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AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN
FISICOQUÍMICA DE LA CAPSAICINA
DE TRES VARIEDADES DE AJÍ
ISOLATION AND PHYSICOCHEMICAL CHARACTERIZATION
OF CAPSAICIN OF THREE PEPPERS VARIETIES
Pablo Pozo
1
& Fátima Mejía
Palabras claves: aislamiento, capsaicina, capsaicinoides,
espectroscopía, infrarrojo
Keywords: isolation, capsaicin, capsaicinoides, spectroscopy, infrared
RESUMEN
En el presente trabajo se aisló y se caracterizó la capsaicina presente en tres
variedades de ají del género Capsicum: Capsicum annuumm L, Capsicum chi-
nense Jacq, Capsicum pubescens. La extracción del principio activo se realizó
mediante dos métodos: extracción Soxhlet con etanol absoluto y por macera-
ción con etanol absoluto. Además, se realizaron pruebas como análisis de hu-
medad, cenizas totales, cenizas solubles en agua y cenizas insolubles en ácido
con el fin de determinar la presencia de contaminantes en la misma. Una vez
obtenidos los extractos, se procedió a realizar pruebas específicas para alca-
loides: ensayo de Dragendorff, Mayer y Wagner. La capsaicina se purificó me-
diante cromatografía de columna y finalmente se hicieron pruebas de
1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Escuela de Cien-
cias Químicas, Quito, Ecuador (pepozo@puce.edu.ec; fatimamejia88@hotmail.es ).
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identificación por espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier
(FTIR). Los resultados obtenidos mostraron que la variedad ají dulce o largo co-
lorado presentó mayor porcentaje de capsaicinoides, 34.45%. Las tres varie-
dades de ají presentan porcentajes de humedad elevados siendo el ají ratón el
de menor proporción con un 69.85%. Los niveles de cenizas totales en los tres
tipos son menores a 8.5% de lo establecido en la Norma NTE INEN 2532:2010.
De las dos técnicas ensayadas para la extracción de capsaicinoides, el método
Soxhlet fue el que dio mejor resultado.
ABSTRACT
In this present work was isolated and characterized the capsaicin content in
three varieties of peppers of the genus Capsicum: Capsicum annuumm L, Cap-
sicum chinense Jacq, Capsicum pubescens. The extraction of the active princi-
ple was performed by two methods: Soxhlet extraction with absolute ethanol
and maceration with absolute ethanol. Analysis of moisture, total ash, water
soluble ash and acid insoluble ash were investigated. After obtaining the ex-
tracts, we proceeded to perform specific tests for alkaloids: Dragendorff, Mayer,
Wagner test. The capsaicin was purified by column chromatography, and finally
analyzed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The results showed
that three varieties of chili have high moisture percentages although the ratón
pepper had a lower proportion with 69.85%. Total ash levels in the three types
are less than 8.5% of the provisions of the standard NTE INEN 2532:2010. Of
the two tested techniques for extraction of capsaicinoids, the Soxhlet method
was the better. The dulce pepper or largo colorado variety had a higher number
of capsaicinoids, 34.45%. Finally, the three varieties of peppers have capsaicin
in its structure.
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La gran diversidad de cultivos en el
Ecuador crea la necesidad de buscar
alternativas para proporcionar un
valor agregado a los frutos o plantas
cultivadas en el país. Los extractos
naturales obtenidos de estas fuentes
poseen numerosas aplicaciones en
la industria farmacéutica y área me-
dicinal.
Los productos vegetales tienen un ex-
tenso contenido de nutrientes y com-
puestos químicos con una variedad
de estructuras que brindan efectos
biológicos al organismo humano. Los
compuestos fitoquímicos son sustan-
cias biológicamente activas que se en-
cuentran en vegetales, los cuales con-
fieren color, aroma y sabor. No son
nutrientes esenciales para la vida pero
tienen efectos positivos en la salud.
En el Ecuador, los frutos del género
Capsicum representan una tradición
cultural ya que es uno de los vegeta-
les utilizado como alimento y como
especia. El consumo de ají se debe a
su sabor pungente causado por la
presencia de capsaicinoides, que son
un grupo de amidas ácidas derivadas
de la vainillilamina (Molina, 2009).
La capsaicina es el capsaicinoide
más abundante y representa el 70%,
el resto corresponde a dihidrocapsai-
cina, nordihidrocapsaicina, homo-
capsaicina y homodihidrocapsaicina.
La capsaicina, como analgésico de
uso tópico, ha adquirido una rápida
difusión en la terapéutica actual para
el tratamiento de neuralgias y enfer-
medades reumáticas (Fernández,
2007).
El reciente interés en el uso de cap-
saicina como un analgésico tópico
para una variedad de condiciones ca-
racterizadas por el dolor, las cuales
no responden a analgésicos comu-
nes, se debe a su modo de acción. La
capsaicina disminuye el contenido
del neurotransmisor conocido como
sustancia P en las terminaciones ner-
viosas que se encuentran en la piel y
membranas mucosas. En este sen-
tido, trabaja como un antisensibili-
zante facilitando su utilización como
analgésico auxiliar para el trata-
miento de artritis y osteoartritis (Ca-
terina et al., 1997).
El objetivo principal de esta investi-
gación es el de extraer y caracterizar
INTRODUCCIÓN
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la capsaicina de tres variedades de
ajíes cultivadas en el Ecuador, con la
finalidad de proporcionar al sector
farmacéutico datos basados en nues-
tras variedades de ajíes, para prepa-
raciones de ungüentos y cremas de
uso tópico.
MATERIALES Y MÉTODOS
Muestreo
Se hizo por conglomerados, utilizado
cuando los individuos de la pobla-
ción constituyen grupos naturales o
conglomerados. De esta manera, se
utilizaron tres conglomerados que
corresponden a cada una de las es-
pecies botánicas del género Capsi-
cum: Capsicum annuumm L (ají
dulce o largo colorado) recolectado
en la provincia de Pichincha, Capsi-
cum chinense Jacq (ají ratón o uña de
pava) recolectado en la provincia de
Manabí, Capsicum pubescens R&P
(ají rocoto) recolectado en la provin-
cia de Imbabura.
Preparación de la muestra
Las muestras de las tres variedades de
ají se lavaron con agua, con el obje-
tivo de eliminar restos de tierra u otro
contaminante. El material vegetal se
secó en una estufa marca Memmert
a 60 °C y posteriormente, se trituró
en una licuadora convencional.
Evaluación fisicoquímica
Se aplicaron las siguientes normas
técnicas ecuatorianas: Determina-
ción de humedad (NTE INEN 1114).
Determinación de cenizas totales
(NTE INEN 1117). Determinación de
cenizas solubles en agua (NTE INEN
1119). Determinación de cenizas in-
solubles en ácido (NTE INEN 1118).
Extracción de capsaicina
Método Soxhlet.- Se pesaron 15 g de
ají seco y molido en una balanza
analítica (Mettler Toledo modelo AB
204) y se colocaron en un cartucho
de celulosa y luego en la cámara de
extracción del equipo Soxhlet marca
Provitec. Se extrajeron los capsaici-
noides con etanol absoluto (P. A. Pan-
reac) contenido en el matraz del
equipo, previamente pesado con nú-
cleos de ebullición. Se llevó a reflujo
a 78 °C por 5 horas. Concluido el
tiempo de extracción, el extracto eta-
nólico se concentró en un rotavapor
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marca Büchi a 78 °C. Este procedi-
miento se repitió para las tres mues-
tras de ají y cada una por triplicado.
Método de maceración.- 15 g de ají
seco y molido se colocaron en un
matraz Erlenmeyer, que contenía 150
mL de etanol absoluto (P. A. Panreac).
. La mezcla se mantuvo en agitación
constante durante 12 horas a tempe-
ratura ambiente. Una vez transcu-
rrido el tiempo de agitación, se filtró
y se separó el extracto etanólico, para
luego concentrarlo en un rotavapor a
78 °C, sin llegar a sequedad. Este
procedimiento se realizó por tripli-
cado para las tres muestras de ají.
Purificación de capsaicina.- Cada ex-
tracto etanólico concentrado que
contiene los capsaicinoides se pasa-
ron a través de una columna con alú-
mina activada, se lavaron con 60 mL
de acetato de etilo (P. A. Panreac) en
tres porciones (15, 15 y 30 mL), que
fueron recogidos en un vaso de pre-
cipitación de 100 mL. El solvente se
evaporó hasta sequedad para obtener
la capsaicina y en la columna que-
daron retenidos los demás capsaici-
noides.
Ensayos para identificación de alca-
loides
El método utilizado para identificar
alcaloides fue el propuesto por (Mar-
cano & Hasewagua, 2002).
Identificación de capsaicina por es-
pectroscopía de infrarrojo con trans-
formada de Fourier (FTIR)
El extracto de capsaicina se redisol-
vió en 10 mL de acetato de etilo y se
analizó directamente en el espectró-
metro de infrarrojo con transformada
de Fourier (FTIR), marca Perkin Elmer
modelo BTXII. Se colocó 1 ó 2 gotas
de la capsaicina disuelta sobre el
porta muestra. El espectro de la
muestra se corre bajo condiciones
analíticas de resolución de 4 cm-1,
rango de 4400 a 520 cm-1 e intervalo
de 2 cm-1 en modo de absorbancia
y con un número de scans de 8 hasta
obtener un espectro con bandas finas
e intensas.
Finalmente, se confirmó la identidad
de la capsaicina mediante un espec-
tro obtenido de la literatura.
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Parámetro
Ají Ají Ají
colorado ratón rocoto
(%)+
Humedad 80.15 69.85 83.95
Humedad
teórico 89.6 76.2 91.0
Cenizas
Totales* 5.70 1.85 6.03
Cenizas
solubles
en agua 4.18 0.98 4.33
Cenizas
insolubles
en HCl 1.26 0.36 1.00
* Máximo de cenizas totales 8.5%.
+ Valores promedio de tres repeticiones
La Tabla 1, revela el porcentaje de
humedad de las tres variedades de
ají. El ají rocoto (Capsicum pubes-
cens R&P) presenta el mayor porcen-
taje de humedad con un 83.95
debido a su estructura voluminosa. El
ají ratón (Capsicum chinense Jacq.)
presenta el menor porcentaje de hu-
medad con 69.85%.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Tabla 1. Evaluación fisicoquímica de las tres variedades de ajíes
Los resultados obtenidos de cenizas
totales para las tres variedades de ají,
Tabla 1, se encuentran entre 1.85 y
6.03%, valores que se encuentran
bajo el límite permitido (8.5%) en la
Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN
2532:2010, lo que indica que el cul-
tivo está libre de contaminantes.
Las cenizas solubles en agua tienen
valores entre 0.98 y 4.33%, Tabla 1,
lo que confirma la ausencia de con-
taminantes en las muestras. En cuanto
a las cenizas insolubles en áci do,
Tabla 1, se obtuvieron porcentajes
entre 0.35% y 1.26%, siendo el límite
máximo el 1%, según la nor- ma an-
terior. En consecuencia, el ají dulce o
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largo colorado (Capsicum annuum L.)
excede el límite permisible de este
tipo de cenizas, lo que sugiere que
este fruto tiene productos térreos.
Al comparar los resultados de extrac-
ción de los capsaicinoides por el mé-
todo Soxhlet y el método de ma-
ceración,Tabla 2, se observa que el
método Soxhlet permite una mayor
extracción.
Sin embargo López (2011), muestra
que se obtiene un mayor porcentaje
de capsaicinoides por el método de
lixiviación con etanol que los que se
obtienen empleando la técnica Soxh-
let, debido a que es más selectivo.
Además, Rodríguez et al. (2004), re-
vela que el método de lixiviación con
etanol resulta adecuado para la ob-
tención de olerresinas que contienen
capsaicinoides ya que su estudio pro-
porcionó valores promedio de 9.84%
de oleorresinas para el Capsicum an-
nuum y 12.29% para el Capsicum
chinense con dicha técnica.
Tabla 2. Porcentajes de capsaicinoides
obtenidos por los métodos Soxhlet
y maceración para las tres variedades de ajíes
Método
Ají Ají Ají
colorado ratón rocoto
Capsaicinoides (%)*
Soxhlet 34.45 20.98 28.66
Maceración 22.49 11.61 19.81
* Valores promedio de tres repeticiones
También se puede observar que en
los dos métodos de extracción, el ají
dulce o largo colorado (Capsicum an-
nuum L.) presenta el mayor porcen-
taje de extracción con un 34.45%
con el método Soxhlet y 22.49% con
el método de maceración. Además,
se distingue que los porcentajes de
extracción de capsaicinoides del ají
rocoto (Capsicum pubescens R&P)
fue de 28.66% con el método Soxh-
let y 19.81% con el método de ma-
ceración. Estos valores son relativa-
mente altos en comparación con los
obtenidos en el ají ratón (Capsicum
chinense Jacq) que fueron de 20.98%
con el método Soxhlet y de 11.61%
con el método de maceración, Tabla
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2. Una de las posibles causas de va-
riación en los niveles de capsaicinoi-
des en las tres variedades de ají es la
especie, ya que la cantidad de cap-
saicinoides pueden variar de una es-
pecie a otra, además, las condiciones
de cultivo, tipo de suelo, madurez
del fruto y el clima, son factores que
alteran las condiciones bioquímicas
de las células de los ají.
La capsaicina puede considerarse
como un alcaloide debido a que da
positivas las pruebas de Dragendorff,
Wagner y Mayer en el tamizaje fito-
químico,Tabla 3.
Tabla 3. Resultados del tamizaje fitoquímico
del extracto de capsaicina obtenidos
por dos métodos de extracción para identificar la presencia de alcaloides
Extrac- Ají Reactivo Reactivo Reactivo
ción Drangen- de de
dorff Wagner Mayer
1 colorado ++ ++ ++
Ratón ++ ++ ++
Rocoto ++ ++ ++
2 colorado ++ ++ ++
Ratón ++ ++ ++
Rocoto ++ ++ ++
1. Método Soxhlet
2. Método de maceración
Identificación de capsaicina
El estudio de Celis (2005), demostró
que la capsaicina en la especie Cap-
sicum presentan una gran solubilidad
en solventes orgánicos en especial al-
cohol etílico, y escasa solubilidad en
agua.
Análisis espectroscópico
La Figura 1, presenta el espectro de
infrarrojo para el estándar de capsai-
cina, que sirvió para comparar los es-
pectros infrarrojos obtenidos en esta
investigación.
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La Figura 2, presenta el espectro de
infrarrojo de la variedad ají rocoto
(Capsicum pubescens R&P) en el
cual se distingue la banda ubicada en
3363.89 cm-1 que corresponde a vi-
braciones de tensión de N-H en ami-
das. La banda ubicada aproximada-
mente en 3008 cm-1 corresponde a
vibraciones de tensión C-H en com-
puestos aromáticos. Así como la
banda en 2855.80 cm-1 pertenece a
vibraciones de tensión C-H en alque-
nos. La banda que se encuentra en
1726.22 cm-1 corresponde a vibra-
ciones C=O del grupo amida (Figura
3).
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DE TRES VARIEDADES DE AJÍ
Figura 1. Espectro de infrarrojo
para el estándar de Capsaicina
Figura 2. Espectro de infrarrojo para capsaicina del ají rocoto
(Capsicum pubescens R&P) obtenido por el método Soxhlet.
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Como la capsaicina es una amida se-
cundaria da lugar a la vibración N-H
en 1654.42 cm-1, dicha señal se de-
nomina amida II. En 1515.94 cm-1 se
produce la vibración por tensión de
C=C en compuestos aromáticos. Fi-
nalmente, en el espectro (Figura 2) se
puede distinguir la banda en 966.82
cm-1 que corresponde a sustituyen-
tes en el anillo bencénico, pues la
capsaicina posee el grupo metoxilo
como sustituyente.
Figura 3. Estructura de la capsaicina
Los espectros obtenidos mediante FTIR
para las tres variedades de ajíes (Figura
2, 4 y 5 son similares, ya que las ban-
das que caracterizan a la capsaicina,
coinciden con las bandas principales
de las tres variedades de ajíes.
Figura 4. Espectro de infrarrojo para capsaicina del ají ratón
(Capsicum chinense jacq.) obtenido por el método Soxhlet.
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Se evidenció la presencia de capsai-
cinoides en las tres variedades de
ajíes estudiadas, mediante extracción
etanólica. Se comprobó que se puede
separar la capsaicina de los demás
capsaicinoides al hacerle pasar a tra-
vés de una columna de alúmina acti-
vada mediante acetato de etilo.
La capsaicina, se le puede considerar
un alcaloide, ya que tiene la capaci-
dad de combinarse con el yodo y
metales pesados como bismuto, mer-
curio y tungsteno para formar preci-
pitados o reacciones de coloración.
Las reacciones de precipitación se
basan en un intercambio entre el
anión voluminoso del reactivo y el
anión pequeños de la sal de alca-
loide. Esto se evidencia al dar positi-
vos los ensayos de Dragendorff,
Wagner y Mayer.
CONCLUSIONES
Figura 5. Espectro de infrarrojo para capsaicina del ají colorado
(Capsicum annuum L.) obtenido por el método Soxhlet.
Se determinó que el ají dulce o largo
colorado (Capsicum annuum L) fue la
variedad que posee mayor porcentaje
de capsaicinoides extraídos mediante
las dos técnicas de ensayadas.
La técnica de espectroscopía de in-
frarrojo con transformada de Fourier
permite confirmar la presencia de
capsaicina en los extractos de las tres
variedades de ají.
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LITERATURA CITADA
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