TRABAJOS CIENTIFICOS
Plantas medicinales, aromáticas y tintóreas.
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Anales de SAIPA - Sociedad Argentina para la Investigación de Productos Aromáticos
VI CONGRESO NACIONAL DE SOBRE RECURSOS NATURALES AROMÁTICOS Y MEDICINALES - San Juan (San Juan), Argentina - 1992
Volumen XIII - 1995 - pág 79 a 101.ESTUDIO DE LAS ESENCIAS DE ESTRAGÓN (Artemisia dracunculus L.), ANÍS (Pimpinella anisum L.) Y TOMILLO (Thymus vulgaris L.) OBTENIDAS DE CULTIVOS EN ARGENTINA.
ISAAC MIZRAHI *, MIGUEL A. JUÁREZ ** y ARNALDO L. BANDONI **** Dr. en Qca. - Instituto de Recursos Biológicos C.I.R.N., I.N.T.A. (1712) Castelar, Provincia de Buenos Aires, Argentina.
** Tco. Qco. - Instituto de Recursos Biológicos C.I.R.N., I.N.T.A. (1712) Castelar, Provincia de Buenos Aires, Argentina.
*** Dr. en Farm. Cátedra de Farmacognosia. Facultad de Farmacia y Bioquímica. U.B.A. Junín 956, 2°- P. (1113) Buenos Aires, Argentina.
RESUMEN
Se determinó la calidad de esencias de estragón, anís y tomillo de cultivos experimentales e industriales del país, mediante la cromatografía en fase gaseosa, espectroscopia infrarroja, análisis fisicoquímico y sus características organolépticas.
Las esencias obtenidas fueron de muy buena calidad y comparables a las de los principales países productores. Las de estragón se destacaron por su alto contenido de metil chavicol (79,5 - 87,6%); las de anís por el elevado porcentaje de trans anetol (90,0 - 94,6%) y las de tomillo por la importante presencia de fenoles, principalmente timol (31,0 - 67,1%).
Los resultados obtenidos indican la conveniencia de incrementar en el país la producción de las esencias de estas 3 especies, para satisfacer el mercado interno.
SUMMARY
The qualities of tarragon, anise and thyme essences obtained from experimental and industrial argentine crops were determined by gas chromatography, infrared spectroscopy, physicochemical analysis and organoleptic characteristics.
All the essential oils were of very good quality and comparable to the main producer countries. The tarragon and anise oils showed a high contents of estragol (79.5 - 87.6%) and trans anetol (90.0 - 94.6%) respectively. The percentage of phenols, principally thymol, were important in thyme essences (31.0 - 67.1%).
These results show the convenience of increase the national oil production of the species in order to supply the local market.
INTRODUCCIÓN
El anís (Pimpinella anisum L.) se cultiva en nuestro país principalmente en las provincias de Catamarca, San Juan y Salta, estimándose la superficie total cultivada en 450 hectáreas, con una producción de frutos de unas 300 toneladas anuales.
Los frutos de anís son utilizados especialmente como condimento, en confituras y en la preparación de licores, mientras que su esencia lo es como saborizante de pastas dentífricas, caramelos, licores y en la industria farmacéutica.
La producción mundial de esencia en los últimos años fue de unas 30 toneladas anuales, siendo España y en menor escala Francia los principales países productores (17). En el país la esencia de anís no se produce en escala comercial.
En lo que respecta al estragón (Artemisia dracunculus L.), se lo cultiva en Argentina en superficies de poca extensión, principalmente en San Juan y San Luis, siendo empleadas sus hojas como condimento de salsas, sopas, ensaladas, carnes blancas y como aromatizante del vinagre.
La producción de esencia en el país es de unos 500 kg anuales, estimándose la mundial en unas 10 toneladas, siendo Italia el principal productor (17). La esencia se utiliza especialmente en perfumería y licorería.
En el caso del tomillo (Thymus vulgaris L.), las superficies cultivadas suelen ser pequeñas, siendo San Juan y Córdoba las zonas más importantes. Sus hojas se utilizan principalmente como condimento y aromatizante de carnes, salsas y diversas comidas y también en infusiones por sus propiedades medicinales.
La producción mundial de la esencia de tomillo "tipo timol" es del orden de las 25 toneladas anuales, siendo España el mayor productor, si bien la especie utilizada en ese país es el Thymus zygis L. y no T. vulgaris como en Francia, país que le sigue en importancia de producción (17). En Argentina solo se producen unos pocos kg de esencia. Su uso principal es en perfumería y como reemplazante de las hojas en condimentos.
Si bien en nuestro país se han efectuado estudios sobre las esencias de estas tres especies, han sido realizados en forma aislada (1. 5, 22).
El objetivo de este trabajo es determinar la composición y características de estas esencias, obtenidas de ensayos experimentales y/o cultivos industriales efectuados en varias zonas del país, mediante el empleo de la cromatografía en fase gaseosa, espectroscopia infrarroja y los análisis fisicoquímicos, con miras a contribuir a un mayor conocimiento de la calidad de las esencias nacionales, así como también el de promover el cultivo de las tres especies en el país.
PARTE EXPERIMENTAL
Las esencias fueron obtenidas por el método de destilación en agua, empleando una trampa tipo Clevenger (22). Se determinaron sus características físicas y químicas, según los métodos indicados en las normas IRAM-SAIPA respectivas (13, 14, 15). Se realizaron además estudios por espectroscopia infrarroja clásica y diferencial y por cromatografía en fase gaseosa, mediante las técnicas anteriormente descriptas (2), determinándose también sus caracteres organolépticos.
En estragón, se analizaron materiales provenientes de ensayos efectuados en Castelar y Pilar (Buenos Aires) y en 25 de Mayo (La Pampa) y de un cultivo industrial de Merlo (San Luis). El estudio comprendió cosechas de dos años en Castelar y uno en las restantes zonas. Se analizó además una esencia de origen francés empleada en la industria aromática nacional.
En anís, se estudiaron 4 cosechas provenientes de Calingasta (San Juan), 2 de Pucará (Salta) y una de Andalgalá (Catamarca).
En tomillo, se analizaron 3 materiales de Castelar (Buenos Aires), y uno de 25 de Mayo (La Pampa), San Rafael (Mendoza) y de un cultivo industrial de Merlo (San Luis), obtenidos en todos los casos de Thymus vulgaris. Se estudiaron además dos esencias extranjeras utilizadas comercialmente en el país.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los rendimientos de esencia obtenidos en anís (1,5 - 2,6 % sobre frutos secos); estragón (0,6 - 0,8 %) y tomillo (0,2 - 0,6%) sobre plantas frescas, son satisfactorios respecto de los indicados en la bibliografía y en ensayos efectuados con anterioridad en el país (5, 6, 11, 18, 22, 23).
Los principales resultados hallados en el análisis de las esencias fueron los siguientes:
Estragón
En la Tabla 1 se indican las características fisicoquímicas de las esencias nacionales que coinciden con los valores establecidos en las normas IRAM-SAIPA y en normas internacionales (7, 9, 12, 15).
La Tabla 2 incluye los porcentajes de los principales componentes identificados por cromatografía en fase gaseosa en las esencias nacionales y en la muestra importada de Francia; así como los valores mencionados en la bibliografía para esencias de estragón francés con fines comparativos (18, 19).
La calidad de las esencias argentinas es muy buena, con un alto contenido de metil chavicol (79,5 a 87,6%) y comparable a la muestra de origen francés analizada y a las indicadas para los principales países productores. Como componentes secundarios se identificaron el limoneno y el cis y trans ocimeno.
En la Figura 1 se indica el cromatograma en fase gaseosa característico de las muestras nacionales analizadas en columna de metil silicona, el cual es muy similar al de la esencia francesa. La Figura 2 es el espectro infrarrojo característico de las esencias nacionales. Está constituido prácticamente por el del metil chavicol, observándose un incremento de las bandas a 830 y 890 cm-1, debido a los ocimenos y al limoneno presentes, lo que coincide con los datos obtenidos por cromatografía.
En la Tabla 3 se describen las principales diferencias publicadas halladas por cromatografía en fase gaseosa entre las esencias de estragón francés y el ruso, cuyas hojas también se comercializan pero en menor escala y a más bajo precio que la calidad francesa. La esencia de estragón ruso tiene un muy bajo contenido de metil chavicol y apreciables porcentajes de sabineno, metil eugenol y elemicina, que perjudican su calidad. Además, se ha indicado que la elemicina posee una fuerte acción psicomimética y una probable acción cancerígena, lo cual unido a su composición no posibilita su utilización como sustituto de la esencia de estragón francés (18, 23).
Anís
La Tabla 4 incluye las estadísticas argentinas de producción de frutos de anís entre los períodos 1987/88 y 1989/90, según datos de la Secretaría de Agricultura, Ganadería y Pesca de la Nación. La superficie cultivada ha variado entre 450 y 550 ha, con una producción de frutos promedio de 380 toneladas y un rendimiento de 770 kg/ha. En el último período considerado se observa una disminución en los valores de los tres parámetros indicados.
En la Tabla 5 se mencionan los valores de importación de frutos y esencia de anís por los Estados Unidos de Norteamérica entre los años 1986 y 1988. Los frutos provinieron principalmente de España y Turquía, importándose entre 655 y 1040 tn por un monto variable entre uno y dos millones de dólares, según el año. El precio de los frutos osciló entre 1,40 y 1,90 U$S/kg.
En el caso de la esencia, la importación norteamericana se realizó principalmente de España, primer productor mundial y en menor escala de Francia, con una importación promedio de unas 20 tn, por valor de alrededor de 240.000 U$S. El precio de la esencia varió entre 9,60 y 12,90 U$S / kg (26).
La Tabla 6 detalla las características fisicoquímicas de las esencias nacionales analizadas en este trabajo y de las extranjeras mencionadas en la bibliografía, principalmente las de España. Se incluyen también los valores de las normas IRAM-SAIPA y las internacionales (8, 9, 12, 13, 25).
El porcentaje de anetol no se indica en las normas citadas y para determinarlo se utilizó una recta de calibración calculada por el método de los cuadrados mínimos (24), a partir de los puntos de congelación de varias mezclas de anetol puro y limoneno, en proporciones comprendidas entre 80 y 100% indicadas en la bibliografía (11). Esta recta - % Anetol = 55,431 + 2,118. Punto congelación (SC).-, relaciona los contenidos de anetol con los puntos de congelación, los valores así obtenidos han sido incluidos en la Tabla 6, porque tienen una muy buena relación con los hallados por cromatografía en fase gaseosa, con una diferencia promedio inferior al 1% en todas las muestras analizadas. En forma similar y con fines comparativos, se calcularon los límites del anetol en las esencias extranjeras y de las normas.
Se puede observar en esta tabla que las características de las esencias nacionales son similares a las extranjeras y cumplen con las normas indicadas, siendo de muy buena calidad comercial por el alto contenido de anetol (superior a 91,4 %). Además, presentan muy buenas características organolépticas.
En la Tabla 7 se indican los porcentajes de los principales componentes de las esencias de anís nacionales analizadas en este trabajo y los publicados en el extranjero, determinados por cromatografía en fase gaseosa (4, 10, 25). El principal constituyente trans anetol, está presente en las esencias argentinas entre un 90,0 - 94,6 %. Los contenidos en cis anetol y anisaldehido son muy bajos (0,2 a 0,3% y 0,l a 0,6% respectivamente), lo que destacan su muy buena calidad.
La Figura 3 es el cromatograma en fase gaseosa típico de las esencias nacionales, en columna de metil silicona, correspondiéndose casi totalmente con el de muestras de buena calidad de origen extranjero. La Figura 4 indica el espectro infrarrojo característico de las esencias argentinas, constituido casi exclusivamente por las bandas del trans anetol y con absorbancias adicionales en la zona 1750-1760 cm-1 atribuidas a los esteres, en acuerdo con lo hallado por cromatografía en fase gaseosa y con los espectros de las esencias de otros países (3, 25).
Tomillo
La Tabla 8 indica las características físicas y el contenido de fenoles totales - hallados por cromatografía en fase gaseosa - de las esencias nacionales y extranjeras estudiadas. Además, los valores consignados en las normas IRAM-SAIPA y francesas para esencias de Thymus vulgaris (12, 14) y de T. vulgaris y T. zygis incluidos en las normas EOA y Food Chemical Codex (7, 9).
Debe señalarse que las esencias de origen francés provienen de T. vulgaris, mientras que las españolas lo son del T. zygis porque las producidas del T. vulgaris son de pobre calidad por su bajo contenido de fenoles. No obstante en ambos casos se trata de esencias "tipo timol", al igual que las nacionales y extranjeras analizadas en este trabajo, que se asemejan entre sí en sus características y cumplen con las indicadas en las normas mencionadas.
Entre las esencias argentinas, las de San Luis y Castelar son de mejor calidad, aunque todas son comercialmente aptas, por su mayor contenido de fenoles y destacadas características organolépticas.
En la Tabla 9 se incluyen los porcentajes de los principales componentes hallados por cromatografía en fase gaseosa. El alto contenido de timol y bajo de cineol, linalol y alcanfor es típico de los quimiotipos "timol", de acuerdo a los resultados publicados para T. vulgaris (20, 21). En las muestras de La Pampa y Mendoza se observa un mayor contenido de ϒ-terpineno, en desmedro de timol. Esta variación ya ha sido citada en la bibliografía internacional, atribuibles a que la cosecha pudo haberse efectuado al comienzo de la floración; mientras que en un momento más avanzado de la floración el contenido de ϒ-terpineno disminuye y aumenta simultáneamente el del timol, lo cual se observó en las muestras de Castelar cosechadas en plena floración (16).
Trabajos previos publicados en nuestro país indican valores comparables de fenoles, principalmente timol, en T. vulgaris (entre 31,4 y 56,7%), con materiales de distintas zonas (1,22).
La figura 5 muestra una cromatografía en fase gaseosa típica de los tomillos de origen nacional, en columna de metil silicona y la Figura 6 un espectro infrarrojo de las mismas esencias, donde se puede observar las bandas del timol (principales a 3500, 1295, 1155 y 950 cm-1) y del p-cimeno (a 1520, 1025 y 725 cm-1). Se observan absorciones complementarias del carvacrol (1000 cm-1) y linalol (920 cm-1). En ambas figuras los perfiles son similares a los obtenidos con las esencias extranjeras analizadas.
CONCLUSIONES
En este trabajo se ha podido establecer que las esencias obtenidas en varias regiones del país de las especies estudiadas - estragón, anís y tomillo - son de calidad comparable a las producidas comercialmente en el extranjero. Ello es de importancia para el fomento de estos cultivos en el país y permite suponer un promisorio desarrollo de su explotación a nivel industrial.
En tomillo, es importante que cada productor determine el quimiotipo que posee, antes de implementar un cultivo en escala comercial, dado la gran variabilidad en calidad de esencia que puede presentar esta especie.
Además, las técnicas empleadas pueden constituir un parámetro útil para la determinación de la calidad de la droga cruda vegetal de las 3 especies, producidas en el país o importadas.
Agradecimientos:
A las firmas ENYS S.A. y PLATARIO S.A., al INTA de Sumalao (Catamarca) y a productores privados, por los materiales suministrados para la realización de este trabajo.
Al Sr. José M. Almada por su colaboración en el análisis físico-químico de las esencias.
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TABLAS Y FIGURAS
TABLA 1 - Características de las esencias de estragón
Indice de refracción a 20° C
Densidad relativa a 20/20° C
Rotación óptica a 20° C
Castelar - Buenos Aires
1.5157 - 1.5184
0.9381 - 0.9409
+3.08° a + 3.44°
Pilar - Buenos Aires
1.5165
0.9479
+ 1.92°
25 de Mayo - La Pampa
1.5198
0.9520
+ 2.08°
Marlo - San Luis
1.5140
0.9398
+ 3.04°
NORMAS
1.5040 - 1.5200
0.9179 - 0.9590
+ 1.50° - + 6.50°
TABLA 2 - Porcentajes de los principales componentes de las esencias de Estragón por cromatografía en fase gaseosa
Principales componentes
Nacionales
Importada de Francia
Bibliografía
Buenos Aires
La Pampa
San Luis
Castelar
Pilar
Alfa pineno
0.8
0.4
0.7
1.2
1.1
0.5 - 2.0
Limoneno
3.1
1.7
2.5
3.5
3.1
1.7 - 3.5
Cis ocimeno
4.6
4.1
0.4
6.3
4.0
tr. - 9.5
Trans ocimeno
4.7
3.6
0.1
4.6
3.5
tr. - 9.1
Metil chavicol
83.4
87.6
87.5
79.5
82.5
73.3 - 87.3
TABLA 3 - Principales diferencias entre las esencias de Estragón francés y Estragón Ruso
Componente
Francés - %
Ruso - %
Sabineno
0.1 - 0.2
31.8 - 48.4
Cis ocimeno
5.0 - 9.5
3.5 - 4.2
Trans ocimeno
4.7 - 9.1
4.6 - 6.6
Metil chavicol
73.3 - 87.3
tr - 0.3
Metil eugenol
0.1 - 0.6
5.9 - 28.4
Elemicina
---
21.5 - 38.9
TABLA 4 - Estadísticas argentinas sobre anís
1987 / 1988
1988 / 1989
1989 / 1990
Superficie cultivada - ha
460
550
450
Producción de frutas - tn
385
25
315
Rendimiento de frutos - kg/ha
835
770
700
TABLA 5 - Importación de anís por Estados Unidos de Norteamérica
FRUTOS
1986
1987
1988
tn
1000 u$s
tn
1000 u$s
tn
1000 u$s
España
450
730
425
940
125
355
Turquía
135
150
450
820
475
760
TOTAL
750
1080
1040
1940
655
1185
Precio u$s / kg
1.40
1.90
1.80
ESENCIA
1986
1987
1988
España
13
120
18
195
15
212
Turquía
5
43
5
450
8
106
TOTAL
18
163
23
240
23
318
Precio u$s / kg
9.60
11.00
12.90
TABLA 6 - Características físicas y químicas de esencias de anís
Nacionales
Extranjeras
Normas
San Juan
Salta
Catamarca
η 20°
D1.5554 - 1.5569
1.5563 - 1.5570
1.5568
1.5570 - 1.5590
1.5520 - 1.5600
α 20°
D-0.08° a -0.48°
+1.04° a +1.12°
-0.08°
0° a +0.25°
-2.0° a + 2.0°
d 20°
20°0.9871 - 0.9880
0.9865 - 0.9875
0.9830
0.9869 - 0.9878
0.9800 - 0.9920
Punto de congelación
17.0° - 18.7°
18.4° - 18.5°
18.0°
16.6° - 18.3°
15.0° - 19.5°
ANETOL - %
91.4 - 95.0
94.4 - 94.6
93.6
90.6 - 94.2
87.2 - 96.7
TABLA 7 - Porcentajes de los principales componentes de las esencias de Anís por cromatografía en fase gaseosa.
Componente
Nacionales
Extranjeras
San Juan
Salta
Catamarca
Trans anetol
90.0 - 94.6
94.0 - 94.3
91.8
91.8 - 98.1
Cis anetol
0.2 - 0.3
0.2 - 0.3
0.2
0.3 - 0.4
Beta bisaboleno
1.4 - 3.9
0.3 - 1.
2.7
0.1 - 0.2
Metil chavicol
1.0 - 1.2
1.4 - 1.6
1.2
0.3 - 2.0
Esteres
0.3 - 0.8
1.7 - 2.4
1.5
1.1 - 3.2
Anisaldehido
0.1 - 0.6
0.1 - 0.6
0.1
0.5 - 0.6
TABLA 8 - Características físicas y químicas de esencias de Tomillo.
Zona
n 20°
Dd 20°
20°α 20°
DFenoles totales %
Castelar - Buenos Aires
1.4933 - 1.5052
0.9163 - 0.9273
-0.68° a -3.8°
45.1 - 70.8
25 de Mayo - La Pampa
1.4944
0.9233
-2.08°
32.0
San Rafael - Mendoza
1.5020
0.9190
-1.60°
45.3
Merlo - San Luis
1.5040
0.9360
-2.32°
56.0
Extranjeras (Comerciales)
1.5018 - 1.5063
0.9360 - 9479
-1.36° a -2.32°
48.4 - 62.0
NORMAS
1.4900 - 1.5100
0.9010 - 0.9540
+1.00° a -5.00°
20.0 - 75.0
FIGURA 1 - Cromatografía en fase gaseosa de esencias de estragón del país.
FIGURA 2 - Espectro de absorción en el infrarrojo de esencias de estragón del país.
FIGURA 3 - Cromatografía en fase gaseosa de esencia de anís nacionales.
FIGURA 4 - Espectro de absorción en el infrarrojo de esencia de anís nacionales.
FIGURA 5 - Cromatografía en fase gaseosa de esencias de tomillo argentinas.
FIGURA 6 - Espectro de absorción en el infrarrojo de esencia de tomillo argentinas.
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