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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO  FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA  ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA 

Extracción de las saponinas obtenidas a partir de las hojas de  para la elaboración de un champú B accha ccharr i s E mar gi nat nata biodegradable TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO

AUTOR:

Br. MARRUFFO VASQUEZ, Laly Janeth

ASESOR:

Dr. COSTILLA SANCHEZ, Noé Ildefonso

TRUJILLO –  PERÚ  PERÚ 2019

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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Extracción de las saponinas obtenidas a partir de las hojas de  para la elaboración de un champú B accha ccharr i s E mar gi nat nata biodegradable TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO

AUTOR:

Br. MARRUFFO VASQUEZ, Laly Janeth

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Dr. COSTILLA SANCHEZ, Noé Ildefonso

TRUJILLO –  PERÚ  PERÚ 2019

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EL JURADO CALIFICADOR

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DEDICATORIA

 A Di os,   por su infinita bondad y amor amor en mi existir,  porque conforme a su voluntad voluntad estoy alcanzando este anhelo profesional..

 A E ula ulalia lia y E dua uardo rdo,, mis que ueri ri dos padres, res,  por cuidarme y apoyarme en todo momento,  por su maravilloso ejemplo  para hacer de mí una persona de bien.

. 

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AGRADECIMIENTOS

 Al Dr. Dr . N oe Cos Costtilla Sa Sanc nche hezz, mi asesor, maestro y amigo,  por su dedicación y sabias orientaciones  para la consecución de esta meta en mi vida académica.

 Al Dr. Dr . G uille uillerm rmo o R uiz R eyes,  por su incansable compromiso con la investigación científica,  por compartir toda su experiencia profesional  y acompañarme en este paso decisivo en mi vida académica.

 Al  A l D r . Se Segund gundo o M ir and nda a L eiva iva,,  por su incondicional apoyo en esta cruzada,  por despejar todas mis dudas,  por ser también un gran profesional  y maestro.

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ÍNDICE DEDICATORIA ...................... ............................................. ............................................. ............................................ ............................................. ....................... i  AGRADECIMIENTOS ................... ......................................... ............................................ ............................................. ..................................... .............. ii  ÍNDICE ...................... ............................................ ............................................. ............................................. ............................................ ................................... ............. iii  RESUMEN ................... .......................................... .............................................. ............................................. ............................................ ............................... ......... vi  ABSTRACT ..................... ............................................ ............................................. ............................................ ............................................ ........................... ..... vii  I.  INTRODUCCIÓN ..................... ........................................... ............................................. ............................................. ................................ .......... 1  1.1 Realidad problemática ..... ........................... ............................................. ............................................. ........................................... ..................... 1  1.2 Antecedente Antecedentess ...................... ............................................ ............................................. ............................................. ........................................ .................. 3  1.3 Fundamentación Fundamentación teórica ............................ .................................................. ............................................ ........................................ .................. 9  1.3.1 Baccharis Emarginata ................ ....................................... ............................................. ............................................ ......................... ... 9  1.3.2 Saponinas ................ ....................................... ............................................. ............................................ ............................................ ...................... 9  1.3.3 Champú ............ .................................. ............................................ ............................................. .............................................. ........................... .... 15  1.4 Justificación..... Justificación........................... ............................................. .............................................. ............................................. .................................. ............ 19  1.5 Problema .................... ........................................... .............................................. ............................................. ............................................ ........................ 19  1.6 Hipótesis.............................................................. ..................................................................................... .............................................. ........................... .... 19  1.7 Objtetivos ......... ............................... ............................................ ............................................. .............................................. .................................. ........... 20  II. 

MATERIAL Y MÉTODOS ..................... ............................................ ............................................. ...................................... ................ 21  

2.1 Material de estudio .......................... ............................................ ............................................. ............................................. ........................... ..... 21  2.2 Materiales y equipos ........................................ .............................................................. ............................................ ............................... ......... 21   2.3 Procedimiento experimental.......... experimental................................. ............................................. ............................................ ........................... ..... 22  III.  RESULTADOS........................................................... ................................................................................. .......................................... .................... 25  IV.  DISCUSIÓN DE RESULTADOS ........... .................................. ............................................. ...................................... ................ 52   V.  CONCLUSIONES ..................... ........................................... ............................................ ............................................ ............................... ......... 56  VI.  RECOMENDACIONE RECOMENDACIONES S ................... .......................................... ............................................. ............................................ ........................ 57  VII.  REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................ .............................................. .......................................... .................... 58  ANEXOS ............................................. .................................................................... ............................................. ............................................ .............................. ........ 62

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ÍNDICE DE IMÁGENES Figura 1: Baccharis emarginata. .................................... .......................................................... ............................................ ............................. ....... 9 Figura 2: La estructura de las saponinas triterpenoides y esteroides. ............................. ............................. 12 Figura 3: Hojas secas de Lloctara (Baccharis emarginata) a 21.5° C ambiente. ............ 27 Figura 4: Hojas secas de Lloctara (Baccharis ( Baccharis emarginata) a 45°C en la estufa. ............ 27 Figura 5: Peso de polvo de hojas de Lloctara (Baccharis emarginata). ..................... .......................... ..... 28 Figura 6: Extracto de Baccharis emarginata sometido a filtrado al vacío. ..................... ..................... 28 Figura 7: Extracto de Baccharis emarginata en estufa a 45°C................................ 45°C........................................ ........ 29 Figura 8: Mezcla de d e crudo de saponinas con benceno en embudo de decantación. ....... 30 Figura 9: Separación de fases en la mezcla de crudo de saponinas con benceno. .......... 30 Figura 10: Desengrasado de saponinas mezclado con butanol - 1. ................................ ................................ 31 Figura 11: Extracto de saponinas desengrasado y purificado......................................... ........................................ 31 Figura 12: Desengrasad Desengrasadoo y purificado de saponinas a presión reducida. ....................... ....................... 32 Figura 13: Aplicación de acetona luego de someter a presion reducida.................... ......................... ..... 32 Figura 14: Cambio de coloración tras aplicación de acetona al extracto purificado ...... 33 Figura 15: Extracto purificado mezclado con piridina y anhídrido acético. ................... 33 Figura 16: Extracto purificado en reposo en cabina de extracción................................. ................................ 34 Figura 17: Extracto purificado con piridina y anhídrido acético, en reflujo. ................. 34 Figura 18: Mezcla de reflujo con agua destilada. ... ......................... ............................................ .................................. ............ 35 Figura 19: Mezcla sometida a filtro al vacío. ....................... .............................................. .......................................... ................... 35 Figura 20: Sólido obtenido de la filtración de la muestra (acetato). ............................... ............................... 36 Figura 21: Columna empacada de silica poco activa para dilución del d el acetato. ............ 36 Figura 22: Acetato mezclado con benceno para dilución en la columna. ...................... 37 Figura 23: Elución del acetato mezclado con benceno. .................... .......................................... .............................. ........ 37 Figura 24: Elución del acetato con cloroformo. .................................. ........................................................ ........................... ..... 38 Figura 25: Secado de eluciones con benceno y cloroformo. ............ .................................. .............................. ........ 38 Figura 26: Reflujo del acetato con benceno e hidróxido de potasio al 1%.................... ..................... 39 Figura 27: Reflujo del acetato con cloroformo e hidróxido de potasio al 1%. ............... 39 Figura 28: Ajustes del pH en m mezclas ezclas de benceno y cloroformo. ......................... .................................. ......... 40 Figura 29: Mezcla 1 con 50 mL de benceno..................... ........................................... .............................................. ....................... 41 Figura 30: Mezcla 1 con 30 mL de benceno..................... ........................................... .............................................. ....................... 41 Figura 31: Extracto M1 con volúmenes de butanol: 100, 50 y 30 mL .................... ............................ ........ 42 Figura 32: Extracto M2 con volúmenes de butanol: 100, 50 y 30 mL. .......................... .......................... 42 Figura 33: M1 tras secado en estufa a 55°C. ............................................ .................................................................. ........................ 42 Figura 34: M2 tras secado en estufa a 55°C. ............................................ .................................................................. ........................ 43 Figura 35: Polvo de M1 y M2, empaquetado empaquetado tras secado. ........................................... ............................................... .... 43 Figura 36: Ejecucion del método de Espuma:Lloctara, Agua y etanol 70°, 50°. ........... 45 Figura 37: Polvo de hojas de Lloctara y la prueba de Liebermann  –  Burchard.  Burchard. ............ 46 Figura 38: Polvo de hojas de Lloctara y la prueba de Salkowski. .................................. .................................. 47 Figura 39: Análisis por espectrofotometría Ultravioleta (UV) de saponinas. ........ ................ ........ 48 Figura 40: Muestras de saponinas para el análisis por espectrofotometría (UV). ............ ........ 49 Figura 41: Concentración y absorbancia, tras análisis por espectrofoto espectrofotometría metría (UV). .... 54 iv Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. 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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Diseño Dis eño operacional para la maceración ......................................................... ......................................................... 23  Tabla 2: concentraciones calculadas a partir de tiempos y solventes s olventes .......................... ............................ 25  Tabla 3: Análisis de varianza de los promedios de saponinas....................................... ....................................... 26   Tabla 4: Prueba de comparaciones multiples de Tukey en saponinas........................... ........................... 26   Tabla 5: Identificación de saponinas por el método de espuma .................................... .................................... 44  Tabla 6: Reacciones de coloración en extracto de saponinas ....................................... ....................................... 47   Tabla 7: Cuantificación de saponinas por espectrofotometría UV ................................ ................................ 49 

v Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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RESUMEN

Esta investigación tuvo como propósito la extracción y determinación de saponinas por método de espuma, pruebas de Liebermann  –  Burchard,  Burchard, Salkowsky y espectrofotometría ultravioleta (UV) en las hojas de la planta conocida en la serranía peruana como Lloctara ( Baccharis  Baccharis emarginata), debido a que las cualidades de limpieza capilar similares a las del champú son aprovechadas por los lugareños mediante uso doméstico. A través del diseño experimental- estadístico (minitab 18) en la etapa preliminar, se determinó el solvente (etanol al 70%) adecuado para la maceración, donde se utilizó el método de espuma para calcular el contenido de saponinas presentes en la planta, además por rango de altitudes se evidenció un alto contenido de saponinas, pues se obtuvo altitudes de 19, 22 y 27 milímetros (mm). Por medio de las reacciones de coloración se estableció que las saponinas  presentes en estas hojas fueron las de tipo esteroidal, y el análisis por espectrofotometría ultravioleta confirmó que ellas contenían una significativa concentración de saponinas. Todos estos resultados permiten elevar a la Lloctara como una fuente natural de saponinas, cuya capacidad tensoactiva resulta idónea para la elaboración de un champú cuya  biodegradaciónn de sus residuos  biodegradació residuos de fabricación y uso popular se seaa más sencilla y amable con con el medioambiente.

Palabras clave: determinación –  saponinas   saponinas –  baccharis  baccharis emarginata –  biodegradable.  biodegradable.

vi Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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ABSTRACT

The purpose of this investigation was aimed to the extraction and determination of saponins by method of foam, Liebermann –  Burchard  Burchard test, Salkowsky test and ultraviolet spectrophotometry (UV) in the leaves of the plant known in the Peruvian Andes as Lloctara (baccharis emarginata), due to the fact that qualities of capillary cleaning are similar to those of the shampoo that are exploited by the locals through domestic use. Through the experimental Statistical design (Minitab 18) at the preliminary stage, it was determined the suitable solvent (ethanol at 70%) for the maceration, where the foam method was used to calculate the saponins content in the plant; in addition by altitudes range, showed a high content of saponins, obtained altitudes of 19, 22 and 27 millimeters (mm). By means of the t he reactions of coloring, it was established that the saponins present in these sheets were the steroidal-type, and the analysis by UV spectrophotometry confirmed that they contained a significant concentration of saponins. All these results allow to raise to the Lloctara as a natural source of saponins, whose tensoactive capac capacity ity is ideal for the elaboration of a shampoo whose biodegradation of their manufacturing waste and popular use easier and more friendly to the environment. 

Key words: determination - saponins - baccharis emarginata - biodegradable.

vii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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I. 

INTRODUCCIÓN

1.1  Realidad problemática La sociedad global actual está íntimamente relacionada con los productos químicos y sus procesos; la sustentabilidad de nuestra civilización depende de la capacidad que tengamos para suministrar fuentes de energía, alimentos y productos químicos a la creciente población sin comprometer la salud del planeta a largo plazo (Doria, 2009). El reto de sustraer el impacto i mpacto negativo de la industria química hacia el hábitat propio es todavía mayor si consideramos que ella es, en numerosos casos, necesaria, urgente e imprescindible para la vida cotidiana. Por ejemplo, satisfacer necesidades tan básicas como la limpieza y el cuidado personal le han significado durante décadas a la población mundial una riesgosa interacción con productos elaborados a base de surfactantes sintéticos de distintas procedencias y, por lógica, no siempre respetuosos de la salvaguardia de la salud. Usiña (2017, p. 3) da cuenta de que compuestos como el sodio lauril sulfato (SLS), agente encargado de producir espuma en el champú, son debilitadores activos, emulsionantes y detergentes ásperos agregados a miles de  productos de limpieza, cosméticos, artículos de tocador, etc.; asimismo, que se ha determinado que los surfactantes sintéticos, entre los que se cuenta al referido SLS,  pueden causar hinchazón de los tejidos, eliminar los componentes moleculares moleculares solubles en agua del estrato córneo e inactivar las enzimas, disminuir la función de barrera de la  piel que conduce al secado excesivo, haciendo que la piel se vuelve áspera y pueda agrietarse. Según Mercola (2015), este SLS ha sido relacionado a las nitrosaminas,  poderosos cancerígeno cancerígenoss que oca ocasionan sionan que el cuerpo absorba absorba nitratos, nitratos, los cuales cuales también son cancerígenos reconocidos, además sostiene que poner sustancias químicas en la piel 1 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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o en el cuero cabelludo podría ser peor que consumirlas, porque, cuando se consume algo, las enzimas de la saliva y del estómago ayudan a descomponerlo y a eliminarlo del cuerpo; en cambio, al poner sustancias químicas en la piel, se absorben directamente en el torrente sanguíneo, sin filtros de ningún tipo, y van directo a los órganos y tienden a acumularse con el tiempo. Además, Gunsha (2013, pp. xix - xx) da cuenta de que los emulsionantes químicos también impactan negativamente el medio ambiente elevando la alcalinidad de las aguas residuales, aumentando los niveles de fósforo y disminuyendo la capacidad de oxígeno,

también resalta el cambio hecho en el anexo II de la directiva que regula los lo s cosméticos, año 2015, pues diversos estudios técnicos demostraron que algunos ingredientes utilizados en la elaboración de cosméticos eran sustancias carcinógenas, mutágenas o tóxicas para la reproducción.

Resulta alentador saber que los grandes grupos del mundo de la cosmética ya replantean sus estrategias sobre conceptos de sostenibilidad, recursos naturales y química verde (Saponina de quinua peruana: un ingrediente de la cosmética, 31 de diciembre 2016,  párr. 1). Uno de los produc productos tos capitales de la industria cosmética eess el champú, sustancia fundamental para la higiene y el cuidado del cabello de las personas, cuya comercialización a base de fórmulas biodegrabables ya se aprecia en el mercado y con  buena recepción por parte del público. Sin embargo, pensando siempre en el mutuo  bienestar entre el medioambiente y sus habitantes, todavía es pertinente la búsqueda exhaustiva de otras materias primas que puedan usarse en la elaboración de este producto. En Cajabamba, provincia sureña del departamento de Cajamarca, distrito Cachachi en nuestra serranía peruana, 7°26’53.8”S 78°16’07.6” W, llama la atención el uso doméstico que la gente del campo hace de una planta de presencia muy común conocida como “Lloctara” (planta que, según sus características físicas, para par a la botánica resulta ser

la asterácea Baccharis emarginata). Las hojas de dicha planta son extraídas de sus tallos 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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y puestos a hervir sin más componentes que agua, agua, la solución obtenida se deja enfriar y, tras colarla de las hojas iniciales, se usa para el aseo del cabello. Tal como si fuera un champú convencional, la solución a base de las hojas de Lloctara ( Baccharis emarginata) desarrollan un efecto espumoso y limpiador, lo que hace suponer que las saponinas, que son tensoactivos naturales ideales para la elaboración de champús biodegradables, serían  parte de la composición de dicha planta. Determinar que, en efecto, las saponinas están  presentes en esta  Baccharis emarginata  y su concentración es adecuada para la elaboración de un champú biodegradable constituye la razón de ser de la presente investigación.

1.2  Antecedentes La revisión en repositorios físicos y digitales a nivel local, nacional e internacional ha permitido recopilar algunas investigaciones previas con aproximaciones a la presente: Hernández, Lugo, Díaz y Villanueva (2005), en la investigación titulada “Extracción y cuantificación indirecta de las saponinas de  Agave lechuguilla  Torrey”, 

concluyeron que para la extracción de saponinas, los factores temperatura y número de lote afectaron considerablemente el rendimiento de saponinas obtenidas, no así el tipo de solvente ni la relación líquido/sólido aplicada; por otra parte, para la cuantificación, el método de Hiai ofrece un alto índice de confiabilidad, además de ser rápido y fácil, por lo que su uso en la determinación de saponinas es factible. Además, si  se toma en cuenta que el objetivo primordial de la explotación de lechuguilla es la obtención obtención de ixtle (fibra vegetal), y que la pulpa que contiene a las saponinas se desecha casi en su totalidad, la extracción de saponinas se presenta como una alternativa interesante, no solo por las diversas propiedades de interés farmacológico que poseen, sino también por los diversos efectos nocivos que el consumo de residuos de lechuguilla origina en animales 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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domésticos como las ovejas, cabras y conejos, lo cual permitiría a la par un beneficio integral del  Agave lechuguilla Torrey: la generación de productos con mayor valor agregado y la reducción de la contaminación ecológica ecológica originada por la aprovechamien aprovechamiento to del ixtle(fibra vegetal). Paredes y Solar (2007), en la investigación “Identificación y cuantificación de las saponinas contenidas en el fruto de la especie Cucumis dipsaseus por cromatografía de líquidos de alta resolución HPLC”,  concluyeron

que el tipo de saponina encontrado

corresponde a la familia de las saponinas triterpénicas pentacíclicas, además, se logró separar los componentes de dichas saponinas mediante hidrólisis resultando un extracto de sapogenina y un hidrolizado de azúcares. Empero, no se logró identificar por HPLC el tipo de saponina presente en la especie Cucumis dipsaseus. Se descartó la presencia de azúcares como la glucosa y fructosa, unidos a la genina de la especie en estudio por ser diferentes sus tRS con los del hidrolizado de azúcares. Por último, la concentración de saponinas en el producto obtenido fue de 67%. García-Contreras (2010), en la tesis “Extracción, cuantificación y aislamiento de filifera”, concluye que, el método de saponinas a partir de  Agave lechuguilla  y Yucca filifera”,

HPLC desarrollado no permitió la detección de saponinas en los extractos crudos, debido a que estas muestras contenían muchos compuestos que interfieren en la detección de saponinas, lo que demuestra la necesidad de una purificación purifi cación parcial. También se observó que en la mayoría de los extractos manejados durante el ensayo de hemólisis, las mayores actividades se registraron en diluciones intermedias, por lo que se establece que la capacidad hemolítica de estos y su grado de dilución no tienen ti enen una relación proporcional, además, debido a la similitud entre las actividades hemolíticas registradas en algunas diluciones de los extractos manejados y la del control positivo, cuya concentración fue superior; se puede inferir que en dichos extractos, preparados a partir de Y .  filifera y A. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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lechuguilla, existen monodesmósidos esteroides que se caracterizan por un fuerte poder

hemolítico. Con el método indirecto aplicado para determinar la concentración de saponinas totales de una muestra se considera factible debido al coeficiente de correlación obtenido en la curva de calibración. Además tiene la ventaja de ser rápido y reproducible lechuguilla y la Yucca filifera en comparación con otros métodos. Con todo esto, el Agave lechuguilla

se pueden considerar como fuentes potenciales de saponinas, puesto que en los extractos  preparados a partir de especímenes frescos e inmaduros se registraron concentraciones superiores y cercanas (según el método indirecto) con respecto a un extracto comercial, y es conveniente realizar la extracción de saponinas ensayando varias mezclas de solventes para encontrar la más adecuada en cuanto al rendimiento. Rojas y Tapia (2011), en su trabajo de grado “Cuantificación por espectrofotometría UV/VIS de las saponinas contenidas en el episperma de la especie Chenopodium quinoa willd   ‘Quinua’ procedente de la provincia de Sa ntiago

de Chuco  –   La Libertad”,

concluyeron que el método espectrofotométrico permite conocer la concentración de saponinas presentes presentes en el episperma (cascarilla) de la especie Chenopodium quinoa willd ‘Quinua, asimismo, que

la concentración de saponinas triterpénicas pentacíclicas en el

episperma de la referida especie es de 19.76 %. Siller (2012), en la Tesis “Extracción y purificación de saponinas del residuo del tallado del Agave lechuguilla Torrey (guishe) y su aplicación potencial”, corroboró que la concentración de saponinas en las diferentes muestras está claramente influenciada  por el lugar de origen de la muestra y por la fecha de recolección de la misma, asimismo, se confirma que el guishe puede ser usado como fuente potencial de obtención de saponinas de tipo esteroidal y que el guishe obtenido del tallado en época de sequía es mejor por su alto contenido en estos metabolitos; por último, la sapogenina mayoritaria  presente en los extractos de guishe es la esmilagenina. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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Gunsha (2013), en el trabajo de investigación “Elaboración de un emulsionante cosmético a base de las saponinas del agua del lavado de Quinua (Chenopodium quinoa) en ERPE”, quinoa

concluye que las saponinas extraídas del agua de lavado de Chenopodium

tienen capacidad emulsionante para la formulación de emulsiones de tipo O/W,

no presentan carga por lo que se consideran emulsionantes no iónicos, son de naturaleza oleoacuosa,, tienen un pH neutro y son útiles para la elaboración de productos cosméticos oleoacuosa  puesto que para para su obtención se utilizaron reac reactivos tivos de baja toxicidad. toxicidad. Machado (2013), en la Tesis “Evaluación del efecto antisponge de los mucílagos de tuna (opuntia ficus), sábila (aloe vera) y las saponinas de cabuya (agave americana)  en un shampoo en personas con cabello esponjado”, concluye que, de los tres champús  preparados con los respectivos mucílagos, es el de sábila el que presentó un mayor  porcentaje de reducción del esponjamiento del cabello (59%), valor que resultó incluso superior al obtenido por el champú comercial Anua (56%); por su parte, los champús de tuna y cabuya presentaron, respectivamente, un 52% y 46% de reducción del esponjamiento del cabello. Luego, mediante el uso de la ecuación de la recta, se  pronosticó que el champú comercial Anua alcanzará su mayor efecto antisponge en la octava aplicación, en cambio el champú de sábila lo hará únicamente en la séptima aplicación; por su parte, los champús de tuna y cabuya tendrán su máximo efecto en la octava y novena aplicación, respectivamente. Castellano y Yugsi (2015), en su trabajo de grado “Evaluación de la extracción de saponinas de dos variedades de agave ( Sisalana Perrine, Americana L.) con el método de soxhlet utilizando tres solventes (metanol, etanol y butanol) para la elaboración de jabón líquido en los laboratorios académicos de la carrera de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Técnica de Cotopaxi en el período 2014-2015”, concluyeron que al extraerse las saponinas de las dos variedades de agave, Sisalana  Perrine y  Americana L., la 6 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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variedad de agave Sisalana Perrine resultó con mayor presencia de saponinas detectada detectadass mediante la prueba de espuma; asimismo, el jabón líquido que se elaboró con las saponinas extraídas de las dos variedades de agave tuvieron una buena aceptación de parte del consumidor, que fue evaluada por estudiantes y docentes de la carrera de Ingeniería Agroindustrial de la referida universidad. Rodríguez (2017), en la Tesis “Determinación y cuantificación de saponinas en las  furcraea andina) para su posible uso como tensoactivo hojas de la cabuya ( furcraea t ensoactivo en detergentes  biodegradables”,

concluye que la cabuya (furcraea andina), siendo un cultivo andino

ecuatoriano que por décadas ha sido considerado solamente como fuente textil, posee saponinas en su composición química, las cuales se las puede emplear como agente tensoactivo en formulaciones para detergentes que contribuyan a evitar el daño medioambiental. Los estudios analíticos empleados para la detección de saponinas demostraron que la hoja de la cabuya contiene como valor máximo 1.52% de contenido de saponinas en relación a su masa. Usiña (2017), en su investigación “Análisis de las propiedades surfactantes de saponinas obtenidas de los frutos de Sapindus saponaria L.”, concluye que los crudos de saponinas obtenidos del pericarpio de los frutos de Sapindus saponaria   L. presentaron características similares a los surfactantes comerciales Tween20 y Tween80, por lo que  pueden ser consid considerados erados co como mo surfac surfactantes tantes natura naturales les capac capaces es de remplazar a surfactantes comerciales y ser utilizados a nivel industrial.

Entonces, Con toda la información antes mencionada, se evidencia el amplio iinterés nterés  por el estudio de las saponinas en distintas partes del mundo, interés que ha permitido,  por un lado, conocer una serie de métodos para su tratamiento y extracción, y, por otro lado, confirmar su naturaleza surfactante, tensoactiva, idónea para la elaboración de 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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 productos de limpieza biodegrada biodegradables. bles. En cambio, sobre champús de consistencia consistencia natural hay experimentaciones a base de otras plantas como: Romero ( Rosmarinus officinalis) (Chávez, 2013), Urtica Urens L. (Samaniego, 2015), Jojoba ( Simmondsia chinensis) (Dongo, 2007) y otro en base a mezclas de sábila, perejil, manzanilla, semilla de linaza, etc. (Navarro, Vidales, Chávez, Ramírez y Cardona, 2003), pero no se evidencian experimentaciones previas con la planta denominada “Lloctara”, lo cual representa una

oportunidad inmejorable para consignar un aporte de contundente valor científico.

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1.3 Fundamentación teórica 1.3.1 Baccharis Emarginata Pertenece a la familia de las asteráceas. Posee arbusto erecto con ramas geniculadas de hasta 80 cm.; hojas alternas, coriáceas, cortamente pecioladas, ovada con el borde algo angulado, ápice obtuso, base atenuada, glabras por ambas caras, de 2,5 - 3 cm. de largo y de 2 - 2,5 cm. de ancho. Capitulescencia en panículas terminales en las ramas; pedicelos de 0,7 - 1 cm., involucro acampanado, filarias 3-seriadas. Flores numerosas, cremosas. Hábitat: Matorrales. (Santa Cruz, 2011; pp. 27 –  28).  28).

 Figura 1: Baccharis emarginata. emarginata.

Fuente: Santa Cruz (11, agosto 2012).

1.3.2 Saponinas Para Wade (2004, pp. 1075 –  1077),  1077), las saponinas son metabolitos secundarios que  pertenecen al grupo de los glucósidos, donde se se incluyen a las sustancias constituidas po porr azúcares en forma de acetales. Contienen un núcleo lipofílico, que puede presentar una 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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estructura esteroide o triterpenoide, con una o más cadenas de carbohidratos. Al núcleo lipofílico se le denomina “aglicón ”, por ser el grupo que está enlazado a un átomo de carbono anomérico, que es el átomo de carbono enlazado a dos do s oxígenos o a un oxígeno y cualquier otro heteroátomo, como nitrógeno. nitr ógeno. La naturaleza química del aglicón definirá la clasificación de la saponina como esteroidal o triterpenoide.  De su parte, Anaya (2003, p. 56) sostiene: “Las

saponinas pertenecen a un tipo de sustancia química llamada

‘fitoquímicos’,

una de las numerosas estructuras que se descubren en las

fuentes naturales y que forman una espuma jabonosa cuando se agitan en una solución formando una especie de detergente. Gracias a sus propiedades tensoactivas,, las saponinas son excelentes agentes espumantes”. tensoactivas Méndez (2016, p. 8) afirma que el nombre “ saponina” proviene

del latín “sapon”,

que equivale a “ jabón”, por la similitud con su estructura; que posee un extremo hidrofílico y otro extremo marcadamente hidrofóbico, y que su fórmula química no está exactamente definida. No obstante, Kobert (citado Tapia et al .,., 1979; p. 177) indica que su composición corresponde a la fórmula general C nH2n-8O10. Aunque las saponinas están ampliamente distribuidas en las plantas, su presencia no es exclusiva de los vegetales, ya que también se han encontrado en bacterias y en animales marinos inferiores del filum Echinodermata, como las estrellas (clase Asteroidea) y los pepinos de mar pertenecientes a la clase Holothuridea, según refieren Oleszek (2002) y ApSimon, Buccini y Badripersaud (1973). Siller (2012; pp. 18 - 19), citando a Dewick (2002), Hostettmann y Marston (1995) y Yang et al. ( 2006) 2006) establece una subdivisión química de las saponinas: saponinas triterpénicas y saponinas s aponinas esteroidales.

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1.3.2.1 1.3.2. 1S Sap aponinas oninas tri te terr pénica ni cas. s.

Las saponinas triterpenoides se encuentran rara vez en las plantas monocotiledóneas, monocotiledónea s, pero son abundantes en muchas de las dicotiledóneas, especialmente en Caryophyllaceae, Caryophyllaceae, Sapindaceae, Polygalaceae y Sapotaceae. Pertenecen a un largo grupo de compuestos que contienen una configuración de cuatro o cinco anillos, o 30 carbonos con varios oxígenos unidos. Los triterpenos son ensamblados a partir del isopreno (C5) a través de la vía del mevalonato citosólico  para formar un compuesto compuesto de 30 carbonos. Todas las moléculas triterpénicas se s e derivan del dammarano y se subdividen en Pentacíclicas y Tetracíclicas. Las saponinas triterpénicas pentacíclicas son m más ás frecuentes y pueden ser dderivadas erivadas del oleano o del ursano. Las saponinas triterpénicas tetracíclicas conservan la estructura básica del dammarano, con 3 anillos de 6 carbonos y 1 anillo de 5 carbonos. 1.3.2.2 1.3. 2.2 S Sap aponi oninas nas e este sterr oida oidales. les.

Las saponinas esteroidales están menos distribuidas en la naturaleza, en comparación de las saponinas triterpenoides. Se encuentran en muchas familias monocotiledóneas, monocotiledónea s, especialmente en la Dioscoreaceae. Se S e sintetizan también por la ruta del ácido mevalónico. Este Este tipo de de saponinas se subdividen en dos grupos principales; los derivado derivadoss del espirostano y los derivados del furostanol. Los derivados del espirostano son estructuras hexacíclicas de 27 carbonos. Su estructura deriva del cilclopentanoperhidrofenantreno cilclopentanoperhidrofenantreno con dos heterociclos de 5 y 6 miembros y una cadena lateral en la l a posición 17. Los derivados del furostanol poseen un ciclo menos que es espirostano, pero también tienen un esqueleto de 27 carbonos. Es decir, son aquellas saponinas en do donde nde el aanillo nillo F está ab abierto ierto y se consideran  precursores biosintéticos de las saponinas derivadas del espirostano. Luego, observando la estructura básica de las saponinas más representativas: 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

 

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Saponina triterpenoide

Saponina esteroide

La estructura básica de las saponinas triterpenoides y de las saponinas esteroidal. Donde R representa el hidrato de carbono, en general xilosa, arabinosa, galactosa, glucosa y ácido glucurónico. La naturaleza anfifílica de las saponinas (regiones polares y no polares en la misma molécula) les otorga la propiedad emulsionante y la habilidad de formar espumas como el jabón, de allí su nombre. Fuente: Giraudo et al. (2010).

 Figura 2:

1.3.3.3 1.3. 3.3 O Ob bte tenci nción ón de de las saponi saponinas. nas.

Francis, Kerem, Makkar y Becker (2002), así como Dinan, Harmatha y Lafont (2001) describen una metodología idónea para la extracción de las saponinas. Debido a la naturaleza química de estas, se requieren técnicas tediosas para su aislamiento, análisis y elucidación estructural. La tarea de aislar saponinas a partir de plantas también se complica por la existencia, en los tejidos vegetales, de muchos compuestos relaciona relacionados; dos; y por el hecho de que la mayoría de las saponinas carecen de un cromóforo.  por lo general, empieza por la extracción extracción del material, ya sea seco El procedimiento,  procedimiento, por o fresco, utilizando etanol, metanol o mezclas hidroalcohólicas, luego se evapora la mayor cantidad de alcohol en un rotavapor, enseguida se realiza un proceso de desengrasado y  posteriormente se realiza una extracción líquido-líquido con n-butanol para obtener las saponinas (junto con otros componentes polares) y remover azúcares, sales y otros compuestos solubles en agua. El proceso de extracción con n-butanol reduce la cantidad de saponinas que en principio se encuentran en la muestra, debido a que solo aquellas saponinas con cadenas cortas de azúcares podrán ser extraídas hacia la fase butanólica.

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Después de remover el solvente, las saponinas pueden ser separadas mediante cromatografía en columna utilizando sílica y mezclas de solventes como cloroformometanol-agua (87:12:1 – 14:6:1), 14:6:1), o también se puede utilizar cromatografía de líquidos de alta resolución. Una vez que la saponina ha sido purificada, se somete a varios análisis que incluyen espectrometría de masas, resonancia magnética nuclear y espectroscopía de infrarrojo. La saponina pura también puede ser hidrolizada para verificar la naturaleza de los azúcares. 1.3.3.4 1.3. 3.4 T écni cnicas cas de de e estud studii o d de e las sap saponi oninas. nas.

Hernández, Lugo, Díaz y Villanueva (2005, pp. 2 - 3) señalan diversas técnicas tanto para la identificación como para las detecciones cualitativa cualitativass y cuantificativas de las saponinas: Para la identificación de saponinas, los ensayos: Índice de Hemólisis, Índice de Espuma e Índice de Pescado. En el Índice de Hemólisis, una suspensión de glóbulos rojos se mezcla con la saponina y dicha mezcla se mantiene en reposo a temperatura ambiente  por 20 h; luego, para calcular el índice hemolítico, se divide el peso de la mezcla de reacción entre el peso de extracto de saponina ensayado. De otro lado, el Índice de Espuma consiste en la medición de la altura y el tiempo que permanece la espuma formada por una solución de saponinas mediante agitación. El Índice de Pescado consiste en la observación del grado de toxicidad de las saponinas en pescados. También se usa el ensayo de Cromatografía en Capa Fina (CCF), que se vale de reactivos reveladores específicos que forman productos coloreados, con estos se obtiene información de la presencia de las saponinas y de sus tipos (triperpenoides (tri perpenoides y esteroidales). esteroidales). Últimamente, los métodos de mayor uso son los basados en Cromatografía de Líquidos de Alta Resolución ( High  High Performance Liquid Chromatography - HPLC ), ), a partir de saponinas purificadas mediante largos procesos. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma

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Por su parte, Usiña (2017, ( 2017, p. 13) sostiene que llas as reacciones de coloración permiten determinar diferentes metabolitos gracias al color de la reacción, siendo para el caso de las saponinas dos tipos de reacciones: -  Las reacciones de Lieberman y Buchard, que permiten identificar esteroles y triterpenos al dar una coloración verdosa si son saponinas esteroidales o coloración rojiza  púrpura si son triterpénicas. - Las reacciones de Salkowski y Rosenthaler, que indican la ppresencia resencia de saponinas mediante la coloración rojiza y violeta, respectivamente. Un resultado positivo para la reacción de α naftol indica la presencia de azúcares (lactosa, fructosa, galactosa) .

1.3. 1.3.3. 3.5 5L Las as sa sapo poni ninas nas com como o co com mpue puestos stos b bii oa oacti ctivo vos. s.

García - Contreras (2010, pp. 15  –  16)  16) da cuenta de diferentes acciones biológicas de las saponinas, no solo sobre la planta productora, sino también sobre peces y mamíferos: Para las plantas, son consideradas como compuestos de defensa, aunque también tienen otros efectos como la promoción de la germinación de las semillas y la inhibición del crecimiento de la raíz cuando la molécula no está completamente glicosilada. Son muy tóxicas para los peces; se ha observado que la principal afectación ocurre en el epitelio respiratorio, debido a la capacida capacidadd que poseen para alterar las propiedades fisicoquímicas de las membranas celulares, así que es común que algunos venenos para  peces tengan tengan como ingredien ingredientes tes activos a las saponinas. Algunas saponinas muestran actividad hemolítica, propiedad que ha sido utilizada en el desarrollo de pruebas semicuantitativas para su determinación. En varias investigaciones se encontró que la hemólisis se debe a la asociación de las saponinas s aponinas con moléculas de colesterol presentes en la membrana celular, pues estos glicósidos retiran el colesterol ocasionando poros del tamaño necesario (aprox. 8 nm) para que escape la 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma

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hemoglobina. Las soluciones de saponinas pueden mostrar un efecto hemolítico, aún en diluciones de 1:50 000 o superiores. Por ingestión estos compuestos son relativamente inofensivos para los animales de sangre caliente. Asimismo, tiene importancia como expectorante, antiinflamatorio, antifúngico y antibacteriano; incluso, algunas saponinas  pueden tener un uso potencial en actividades inmunogénicas, anticolesterolémicas y actividades anticancerígenas anticancerígenas.. Por sus características estructurales, las saponinas esteroidales sirven como moléculas de partida en la síntesis de hormonas esteroideas, incluso de anticonceptivos, utilizados en medicina. Como ejemplo se puede citar a la dioscina, cuyo derivado conocido como diosgenina es una excelente materia prima para la fabricación de hormonas esteroideas que compite eficazmente con el colesterol y el estigmasterol. Casi todas las hormonas esteroideas conocidas, incluyendo a la cortisona, han sido sintetizadas  partiendo de la diosgenina. La diosge diosgenina, nina, en forma forma de su saponina, se encuentra encuentra en gran número de plantas de las familias Liliaceae y Dioscoreaceae, que abundan en el sur de los Estados Unidos, en México y en América Central.

1.3.3 Champú Flick (1969), citado en Samaniego (2015, p. 12), considera que el champú capilar es un preparado producto de la formulación de uno o varios tensoactivos con otras sustancias empleadas como coadyuvantes de las primeras, que tienen propiedades espumantes y emulsionantes que van a eliminar la suciedad, como también los residuos  provenientes de de la secreción ssebácea ebácea y ssudorípara. udorípara. De su parte, Winter (citado en Dongo, 2007; p. 9), en su Tratado de Perfumería y Cosmética, editada en el año 1947, define los champús como preparaciones que producen una limpieza energética del cabello y cuero cabelludo.

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1.3.3.1 1.3.3. 1 H i st stori oria a de del cham champ pú

Chávez (2013, pp. 6 - 7) relata que el término y el servicio fue iintroducido ntroducido en Gran Bretaña por Sake Dean Mahomed, migrante de la India, que abrió unos baños conocidos como “ Mahomed's Indian Vapour Baths” Baths”  (Baños indios de vapor de Mahoma), en Brighton, año 1759. Estos baños eran similares a los baños turcos, pero los clientes recibían un tratamiento indio de champi (masaje terapéutico en la cabeza). Sus servicios eran tan apreciados que Mahomed recibió el alto honor de ser nombrado "Cirujano de champú" para los reyes Jorge IV y Guillermo IV. Sin embargo, la palabra “champú” tuvo su origen en Inglaterra, casi al mismo tiempo que los químicos alemanes descubrían los verdaderos detergentes que se convertirían en los modernos champús.  En los albores del champú moderno, los peluqueros ingleses hervían jabón en agua y añadían hierbas aromáticas para dar brillo y fragancia al cabello. Kasey Hebert fue el  primer fabricante conocido de aquel champú, y su origen aún se le atribuye a él. Hebert vendió su primer champú en las calles de Londres con el nombre de "Shampoo", derivación de la voz hindú “champo”, imperativo de “champna”, que significa “presionar”, “amasar los músculos”, “dar masaje”.

1.3.3.2 1.3. 3.2 E lab laboraci oración ón de dell ch cham amp pú base

Dongo (2007, p. 10) sostiene que todo champú necesita de ciertas sustancias base (los tensoactivos, el engrasante, el espesante, el ácido) y otras complementarias (esencias y aceites esenciales) para que le den ciertas características especiales. Explorando cada una, tenemos: -  Los tensoactivos: son los encargados de limpiar el cabello. Los más utilizados  por los laboratorios son el lauril sulfato de sodio, lauril eter ssulfato ulfato de sodio y el lauril eter sulfosuccinato de sodio. Este último es el más suave, y por eso es utilizado en los champús para niños. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma

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-  El engrasante: mantiene la humectación natural del cabello tras la limpieza de los tensoactivos, para evitar la resequedad. Uno de los más usados es el dietanolamina de ácido graso de coco (DEA cocamida), pero existen otros comunes como la lanolina o la lecitina. Todas estas grasas son extraídas de animales y vegetales. -  El espesante: ayuda a que el champú tenga su consistencia espesa y sea más fácil de aplicar. El clorato de sodio es uno de los más usados por los laboratorios, pero en  proporciones muy bajas, aunque algunos lo han sustituido por espesantes protectores como el PEG-120 dioleato de metilglucosamida, extraído del maíz. -  El ácido: es el elemento encargado de equilibrar el champú, pues el cabello tiene un pH levemente ácido (entre 5,5 y 6), pero los tensoactivos son alcalinos (por encima de 7). Este ácido proviene generalmente de plantas o frutas, que permiten nutrir el cabello a la vez que balancean la fórmula del champú. -  Esencias e ingredientes activos: son extractos de flores o plantas, que sirven para  perfumar el champú y agregarle elementos nutritivos naturales. Hay muchos conocidos, como la menta, la lavanda o la manzanilla. Por otro lado, dependiendo de la marca de champú, se adicionan a la formulación ingredientes activos que ayudan a nutrir el cabello tales como las vitaminas A y E. 1.3.3.3 1.3. 3.3 B i od ode egr ad adab abii lida li dad de en n cham champ pú Swisher (1987) define la biodegradación como “la destrucción de un compuesto químico por la acción biológica de microorganismos vivos”.

Lechuga (2005, pp. 52 - 53) explica que para el caso particular de los tensioactivos como moléculas a degradar, los microorganismos vivos encargados de su degradación son las bacterias presentes en los diversos medios que reciben las aguas residuales. El  proceso global que tiene lugar es una oxidación: la materia se va descomponiendo en sustancias más simples que pueden llegar a ser utilizadas por las bacterias para su 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma

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metabolismo. Las bacterias están adaptadas a múltiples tipos de compuestos, debido a la relativa simplicidad de su organización y estructura, que les permite revisar y modificar sus rutas metabólicas. Es por esta capacidad que las bacterias pueden llegar a vivir y  propagarse incluso en sustratos como la gasolina, benceno, fenol o multitud de compuestos considerados considerados normalmente como tóxicos. Según Mercola (2015), alrededor de 16,000 estudios mencionan la toxicidad del lauril sulfato de sodio (SLS), un surfactante, detergente y emulsionante que está presente en casi todos los champús, tratamientos para el cuero cabelludo, tintes para el cabello, entre otros productos cosméticos y limpiadores l impiadores industriales. Van Hamme (2004), citado en Acosta (2010, p. 29), refiere que la concentración del contaminante es un factor importante para la degradación, de modo que si el contaminante posee propiedades tóxicas, entre mayor sea dicha concentración, mayor será la incapacidad del organismo  para defenderse defenderse de sus efec efectos. tos. En consecuencia, se puede decir que un champú elaborado con menor concentración de sustancias tóxicas (la que garantizan los tensioactivos naturales), tendrá una biodegradación de sus residuos en agua más rápida y menos lesiva para el medio ambiente.

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1.4  Justificación El desarrollo de esta investigación es importante porque proporciona los aportes: a)  Académico: El cual radica en el hallazgo de las propiedades tensoactivas presentes en la Lloctara ( Baccharis  Baccharis emarginata), una planta que hasta la fecha f echa solo posee una valoración en cuanto a uso doméstico para el lavado del cabello.  b)  Económico: Porque de esta investigación perfectamente puede desprenderse una oportunidad industrial - comercial, pues la demanda de productos cosméticos biodegradables biodegradables es cada vez más creciente. c)  Relevancia social: De comprobarse la presencia de las saponinas extraídas de las hojas de esta  Baccharis emarginata  para

la elaboración de champú biodegradable, por lógica

extensión, ellas pueden servir también para la elaboración de otros productos de limpieza y cuidado personal, que a la postre representarían menor impacto negativo en nuestro medio ambiente.

 

1.5 Problema ¿Será posible la extracción de las saponinas a partir de las hojas de la  Baccharis emarginata para la

elaboración de un champú biodegradable?

1.6  Hipótesis Mediante procesos de extracción extracción sí es posible obtener saponinas a partir de las hojas de la Baccharis emarginata para la elaboración de un champú biodegradable.

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1.7 Objetivos a)  Objetivo General  Extraer las saponinas de las hojas de la  Baccharis emarginata para determinar la elaboración de un champú biodegrada biodegradable. ble.

b)  Objetivos específicos  -  Verificar la concentración de saponinas obtenidas de las hojas de  Baccharis emarginata mediante prueba preliminar: método de

espuma.

-  Determinar el tipo de saponinas obtenidas de las hojas de  Baccharis emarginata  mediante reacciones de coloración, pruebas de Liebermann  –   Burchard y Salkowski. -  Indicar la concentración de saponinas obtenidas de las hojas de  Baccharis emarginata mediante espectrofotometría Ultravioleta (UV).

-  Evaluar la posible elaboración de un champú biodegradable a partir de las saponinas obtenidas de las hojas de  Baccharis emarginata, de acuerdo a las características obtenidas. 

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II. 

MATERIAL Y MÉTODOS

2.1  Material de estudio El material de estudio estuvo comprendido por las hojas de la  Baccharis emarginata,  planta

que en la ubicación geográfica con las coordenadas 7°26’53.8”S 78°16’07.6” W de donde se ha extraído (Cajamarca - Perú) es conocida por los habitantes como “Lloctara”.

2.2  Equipos e instrumentos: -  Condensado Condensadorr de bolas. -  Embudo Büchner 500 mL. -  Probeta graduada 50, 100, 250 mL. -  Frascos de vidrio de 450 y 250 mL con tapa. -  Termómetro 0- 100°C. -  Columna empacada de Silica gel poco activa (cromatografía) -  Placas Petri 100 x 15 mm. -   pH Metro (744 pH Meter- Metrohm) -  Matraz Kitasato 500 mL. -  Horno con ventilador (estufa),Memmert, Un110plus -  Balanza analítica, Radwag, AS220R2, sensibilidad 0,1 mg. -  Equipo de filtración al vacío -  Centrífuga -  Tamiz malla 100. -  Vasos de precipitación 100 y 250 mL. m L. -  Plancha de calentamiento. -  Molino manual. -  Espectrofotómetro UV/VIS, HP, 8452. 21 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma

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Reactivos -  Etanol 50° y 70° -  Benceno -  Butanol- 1 -  Acetona -  Piridina -  Anhídrido Acético -  Cloroformo -  Hidróxido de Potasio 0.1 N -  Ácido sulfúrico (c).

2.3  Procedimien Procedimiento to experimental La presente investigación se llevó a cabo en una etapa preliminar y dos etapas más,  para la prueba preliminar se realizó un diseño experime experimental ntal

Etapa preliminar: identificación del solvente adecuado. Variables independientes:  

•

Solventes de extracción.   Tiempo de extracción.

•

Variable dependiente: concentración de crudo obtenido.

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T abla 1 1:: D i se seño ño op ope er aci aci ona onall para lla am mac ace er ación TIEMPO/

A

B (50%)

C (70%)

SOLVENTE

Agua

agua : etanol

agua : etanol

24 A 1

24 B 1

24 C 1

24 A 2

24 B 2

24 C 2

24 A 3

24 B 3

24 C 3

48 A 1

48 B 1

48 C 1

48 A 2

48 B 2

48 C 2

48 A 3

48 B 3

48 C 3

72 A 1

72 B 1

72 C 1

72 A 2

72 B 2

72 C 2

72 A 3

72 B 3

72 C 3

24 horas

48 horas

72 horas

Fuente: Elaboración propia.

Donde: A: Agua destilada B: Etanol al 50%: etanol y agua (50/50) C: Etanol al 70%: etanol y agua (70/30) 1,2 Y 3: repeticiones Se estudiaron las interacciones entre los dos factores evaluados y de ello se determinaron las mejores condiciones de extracción. Se aplicó el análisis de varianza respectivo usando como software estadístico el paquete Minitab 18 Statistics. Como unidad experimental se tomó la extracción en frascos de 15 mL conteniendo 0.5 g de polvo y 5 mL de solvente.

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Etapa 1: Obtención de extracto de saponinas a partir de las l as hojas de Baccharis emarginata.

-  Porcentaje de Humedad -  Maceración -  Desengrase -  Dilución de saponinas con :  + Butanol + Acetona + Piridina y anhídrido acético + Agua -  Obtención del acetato de saponinas  -  Percolación

+ Benceno + Cloroformo -  Extracción de saponinas del acetato con butanol -  Secado de las saponinas purificadas.

Etapa 2: Evaluación de las características del extracto de saponinas seleccionado de la etapa 1.

a)  Indicie de Espuma.  b)  Prueba Liebermann –  Burchard.  Burchard. c)  Prueba de Salkowsi. d)  Cuantificación por espectrofotometría ultravioleta (UV).

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III. 

RESULTADOS

El trabajo en laboratorio arrojó los siguientes resultados, para cada una de las etapas  propuestas:

Etapa Preliminar:

T abla 2 2:: Concentraciones (%) calculadas a partir de tiempos y solventes

TIEMPO 

A

B (50%)

C (70%)

(horas) 

agua destilada 0.50

agua : etanol 10.84

agua : etanol 16.00

24

0.50

12.13

16.00

1.80

10.84

16.01

5.67

12.13

16.01

6.96

12.13

17.30

5.67

14.72

17.30

6.96

17.30

23.76

9.55

17.29

26.34

9.54

19.88

22.46

48

72

(Datos en anexo 1) Fuente: Elaboración propia.

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T abla 3 3::  Aná  A nálisi lisiss de vari anza nza de los los prom rome edios de sap saponina ninass

Origen

SC

G.L

CM

F

Valor P

F1: Tiempo

269.27

2

134.637

94.53

0,000 (*)

F2: tipo de solvente

878.89

2

439.445

308.54

0,000 (*)

F1 * F2 Residuos

22.46 25.64

4 18

5.616 1.424

3.94

0,018 (*)

Total

1196.26

26

Fuente: Elaboración propia.

T abla 4 4:: P r ueb ueba ad de e co comp mpar araci acione oness múlti múltiple pless de T uke uk ey e en n sapo saponi ninas nas

Orden de variación 9 8 6 7 5 4 3 2 1

Tiempo Tipo de Media (h) solvente 72 72 48 24 48 24 72 48 24

C B C C B B A A A

24.19 18.16 16.87 16.00 12.99 11.27 8.68 6.10 0.93

Significancia **** **** **** ****

**** ****

**** ****

**** ****

**** **** ****

Fuente: registro propio  propio 

Etapa 1: obtención de extracto de saponinas a partir de las hojas de Baccharis E mar gi na natta.  a)  Porcentaje  Porcentaje de la humedad de las hojas hojas (% Hum.)

Se utilizó un equipo para medir la humedad, esta resultó: 1.43 %

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b)   Maceración para Muestra

Se extrajeron las hojas secas a 45° C y se molieron a polvo, esto en una solución de maceración de etanol/agua caliente. Se utilizaron 100 gramos (gr) en 300 mL de etanol –   agua 70% por 48 horas.

 Figura 3: Hojas secas de Lloctara  (Baccharis emarginata) a 21.5°C. 

Fuente: registro propio.

Hojas secas de Lloctara (Baccharis emarginata) a 45°C en la estufa.  Fuente: registro propio.

 Figura 4:

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 Polvo de hojas de Lloctara (Baccharis emarginata). Figura Peso depropio. Fuente:5:registro

c)   Filtrado de la maceración

El extracto obtenido en la maceración se filtró a través de papel filtro y se utilizó el filtro al vacío. Se obtuvieron 1173 73 mL de mues muestra tra de saponinas saponinas..

 Figura 6: Extracto de Baccharis emarginata sometido a filtrado

Fuente: registro propio.

al vacío.

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d)  Concentrado a presión reducida para crudo de saponinas

En una estufa con ventilador a 45° C se colocó la muestra por 48 horas en recipiente de pírex. Lo obtenido fue 48 mL de crudo de saponinas concentrado.

 Figura 7: Extracto de Baccharis emarginata en estufa a 45°C. 

Fuente: registro propio.

e)   Desengrase

Para la eliminación de presencia de contenidos lipídicos en el extracto se pasó por desengrase con benceno. En un embudo de separación de 500mL se colocó el crudo obtenido y se agregó 90 mL de benceno para luego agitar la muestra por 10 segundos y liberando purga por dos repeticiones. Se dejó en reposo esta mezcla por 90 minutos para  permitir la separación de los compuestos en tres fases: lipídica, benceno y extracto de saponinas sin grasas. Solo se utilizó la última fase, las dos restantes fueron eliminadas. Extracto libre de grasas tuvo un volumen de 67 mL.

29

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Mezcla de crudo de saponinas con benceno en embudo de decantación. Fuente: registro propio.

 Figura 8:

 Figura 9: Separación de fases en la mezcla de crudo de saponinas con con benceno.

Fuente: registro propio.  f)   Dilución de saponinas

El extracto desengrasado se mezcló con 100 mL de butanol - 1 en un embudo de separación de 500 mL, hasta la dilución de las saponinas. Solo se utilizó la primera fase de 152 mL.

30

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 Figura 10: Desengrasado de saponinas mezclado con butanol - 1 .

Fuente: registro propio.

 Figura 11: Extracto de saponinas desengrasado y purificado .

Fuente: registro propio.

 g)  Concentración a presión reducida de butanol.

La solución de butanol-1 se concentró a presión reducida en una estufa con ventilador a 45°C.

31

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 Figura 12: Desengrasado y purificado de saponinas a presión reducida.

Fuente: registro propio. h)   Dilución con acetona

Una vez evaporado el butanol-1 se diluyó con acetona varias repeticiones (5 veces) de 15 mL cada repetición hasta la formación de un polvo color café. Esta mezcla se secó a presión reducida quedando un glicósido crudo.

 Figura 13: A plicación de acetona luego luego de someter a presión reducida.

Fuente: registro propio.

32

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 Figura 14: C ambio ambio de coloración tras aplicación de acetona.   Fuente: registro propio.

 

i)  Dilución con piridina y anhídrido acético acético

El crudo con acetona se disolvió con 30 mL de piridina y 30 mL de anhídrido acético, se pasó a reflujo por 2 horas y se dejó enfriar.

 Figura 15: Extracto purificado mezclado con piridina y anhídrido

acético. 

Fuente: registro propio.

33

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 Figura 16: Extracto purificado en reposo en

cabina de extracción.

Fuente: registro propio.

 j)   Dilución con agua

Después de frío el reflujo, se añadió 500 mL de agua destilada.

 Figura 17: Extracto purificado con piridina y anhídrido acético, en reflujo .

Fuente: registro propio.

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 Figura 18: Mezcla de reflujo con agua destilada .

Fuente: registro propio.

k)   Filtro al vacío

Se filtró la muestra y siempre lavando con agua lo que quedó en el papel filtrante. El líquido filtrado se descartó. El sólido obtenido en el papel filtro se llevó a secado a 40° C y se obtuvo 5.8493 g.

 Figura 19: Mezcla sometida a filtro al vacío.

Fuente: registro propio. 35

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 Figura 20: Sólido obtenido de la filtración de la muestra (acetato).  

Fuente: registro propio.

l)   Dilución con benceno

El acetato se disolvió con 50 mL de benceno y se procedió a empacar una columna de silica 60 poco activa (cromatografía) para la percolación de la dilución. dil ución.

 Figura 21: Columna empacada de silica 60 (0.063-0.2 mm) poco activa lista para dilución del acetato. 

Fuente: registro propio.

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Acetato mezclado con benceno para dilución en la columna. Fuente: registro propio.

 Figura 22:

m)  Lavado con benceno y cloroformo

Se añadió a la columna cromatográfica 70 mL de benceno poco a poco, y así mismo 50 mL de cloroformo hasta la última últ ima caída. Luego de eluir con benceno y mezclas m ezclas de este con cloroformo, el acetato salió con el cloroformo y nos dejó 120 mL (muestra con  benceno) + 50 mL (muestra co conn cloroformo), del ac acetato etato de la sapon saponina ina bien puro.

 Figura 23: Elución del acetato mezclado con benceno. Fuente: registro propio.

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Figura 24: Elución del acetato con cloroformo.  Fuente: registro propio.

n)  Secado del acetato de saponina

En la estufa a 80 °C se procedió a secar el acetato de saponinas, obteniendo 3.209 g (m. benceno) y 1.2863 g (m. cloroformo).

 Figura 25: Secado de eluciones con benceno y cloroformo.  

Fuente: registro propio.

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o)   Mezcla de etanol: agua (3:1)

Los gramos de acetato de saponinas se mezclaron con 51 mL (m. benceno) y 34.5 mL (m. cloroformo) de etanol-agua. Y se añadió 7.7 mL y 34.5 mL de KOH al 1 %, respectivamente. Estas mezclas se llevaron a reflujo por 2 horas. Así, se obtuvieron 58 mL (m. benceno, a la que llamé M1) y 43 mL (m. cloroformo, a la que llamé M2).

Reflujo del acetato con benceno e hidróxido de potasio al 1%. Fuente: registro propio.

 Figura 26:

 Figura 27: Reflujo del acetato con cloroformo e hidróxido de potasio al 1%.  Fuente: registro propio.

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 p)   Ajuste de pH

Al enfriar el reflujo: para la M1 se agregó 42 mL de agua, aún el pH era de 7.14, entonces se le agregó 6.5 mL de HCl para lograr l ograr un pH de 6.56. Así también, para M 2 se agregó 47 mL de agua y se obtuvo pH de 6.55 ya no fue necesario el uso del HCl.

 Figura 28: Ajustes de pH en mezclas de benceno y cloroformo respectivamente. respectivamente.  

Fuente: registro propio.

q)   Extracción con butanol - 1

Se extrajo con 3 porciones de butanol-1 (100, 50, 30 mL). El volumen de M1 es de 100 mL, se agregó 100 mL de butanol - 1 y 70 mL de agua destilada en un embudo de separación. La fase inferior se lavó con 50 mL de butanol - 1 y la fase superior se almacena en un frasco ámbar. Y lo mismo se repite usando 30 mL de butanol - 1. Las 3 fases superiores se secaron en la estufa a 55 °C. Para M2 se realizó los mismos pasos, 3 extracciones con butanol - 1. Separando las fases de la parte superior del embudo y almacenando para el posterior secado en la estufa. De M1 se obtuvo 2.0006 g de saponinas sapo ninas y de M2 se obtuvo 0.8488. Al unir estas cantidades se obtuvo en total: 2.8494 g. 40

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 Figura 29: Mezcla 1 con 50 mL de benceno. 

Fuente: registro propio.

Mezcla 1 con 30 mL de benceno Fuente: registro propio. 

 Figura 30:

41

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 Figura 31: Extracto M1 con volúmenes de butanol: 100, 50 y 30 mL.  

Fuente: registro propio.

 Figura 32: Extracto M2 con volúmenes de butanol: 100, 50 y 30 mL .

Fuente: registro propio.

 Figura 33: M1 tras secado en estufa a

55°C. 

Fuente: registro propio. 42

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 Figura 34: M2 tras secado en estufa a 55°C.  Fuente: registro propio.

 Figura 35: Polvo de M1 y M2, empaquetado tras secado.

Fuente: registro propio.

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Etapa 2: Evaluación de las características del extracto de saponinas seleccionado de la etapa 1. Los extractos de saponinas obtenidos fueron sometidos a 04 pruebas para determinar su identificación, caracterización y cuantificación:

1° Identificación de saponinas por el método de la espuma

Siguiendo el protocolo de Galindo, Rosales, Murgueitio y Larrahondo (1989), citados por Siller (2012, p. 21), luego de agitar vigorosamente durante 30 s y dejar reposar  por 15 m las mezclas de polvo de hojas de baccharis emarginata con distintos solventes, se obtuvieron los resultados que se muestran en la siguiente tabla:

T abla 5 5:: I de denti ntiffi cación cación de sap saponi oninas nas por el mé méto todo do de espuma spuma Altitudes de espuma (cm) TIEMPO A

B (50%)

C (70%)

agua

agua : etanol

agua : etanol

0.20

1.00

1.40

0.20

1.10

1.40

0.30

1.00

1.40

0.60

1.10

1.40

0.70

1.10

1.50

0.60

1.30

1.50

0.70

1.50

2.00

0.90

1.70

2.20

0.90

1.70

1.90

(horas)

24

48

72

Fuente: elaboración propia.

44

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En la Tabla 5 se observa que el polvo de hojas de la  Baccharis emarginata estuvo  bajo influencia de distintos solventes, obteniéndose como resultados las presentes medidas de altitud de espuma. Entre todas, la muestra más significativa es la obtenida con el solvente etanol % v/v (70 mL etanol/30 mL agua): 70%, que generó altitudes de espuma de: 19 mm, 20 mm y 22 mm, respectivamente. respectivamente.

 Figura 36: Ejecución del método de espuma: Lloctara, agua y etanol de 70°, 50° 

Fuente: registro propio.

45

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2° Caracterización de saponinas por reacciones de coloración:

Se realizaron las 2 pruebas, conforme a las indicaciones halladas en Foy, Mac Donald, Cuyos y Dueñas (2005, p. 34):

a)  Prueba de Liebermann - Burchard Se tomó una pequeña cantidad del extracto de la saponina y se le añadió 2 mL de anhídrido acético, 2 mL de cloroformo y se enfrió a 0º C. Una vez frío, se añadieron 2 gotas de ácido sulfúrico. Como resultado se obtuvo la aparición de una coloración azulada que pasa a anaranjado para luego volverse verde, lo que dio cuenta de que la reacción es  positiva.

 Figura 37: Polvo de hojas de Lloctara y la

prueba de Liebermann –  Burchard.  Burchard.

Fuente: registro propio.

46

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 b)  Prueba de Salkowski Se tomó una pequeña cantidad del extracto de la saponina y se le añadió 2 mL de cloroformo y 2 mL de ácido sulfúrico. Una coloración anaranjada indicó reacción  positiva.

 Figura 38: Polvo de hojas de Lloctara y la prueba de Salkowski. Fuente: registro propio.

En suma, los resultados de las dos pruebas de coloración se describen en la siguiente tabla: T abla 6 6:: R eacci accione oness de color coloraci ación ón e en n extracto extr acto de sap saponi oninas nas Muestras

Prueba de coloración

Exp1 

Exp2 

Exp3 

a)

de Liebermann - Burchard

+++

+++

+++

b)

de Salkowski

+++

+++

+++

Fuente: elaboración propia.

47

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En la Tabla 6 se observa que en ambas pruebas, Liebermann  –   Burchard y Salkowski, sus respectivos experimentos, iniciales y de corroboración, arrojaron como resultados reacciones positivas. Indicando que son saponinas tipo esteroide.

3° Cuantificación de saponinas por espectrofotometría ultravioleta (UV)

Conforme a la necesidad de esta investigación, se adaptó el protocolo propuesto por Monje y Rafaillac (2006). Para obtener la curva de calibración absorbancia vs concentración, primero se diseñó una curva estándar, para la que se prepararon por duplicado 7 muestras: 0.1 mg, 0.2 mg, 0.3 mg, 0.4 mg, 0.5 mg, 0.6 mg y 0.7 mg, respectivamente, de estándar de saponinas para ser diluidas con agua ultrapura en fiolas de 10 mL aforadas; la longitud de onda se determinó con un barrido espectral entre 220 nm y 300 nm, quedando como medida más conveniente para esta prueba: 276 nm (Ver ANEXO 2). Así, la curva de calibración obtenida sería. (Ver en ANEXO 3).

C = kl * A    )    U    A    (   a    i   c   n   a    b   r   o   s    b    A

Concentración mg/mL  mg/mL   Figura 39: Análisis por espectrofotometría Ultravioleta (UV) de

saponinas. 

Fuente: elaboración propia. 48

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Enseguida, tras la obtención de la curva de calibración obtenida, se prepararon 3 muestras de las saponinas extraídas de la Lloctara ( Baccharis  Baccharis emarginata) con concentraciones a: 0.05 mg, 0.1 mg, y 0.3 mg, siempre en fiolas de 10 mL y aforar con agua ultrapura para dilución, respectivamente. respectivamente.

 Figura 40: Muestras de saponinas para el análisis por

espectrofotometría Ultravioleta (UV).

Fuente: registro propio.

Al ser leídas en el espectrofotómetro, se tuvo los resultados que se muestran a continuación:

T abla 7 7:: C uantifi uantif i ca caci ción ón d de e saponi saponinas nas p por or esp espe ectrof ctrofot otom ome etrí a ultravi ultraviole oleta ta ( UV )

# Muestra

Abs

Concentración Concentración

1

0.55505

0.36308 mg/mL

2

0.54669

0.35761 mg/mL

3

0.5504

0.36004 mg/mL

(Ver ANEXO 4).  Fuente: elaboración propia.

49

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En la Tabla 7 se observa que en una longitud de onda analítica de 276 nm se obtuvieron las absorbancias: 0.55505, 0.54669 y 0.55040, cuyas concentraciones son: 0.36308 mg/mL, 0.35761 mg/mL y 0.36004 mg/mL, respectivamente. Luego, estableciendo que se debe tomar para determinar la l a concentración final de saponinas a la mayor concentración obtenida: 0.36308 mg/mL.

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    L     L    m   m     0    5     9    6    =        =

    )     I     F     R

    )    z    e    r  

    T

    (

    R     (

    1    2     M    M

  -       l     l

   =    =

   t    t     L     L    

    H     2    x    o     j    u     l     f    e    r    a

    i    c    v      r    t     l     i     f     /      t    c    r    t    x    e    e     L  

                                      -

   =

 .    r     )    e    t     °    c

   c     i    t     é    c  

   s     )    r    e     f     °    e     (    r     i     l     L  

   =     (    c       °     i     l

    é     f    a    c

    )       l      t

   r    r    t    s    e       1      o    l    v     L    n    o    e      r    e    e    c    n    c    n    a    t       L    e    u     B     B       L     L    e    m   m    l     (    +     0    =     0     9     0      +     1    +

   o    v     L    r     l    g     L     Z    g     9    o    m    L    m   o     k  .    p    r     3    m    7    d     7     3    3    g     7    8    6    u    r     C     7    0    1    4     0     1

   o    v     l    o    p    =  

   a    n    o    t    e    c    a    e     d     L    m     5     7    +  

    i    r     i

    L  

    )    o     d    a    t    r    a    c    s    e     d     (    o     d    a    r    t     l     i     f    o     d     i    u    q     i     l    +    o    r    t     l     i     f     l    e    p    a    p    n    e    o     d     i    n    e    t     b    o    o     d     i     l    o    s

   +     l     i    t    s    e      a    L    n     i     d       i    r     i    p     L    +    m     0     3    +

   n    r     ó    e     i    c     d      a    o     l    o    t    a    t     i    c    r    e    e    c    p    a    a    s    r    a    p    a     d    a    c    a    p

    L     L    m   m     8    3     5    4    =    =    

              -

   e    a    n

   v     l    u     l    y    o    l      c    c    a    r    e    n     l    u    a    e    c    r    r    e    a     L    v    e    e     l     l     L      r    e      r      e   -    c    e      r          e    s    c      r   -    e      e        s           -

              -

    2    x    x    o     j     j    u     l     f     f     l    e    e    r    r     -    a               -   -

    l  

    1     l    a  

   +    +  .     f  .     f     i     i    e    s    e    s     F     F    =    =    

    6     5  .  .     6    =      =    p      n    o    c    c

    L    m    L     5    m     6  .     0     0    9     1    =    =    

   v    v     l     l   -     l       l    t    t     L     L        +    +    r    r     i    r     i    r    e     f    e     f     i     i    e    s    e    s     f     f     l     l    =    =    

    K     L                                               -

   o    n    e        c        n      e         B         L          m           0         5            +  

    L

 .    s    t    s    o    o    e    m     d    a    u    o    j    o    d    r    r    g    r    c     d    u    a    u    l    u     f    r     Z    o    C    e    g     3    g     L     L     d    r    a     9    3    m   m    o    i    s    o    a    n    4    9    0    0     d    ó     d    r    u    c     i  .     4    7    5    o    8    r    s    t    s    c     5    8  .    u    ó     C    l    e    n    =     5    =    =    g    c    u    ó    c     l    u    g    m    i    u     l    =     i       d  

    )

    5  .  .     4     3

                                          -

   +    +     l     l    o    n    a    t    t    e    e     L     L       5  .     4     3    s    s    o    o    m   m    a    a    r    r    g    g     9    3     0    6     8     2  .     2     3  .    =    =     1

   +    +

    H     H     8    o     4     d     2    a    :     7    x    v    o    x    a    r     C     l     )     °     C    :    u     1     5     H     °    :     A    s    p     4     0     3     4    s     N     (    o    :     4    :     I    a     2    c    s     )    :    n     N    a    x    a    :    o    o    i    o     f    s    u    c    p    n    a     O     d     C    u    a    g     i    o    r    o     d     P     °    t     l    r    a    p    o    p    s    o    a    s     5     A    o     l     i    e     /    s    r    p    a    a     H     S    :     4     (    t     l    :    o    o    s    r    :    :    s     i    :     E    :    o    4    °    s    e    o    a     0    p    e    e     H    c    a    a    a     D    :    o     H     d    v     7    n    m     d     d    u     d    n    i     l    n    i    r     d    8    2  .    e    o     i     l     d     2    c     N    s    o    x    o    a    n    c    c    o    o    c    a    p    7    e    n    u    o    t    u     4    t     f    e    u    u     O    n     C    n    e     d    o    d     I     d    o    a    g   -    x     R     d    e    c    c    e    t    x     °    p    e  .     C    a    n    r    t     0    a     A    :    e     B    e    s    a    e    a    r     C    o     P     A    t    c    a    :    :    n    R     °     6    e    o    R    n    b    l    :    s  .    n    n    i     Z    c    c    e     d    n    a  .  .    o    a     0    o    n     I     l    e    e     P  .    s    o    c     P    o    P     l     ó     ó     8    e    e     R    o    i    a    a    c    e    o    c    :    a     d    a     i     E    c    o    i    m   c    v    a    c     d    d    d    o    r    c    r    c    a    r    n    l     T    e    n    l    n    n    n    o    a    n    o    n    ó    a    t    n    g     ó    a    o    l    o    n     C    r    m   r     ó     ó    i    a    o    i     ó    ó    c     i    r     i     f     i    n     i    e    e    o    s    s    e     d     d     d    c     i    a    c    o    z     A    a    a    c    c    e    c    a     f    c    a    c    c    o    a    c     i    c     i    c    c    n    r    e    v     i     R    j     j    a    n    s     l    r    u    r    u    u    u    u     i    c    c     l     l    t     l    e    u    l    o     A    o    o     i     i     i     l     i     d    d    e     l    o    e     i     l     C    h    h    M   c     D    d    L     P    d    e    s     d    D    i     f    e    s     d    a    a    e    s     b    c     M

      3  .     6     8     2  .     1

    l     5  .     6

 

   +    a     L    u      g    a     L     2    +     4     L    +       L     1     5

    )

   e    e     L     L        +      +         l       l    t    t     L       L      +     L    +     L  .     (

      (

 .    r    g     4    i     9     4     8  .     2    s    e    =  

    S     S     E     E     L     L     A    A     N    N     I     I     F     F    s    s    o    o    m   m    a    r    r    a    g    g     6    8     0    8     4     0     0  .  .     8     2    0    =    =    

    )    s    e    n    o    n    n    H     i    c    r     ó     i     2     i     ó    o    c    c     7    p    a    r    x    r    a    a     C     3     (    a    p    p    °    e     1   -    s    e    s     0     l     4    o    e    e    :    n    d    d    a    a     d    t    o    o    i    u    d    d    c    u     B    u    u    d    n    b    b    e    :    o    m   m    c    e    e     R     H  .     L     L    p    n    n    n    P    m   m    e     ó     i    u    u    a     0    5     d    c    n    n    o    9    6    c    e    e     d    e    =    =    t    a    s     1    2    r    t     1    2    a    c     1    2    u    x     j    s     M    M    a     M    M    E     M    M   e

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IV. 

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

De la etapa preliminar: Los valores de P del análisis de varianza, prueban la significancia estadística de cada uno de los factores y del efecto interactivo. Aquí podemos señalar que tanto el factor tiempo como el tipo de solvente tienen un efecto significativo sobre el porcentaje de saponina (p0.05). Como tanto los factores tiempo y tipo de solvente; así como el efecto interactivo entre factores (F1 * F2) resultaron ser significativos, entonces, existe una diferencia entre el efecto de sus niveles. Por ello se procedió a determinar cuál es el mejor nivel, para esto aplicamos la prueba Post ANOVA denominada Comparaciones Múltiples de Tukey, en la cual se obtuvo los siguientes resultados. Si existen diferencias significativas entre la combinación de los diferentes niveles de los factores del tiempo y tipo de solvente con un nivel de significancia del 95 %. Debemos señalar que con el valor de tiempo de 72 h y un tipo de solvente de C se logró una mayor porcentaje de saponina de 24.19 % y el valor más bajo de 0.93 % con un tiempo de 24 h y tipo de solvente A.

A partir de la determinación del solvente y tiempo adecuado se procede a la caracterización caracterizac ión de las saponinas presentes en las hojas de la  Baccharis emarginata  a) 

Sobre la extracción de las saponinas, se consideraron las técnicas de

obtención propuestas por Domínguez (1979), las cuales 3 kilos de hojas de la Lloctara, dieron un extracto purificado y adecuado para los análisis respectivos de 2.8494 g.

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 b)  Sobre la concentración de saponinas por el método de la espuma: Galindo, Rosales, Murgueitio y Larrahondo (1989), citados por Siller (2012, p. 21) sostienen que la concentración de saponinas se mide de acuerdo a la altura de la espuma sobrenadante sobrenadan te en cada muestra. Así, se considera la siguiente escala:

Altura menor de 5 mm. = Altura de 5 –  9 mm. = Altura de 10 –  14 mm. = Altura mayor de 15 mm. mm. =

prueba negativa. contenido bajo. contenido moderado. contenido alto.

Entonces, como la muestra más significativa (la obtenida con el solvente etanol % v/v: 70%) generó altitudes de espuma de 19 mm, 27 mm y 22 mm, respectivamente,  permite afirmar que la concentración de saponinas presentes en el extracto de hojas de Lloctara es alto (contenido alto).

c)  Sobre la caracterización de saponinas por reacciones de coloración: Por los resultados positivos (+++) y las variaciones de coloración presentes en ambas pruebas, se confirma lo propuesto por Foy, Mac Donald, Cuyos y Dueñas (2005,  p. 34) cuando se obtiene una coloración azulada que pasa a anaranjado para luego volverse verde (prueba de Liebermann –  Burchard) y en la corroboración una coloración anaranjada (prueba de Salkowski), es decir, que las saponinas presentes en las muestras analizadas son las de tipo esteroidal.

d)  Sobre la cuantificación de saponinas por espectrofotometría Ultravioleta (UV) La Ley de Lambert  –   Beer sostiene que la concentración de una sustancia es directamente proporcional a la absorbancia (cantidad de luz que absorbe la muestra), de

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modo que: a mayor concentración de la sustancia es mayor su absorbancia (Universitat Politècnica de València, 12 de octubre de 2013). Entonces, como la concentración hallada en esta investigación es 0.36308 mg/mL,  basta un ejercicio sencillo de ubicación ante su correspondien correspondiente te absorbancia absorbancia (recordar que las absorbancias de nuestras muestras fueron: 0.55505, 0.54669 y 0.55040) para corroborar que esta intersección resulta dentro de la curva de calibración propia y, sobre todo, mantiene la tendencia de la proporcionalidad directa hacia mayores cantidades, tal como se aprecia en la siguiente imagen:

   )    U    A    (   a    i   c   n   a    b   r   o   s    b    A

apróx. (0.55 : 0.36)

concentración mg/mL  mg/mL   Figura 41: Concentración y absorbancia, tras análisis por espectrofotometría Ultravioleta (UV). ( UV).

Fuente: elaboración propia. 

En consecuencia, consecuencia, se afirma que la muestra presenta una concentración de saponinas de buena a alta. e)  Sobre la eficacia para la posible elaboración de un champú biodegrable: Los resultados de los distintos métodos empleados confirman a la Lloctara (baccharis emarginata) como fuente fuente na natural tural de saponinas, saponinas, de las cuales se podría 54

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aprovechar su capacidad tensoactiva para la elaboración de champú cuya biodegradació bi odegradaciónn de sus residuos tanto de fabricación como de uso doméstico sea más sencilla y, por lógica, con menor impacto negativo para el medioambiente.

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V. 

CONCLUSIONES

1.  La extracción de las saponinas de las hojas de la planta Lloctara ( baccharis emarginata) presentan una significativa concentración de saponinas, cuya

capacidad

tensoactiva natural podría usarse para la l a elaboración de champú biodegradable. Esto se puede apreciar en la técnica usada hasta su purificación.

2.  Mediante el método de la espuma se obtuvieron altitudes de espuma de 19 mm, 22 mm y 27 mm, lo que configura una concentración alta de saponinas presentes. (contenido de nivel alto).

3.  Según las reacciones de coloración positivas (Liebermann  –   Burchard y de Salkowski), las saponinas extraídas de las hojas de la Lloctara (baccharis emarginata) son las de tipo esteroidal. 4.  La cuantificación por espectrofotometría Ultravioleta (UV) permitió apreciar una concentración de saponinas en el extracto de hojas de la Lloctara ( baccharis emarginata) con 0.36308 mg/mL.

5.  Todos los resultados obtenidos, indica una potencialidad de preparar un champú  biodegradable  biodegrada ble a partir del producto final de la purificación el cual debe cumplir los controles de calidad que demanda el champú mencionado a partir de las saponinas obtenidas de las hojas de Baccharis emarginata. 

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VI. 

RECOMENDACIONES

1.  Complementar el análisis de las saponinas de la planta denominada Lloctara (baccharis emarginata) con otros métodos: cuantificación por HPLC, índice de  pescado,, etc., a fin de obte  pescado obtener ner lecturas de mayor precisión so sobre bre su naturaleza.

2.  Buscar otros métodos de extracción de saponinas, en donde no sea necesario usar solventes tóxicos como el benceno.

3.  Difundir los resultados de la presente investigación para el aprovechamiento en la elaboración de champú, así como otros productos cosméticos, que representen menores impactos negativos para la salud del usuario y del medioambiente.

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VII.  REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Acosta, K. (2010).  Biodegradación de contaminantes  emergentes en columnas empacadas con suelos del valle de Tula (Tesis de Maestría). Universidad Nacional Autónoma de México. México D.F. Anaya, A. (2003). Ecología química. México, D. F.: Plaza y Valdés. ApSimon, J.; Buccini, J. and Badripersaud, S. (1973). Marine Organic Chemistry. I. Isolation of 3b, 6a-Dihydroxy-5a-pregn-9(11)-en-20-one from the saponins from the starfish  Asterias forbesi. A rapid method for extracting starfish saponins. Canadian Journal of Chemistry. 51(6), 850. doi:  doi: 10.1139/v73-129 10.1139/v73-129 Castellano, V. y Yugsi, L. (2015).  Evaluación de la extracción de saponinas de dos variedades de agave (Sisalana Perrine, Americana L.) con el método de soxhlet utilizando tres solventes (metanol, etanol y butanol) para la elaboración de jabón líquido en los laboratorios académicos de laencarrera de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Técnica de Cotopaxi el período 2014-2015   (Tesis de

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ANEXOS

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ANEXO 01 Datos para el cálculo de la concentración de saponinas del crudo por medio del método de espuma

TIEMPO  (horas)

24

48

72

B (50%)

A  (agua destilada)

C (70%)

altura (cm)

 peso (gramos)

altura (cm)

 peso (gramos)

altura (cm)

 peso (gramos)

0.2

0.5001

1

0.5

1.4

0.5001

0.2

0.5001

1.1

0.5002

1.4

0.5002

0.3

0.5002

1

0.5

1.4

0.5

0.6

0.5001

1.1

0.5002

1.4

0.5

0.7

0.5002

1.1

0.5

1.5

0.5001

0.6

0.5

1.3

0.5

1.5

0.5001

0.7

0.5001

1.5

0.5

2

0.5

0.9

0.5001

1.5

0.5002

2.2

0.5001

0.9

0.5002

1.7

0.5

1.9

0.5001

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ANEXO 02 Espectrometría Ultravioleta (Absorbancia vs Longitud) Espectrofotómetro UV-VIS HP 8452A

Cuadro de datos de estándar de saponinas #

Saponina Estándar

1

stsp1-1

2

concentración

Abs

%Error

0.10000

0.156 0.15639 39

-2.25

stsp1-2

0.10000

0.13974

9.40

3

stsp2-1

0.20000

0.29012

5.39

4

stsp2-2

0.20000

0.30235

1.12

5

stsp3-1

0.30000

0.461 0.46120 20

-0.56

6

stsp3-2

0.30000

0.459 0.45941 41

-0.17

7

stsp4-1

0.40000

0.59607

2.59

8

stsp4-2

0.40000

0.59616

2.57

9

stsp5-1

0.50000

0.75935

0.66

10

stsp5-2

0.50000

0.76056

0.50

11

stsp6-1

0.60000

0.929 0.92940 40

-1.31

12

stsp6-2

0.60000

0.92989

-1.36

13

stsp7-1

0.70000

1.06940

0.07

14

stsp7-2

0.70000

1.077 1.07760 60

-0.69

mg/mL

  Absorbancia vs. Longitud de onda analítica de 276 nm.



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  s   a   n    i   n   o   p   a   s   a    l   e    d   r   a    d   n    á    t   s   e    l   e    d   o   r    t   c   e   p   s    E   :   a   m   a   r   g   a    i    D

   )   m   n    (   a    d   n   o   e    d    d   u    t    i   g   n   o    L

  )   U    A   (  a   i  c    n   a    b   r   o   s    b    A

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ANEXO 03 Curva de calibración con datos del estándar de saponinas saponinas

   )    U    A    (   a    i   c   n   a    b   r   o   s    b    A

mg/mL  Concentración mg/mL 

Cuadro: datos de la ecuación de la ccurva urva de calibración del es estándar tándar de saponinas Analyte name

Concentración Concentración

Number of Standards (# de pruebas)

14

Calibration Curve

C = k1 * A

Coefficient k1

0.65413

Std.Dev. of k1

2.5816E-3

Std.Dev. of Calibration

6.6033E-3

Correl. Coeff. (R^2)

0.99980

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ANEXO 04 Tabla de datos de concentración de saponinas de muestra de Lloctara ( Baccharis emarginata)

# muestras

Nombre Abs Concentration

1

Lloctara1

0.55505

0.36308

2

Lloctara2

0.54669

0.35761

3

Lloctara3

0.5504

0.36004

Se utilizó la curva de calibración de estándar de saponinas para encontrar la concentración de la saponinas de la Lloctara ( Baccharis emarginata).

Espectrofotometría Ultravioleta: espectro de la muestra de Lloctara Espectrofotometría  Baccharis emarginata) ( Baccharis

   )    U    A    (   a    i   c   n   a    b   r   o   s    b    A

Longitud de onda (nm)  (nm)  

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