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Julio 2020 (enero-junio)
Gallegos et. al.
ANÁLISIS POR ESPECTROSCOPIA
DE INFRARROJOS (FTIR) DEL EXUDADO
DEL ÁRBOL DE ALGARROBO Prosopis juliflora
(FABACEAE)
INFRARED SPECTROSCOPY (FTIR) ANALISYS OF THE CAROB TREE
EXUDATE Prosopis juliflora (FABACEAE)
Felipe Gallegos P.
1
, Yolanda López F.
2
& Lorena Meneses O
1*
Recibido: 5 de mayo 2020 / Aceptado: 30 de junio 2020
Publicado en línea: 2 de julio de 2020
DOI: 10.26807/ia.v8i2.168
Palabras claves: Acacia senegal, algarrobo, FTIR, goma de algarrobo,
goma arábiga, Prosopis juliflora.
Keywords: Acacia senegal, arabic gum, carob tree, carob tree gum, FTIR,
Prosopis juliflora.
RESUMEN
La goma de algarrobo es un exudado proveniente de las ramas y troncos de los
árboles del género Prosopis, tiene una semejanza a la goma arábiga y posee
potenciales aplicaciones en el área farmacéutica, de alimentos, industria cos-
1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Escuela de Cien-
cias Químicas, Quito, Ecuador (edfelipe28@gmail.com; *correspondencia: lmmeneses@ puce.edu.ec).
2 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.C, Hermosillo, Sonora, México
(lopezf@ciad.mx)
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mética, etc. El algarrobo se encuentra en regiones secas y semi secas del Ecua-
dor. En el presente trabajo se analizaron por espectroscopia FTIR, tres muestras
de goma de algarrobo y una muestra de goma arábiga grado alimenticio, para
la obtención y comparación de espectros. Las muestras provenientes del árbol
Prosopis juliflora, fueron recolectadas en tres áreas de la provincia de Manabí-
Ecuador: Bahía de Caráquez (Zona 1), Portoviejo (Zona 2) y Puerto López (Zona
3). Se obtuvieron espectros FTIR de cada una de las muestras y se compararon
con espectros de la bibliografía. Los espectros de infrarrojos presentaron seme-
janza entre los dos tipos de gomas, algarrobo y arábiga, así como con los de la
bibliografía; se efectuó una comparación analítica entre los dos tipos para la
obtención de porcentajes de correlación, estos fueron de 80,37; 79,83 y 79,66
% para las zonas 1, 2 y 3 respectivamente. Los resultados obtenidos abren una
línea de investigación para la posible utilización de la goma de algarrobo ecua-
toriana como una nueva y accesible alternativa al uso de la goma arábiga.
ABSTRACT
Carob tree gum is an exudate obtained from the stems and branches of Prosopis
trees. It is a natural product with potential applications in food, pharmaceutical,
cosmetic industry, etc. It is found in dry and semi dry regions of Ecuador. In the
present work, samples originated from Prosopis juliflora tree, collected from
three zones of Manabí, province of Ecuador: Bahía de Caráquez (Zone 1), Por-
toviejo (Zone 2) and Puerto López (Zone 3), and one sample of arabic gum,
food grade from Acacia senegal tree used as reference, were analyzed by in-
frared spectroscopy, to obtain and compare the spectrums of the each one of
the samples. Infrared spectrums of both gums were obtained and compared
with bibliography. The FTIR spectra exhibited a good correlation between the
two types of gums and with the literature; an analytical comparison was made
to obtain the correlation percentage between both gums. The results were
80.37, 79.83 and 79.66 % for 1, 2 and 3 zones, respectively. Thus, a research
line is open for the possible use of carob gum, as a new alternative and acces-
sible, instead of arabic gum.
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ANÁLISIS POR ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJOS (FTIR)
DEL EXUDADO DEL ÁRBOL DE ALGARROBO
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Se denomina exudado vegetal a toda
aquella sustancia, goma, látex o re-
sina, que es producida y expulsada
en estado líquido por una planta ya
sea por estrés natural o daños físicos
(Goswami y Naik, 2014).
La goma de algarrobo y la goma ará-
biga se definen como exudaciones
gomosas de leguminosas, presentes
en áreas áridas y semiáridas. La pri-
mera es obtenida a partir de la cor-
teza y ramas del árbol Prosopis juliflo-
ra, o especies relacionadas al género
Prosopis, procedente de América del
Norte. La segunda, a partir de los ár-
boles de Acacia senegal o seyal, ori-
ginarias de África del Norte (Vernon,
Beristain y Pedroza, 2000).
Las gomas naturales cumplen diferen-
tes funciones en diversas áreas de la
química. En el área de alimentos se
emplea en la fabricación de carame-
los y como emulsificante, en la en-
capsulación de saborizantes y como
estabilizante en bebidas, además, en
la industria farmacéutica en la elabo-
ración de pastillas, como medio de
transporte de algunos fármacos o
como aglutinante, entre otras (López,
Goycoolea, Wang, 2009).
En las gomas se encuentran com-
puestos fenólicos, que son sustancias
con anillos bencénicos en su estruc-
tura. Estos compuestos ayudan al co-
rrecto funcionamiento del sistema
vegetal y actúan como mecanismos
de defensa ante agentes patógenos.
Así mismo, el consumo de productos
con alto contenido fenólico favorece
al cuerpo humano, al actuar como
antioxidantes y como parte de la de-
fensa en el sistema inmune. La in-
gesta diaria reduce la incidencia de
enfermedades cardiovasculares, dia-
betes, cáncer y alergias; los polife-
noes actúan como inhibidores de
radicales libres en la sangre prote-
giendo el ADN e inactivando enzimas
involucradas en procesos degenerati-
vos (Ozcan, Akpinar, Ersan y Deli-
kanli, 2014).
La goma de algarrobo tiene un alto
reconocimiento en México y se co-
noce como goma de mezquite. Ha
contribuido económicamente a mu-
chas comunidades del centro norte
de México y sur de Estados Unidos,
por lo que actualmente la goma de
mezquite ha ganado un alto interés
en el uso industrial (Vernon et al.,
2000).
INTRODUCCIÓN
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Para el caso ecuatoriano, la comer-
cialización de la goma de algarrobo
es nula. En la provincia de Manabí
existe un cierto reconocimiento, por
los lugareños, de que esta exudación
permite combatir afecciones estoma-
cales.
El Ecuador posee amplias regiones
áridas y semiáridas ubicadas en su
mayoría en la región costa, con una
extensión aproximada de 9593,82
km
2
(Verbist, Santibañez, Gabriels y
Soto, 2010). Burghardt, Brizuela, Pía,
Albán y Palacios (2010), estudiaron
la presencia del género Prosopis en
las costas de Ecuador y Perú, ha-
llando varias especies de Prosopis en
Manabí, Guayas y El Oro, y también
en la zona de Loja.
El aprovechamiento de estas especies
para la obtención de goma de alga-
rrobo y la evaluación de ésta como
posible sustituto de la goma arábiga,
debe ser puesto en consideración. Lo
anterior fomentaría la implementa-
ción de bosques de algarrobo en las
zonas semiáridas y áridas del país,
además del uso de las zonas actua-
les.
Debido a la semejanza, tanto de es-
tructura química y fisicoquímica,
entre la goma arábiga y la goma de
algarrobo, ésta última supone una
nueva forma de satisfacer la de-
manda de este tipo de aditivos ante
el crecimiento industrial que se vive
en los últimos años (Armijos, 2016).
En el presente estudio se propone
analizar soluciones metanólicas de
goma o exudado de algarrobo (Pro-
sopis juliflora) ecuatoriana y compa-
rar con la goma arábiga (Acacia
senegal), por medio de espectrosco-
pia de infrarrojos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Preparación de Muestras
Tres zonas ecuatorianas fueron mues-
treadas: Bahía de Caráquez (Zona 1),
Portoviejo (Zona 2) y Puerto López
(Zona 3). La recolección de muestras
de goma algarrobo se efectuó según
las metodologías propuestas por Has-
san (2008), Yebeyen, Lemenih y Fe-
leke (2009), Kauther y Hussien
(2018) y Sibaja (2015); para ello se
eligieron al azar 20 árboles de cada
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ANÁLISIS POR ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJOS (FTIR)
DEL EXUDADO DEL ÁRBOL DE ALGARROBO
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zona que presentaron evidencia fí-
sica de goma. Las gomas fueron lim-
piadas, trituradas y almacenadas.
Además, se adquirió una muestra de
goma arábiga grado alimenticio.
Análisis por espectroscopia IR
La caracterización por espectrosco-
pia FTIR, fue realizada en los labora-
torios de la Pontificia Universidad
Católica del Ecuador.
Se llevó a cabo una extracción meta-
nólica de cada una de las muestras
de goma, siguiendo las metodologías
descritas por Mohammedelnour, et.
al (2017).
Se pesaron 5 g de cada una de las
muestras de goma de algarrobo tritu-
rada y arábiga, en una balanza ana-
lítica marca Mettler Toledo ML204.
Se disolvieron en 50 mL de metanol
absoluto (Sigma Aldrich). Se maceró
por 48 horas a obscuras evitando el
contacto con la luz. Las soluciones
fueron filtradas a vacío con papel fil-
tro cuantitativo (MN 640 m). Las so-
luciones resultantes se concentraron
a 40 °C en una estufa, marca Binder
ED 115, hasta eliminar completa-
mente el metanol.
Se empleó un equipo de espectrosco-
pia de infrarrojos Perkin Elmer BX,
ATR miracle. Mediante el software
Sprectrum se leyó el espectro de
fondo y seguido se realizaron las lec-
turas de los extractos de cada una de
las muestras de goma. Se obtuvieron
los espectros infrarrojos en transmi-
tancia %T. Finalmente, se transforma-
ron los espectros a unidades de
absorbancia (U.A) para una mejor
apreciación de bandas y posterior
comparación con espectros reporta-
dos en la literatura.
RESULTADOS
En la Tabla 1 se presentan las tres
zonas de muestreo seleccionadas
para este estudio, así como algunas
características geográficas de cada
una de ellas.
212
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Tabla 1. Ubicación de las zonas de muestreo en la provincia de Manabí
para la obtención de la goma de algarrobo
Rango de
Promedio
N° Ubicación Coordenadas Temperatura de lluvia
(junio-julio) (junio-julio)
Zona 1
Bahía de Caráquez, Latitud:0°36’16.45”S
23,0 – 30,0 °C 0,0 – 1,1 mm
San Vicente. Longitud:80°23’58.71”O
Portoviejo,
Zona 2
Jardín Botánico de la Latitud:1° 2’32.24”S
17,0 – 32,0 °C 0,0 – 0,4
Universidad Técnica Longitud:80°27’10.99”O
de Portoviejo
Zona 3
Puerto López, Bosque Latitud:1°31’52.61”S
21,0 – 31,0 °C 0,0 – 0,5 mm
seco de Algarrobo Longitud: 80°44’32.41”O
Se programaron las fechas de reco-
lección, en la provincia de Manabí,
entre los meses junio y julio del
2018. Cabe recalcar que las edades
de los árboles de la zona 1 y zona 2
fueron similares, de 5 a 10 años,
mientras que la zona 3 contiene ár-
boles de edades jóvenes de 3 a 5
años; esto con el objetivo de observar
diferencias de composición entre las
gomas (Inamhi, 2018).
Análisis por espectroscopia IR
Las Figuras 1 a 4 muestran los espec-
tros de infrarrojo obtenidos a partir
del análisis de los extractos de tres
muestras de goma de algarrobo y de
goma arábiga. Cada una de ellas está
representada por absorbancia versus
el número de onda (cm
-1
), en los cua-
les se identifican las bandas más sig-
nificativas.
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ANÁLISIS POR ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJOS (FTIR)
DEL EXUDADO DEL ÁRBOL DE ALGARROBO
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Figura 1. Espectro infrarrojo, absorbancia versus longitud de onda,
para la goma de algarrobo de la zona 1, Bahía de Caráquez
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Figura 2. Espectro infrarrojo, para la goma de algarrobo de la zona 2,
Portoviejo
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ANÁLISIS POR ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJOS (FTIR)
DEL EXUDADO DEL ÁRBOL DE ALGARROBO
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Figura 3. Espectro infrarrojo, para la goma de algarrobo zona 3,
Puerto López
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Figura 4. Espectro infrarrojo, para la goma arábiga grado alimenticio
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ANÁLISIS POR ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJOS (FTIR)
DEL EXUDADO DEL ÁRBOL DE ALGARROBO
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En el presente trabajo se analizaron
los compuestos fenólicos encontrados
en los extractos de goma arábiga y al-
garrobo. Entre los picos sobresalientes
y relacionados en bibliografía, están
los grupos fenólicos a 3210 ~ 3320
cm
-1
(Vasile, Romero, Judis y Mazzo-
bre, 2016). Otra banda característica
es la del grupo de los alcanos, en este
caso polímeros de carbohidratos, con
frecuencias de 2939 ~ 2946 cm
-1
en-
contrado en todas las gomas de alga-
rrobo, menos en la muestra de goma
arábiga (López, Córdova, Goycoolea,
Valdez, Onofre y Mendoza, 2012).
Esto se debe a la presencia de molé-
culas de agua en la mezcla, lo que
usualmente genera una expansión de
la señal del grupo O-H solapando
otras absorciones de importancia (Pa-
lencia, 2018). La aplicación de la se-
gunda derivada ayuda a la separación
de picos solapados, sin embargo al
ser un procedimiento matemático
este posee limitaciones, lo cual po-
dría resultar en una distorsión del es-
pectro (Rieppo, Saarakkala, Närhi,
Helminen, Jurvelin y Rieppo. 2012).
Los picos 1629 a 1663 cm
-1
demues-
tran la presencia de flavonoides y gru-
pos carbonilo (Vasile et al., 2016). Los
picos entre los 1300 y los 1400 cm
-1
también son equiparables con biblio-
grafía, representando a los enlaces C-
C para aromáticos y alcanos (Udo,
Odoemelam y Okon, 2017). La
banda a 1014 cm
-1
, indica estiramien-
tos en enlaces C-O (Bashir y Hari-
priya, 2016).
Bashir y Haripriya, (2016) señalan
que los picos a 1400 cm
-1
son debido
a ácidos urónicos y residuos de áci-
dos carboxílicos; de igual manera es-
tablecen que los picos correspon-
dien tes a 1014 cm
-1
podrían ser des-
critos como moléculas de arabinoga-
lactanas.
La comparación analítica de espec-
tros, entre los tres extractos de las
muestras de goma de algarrobo con-
tra el de la muestra de goma arábiga
comercial, presentó un porcentaje de
correlación de 80,37 % para la goma
de la zona 1, 79,83 % para la goma
de la zona 2 y 79,66 % para la goma
de la zona 3. La baja de resolución
de los picos y la falta del pico entre
2939 ~ 2946 cm
-1
en la goma arábiga
generaron una disminución en el
porcentaje de correlación. De igual
DISCUSIÓN
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InfoANALÍTICA 8(2)
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forma, los espectros entre la goma de
algarrobo joven, zona 3, y la goma
de algarrobo madura, zonas 1 y 2,
fueron similares, por lo que se puede
decir que su estructura química es se-
mejante. De este modo, la composi-
ción orgánica no varía con el tiempo
de vida del árbol, si no que varía la
cantidad de agua y minerales con la
cual es exudada, los cuales son apro-
vechados para el crecimiento del
árbol.
La buena correlación entre los espec-
tros de los extractos de goma arábiga
y goma de algarrobo, demuestran
una estructura química y de compo-
sición similares. De igual manera, al
comparar los espectros de goma de
algarrobo con trabajos relacionados,
se puede encontrar una similitud
tanto para goma arábiga como para
goma de algarrobo (López et al.,
2012; Vasile et al., 2016; Elbadawi,
Alsabah, y Abuelhassan, 2018).
Por otro lado, se debe mencionar que
las disoluciones acuosas de goma de
algarrobo presentaron una colora-
ción más oscura que la de goma ará-
biga. La coloración está relacionada
con la cantidad de taninos conden-
sados en las gomas, los cuales pro-
vienen de las proantocianidinas. A
mayor intensidad, mayor el conte-
nido (Sibaja, 2015). Del mismo modo
el trabajo propuesto por Vasile, Ro-
mero, Judis, Mattalloni, Virgolini, y
Mazzobre, (2019) demostraron un
alto contenido de taninos respecto a
la goma arábiga. Las proantocianidi-
nas son compuestos fenólicos o polí-
meros de flavonoides encontrados en
gran variedad de plantas. Son las res-
ponsables de otorgar propiedades an-
tioxidantes y consecuentemente una
coloración café-rojiza (IBQ, 2014).
En base a este estudio, se deduce que
la goma de algarrobo posee un
mayor contenido fenólico en relación
a la goma arábiga.
CONCLUSIÓN
El estudio por espectroscopia de in-
frarrojos demostró que los espectros
de las tres muestras de goma de alga-
rrobo y de la goma arábiga grado ali-
menticio son comparables, por lo
que comparten una estructura quí-
mica similar. Los porcentajes de co-
rrelación demuestran un valor de
alrededor del 80 %, considerado re-
lativamente elevado.
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DEL EXUDADO DEL ÁRBOL DE ALGARROBO
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La variación de edad de los árboles,
entre 3 a 10 años, no influye en la es-
tructura química de la goma de alga-
rrobo, los espectros de las gomas de
las zonas 1, 2 y 3 fueron semejantes
entre ellos.
De igual forma los espectros y la
identificación de picos, obtenidos ex-
perimentalmente, fueron compara-
bles con espectros encontrados en
bibliografía para la goma de alga-
rrobo y goma arábiga.
Los resultados obtenidos representan
una línea base para el desarrollo de
conocimiento en relación a las posi-
bles aplicaciones de la goma de al-
garrobo, como alternativa de uso de
la goma arábiga comercial. Esto ge-
neraría beneficio para la comunidad
ecuatoriana, además de fomentar el
aprovechamiento de los recursos que
existen en las regiones áridas y semi-
áridas del país.
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