ESTUDIO COMPARATIVO DE LOS MÉTODOS
ESPECTROFOTÓMETRICO
Y POTENCIOMÉTRICO PARA
LA DETERMINACIÓN CUANTITATIVA
DE FENOLES TOTALES EN PLANTAS
MEDICINALES ECUATORIANAS
COMPARATIVE STUDY OF THE METHODS
SPECTROPHOTOMETRIC AND POTENTIOMETRIC
FOR QUANTITATIVE DETERMINATION OF TOTAL PHENOLS
IN ECUADORIAN MEDICINAL PLANTS
Anyi Jaramillo Jiménez1, Carmita Jaramillo Jaramillo1
& Luisa Rojas de Astudillo2*
Recibido: 8 de noviembre 2021 / Aceptado: 7 de enero 2022
DOI 10.26807/ia.v10i1.228
Palabras clave: fenoles; Folinn y Ciocalteau; plantas medicinales;
titulación potenciométrica.
Keywords: Folinn and Ciocalteau, medicinal plants, phenols,
potentiometric titration.
1Universidad Técnica de Machala, Machala, Ecuador. (anyisssita2203@gmail.com, cjaramillo @utma-
chala.edu.ec)
2Universidad de Oriente, Cumana, Venezuela, (* correspondencia: lrojas40@yahoo.com)
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PARA DETERMINACIÓN DE FENOLES EN PLANTAS MEDICINALES ECUATORIANAS
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RESUMEN
En este estudio, fueron comparados los valores de las concentraciones de fe-
noles totales en extractos acuosos de plantas medicinales ecuatorianas que
fueron obtenidos usando el método espectrofotométrico desarrollado por Fo-
linn y Ciocalteau y por titulación potenciométrica. Por el método potencio-
métrico se cuantificaron los fenoles totales presentes en cuatro plantas
medicinales (Ageratum conyzoides, Cnidoscolus chayamansa, Cynara scoly-
mus yTaraxacum officinale), las cuales fueron seleccionadas por ser represen-
tativas de los contenidos alto, medio, intermedio y bajo de fenoles totales de
las doce plantas previamente analizadas espectrofotométricamente. Los re-
sultados de la cuantificación de fenoles totales por titulación potenciométrica
tuvieron una alta correlación (R2=0,987) con los valores obtenidos por el mé-
todo espectrofotométrico, a las concentraciones de 0,70 a 24,0 mg/g. El uso
de la potenciometría para cuantificar fenoles totales resultó amigable con el
ambiente al utilizar concentraciones muy diluidas de reactivos y reemplazar
las substancias tóxicas empleadas habitualmente en los métodos espectrofo-
tométricos.
ABSTRACT
In this study, the values of total phenol concentrations in aqueous extracts of
ecuadorian medicinal plants, obtained using the spectrophotometric method
developed by Folinn and Ciocalteau and by the potentiometric titration met-
hod, were compared. By the potentiometric method, the total phenols present
in four medicinal plants (Ageratum conyzoides, Cnidosco lus chayamansa,
Cynara scolymus yTaraxacum officinale) were quantified, which were selected
for being representatives of the high, medium, intermediate, and low contents
of total phenols of the twelve plants previously analyzed spectrophotometri-
cally. The results of the quantification of total phenols by potentiometric titra-
tion had a high correlation (R2= 0.987) with the values obtained by the
spectrophotometric method, at concentrations of 0.70 to 24.0 mg/g. The use
of potentiometry to quantify total phenols was environmentally friendly by
using very dilute concentrations of reagents and replacing the toxic substances
commonly used in spectrophotometric methods.
Los metabolitos secundarios en
plantas con mayores potenciales an-
tioxidantes son los compuestos fenó-
licos y se pueden dividir en cinco
grupos generales, a saber, los ácidos
fenólicos, los flavonoides, los ligna-
nos, los estilbenos y los taninos (Dut-
hie et al. 2000; Salehi et al., 2020).
Dado que el consumo de dietas ricas
en compuestos fenólicos se correla-
ciona con una reducción de las en-
fermedades coronarias, asociándose
con mayores expectativas de vida,
actualmente, hay un interés cre-
ciente por estos compuestos. Ade-
más, dichos compuestos presentan
varias actividades biológicas, entre
ellas, antimicrobiana, antiviral, an-
tiinflamatoria, hepatoprotectoras y
anticancerígenas (Nijveldt et al.,
2001; Serrano et al., 2009; Liu et al.,
2019).
En la naturaleza, los fenoles se en-
cuentran mayormente en forma de
glucósidos, por lo que son solubles
en agua y solventes orgánicos. Tam-
bién pueden encontrarse unidos a
ácidos carboxílicos, ácidos orgáni-
cos, aminas, lípidos y a otros com-
puestos fenólicos (Bravo, 1998).
Para la determinación cuantitativa de
fenoles totales, el método espectro-
fotométrico desarrollado por Folinn
y Ciocalteau (FC) (Folinn & Ciocal-
teau, 1927) es el más usado, el cual
utiliza la reacción entre grupos hi-
droxilo de los fenoles con un reac-
tivo de fosfomolibdato (mezcla de
ácidos fosfowolfrámico y fosfomo-
libdíco en medio básico), el cual se
reduce al oxidar los compuestos fe-
nólicos, originando óxidos azules de
wolframio (W8O23) y molibdeno
(Mo8O23), para cuantificar el conte-
nido de fenoles totales (Singleton et
al., 1999; De Beer et al., 2004). Si
bien esta es una técnica analítica
conveniente y simple para determi-
nar cuantitativamente fenoles totales
en diversas muestras, entre ellas
vinos y extractos vegetales, tiene las
desventajas de no usar reactivos eco-
lógicos y de precisar de un prolon-
gado tiempo de procesamiento (Sun
et al., 2019); además, las proteínas
tienen una alta influencia en los va-
lores de fenoles totales, requiriendo
enmascaramiento de esa interferen-
cia, para obtener el real contenido
de fenoles en las muestras analiza-
das (Escarpa & González, 2001).
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INTRODUCCIÓN
Aparte del método Folinn Ciocal-
teau, se han utilizado otros métodos
analíticos para determinar el conte-
nido fenólico, entre ellos la croma-
tografía líquida (Mizzi et al., 2020),
los ensayos de voltamperometría, de
polarografía, valoración culombimé-
trica y potenciométrica, usando di-
versos electrodos (Wang & Li, 1989;
Rodríguez-Méndez et al., 2008; El-
behery et al., 2019).
Los fenoles son mucho más ácidos
que los alcoholes, por lo que pueden
reaccionar con hidróxido de sodio
acuoso a bajas concentraciones y se
pueden obtener las constantes de di-
sociación a partir de una titulación
potenciométrica de soluciones de fe-
noles con soluciones de NaOH
(Mota et al., 2008). De los análisis de
Huma et al. (1999) fue determinado
el pKa para fenol, siendo pKa = 9,989
a 20 ºC. Esto permite que por medio
de las curvas potenciométricas se de-
terminen las concentraciones de fe-
noles provenientes de una reacción
con hidróxido de sodio. Debido a
que se usan concentraciones dilui-
das, esta metodología electroquímica
va de la mano con la química verde
y con el cuidado del ambiente. Ade-
más, presentan ventajas tales como
disponibilidad, rapidez, baja costos
de equipos, pocos reactivos, y proce-
dimientos de medición sencillos
(Hoyos et al., 2017; De Leite et al.,
2018). Es por tal razón que en esta
investigación se compararon los mé-
todos potenciométricos y espectrofo-
tomé trico, para la determinación
cuantitativa de fenoles totales en es-
pecies vegetales ecuatorianas.
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MATERIALES Y MÉTODOS
Plantas medicinales
Se recolectaron muestras representa-
tivas de doce especies de plantas
medicinales: a) Bougainvillea spec-
tabilis, Cnidoscolus chayamansa,
Parthenium hysterophorus y Piper
carpunya en la provincia El Oro (3°
19’ 36.84’’ S - 79° 48’ 17.64’’ W); b)
Cecropia peltata yArtemisa vulgaris
en Calichana (3° 22’07,2” S,
79°48’32,9” W), Provincia El Oro; c)
Taraxacum officinale en la provincia
Pichincha (0° 1 22.8’’ N - 78° 53’
31.2’’ W) y d) Cynara scolymus,
Linum usitatissimum, Parietaria offi-
cinalis, Ageratum conyzoides y Bo-
rrago officinalis fueron compradas en
estado fresco en el mercado de Ma-
chala, Machala, Ecuador.
De cada planta se utilizaron sólo las
hojas, que fueron lavadas con agua
destilada y escurridas en un secador
artesanal abierto, por 24 horas, a la
temperatura (22 ± 2 °C) del labora-
torio. Posteriormente, fueron seca-
das en una estufa (MEMMERT SNB
400 con flujo de aire) a 37 °C por 24
horas. Seguidamente, se pulveriza-
ron con un molino (Lab. Mill serial
No. 56969, Type AR 400 Erweka®,
Germany) y se tami zaron a ≤ 1 mm.
Extracto acuoso
Para preparar el extracto acuoso,
15 g del material vegetal molido y
seco se sumergieron en 150 mL de
agua destilada caliente, a 80 oC,
hasta un tiempo máximo de una
hora, después de lo cual se filtró
(WHO 2011). La misma solución del
extracto de cada planta se usó el
mismo día para las determinaciones
cuantitativas espectrofotométricas y
potenciométricas.
Determinación de fenoles por téc-
nica espectrofotométrica
Se utilizó el método sugerido por Ve-
lásquez (2004) y Blainski et al.
(2013). La curva de calibración se
preparó a partir de una serie de so-
luciones patrón de ácido gálico
(Sigma-Aldrich, Alemania), con con-
centraciones de 0, 10, 20, 30, 40 y
50 mg/L. Para el análisis de la mues-
tra, 2 mL del extracto acuoso, pre-
viamente diluidos 1:50 con etanol,
fueron mezclados con 1 mL del
reac tivo de Folinn Ciocalteu (Sigma-
Aldrich, Alemania), se agitó y se dejó
en reposo durante cinco minutos.
Luego se le añadieron 0,5 mL de car-
bonato de sodio al 5 %, la solución
se agitó y se llevó a un volumen de
10 mL con agua destilada. Después
de 30 minutos de reacción, se hicie-
ron las determinaciones espectro -
fotométricas a 700 nm (Velásquez,
2004) en un espectrofotómetro (Evo-
lution 201, Thermo Scientific). Todos
los análisis fueron hechos por tripli-
cado. Los resultados fueron expresa-
dos como mg equivalentes a ácido
gálico/g de material seco de planta.
Determinación de fenoles por po-
tenciometría
Para la determinación de fenoles to-
tales por potenciometría se seleccio-
naron cuatros plantas por ser
representativas de los contenidos
alto (T. officinale), intermedio alto
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(A. conyzoides), intermedio bajo (C.
chayamansa) y el más bajo (C. scoly-
mus) de fenoles totales de las doce
especies vegetales analizadas pre-
viamente por espectrofotometría. Se
usó el ácido gálico como estándar.
El método usado fue una modifica-
ción del producido por Huma et al.
(1999), la cual consistió en usar el
método de adición de analito, en
este caso, un mL del extracto acuoso
de la planta medicinal se agregó a
25 mL de ácido gálico (20 mg/L), lo-
grando así una solución que fue va-
lorada con una solución de NaOH
(0,05 mol/L), agregando cada vez un
volumen de 50 µL y midiendo el pH
simultáneamente, utilizando un me-
didor de pH digital (OAKTON,
2700). El sistema de medición fue
calibrado con tampones de pH 4,00
y 7,00 de Merck, trazables a mate-
riales de referencia estándar de NIST.
A partir de las curvas derivativas de
la valoración potenciométrica se de-
terminó el punto de equivalencia de
la reacción acido-base. El ácido gá-
lico de concentración 20 mg/L y un
volumen de 25 mL fue usado como
sustancia de referencia en la calibra-
ción electroquímica para la cuantifi-
cación de fenoles.
Los cálculos se realizaron con los
valores diferenciales pH, ΔpH,
V(mL), log V, Δlog(V), ΔpH/Δlog(V),
se usó la relación log(V) versus ΔpH
/Δlog(V) para obtener el punto de
equivalencia y determinar la con-
centración de fenoles en las mues-
tras de plantas medicinales.
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RESULTADOS
En la curva de calibración se obtuvo
una linealidad con un R2= 0,997. El
producto de la reacción de los feno-
les con el reactivo Folinn-Ciolcateu
es estable hasta los 60 minutos. Esta
técnica permitió la cuantificación de
los fenoles presentes en las distintas
especies vegetales analizadas.
Como lo indica la Tabla 1, el conte-
nido de fenoles en las plantas medi-
cinales osciló entre los valores, 22,3
mg equivalentes de A.G/g de mate-
rial seco y 0,90 mg equivalentes de
A.G/g de material seco para las plan-
tas T. officinale y C. scolymus, res-
pectivamente.
Tabla 1. Contenido de fenoles
en las especies de plantas medicinales
obtenido por el método
espectrofotométrico
Plantas
medicinales Concentración
(mg/g)
T. officinale 22,30±0,03
B. spectabilis 8,50±0,01
P. hysterophorus 6,00±0,02
A. conyzoides L 5,60±0,04
L. sitatissimum 4,70±0,05
B. officinalis 3,90±0,01
C. chayamansa 3,30±0,02
P. officinalis 2,80±0,03
P. carpunya 2,80±0,04
A. cumanensi 2,40±0,03
C. obtusifolia 1,70±0,04
C. scolymus 0,90±0,02
En la Tabla 2 se muestran los valores
de pH, V(mL), Log V y ΔpH/ΔLog(V)
obtenidos con el ácido gálico (20
mg/L) y el valorante NaOH (0,05
mol/L), mostrando que en la relación
ΔpH/Δlog(V) el punto 9,38 corres-
ponde al pH 9,60, y a un volumen
0,45 mL de la solución de NaOH,
indicando el punto al que reaccio-
nan los fenoles totales con el NaOH,
por lo que es el punto de equivalen-
cia de la reacción de NaOH con el
ácido gálico.
Tabla 2. Valores obtenidos
de la valoración potenciométrica
de 25 mL de ácido gálico (20 mg/L)
Vs. NaOH (0,05 mol/L)
pH V Log ΔpH/
(ml) (V) ΔLog(V)
8,72 0,35 -0,46 1,79
9,12 0,40 -0,40 6,90
9,60 0,45 -0,35 9,38
9,87 0,50 -0,30 5,90
10,0 0,55 -0,26 4,11
10,2 0,60 -0,22 4,50
10,3 0,65 -0,19 3,16
En la Tabla 3 se muestran los valores
diferenciales pH, V(mL), Log (V) y
ΔpH/ΔLog(V) obtenidos con la mez-
cla de 25 mL de ácido gálico (20
mg/L) y 1 mL del extracto acuoso de
T. officinale frente al valorante
NaOH (0,05 mol/L). Se observa que
al valor de 8,15 de la relación
ΔpH/ΔlogV corresponde al de 9,68
del pH, al volumen de 1,50 mL del
titulante (NaOH 0,05 mol/L), es el
punto de mayor inflexión, distin-
guido en la Figura 1, siendo el de
equivalencia de la reacción entre los
fenoles presentes en T. officinale y en
el ácido gálico frente a NaOH (0,05
mol/L).
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Tabla 3. Valores obtenidos
en la valoración potenciométrica
de la mezcla de 25 mL de ácido gálico
(20 mg/L) y 1 mL del extracto acuoso
de T. officinale Vs NaOH (0,05 mol/L)
pH V Log ΔpH/
(ml) (V) ΔLog(V)
9,52 1,40 0,15 3,17
9,56 1,45 0,16 2,62
9,68 1,50 0,18 8,15
9,72 1,55 0,19 2,81
9,76 1,60 0,20 2,90
9,80 1,65 0,22 2,99
Figura 1. Curva de la valoración
electroquímica para la reacción
de fenoles de la mezcla de ácido
gálico y extracto de T. officinale
con NaOH (0,05 mol/L)
Los valores de las concentraciones
de fenoles totales obtenidos por
medio del metodo potenciométrico
oscilaron entre 23,8 mg equivalentes
de A.G/g de extracto y 0,78 mg
equivalente de A.G/g de extracto,
para las plantas T. officinale y C.
scolymus, respectivamente.
A continuación, la Figura 2 permite
apreciar que no hubo diferencias
significativas entre los valores de las
concentraciones de fenoles totales
obtenidos por las dos técnicas em-
pleadas (potenciometría y espectro-
fotometría). La gráfica muestra una
alta regresión lineal con R2de 0,987,
indicando que el método potencio-
métrico propuesto es un método
confiable para determinar fenoles to-
tales en especies vegetales y similar
al método espectrofotométrico.
Figura 2. Análisis de regresión
entre los valores de fenoles totales
para cada planta medicinal
por los métodos espectrofotométrico
y potenciométrico
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En cuanto a las concentraciones de
fenoles totales, los valores más altos
fueron encontrados en la planta me-
dicinal T. offi cinale, los cuales fueron
similares a los obtenidos por Makkar
et al. (2009) y un poco más alto que
los encontrados por Hudec et al.
(2007), Sengul et al. (2009) y
Ghaima et al. (2013).
La técnica de titulación potenciomé-
trica para la cuantificación de feno-
les en extractos acuosos de especies
vegetales resultó ser un método pre-
ciso a concentraciones del orden de
mg/L, no se detectaron efectos de di-
lución a esa concentración. Los re-
sultados coinciden por lo expresado
por Huma et al. (1999): Convencio-
nalmente los datos de titulación a
partir de la gráfica del pH frente al
volumen de titulante para obtener
una curva sigmoide que por simetría
ayuda a localizar el punto de equi-
valencia en un apropiado valor de
pH. Sin embargo, a medida que la
naturaleza de los ácidos y las bases
que interactúan cambia de fuerte a
débil esa curva de titulación no es
precisa para identificar el punto de
equivalencia.
El caso de la titulación de fenol con-
tra hidróxido de sodio es típico de
un ácido muy débil que se titula
contra una base fuerte, por lo que se
hizo evidente que la curva de titula-
ción pH frente al volumen V no tiene
punto de inflexión, la cual no es útil
para determinaciones cuantitativas.
Sin embargo, cuando las gráficas
fueron de los diferenciales
ΔpH/Δlog(V) versus log(V), el punto
de equivalencia fue muy nítido y
proporciona con precisión el volu-
men de titulante (NaOH 0,05 mol/L)
usado, para luego determinar las
concentraciones de fenoles totales
en las plantas medicinales, las cua-
les fueron corroboradas por las altas
correlaciones positivas con los valo-
res de fenoles totales obtenidos es-
pectrofotométricamente.
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DISCUSIÓN
La alta correlación lineal con R2de
0,987 entre los métodos espectrofo-
tométrico y potenciométrico indican
que el método potenciométrico pro-
puesto, con adición de analito, es
confiable para la determinación
cuantitativa de fenoles en el inter-
valo de las concentraciones estudia-
das, de 0,70 a 24,0 mg/g. Además,
el uso de la potenciometría para la
cuantificación de fenoles totales re-
sulta amigable con el ambiente, de-
bido a que se utilizan concentracio-
nes muy diluidas de reactivos que
son menos tóxicos que los emplea-
dos habitualmente en los métodos
espectrofotométricos.
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CONCLUSIÓN
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen al Proyecto
Pro meteo de la Secretaría Nacional
de Educación Superior, Ciencia y
Tecnología de la República de Ecua-
dor (SENESCYT), por el financia-
miento de esta investigación.
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ESTUDIO COMPARATIVO DE LOS MÉTODOS ESPECTROFOTÓMETRICO Y POTENCIOMÉTRICO
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