Métodos de extracción

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - FACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO DE FARMACIA

Farmacognosia y Fitoquímica

Fecha de entrega: 05/11/2023

Integrantes

David F. González1, María A. Sandoval1.

Código

1001298256, 1000515380.

¹ Departamento de Farmacia, Facultad de Ciencias. Universidad Nacional de Colombia,

Bogotá D.C., Colombia

Métodos de extracción

1. Objetivos

1. General

Identificar los diferentes métodos de extracción para la obtención de extractos a partir de las hojas y tallos de Jacaranda sp.

1. Específicos

• Reconocer e interpretar cada método de extracción, así como las ventajas y las desventajas de cada uno.
• Determinar la eficiencia y eficacia de los métodos de extracción empleados para obtener extractos de la muestra.
• Evaluar y caracterizar el extracto seco obtenido a partir de cada método.

Introducción

En áreas de estudio como la química y biotecnología, los métodos de extracción son una parte esencial de la investigación y desarrollo de productos naturales novedosos. Para llevar a cabo la obtención del extracto de Jacaranda sp a partir de las hojas y tallos, se optó por los métodos de soxhlet y maceración digestiva, siendo el principal objetivo de este estudio comparar el rendimiento, eficiencia y eficacia que aportó cada método de extracción, con la extracción teórica por campo eléctrico pulsante (PEF).

Los extractos vegetales se caracterizan por ser preparaciones concentradas que se obtienen de una o varias partes de la planta, las cuales pueden ser raíces, tallos, flores, frutos o semillas. En este caso, la especie vegetal a analizar fue Jacaranda sp, miembro de la familia Bignoniaceae Juss., familia de dicotiledóneas típica de los trópicos de América Central y Sudamérica. [2]

De igual forma, las plantas son un claro ejemplo de fuentes inagotables de metabolitos secundarios, a los cuales se les conoce actualmente un sinfín de usos terapéuticos y comerciales; aunque para el desarrollo y reproducción de la planta no son esenciales, juegan un papel fundamental para la interacción con otras plantas y como mecanismos de defensa. En el caso de Jacaranda sp, los constituyentes químicos reconocidos en la familia Bignoniaceae Juss. son flavonoides, polifenoles, taninos, quinonas, jacaranona y ácido gálico. Dichos metabolitos se emplean en la síntesis de fármacos para el tratamiento de enfermedades degenerativas, hipertensivas y metabólicas, que se caracterizan por presentar un daño a nivel celular. [2, 3]

Por un lado, el método Soxhlet, es un tipo de extracción sólido-líquido; donde se trabaja con un solvente inicialmente a presión atmosférica y en estado líquido. El equipo no permitía la modificación manual de la temperatura, pero se ajustó la velocidad de calentamiento en el nivel 5 para mantener un reflujo constante y permitir que el vapor penetre en la materia vegetal, para finalmente, concentrar la solución extractiva. Las tres extracciones realizadas por este método completaron un total de 1,5 horas; además, fue posible obtener un alto rendimiento en comparación con los demás métodos de extracción realizados en el laboratorio. Cabe resaltar que esta técnica tiene numerosas ventajas, entre ellas que es un método automatizado y reduce la intervención humana en su desarrollo; además emplea un disolvente caliente, que favorece la solubilidad de los metabolitos y tiene gran capacidad de recuperación, descartando una posterior filtración. Sin embargo, es un equipo costoso, de avance lento y requiere una cantidad considerable de disolvente, además de no ser apto para metabolitos termolábiles que reaccionan o se descomponen en presencia de calor. Entre sus aplicaciones se destacan los análisis bromatológicos, extracción de principios activos para productos naturales y cuantificación de grasas en la industria alimentaria. [4, 5]

Otro método de extracción sólido-líquido, es la maceración, esta hace referencia al contacto prolongado de la materia vegetal con el solvente, que circula y disuelve los principios activos hasta alcanzar el equilibrio con la concentración intercelular. Específicamente, en la maceración digestiva, se debe calentar ligeramente la muestra humedecida y un exceso conocido de solvente, a una temperatura inferior al punto de ebullición de este, para no alterar la naturaleza de los principios activos allí solubles y obtener una solución extractiva que debe ser filtrada al vacío. Este procedimiento tardó aproximadamente 2 horas y se empleó un volumen mayor que en el método soxhlet, pero reportó un porcentaje de rendimiento similar. A pesar de ser un método de extracción simple y de bajo costo, no es apto para metabolitos termolábiles ya que se pueden obtener fracciones extractivas incompletas, se puede diluir en exceso el material vegetal y requiere de un largo tiempo de ejecución. Entre sus aplicaciones se destacan su uso en la extracción de principios activos para productos naturales, industria cosmética y alimentaria.  [6, 8]

Adicionalmente, la extracción por campo eléctrico pulsante es una tecnología novedosa y empleada, sobre todo, en la industria alimentaria; consiste en el tratamiento no térmico para la conservación de alimentos y se debe disponer de un alimento fluido, semi fluido o sólido en una solución electrolítica colocada entre dos electrodos y aplicar un determinado número de pulsos de alto voltaje (durante periodos cortos), con el fin de lograr la ampliación o ruptura de los poros del material. Este fenómeno hace que los materiales celulares dentro de la membrana queden más expuestos a los disolventes empleados en la extracción, permitiendo que se transporten más fácilmente. Finalmente, una de sus múltiples aplicaciones en la industria es favorecer la extracción intracelular de metabolitos, modificar la actividad enzimática, producción de metabolitos secundarios a partir de reacciones de estrés en sistemas de plantas y preservación de ingredientes alimenticios. [8]

Así pues, para el desarrollo de dichos métodos de extracción fue necesario el uso de un solvente adecuado, según sea el caso, como pueden ser agua, alcohol, tolueno u otros líquidos; sin embargo, para esta práctica se empleó como solvente el etanol, debido a sus propiedades que facilitaron el proceso de concentración mediante el uso del rotaevaporador. Por ejemplo, su capacidad de disolver rápidamente todos los principios de interés con la menor cantidad de materia inerte, baja reactividad, un bajo punto de ebullición (78,37 °C), alta volatilidad, ignífugo y económico. [1, 2]

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