AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN
EXPERIMENTAL Y COMPUTACIONAL
DE EUGENOL EN ALBAHACA DE SAL
(Ocimum basilicum L.) Y ALBAHACA
DE DULCE (Ocimum americanum)
ISOLATION AND EXPERIMENTAL AND COMPUTATIONAL CHAR-
ACTERIZATION OF EUGENOL IN SALT BASIL (Ocimum basilicum
L.) AND SWEET BASIL (Ocimum americanum)
Juan Francisco Almeida L.
1
& Lorena Meneses O.
1
Palabras claves: Eugenol, albahaca de sal, albahaca de dulce,
solubilidad, espectroscopía de infrarrojos
Keywords: Eugenol, salt basil, sweet basil, solubility,
infrared spectroscopy.
RESUMEN
El objetivo principal del presente trabajo, fue el aislamiento y la caracterización
experimental y computacional de eugenol en la albahaca de sal (Ocimum ba-
silicum L.) y la albahaca de dulce (Ocimum americanum). Se utilizaron tres téc-
nicas para la extracción del aceite esencial de las hojas y flores: destilación por
arrastre de vapor, destilación directa y extracción Soxhlet. Por medio de reac-
ciones ácido-base y solubilidad, se aisló el eugenol presente en el aceite esen-
cial. La caracterización del eugenol se realizó por espectroscopía infrarroja. El
trabajo computacional consistió en la obtención de los espectros de infrarrojo,
65
1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Escuela de Cien-
cias Químicas, Quito Ecuador. (lmmeneses@puce.edu.ec; juanfrantorero@gmail.com).
utilizando el software Gauss View 4.1.2 y Gaussian 03, para compararlos con
los espectros de las diferentes muestras analizadas y del estándar de eugenol.
La cantidad de eugenol que se obtuvo de los dos tipos de albahaca está entre
un 0,02 y 0,04 % con respecto al peso de albahaca fresca usado en las extrac-
ciones. Los espectros de infrarrojos computacional y del estándar tienen una
correlación de 99,8 %, mientras que las muestras en promedio tienen una co-
rrelación de 96,6 % para la albahaca de sal y 94,1 % la albahaca de dulce,
comparadas con el mismo estándar. El método Soxhlet fue el más eficiente para
la extracción de eugenol en las muestras de albahaca, aunque resulta ser el
menos amigable con el medio ambiente. Los espectros obtenidos tanto expe-
rimental como computacionalmente, son comparables con el espectro obte-
nido del estándar de eugenol, lo que nos indica que tanto el proceso de
extracción como los cálculos computacionales fueron adecuados.
ABSTRACT
The main goal of this work was the isolation and experimental and computa-
tional characterization of eugenol in salt basil (Ocimum basilicum L.) and sweet
basil (Ocimum americanum). The extraction of essential oil from the leaves and
flowers was performed by three techniques: steam distillation, direct distillation
and Soxhlet extraction. By means of acid-base reactions and solubility, eugenol
was isolated from other components in the essential oil. The characterization
of eugenol was made by infrared spectroscopy. The computational work con-
sisted in the calculation of spectra by using Gauss View 4.1.2. and Gaussian
03 software. The computational spectra were compared with those obtained
from the samples and a eugenol´s standard. The amount of eugenol obtained
from the two types of basil was between 0.02 and 0.04 % as fresh basil weight.
Infrared spectra had 99.8 % of correlation between computational and standard
spectrum, while samples rendered an average correlation of 96.6 % for salt
basil and 94.1% for sweet basil, compared with the same standard. Soxhlet ex-
traction was the best method for obtaining eugenol, although is not environ-
mental friendly. The experimental and computational spectra are comparable
with the spectrum of eugenol’s standard, which means that the extraction
process and computational calculations were appropriate.
infoANALÍTICA
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Existe una gran variedad de plantas
que entran en la descripción general
de albahaca, puesto que es una espe-
cie que tiene muchos quimiotipos
naturales distintos (Damian & Da-
mian, 1995). La importancia de la al-
bahaca en términos generales se
debe a su uso en gastronomía y en el
campo de la medicina tradicional. Se
han realizado estudios que confir-
man su actividad antibacteriana, an-
tifúngica, analgésica, antiespasmódi-
ca, carmitiva, entre otras (Prakash &
Gupta, 2005).
El mercado para comercializar la al-
bahaca es muy diverso, ya que su uso
se ha difundido a nivel mundial y en
diferentes presentaciones, tanto
fresca como seca, así como su aceite
esencial. Los principales importado-
res de albahaca son países europeos
como Alemania, Francia, Reino
Unido y Holanda; en América el
principal comprador es Estados Uni-
dos de Norte América (Hiltuner &
Holm, 2005).
En nuestro país, la albahaca de sal se
la emplea en la gastronomía, mien-
tras que la albahaca de dulce se la
utiliza como parte de la medicina tra-
dicional para baños curativos.
Existe un trabajo de la Pontificia Uni-
versidad Javeriana de Bogotá, donde
se realizó un estudio in vitro de la ac-
ción relajante de una infusión al 10 %
de Ocimum basilicum L. sobre el
Ílion de rata precontraído con KCl
(Rosero e.t al., 2009). En cuanto a la
acción antibiótica, el aceite inhibe el
crecimiento del bacilo tuberculoso
(Pattnaik & Sitakanta, 1996).
Este estudio se orientó al aislamiento
y caracterización de eugenol en la al-
bahaca de sal y de dulce, que se en-
cuentra en los mercados populares
de la ciudad de Quito, analizando la
albahaca tal como se expende y los
compradores la utilizan, sin ningún
tipo de tratamiento previo.
La importancia del aislamiento de
eugenol se basa en sus usos farma-
céuticos. En el caso de la albahaca,
la obtención del eugenol es más eco-
nómica que la tradicional extracción
del clavo de olor (Eugenia caryophyl-
lata) (Rama et. al., 2013).
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Ocimum basilicum L.)
Y ALBAHACA DE DULCE (
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INTRODUCCIÓN
Para la extracción del aceite esencial
de las hojas y flores de los dos tipos
de albahaca, se utilizaron tres méto-
dos: destilación directa por arrastre
de vapor; destilación por arrastre de
vapor, método vapor vivo; y extrac-
ción Soxhlet.
El aislamiento de eugenol se realizó
por medio de reacciones ácido-base
debido a la naturaleza química de la
molécula. La separación del resto de
componentes del aceite esencial se
realizó en base a la solubilidad de los
mismos.
La técnica utilizada para la caracteri-
zación de eugenol, fue la espectros-
copía, con la que se obtuvo el
espectro de cada una de las muestras
y su correspondiente duplicado.
Métodos de extracción
Los métodos empleados para la ex-
tracción de aceite esencial de alba-
haca de sal y de dulce, fueron los
siguientes:
Destilación directa por arrastre de
vapor
Se pesaron 40 g de muestra en la ba-
lanza analítica Mettler Toledo mo-
delo AB204, se transfirió la muestra a
un balón de base plana de 500 mL
con boca esmerilada, se agregaron
250 mL de agua destilada y se some-
tió al calor en una plancha de calen-
tamiento. Se acopló al balón una
trampa Dean-Stark, y sobre esta
trampa un condensador simple. Se
destiló por 45 minutos (luego de caer
la primera gota) y se recolectó el lí-
quido en un embudo de separación
de 100 mL, luego se agregó alrede-
dor de 1 g de cloruro de sodio p.a.
Merck y 50 mL de hexano p.a. Fisher,
se desechó la porción acuosa y se
guardó la fase orgánica.
Extracción Soxhlet
Se pesaron 40 g de muestra en un
vaso de precipitación de 100 mL,
luego se transfirió la muestra al dedal
de celulosa del extractor. En el balón
de base redonda de 250 ml que se
utilizó para el equipo, se agregaron
130 mL de hexano p.a. Fisher, se dejó
en reflujo hasta que el equipo haya
sifonado 8 veces.
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MATERIALES Y MÉTODOS
Destilación por arrastre de vapor,
método vapor vivo
Se pesaron aproximadamente 40 g
de muestra en un vaso de precipita-
ción de 100 mL, en la balanza analí-
tica Mettler Toledo modelo AB204 y
se transfirió la muestra al balón de
base plana de 500 mL. En el otro
balón se colocaron 100 mL de agua
destilada para generar el vapor vivo
y se armó el equipo de destilación.
Luego de caer la primera gota se dejó
destilar por 45 minutos, el destilado
se colectó en un embudo de separa-
ción de 100 mL, se agregó alrededor
de 1 g de cloruro de sodio p.a. Merck
y 50 ml de hexano p.a. Fisher, se des-
echó la porción acuosa y se guardó
la fase orgánica.
Aislamiento de eugenol (Ocampo et.
al., 2008)
En un embudo de separación que
contiene el solvente con el aceite, se
agregaron 25 ml de NaOH al 5 %. Se
colectó la fase acuosa y a la fase or-
gánica se volvió a agregar 25 mL de
NaOH al 5%. Se separó la fase
acuosa y se mezcló con la porción
anterior, y se descartó la fase orgá-
nica. A continuación, a la fracción
acuosa se agregaron 50 mL de HCl al
5 % y 30 mL de hexano. Mediante la
utilización de un embudo de separa-
ción, se eliminó la fase acuosa y se
conservó la fase orgánica, a la que se
agregó sulfato de sodio anhidro p.a.
Merck. Se transfirió la fase orgánica a
un balón de base redonda de 200 mL
de boca esmerilada, y se retiró el sol-
vente con ayuda de un equipo de ro-
taevaporación, el mismo que tiene
un baño térmico marca Yamato mo-
delo BM200, control de rotación
marca Yamato, modelo RE200. Se
dejó rotaevaporar aproximadamente
10 min a una temperatura de 35 °C.
Caracterización de eugenol
Espectroscopía infrarroja
Se realizó la comparación espectral
de cada una de las muestras y dupli-
cados, con el estándar de eugenol al
99 % de pureza (Sigma Aldrich). El
análisis se realizó en el Espectrofotó-
metro de Infrarrojos con Transforma-
das de Fourier FT-IR Perkin Elmer
modelo BTXII, de acuerdo con las es-
pecificaciones del equipo con un
ATR marca Miracle
Análisis computacional
Por medio del software Gauss View
4.1.2 y Gaussian03, se obtuvo el es-
pectro de infrarrojos computacional,
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por medio del método B3LYP y la
base 6-311g y se comparó con los es-
pectros experimentales. Para ello se
optimizó la molécula con el keyword
OPT y luego se obtuvieron los espec-
tros con el keyword FREQ.
infoANALÍTICA
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RESULTADOS
En la Tabla 1 se muestran la cantidad
de aceite esencial obtenido en la ex-
tracción por cada método, en los dos
tipos de albahaca
Tabla 1. Pesos promedio de aceite esencial para cada tipo de extracción
Peso de Peso de
Aceite Aceite
Método de
esencial esencial
extracción
albahaca albahaca
de sal (g) de dulce (g)
Arrastre de vapor 0,293 0,277
Destilación directa 0,240 0,234
Soxhlet 0,306 0,299
En la Tabla 2 se encuentra detallado
el porcentaje promedio de rendi-
miento para el aislamiento de euge-
nol, en los dos tipos de albahaca y
con los tres métodos de extracción.
El porcentaje de rendimiento se basa
en la cantidad de eugenol obtenido,
en base a la cantidad de albahaca
fresca tomada como muestra.
Tabla 2. Porcentaje de rendimiento para el aislamiento de eugenol
% Promedio de % Promedio de
Método de rendimiento rendimiento
extracción albahaca albahaca
de sal de dulce
Arrastre de vapor 0,038±0.001 0,033±0.002
Destilación directa 0,021±0.002 0,020±0.001
Soxhlet 0,042±0.002 0,040±0.001
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En la Tabla 3 se muestran los valores
obtenidos del análisis de varianza
(ANOVA) de los tres métodos de ex-
tracción utilizados para la albahaca
de sal y para la albahaca de dulce,
con un valor de F tabulado al 95 %
de confianza.
Tabla 3. Análisis de varianza de los tres métodos de extracción
para la albahaca de sal y la albahaca de dulce
Origen de las Grados F F F
varianzas de libertad calculado calculado tabulado
albahaca albahaca
de sal de dulce
Entre grupos 2
Dentro de grupos 27 421,14 505,53 3,35
Total 29
En la Figura 1, se muestra un espectro
de comparación entre el estándar de
eugenol (rojo) y una muestra de alba-
haca de sal (negro), donde se puede
observar las principales bandas y la
alta correlación entre los dos espec-
tros.
En la Tabla 4 se aprecia la compara-
ción entre los picos obtenidos com-
putacionalmente y los obtenidos para
el estándar de eugenol. La compara-
ción se realizó solamente en los
cinco principales picos. Para el estu-
dio comparativo, se utilizaron dife-
rentes métodos y bases de cálculo, a
fin de analizar si el cambio de estos
parámetros afecta significativamente
en el valor de la frecuencia de infra-
rrojos obtenida.
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Figura 1. Espectro infrarrojo de estándar de eugenol
comparado con una muestra de albahaca de sal
El aceite esencial obtenido fue inco-
loro o ligeramente amarillo, con un
olor muy agradable, típico de alba-
haca. Se obtuvieron aproximada-
mente 0,275 g por 40 g de muestra,
es decir, 0,11 % de aceite esencial en
promedio. Este valor está dentro del
rango citado en la literatura, entre
0,04 % y el 0,7 % para Ocimum ba-
silicum L. (Vanaclocha & Cañigueral,
2003).
Los valores de desviación estándar
son muy pequeños y similares, tanto
para las muestras, como para los mé-
todos.
Para determinar si existen diferencias
significativas entre los métodos de
extracción, aplicados a un mismo
tipo de albahaca, se utilizó el análisis
de varianza (ANOVA), ya que con
este método estadístico podemos
comparar dos o más grupos de datos.
El valor de F utilizado para el análisis
estadístico tiene una confianza del
95 %. En la Tabla 3 se puede apreciar
que existen diferencias significativas
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Tabla 4. Comparación de principales picos entre espectro experimental del estándar de
eugenol y espectros computacionales obtenidos con diferentes bases y métodos
DISCUSIÓN
entre los tres métodos, ya que el valor
calculado de F tanto para la albahaca
de sal como para la albahaca de
dulce, es mucho mayor que el valor
tabulado. Esto nos indica que las di-
ferencias encontradas no tienen rela-
ción con errores aleatorios, sino que
dependen únicamente del método.
Las diferencias entre los métodos
pueden deberse al uso del solvente
para la extracción, ya que el solvente
orgánico permite extraer una mayor
cantidad de compuestos adicionales
al aceite esencial, como por ejemplo
pigmentos, que podrían aumentar la
cantidad final de extracto.
Para la caracterización del eugenol se
utilizó como técnica principal la es-
pectrofotometría infrarroja, utilizando
un estándar de eugenol para compa-
rar su espectro con los obtenidos de
las muestras, y de esta manera asegu-
rar que los productos del aislamiento
son efectivamente eugenol. Previo a
la comparación con el estándar, se
consideró cuáles son los picos impor-
tantes que deben estar presentes en el
espectro, debido a la estructura de la
molécula. Por ejemplo, el pico del
grupo OH presente en la molécula,
tiene una banda característica que
aparece entre 3400 y 3650 cm
-1
, otro
pico importante es uno del anillo aro-
mático del eugenol que aparece entre
1450 y 1600 cm
-1
.
Los espectros de muestras y duplica-
dos tuvieron una correlación mayor al
90 %, lo que confirma la presencia de
eugenol en las extracciones. La corre-
lación se obtuvo por superposición
de espectros en el equipo, como se
observa en la Figura 1.
La comparación del espectro compu-
tacional se realizó tomando en con-
sideración cinco picos principales, y
en base a éstos, se obtuvo una corre-
lación del 99,8 %, dejando en evi-
dencia la utilidad del uso del
modelamiento computacional.
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CONCLUSIONES
La caracterización del eugenol obte-
nido de las muestras de albahaca,
permite confirmar que el método de
aislamiento de este compuesto, utili-
zado para su extracción de clavo de
olor, es adecuado también para la al-
bahaca, debido a que se obtuvieron
espectros bien definidos y contrasta-
bles con el estándar, sin tener mayo-
res variaciones entre ellos.
Se demostró que los espectros com-
putacionales pueden servir de guía
para el estudio propuesto, incluso
podrían ser utilizados para la carac-
terización, debido a que la diferencia
entre éstos y el espectro obtenido ins-
trumentalmente de un estándar, es
poco significativa.
La extracción de aceite esencial me-
diante arrastre de vapor, método
vapor vivo, resultó ser el método más
adecuado, tomando en considera-
ción dos aspectos, primero el rendi-
miento promedio que fue de 0,03 %,
y segundo, la cantidad de solvente
necesario al final del proceso de ex-
tracción y aislamiento, que fue
mucho menor que el de extracción
Soxhlet.
El método de extracción Soxhlet pre-
sentó un promedio de rendimiento
del 0,04 %, superior a las dos extrac-
ciones acuosas, pero la cantidad de
solvente utilizado hasta el final del
proceso es muy alta, llegando a
usarse 160 mL de hexano por mues-
tra, lo que no es amigable con el
medio ambiente.
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LITERATURA CITADA
