.

horas

Esta

de

reducidos y poco concluyentes los

separación puede presentarse por la

resultados de la TLC incluso después

diferencia entre solvente en que se

de

encontraba inicialmente el extracto,

mientras que para el ultrasonido, para

siendo agua para el de arrastre por

el cual se hicieron 3 intervalos de

vapor

únicamente 5 minutos, se obtuvo un

presentan Ambas

ninhidrina.

diferencia

y

ultrasonido, fueron

una

Escoger

en

el

el

sistema

metanol

para

pues

aunque

sometidos

de rotaevaporación,

a las

un

el

de

procesos

el

en

todos

resultado

proceso

mostraba,

para este fueron distintas en ambas

aunque

método

ambos

condiciones

de

de

extracción funcionan

arrastre

práctica, fueron

los

más

sistemas

por muy

probados,

contundente

efectivamente

y

que

distintos

compuestos separados entre sí en la placa.

9

Karoll Rey, Mariana Buitrago / Utilización de TLC para el análisis de extracto de canela e identificación de comp|uestos muy polares

BIBLIOGRAFÍA