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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
MODALIDAD: INVESTIGACIÓN
TEMA:
ESTUDIO FARMACOGNÓSTICO Y FITOQUÍMICO PRELIMINAR DEL
TUBÉRCULO DE Tropaeolum tuberosum spp tuberosum (Ruíz & Pavón, Kuntze),
MASHUA VARIEDAD NEGRA.
EXTRACTOS METANÓLICO, ÉTER ETANÓLICO E HIDROALC
TRABAJO DE TITULACIÓN PRESENTADO COMO REQUISITO PREVIO PARA
OPTAR POR EL GRADO DE QUÍMICO Y FARMACÉUTICO
AUTORES:
OSCAR ALBERTO CARDOZO YUGCHA
JENNY ALEXANDRA CORTEZ HERRERA
TUTORA:
DRA. MARÍA ELENA JIMÉNEZ M.SC.
GUAYAQUIL – ECUADOR
2018
I
DEDICATORIA
En primera instancia dedico este trabajo a Dios por permitirme tener vida, salud y poder realizar
uno más de mis propósitos que es ser una profesional. A mis padres, Eduardo Cortez y Jenny
Herrera por forjarme como la persona que soy en la actualidad y brindarme su amor, apoyo y
compresión durante esta larga y ardua carrera; muchos de mis logros se los debo a ustedes entre
los que se incluye éste. Me formaron con reglas, pero al final me motivaron a alcanzar mis
anhelos. A mis hermanos, Reyna e Israel quienes me enseñaron que con el trabajo y
perseverancia se encuentra el éxito profesional. A mis maestros, Q.F María Elena Jiménez y
demás, por su apoyo, paciencia y colaboración para poder realizar este trabajo.
Atte. Jenny Cortez Herrera
Dedico este trabajo con mucho cariño a mi madre Gina Yugcha quien ha sido fuente de mi
inspiración durante todos estos años, a mi familia en general que siempre me ha apoyado y
confiado en mí.
Atte. Oscar Cardozo Yugcha
II
AGRADECIMIENTOS
Son muchas las personas que han contribuido en el proceso y conclusión de este trabajo.
Agradezco a Dios y a mi familia por estar siempre apoyándome incondicionalmente y a mi
tutora QF. María Elena Jiménez por brindarme su valiosa colaboración y orientación en el
desarrollo de este trabajo.
Atte. Jenny Cortez Herrera
Agradezco a mis maestros quienes fomentaron las bases académicas para poder realizar este
trabajo, a mi compañera Jenny Cortéz por haber formado parte y haber hecho posible la
culminación de este, de igual forma a nuestra tutora QF. María Elena Jiménez quien fue guía
en todo momento y nos apoyó en el desarrollo de esta investigación.
Atte. Oscar Cardozo Yugcha
III
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN ........................................................................................................................................... IX
ABSTRACT ........................................................................................................................................... X
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 1
CAPÍTULO I. PROBLEMA ................................................................................................................... 4
I.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................................................... 4
I.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .............................................................................................. 4
I.3 OBJETIVO GENERAL .................................................................................................................... 4
I.4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................................ 5
I.5 JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................................. 5
I.6 HIPÓTESIS ....................................................................................................................................... 6
I.7 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES ........................................................................ 7
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 8
II. Generalidades ..................................................................................................................................... 8
II.1 Agricultura andina ........................................................................................................................ 8
II.2 Tubérculos andinos ...................................................................................................................... 9
II.3 Familia Tropaeolaceae ............................................................................................................... 10
II.4 Género Tropaeolum .................................................................................................................... 11
II.5 Especie Mashua (Tropaelum tuberosum) ................................................................................... 11
II.6 Clasificación Botánica ................................................................................................................ 13
II.8 Composición química y valor nutricional .................................................................................. 13
II.9 Propiedades Medicinales ............................................................................................................ 14
IV
II.10 Variedades nativas .................................................................................................................... 14
II.11. Consideraciones generales sobre el control de calidad de materias primas de origen vegetal 15
CAPÍTULO III. MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................. 16
III.1 Método de Investigación ........................................................................................................... 16
III.2 Variables Independientes .......................................................................................................... 16
III.3 Variables Dependientes ............................................................................................................ 16
III.4 Variables Intervinientes ............................................................................................................ 16
III.5 Criterios de Exclusión ............................................................................................................... 17
III.6 Criterios de Inclusión ................................................................................................................ 17
III.7 Materiales de Laboratorio ......................................................................................................... 17
III.7.1 Equipos de laboratorio ....................................................................................................... 18
III.7.2 Reactivos ............................................................................................................................ 18
III.8 Estudio Farmacognóstico de Tropaeolum tuberosum spp. ....................................................... 19
III.8.1 Recolección y selección del material vegetal ..................................................................... 19
III.8.2 Evaluación macromorfológica de los tubérculos ............................................................... 19
III.8.3 Secado ................................................................................................................................ 20
III.8.4 Almacenamiento ................................................................................................................ 20
III.9 Parámetros Físico-Químicos ..................................................................................................... 21
III.9.1 Humedad residual .............................................................................................................. 21
III.9.2 Cenizas totales.................................................................................................................... 22
III.9.3 Cenizas solubles en agua .................................................................................................... 23
III.9.4 Cenizas insolubles en ácido clorhídrico ............................................................................. 24
III.10 Estudio Fitoquímico de Tropaeolum tuberosum spp. tuberosum ........................................... 25
V
III.10.1 Identificación de Metabolitos Secundarios por Tamizaje Fitoquímico............................ 25
III.11 Análisis por cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas (CG-EM) .............. 35
CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................... 36
IV.1 Evaluación Macromorfológica de los Tubérculos ........................................................................ 36
IV.2 Determinación de los Parámetros Fisicoquímicos. ....................................................................... 40
IV.2.1 Determinación de Humedad Residual. .................................................................................. 40
IV.2.2 Determinación de Cenizas Totales, solubles en agua e insolubles en ácido clorhídrico ....... 41
IV.3 Determinación del Rendimiento de los Extractos ......................................................................... 42
IV.4 Determinación de Metabolitos Secundarios por Tamizaje Fitoquímico ....................................... 44
IV.5 Identificación de compuestos por Cromatografía de Gases acoplado a Espectrometría de Masas
(GC/EM) ............................................................................................................................................... 47
IV.6 CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 53
IV.7 RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 55
IV.8 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................... 56
IV.9 APÉNDICES O ANEXOS ........................................................................................................... 59
VI
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Operacionalización de las variables ......................................................................................... 7
Tabla 2. Descripción Taxonómica ....................................................................................................... 13
Tabla 3. Análisis estadístico de los parámetros morfológicos de muestras de tubérculos de Tropaeolum
tuberosum Mashua variedad Negra “Desglose”. .................................................................................. 37
Tabla 4. Análisis estadístico de los parámetros macromorfológicos del muestreo de tubérculos de
Tropaeolum tuberosum Mashua variedad Negra. “Consolidado” ........................................................ 37
Tabla 5. Parámetros fisicoquímicos de la cáscara y tubérculo de T. tuberosum spp. Los porcentajes son
el resultado del promedio de dos determinaciones sucesivas. .............................................................. 41
Tabla 6. Valores referenciales en comparación de los resultados obtenidos. ...................................... 42
Tabla 7. Datos de extracciones sucesivas de la muestra con éter, etanol y agua en cáscaras de
Tropaeolum tuberosum Mashua variedad Negra .................................................................................. 42
Tabla 8. Datos de extracciones sucesivas de la muestra con éter, etanol y agua en tubérculos de
Tropaeolum tuberosum Mashua variedad Negra .................................................................................. 43
Tabla 9. Resultados del rendimiento de los extractos y sus porcentajes .............................................. 43
Tabla 10. Determinación de metabolitos secundarios por tamizaje fitoquímico en el extracto etéreo.45
Tabla 11. Determinación de metabolitos secundarios por tamizaje fitoquímico en el extracto acuoso.
.............................................................................................................................................................. 45
Tabla 12. Determinación de metabolitos secundarios por tamizaje fitoquímico en el extracto alcohólico.
.............................................................................................................................................................. 46
Tabla 13. Constituyentes identificados en la cáscara del extracto etanólico. ....................................... 49
Tabla 14. Constituyentes identificados en el tubérculo del extracto etanólico. ................................... 50
Tabla 15. Constituyentes identificados en el tubérculo del extracto acuoso. ....................................... 51
Tabla 16. Constituyentes identificados en la cáscara del extracto acuoso. .......................................... 52
VII
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Distribución altitudinal de los tubérculos (Fuente: Mario Tapia) ........................................ 10
Figura 2. Extracción sucesiva del material vegetal para la aplicación de técnicas de Tamizaje
Fitoquímico ........................................................................................................................................... 32
Figura 3. Esquema de los ensayos realizados en el extracto etéreo y acuoso. ..................................... 33
Figura 4. Esquema de los ensayos realizados en el extracto alcohólico. ............................................. 34
Figura 5. Características morfológicas del tubérculo de Tropaeolum. tuberosum Mashua variedad
Negra ..................................................................................................................................................... 36
Figura 6. Comparación conjunta del patrón de variación del peso, ancho y largo del tubérculo de
Tropaeolum tuberosum spp Mashua variedad Negra............................................................................ 38
Figura 7. Variación en las mediciones del peso del tubérculo de Tropaeolum tuberosum Mashua
variedad Negra ...................................................................................................................................... 38
Figura 8. Variación en las mediciones del ancho del tubérculo de Tropaeolum tuberosum spp. Mashua
variedad Negra ...................................................................................................................................... 39
Figura 9. Variación en las mediciones del largo del tubérculo de Tropaeolum tuberosum spp. Mashua
variedad Negra ...................................................................................................................................... 39
Figura 10. Cromatograma del extracto Etanólico en cáscara de Tropaeolum tuberosum variedad negra
.............................................................................................................................................................. 48
Figura 11. Cromatograma del extracto Etanólico en tubérculo de Tropaeolum tuberosum variedad
negra ...................................................................................................................................................... 50
Figura 12. Cromatograma del extracto acuoso en tubérculo de Tropaeolum tuberosum variedad negra
.............................................................................................................................................................. 51
Figura 13. Cromatograma del extracto Acuoso en cáscara de Tropaeolum tuberosum ....................... 52
VIII
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1. Pretratamiento de la muestra - Proceso de secado y pulverizado. .......................... 59
Anexo 2. Determinación de Humedad Residual en Cáscara y Tubérculo entero. ................. 60
Anexo 3. Determinación de Cenizas Totales en la Cáscara y Tubérculo entero. ................... 61
Anexo 4. Obtención del extracto etéreo por maceración en frío. .......................................... 62
Anexo 5. Obtención del extracto alcohólico por maceración en frío. ................................... 63
Anexo 6. Obtención del extracto acuoso por maceración en frío. ......................................... 63
Anexo 7. Tamizaje fitoquímico de los extractos etéreo, alcohólico y acuoso en cáscara y
tubérculo entero. ................................................................................................................. 64
FACULTAD: CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA: QUÍMICA Y FARMACIA
UNIDAD DE TITULACIÓN
IX
“ESTUDIO FARMACOGNÓSTICO Y FITOQUÍMICO PRELIMINAR DEL
TUBÉRCULO DE Tropaeolum tuberosum spp. tuberosum (RUÍZ & PAVÓN, KUNTZE),
MASHUA VARIEDAD NEGRA”
Autores: Cardozo Oscar y Cortéz Jenny Alexandra
Tutor: Dra. María Elena Jiménez Heinert M.Sc.
RESUMEN
La identificación de metabolitos secundarios en tubérculos y cáscaras de Tropaeolum tuberosum. spp
tuberosum variedad negra, recolectados en los cultivos de un agricultor en la provincia del Pichincha,
Ecuador, el 2 de abril del 2018 en época de verano, se realizó mediante un análisis macroscópico en el cual
se detectó una variación de pesos de las muestras, estableciéndose los parámetros de calidad en donde los
valores se encontraron dentro del rango aceptable. Los compuestos grasos son los metabolitos secundarios
de mayor abundancia tanto en la cáscara como en el tubérculo, así como la presencia de taninos de tipo
pirogalotánicos, azúcares, catequinas, flavonoides y triterpenos / esteroides, poco o ninguna presencia de
saponinas, gran cantidad de antocianinas y de principios amargos propiedades resaltantes en la mashua. En
el análisis de cromatografía de gases se encontraron los aminoácidos L-Valina y L- Leucina tanto en la
cáscara como en el tubérculo, se observó poca cantidad de azúcares en ambas muestras, lo que determina
que la mashua variedad negra es una de las especies con déficit de azúcares respecto de las demás variedades
como ejemplo la mashua variedad amarilla que son reconocidas por la mayor cantidad de glúcidos que
poseen.
Palabras clave: Mashua Negra, antocianinas, metabolitos, tubérculo, pirogalotánico
FACULTAD: CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA: QUÍMICA Y FARMACIA
UNIDAD DE TITULACIÓN
X
"PRELIMINARY PHARMACOGNOSIS AND PHYTOCHEMICAL STUDY OF THE
TUBERCULAR OF Tropaeolum tuberosum spp. tuberosum (RUÍZ & PAVÓN, KUNTZE),
MASHUA BLACK VARIETY "
Authors: Cardozo Oscar and Cortéz Jenny
Tutor: Dra. María Elena Jiménez Heinert M.Sc.
ABSTRACT
Identification of secondary metabolites in tubers and shells of Tropaeolum tuberosum. spp tuberosum
variety black, collected in the crops of a farmer in the province of Pichincha, Ecuador, on April 2, 2018 in
summer time, a macroscopic analysis was performed in which a variation of samples weights was detected,
establishing the quality parameters where the values were within the acceptable range. The fatty compounds
were the most abundants in the phytochemical screening in both the shell and the tuber, also in both samples
the presence of pyrogallotanic tannins, sugars, catechins was observed, flavonoids and triterpenes / steroids,
little or no presence of saponins, a large amount of anthocyanins and bitter beginning properties in the
Mashua. Other additional studies such as gas chromatography found the amino acids L-Valine and L-
Leucine in the shell and tuber respectively. A small amount of sugars was observed in both samples, only
Xilonic Acid was found, which determines that the black variety mashua is one of the sugar deficit species
that the other varieties, such as the yellow variety Mashua, are recognized for the highest amount of
carbohydrates they have.
Key words: Black Mashua, anthocyanins, metabolites, tubercle, pyrogallotanics.
1
INTRODUCCIÓN
El ser humano desde su origen ha procurado su bienestar y una gran parte lo ha encontrado en
la naturaleza, en muchos casos, asociado con aspectos mágico-religiosos. El estudio científico
y el uso adecuado de las sustancias de origen natural con fines terapéuticos ha sido sin duda
tan antiguo como la astronomía, la física y la medicina (Cortez, et al., 2004).
A medida del paso del tiempo se tuvieron que distinguir entre las plantas tóxicas y las no
tóxicas. En consecuencia, se adquirió gradualmente los conocimientos de la existencia de
drogas naturales. Estas informaciones fueron adaptadas y transmitidas oralmente, o en forma
de papiros, manuscritos, impresos y farmacopeas, como el Ortus Sanitatis en 1491, de historia
Stirpium en 1542 y a New Herball en 1551 (Salama, 2005).
Actualmente, el estudio sistemático de las drogas naturales es abordado por la farmacognosia.
Esta ciencia se enfoca particularmente en el estudio de los principios activos de origen vegetal,
animal y mineral, así como de los derivados que pudieran tener una aplicación terapéutica,
comercial o industrial (Cortez, et al., 2004).
Hoy en día a pesar del avance tecnológico mundial con respecto a estudios tanto fitoquímicos
como farmacognósticos; en nuestra región en específico debido en parte a la inmensa
biodiversidad que poseemos y a otros factores, muchas de las plantas, raíces, tubérculos y
demás partes vegetales, solo se conoce sus propiedades curativas y actividades ancestrales,
pero poco o nada acerca de que molécula o metabolito le confiere dichas propiedades.
2
El uso ancestral de esos compuestos o sus derivados para mejorar la salud y el bienestar del ser
humano debe tener estudios que validen su actividad terapéutica con fundamento científico y
no quedarse solamente con un uso tradicional o asociando aquellas propiedades a un aspecto
mágico-religioso. Al tener estos estudios que avalen las propiedades que se le atribuyen a una
determinada especie se puede adquirir mucho más conocimiento y así poder sentar las bases
del descubrimiento de nuevas moléculas ya que:
La farmacognosia no sólo se enfoca al estudio de sustancias con efectos terapéuticos, sino
también de moléculas que sirvan como modelo estructural para la síntesis de nuevos
compuestos más potentes; así como de materias primas para los procesos de hemisíntesis y
obtener sustancias activas como hormonas esteroides, anestésicos locales y antibióticos;
además de enfocarse también a la búsqueda de sustancias naturales que pueden ser aplicadas
en la industria en general (Cortez, et al., 2004).
El caso de la mashua (Tropaelum tuberosum) es algo especial. Siendo como es, una especie
casi en extinción no es tan apetecida como alimento, pero son destacadas sus virtudes curativas
como un depurativo, para curar enfermedades venéreas y para propiciar las “purgas” en las
mujeres; es conocido también que la mashua negra cocinada con panela contrarresta la
prostatitis, según los informantes corta hemorragias y cicatriza heridas internas y externas. La
demanda comercial de la mashua, con estos fines, se advierte en el mercado de Ambato y en el
de Salcedo; en Ambato es posible conseguir incluso un quintal de mashua y su precio es
equiparable al de la oca y el melloco (Espinosa, Vaca, Abad, y Crissman, 1997).
3
La mashua es una especie rústica, que puede crecer bien a temperaturas bajas y en suelos
pobres, sin necesidad de fertilizantes. Además, es resistente a nematodos, insectos y varias
plagas, como el gorgojo de la papa (Premnotrypes spp). Por esta razón, en los Andes se siembra
habitualmente como cerco perimétrico de protección de otros cultivos (Manrique, et al., 2013).
El conocimiento, de las virtudes y los usos populares de la mashua está bastante documentado,
lo que se plantea en este trabajo es darle una connotación científica a sus determinadas
aplicaciones, estableciendo las características fitoquímicas y farmacognósticas del tubérculo e
identificando los metabolitos secundarios principales responsables de las propiedades que se
le atribuyen, datos que sin duda promoverán su uso con un fundamento científico y en un futuro
poder utilizar aquellos metabolitos para la síntesis de nuevos compuestos más potentes.
4
CAPÍTULO I. PROBLEMA
I.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Tropaeolum tuberosum spp. ha sido utilizada en la medicina antigua para diferentes
enfermedades; sin embargo, carece de estudios farmacognósticos y fitoquímicos que respalden
su actividad ancestral; así, como de otros que permitan establecer su calidad; aspectos
significativos que considerar para su probable introducción en la terapéutica y registro como
droga vegetal.
I.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Farmacognósticamente tendrá importancia la composición y propiedades del tubérculo
de Tropaeolum tuberosum spp variedad negra?
I.3 OBJETIVO GENERAL
1. Establecer las características farmacognósticas y fitoquímicas del tubérculo de
Tropaeolum tuberosum spp tuberosum (Ruíz & Pavón, Kuntze), mashua variedad
negra.
5
I.4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar los principales parámetros fisicoquímicos en el tubérculo de la especie para
el establecimiento de la calidad de la droga vegetal.
Realizar tamizaje fitoquímico a tres extractos en la cáscara y tubérculo de la especie:
etéreo, etanólico y acuoso, para la determinación de su composición química
cualitativa.
Comparar los metabolitos secundarios presentes entre la cáscara y el tubérculo.
Identificar por método cromatográfico los principales metabolitos secundarios
presentes en el extracto etanólico del tubérculo de la especie.
I.5 JUSTIFICACIÓN
Actualmente este producto andino se encuentra en vías de extinción, de manera que es
cultivada por pocos agricultores en aquellos lugares donde conocen sobre los beneficios que
posee este tubérculo, aunque se tiene en cuenta que la mayor parte de los ecuatorianos
desconoce que es un tubérculo nativo de nuestro país.
La mashua Tropaeolum tuberosum spp variedad negra aparte de ser un alimento de
consumo humano, sirve para el alivio y tratamiento de enfermedades de forma natural ya que
contiene vitaminas y sustancias que otro tipo de tubérculos no los poseen, pero el problema
radica en que esta especie carece de estudios que avalen su actividad terapéutica.
6
Por ello nace el interés de realizar un análisis a este tipo de especie con el propósito de
identificar los constituyentes presentes en la muestra vegetal tanto en el tubérculo como en la
cáscara que son los responsables de otorgarles sus propiedades medicinales a la mashua.
.
I.6 HIPÓTESIS
El estudio farmacognóstico y fitoquímico del tubérculo de Tropaeolum tuberosum spp,
permite determinar los parámetros de calidad de la planta y reconocer los principales
metabolitos secundarios presentes en la cáscara y tubérculo y responsables del uso ancestral.
7
I.7 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES
Tabla 1. Operacionalización de las variables
Variable Conceptualización Indicador Índice Escala
Independiente
Variedad de la
especie vegetal
Características que
diferencian las
diversidades de
Mashua.
Características
externas e
internas del
fruto.
Color,
longitud y
parámetros de
calidad
Nom
inal
Independiente
Extractos
Solución obtenida
por maceración de
la droga en
distintos solventes.
Tipo de
extracto
Rendimiento
y
concentración
Nom
inal
Dependiente
Potencial
farmacológico
Tipos de
metabolitos
secundarios
contenidos en la
parte de la planta
empleada.
Metabolitos
secundarios
Métodos de
identificación
físicos y
químicos
Ord
inal
Elaborado por: Oscar Cardozo & Jenny Cortez (2018)
8
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO
II. Generalidades
II.1 Agricultura andina
La región andina es cuna de un gran número de cultivos alimenticios que fueron
domesticados por pueblos autóctonos hace miles de años, inclusive mucho antes de la
expansión de la civilización Inca. Con el transcurso del tiempo, algunos de estos cultivos han
adquirido importancia global, como la papa, la mayoría, sin embargo, son poco conocidos
internacionalmente y aun en los mismos países andinos; entre estos cultivos destacan frutos y
granos y particularmente nueve especies de “raíces y tubérculos andinos” (RTAs), cada una
perteneciente a una familia botánica distinta. Estas especies son: la achira (Canna edulis), la
ahipa (Pachyrhizus ahipa), la arracacha (Arracacia xanthorrhiza), la maca (Lepidium meyenii),
la mashua o el isaño (Tropaeolum tuberosum), el miso o mauca (Mirabilis expansa), la oca
(Oxalis tuberosa), el ulluco, melloco o papalisa (Ullucus tuberosus) y la jícama o yacón
(Smallanthus sonchifolius). Todas ellas son usadas por los pobladores andinos rurales en su
alimentación y forman parte de su cultura, y son especialmente importantes para la subsistencia
de los agricultores más pobres (Barrera, Tapia y Monteros, 2004).
9
II.2 Tubérculos andinos
Por causa no establecida los Andes son el único lugar en el mundo donde se han
domesticado tubérculos para la alimentación humana, además de las conocidas especies del
género Solanum (papas), se logró la domesticación de un grupo de tubérculos afines
morfológicamente, pero de distintas familias botánicas que han sido menos estudiadas y
valorizadas en el mundo agronómico. Los tubérculos nativos de las zonas altas de la cordillera
andina, aunque de apariencia parecida entre ellos, pertenecen a distintas familias botánicas:
Oxalidáceas, la oca; Baseláceas, el olluco y Tropeoláceas la mashua. Algunas veces se los
confunde porque reciben también diferentes nombres según los países (Arbizu y Tapia, 1992).
De las cuatro especies citadas, todas ellas muy semejantes en su modalidad de producción,
solamente la papa ha adquirido reconocimiento mundial, hasta el punto de estar ahora entre los
cultivos más importantes del mundo, y por consiguiente, solo ella ha sido objeto de especial
dedicación por parte del mundo científico agronómico, las otras tres, en cambio a pesar de sus
cualidades nutritivas y de producción, han quedado relegadas al cultivo empírico (Surco, 2004).
En los Andes se cultivan cuatro tubérculos diferentes, que se utilizan sobre todo a nivel local y
que siguen sistemas de rotación bien definidos, sin embargo, es en la región de los Andes
Centrales (Ecuador a Bolivia) donde existe mayor variabilidad de estas especies.
10
II.3 Familia Tropaeolaceae
Plantas herbáceas anuales o perennes, generalmente glabras, provistas de rizomas o
tubérculos. Tallos algo carnosos, por lo común rastreros o volubles, a veces sarmentosos o
trepadores. Hojas generalmente simples, alternas, pecioladas, con frecuencia peltadas,
provistas o desprovistas de estípulas, láminas enteras o divididas. Flores solitarias, axilares,
vistosas, hermafroditas y por lo general zigomorfas. Cáliz de 5 segmentos, provisto de un
espolón; corola de 5 pétalos libres, en ocasiones solo de 2 y 8 estambres. Ovario súpero,
tricarpelar, trilocular, de estilo único, cortamente trífido en el ápice. Fruto tricoco, más o menos
carnoso, al madurar por lo común se separa en 3 frutitos parciales monospermos, con
frecuencia subcarnosos e indehiscentes, en ocasiones samaroides. Semilla con cotiledones
desarrollados, desprovista de endosperma (Calderón et al., 2005).
Figura 1. Distribución altitudinal de los tubérculos (Fuente: Mario Tapia)
11
II.4 Género Tropaeolum
Plantas herbáceas anuales o perennes, rastreras a trepadoras, a menudo rizomatosas o
tuberosas y algo carnosas. Hojas alternas, finas y largamente pecioladas, con frecuencia
peltadas, láminas enteras o más o menos lobadas a pinnatífidas. Flores solitarias, axilares,
generalmente fina y largamente pedunculadas, hermafroditas, zigomorfas, con frecuencia
llamativas por su tamaño y en especial por sus colores. Cáliz constituido por 5 segmentos
unidos muy en la base, los 3 superiores en conjunto prolongándose hacia atrás formando un
espolón nectarífero recto o curvado.
Comúnmente de 5 pétalos o raras veces de 2 por absorción, desiguales, unguiculados,
con frecuencia ciliados o dentados. Posee 8 estambres libres, desiguales, declinados, anteras
biloculares de dehiscencia longitudinal. Ovario súpero, tricarpelar y trilocular, óvulo solitario
péndulo en cada lóculo, estilo apical, trífido en la punta, estigmas introrsos. (Calderón et al.,
2005).
El fruto es un triesquizocarpo con mericarpos centimétricos arrugados. (Idárraga, Del Carmen,
Callejas y Merello, 2011)
II.5 Especie Mashua (Tropaelum tuberosum)
Tubérculo originario de los Andes, geográficamente se distribuye desde Colombia hasta
Bolivia entre los 1500-4200 msnm, es un cultivo anual que soporta bien el frío, pertenece a la
familia Tropaeoláceae.
12
La planta está formada de raíces, tubérculos, tallo, hojas, flores y frutos; los tubérculos tienen
forma cónica, alargados y fusiformes de diferentes colores. (Aruquipa, Trigo, Bosque, Mercado
y Condori, 2016)
La mashua es uno de los tubérculos andinos de más alto rendimiento (la productividad puede
alcanzar hasta 70 toneladas por hectárea) y es uno de los más fáciles de cultivar. Prospera en
suelos marginales, se desarrolla rápidamente y compite exitosamente con la mala hierba. Sus
tubérculos en forma de cono generalmente son de color blanco, amarillo, rojo o morado.
Contienen altos niveles de isotiocianatos (glucosinolatos), bien conocidos por sus propiedades
insecticidas y medicinales. Esto puede explicar la virtual ausencia de plagas y enfermedades
de este cultivo. Esta fuerte resistencia es una de las razones por las que la mashua
tradicionalmente es sembrada intercalada con otras plantas; los agricultores la usan como una
manera natural de repeler insectos y patógenos. La mashua es un diurético tradicional y un
remedio para dolencias renales. A pesar de su alto valor nutritivo, la mashua no se comercializa
extensamente. Debido a que en medicina tradicional se le usa para regular la libido (se dice que
los incas la usaban para mitigar el deseo sexual en sus ejércitos de campaña), los hombres son
reacios a consumirla (Centro Internacional de la Papa [CIP], 2015).
Recientemente se ha mostrado que puede prevenir el desarrollo de células cancerosas en el
estómago, colon, piel y próstata. La mayoría de las variedades ha ido desapareciendo con el
pasar del tiempo (Izurieta, 2013)
13
II.6 Clasificación Botánica
Tabla 2. Descripción Taxonómica
Clase: Equisetiopsida C. Agardh
Orden: Brassicales Brohead
Familia: Tropaeolaceae Juss ex DC.
Género: Tropaeolum L.
Especie: Tropaeolum tuberosum Ruiz & Pavón
Nombre común: Mashua negra
II.7 Cultivo
La mashua es muy rústica, razón por la cual puede cultivarse en suelos pobres sin
fertilizantes ni pesticidas, aun así, su rendimiento puede duplicar al de la papa.
Se la cosecha luego de 5 o 6 meses en sus distintas variedades y luego de 8 meses en
cosechas tardías, en los meses de septiembre y octubre; es sembrada a 1 metro de distancia
entre una y otra planta, puede alcanzar estaturas comprendidas entre 35 cm a los 70 cm. Para
su desarrollo la temperatura óptima es entre 12 y 14ºC y puede almacenarse por hasta seis
meses en lugares con ventilación y fríos (Espin, 2013).
II.8 Composición química y valor nutricional
La mashua tiene un alto valor nutritivo en proteínas (15%), carbohidratos (20%), agua
(80%), vitamina C y B, fibra, calcio, fósforo, hierro y ácido ascórbico. Contiene todos los
aminoácidos esenciales excepto histidina. Los tubérculos se comen hervidos, como
14
ingredientes en sopas y mermeladas. Los brotes tiernos y las flores se consumen cocidos como
verduras (Aruquipa, et al., 2016).
II.9 Propiedades Medicinales
Tiene propiedades medicinales potenciales para la fármaco-industria, tradicionalmente
son utilizados como antibacteriales, insecticidas, nematicidas. Las poblaciones indígenas y de
escasos recursos utilizan la mashua para tratamientos antiinflamatorios de la próstata, ya que
tiene la propiedad de reducir los niveles de testosterona, se le atribuye propiedades curativas
para el hígado y riñones, ayuda a mejorar los dolores genitourinarias y es excelente para
combatir la anemia (Aruquipa, et al., 2016).
Se consume en sopas, cocinado o frito, una forma de preparación es exponer los tubérculos por
una noche a los efectos de la helada y al siguiente día sé comen acompañados de miel de caña.
Científicamente se conoce que los glucosinolatos aromáticos que posee la mashua, al ser
hidrolizados se transforman en isotiocianatos, compuestos químicos responsables de otorgar el
típico sabor picante a los tubérculos. Los isotiocianatos son conocidos por sus propiedades
antibióticas, anticancerígenas, diuréticas, insecticidas y nematicidas (Manrique, et al., 2013).
II.10 Variedades nativas
Según Beltrán & Mera (2013) existen más de 100 variedades de T. tuberosum que han
sido reconocidos, pero no existen estudios profundos sobre ello. Algunos investigadores los
clasifican de acuerdo con el color, tipo y distribución de colores.
15
II.11. Consideraciones generales sobre el control de calidad de materias primas de
origen vegetal
Los métodos más empleados para el control de la calidad de una droga cruda, deben
responder a las siguientes especificaciones: nombre oficial, definición, descripción
macromorfológica, descripción micromorfológica, determinación de microorganismos,
contenido de humedad residual, determinación sustancias solubles o extraíbles, determinación
de cenizas, determinación de arsénico y metales pesados, determinación del índice de espuma,
determinación del índice de amargor, cromatografía en capa fina y determinación cuantitativa
de principios activos (Gutiérrez, 2011).
En resumen, la alta calidad de una materia prima vegetal es de fundamental importancia,
por tanto se debe tratar de alcanzar y mantener ese nivel, siendo importante para ello: la correcta
recolección de la droga vegetal, en el momento apropiado y de la manera adecuada; la correcta
limpieza de la droga vegetal; un secado y molinado adecuado; control de la humedad,
impurezas, microorganismos, etc. (Gutiérrez, 2011).
16
CAPÍTULO III. MATERIALES Y MÉTODOS
III.1 Método de Investigación
La investigación que se empleará en este estudio será de tipo: laboratorio, empírica y
experimental.
III.2 Variables Independientes
Variedad de la especie vegetal
Extractos
III.3 Variables Dependientes
Potencial farmacológico
III.4 Variables Intervinientes
Grado de maduración
17
Parte de la planta utilizada
III.5 Criterios de Exclusión
En este estudio no entran muestras vegetales, diferentes del tubérculo y cáscara de
Tropaeolum tuberosum spp. tuberosum variedad negra como: hojas, flores y tallos. Tampoco
tubérculos con bajo grado de madurez o dañados.
III.6 Criterios de Inclusión
Muestras de tubérculos de Tropaeolum tuberosum spp. tuberosum, obtenidos de la
provincia de Pichincha y recolectadas en el mes de Abril.
III.7 Materiales de Laboratorio
Matraces Erlenmeyer 250 ml,
100 ml
Pipetas graduadas 2, 5 y 10 ml
Beakers 50, 100 y 250 ml
Agitadores
Embudos
Espátulas
Probetas 250 ml
Papel filtro
Crisoles
Papel filtro libre de cenizas
Desecador
Rayador
Regla
Papel aluminio
18
III.7.1 Equipos de laboratorio
Estufa
Balanzas
Mufla
Reverberos
III.7.2 Reactivos
Éter etílico
Metanol
Agua destilada
Reactivo de Dragendorff
Reactivo de Wagner
Reactivo de Bouchardat
Reactivo de Mayer
Cloruro férrico al 5 %
Reactivo de Benedict
Reactivo de Fehling A y Fehling
B
Hidróxido de sodio 10 %
Anhidrido acético 6 %
Ac. Clorhídrico 20 %
19
III.8 Estudio Farmacognóstico de Tropaeolum tuberosum spp.
III.8.1 Recolección y selección del material vegetal
La parte empleada de la especie Tropaeolum tuberosum spp. tuberosum
variedad negra fueron sus tubérculos y cáscara, los cuales se recolectaros en los
cultivos de un agricultor en la provincia del Pichincha, Ecuador, el 2 de Abril del
2018 en época de verano, la especie vegetal se encontraba en estado de floración y
en condiciones normales para mejor manipulación.
Se trabajó con una cantidad de 100 tubérculos, seleccionados los de mayor
grado de madurez, los cuales fueron lavados con agua potable y los defectuosos
fueron descartados.
III.8.2 Evaluación macromorfológica de los tubérculos
La descripción macromorfológica de la especie se realizó a simple vista. Se
muestrearon y evaluaron 20 de los 100 tubérculos recolectados, según el método
indicado en la Norma Militar Estándar 105E, a los cuales se les efectuaron
mediciones del largo y ancho del tubérculo con ayuda de un vernier y además se
20
determinó el peso de cada uno empleando una balanza Mettler Toledo AL204, se
analizó la forma, la superficie externa e interna y su coloración respectiva.
Se calculó también la media, desviación estándar, varianza y coeficiente de
variación.
III.8.3 Secado
Luego de la evaluación macromorfológica de los tubérculos, se procedió a
cortarlos en finas rodajas para facilitar el proceso de secado. Se pesó 500 g de
muestra; la cual se esparció en papel aluminio para realizar el secado en una estufa
Memmert, en un tiempo de 48 horas a 40ºC. Posteriormente se pesó 500 g de
muestra en cáscara y realizó el mismo procedimiento anterior, a una temperatura de
40°C. (Anexo #1).
III.8.4 Almacenamiento
Una vez secada la muestra vegetal (cáscara y tubérculo), se procedió a
triturarla en una licuadora de 3 velocidades más pulso, marca Holstein Housewanes
de 350 watts de potencia y 30 a 60 Hz de frecuencia, se la almacenó en frascos de
vidrio de boca ancha con tapa rosca, a una temperatura promedio de 25°C, para su
posterior análisis.
21
III.9 Parámetros Físico-Químicos
III.9.1 Humedad residual
Procedimiento:
El procedimiento está basado en la metodología descrita por Miranda M. y
Cuéllar A. (2000).
Se empleó el método gravimétrico, de la muestra de laboratorio, con el
grado de trituración que determine la norma específica, se pesan 2g con desviación
permisible de 0.5 mg y se transfieren a una cápsula de porcelana previamente tarada
y desecada a 105 ºC hasta masa constante; seguidamente se deseca a 105 ºC durante
3h. La cápsula se coloca en la desecadora donde se deja enfriar a temperatura
ambiente y se pesa, colocándose nuevamente en la estufa durante 1h, volviéndose
a pesar, hasta obtener una masa constante. (Anexo # 2).
Los resultados se obtuvieron por la siguiente expresión:
Hr =M2 − M1
M2 − M X 100
Donde:
Hr = pérdida en peso por desecación (%)
M2 = masa de la cápsula con la muestra de ensayos (g)
22
M1 = masa de la cápsula con la muestra de ensayo desecada (g)
M = masa de la cápsula vacía
100= factor matemático para el cálculo
III.9.2 Cenizas totales
Procedimiento:
El procedimiento está basado en la metodología descrita por Miranda y
Cuéllar (2000).
Se determinó la masa de no menos de 2.0 g ni más de 3.0 g de la porción de
ensayo pulverizada y tamizada con una desviación permisible de 0.5 mg en un crisol
de porcelana, previamente tarado. Se procede a incinerar en una mufla a una
temperatura entre 550 - 600°C hasta obtener un residuo de color blanco o grisáceo
(3 a 4h aproximadamente). Se deposita el sistema (crisol-muestra) en un desecador,
para que se enfríe a temperatura ambiente y se vuelve pesar, repitiéndose el proceso
por duplicado hasta que no difirieran en más de 0.5 mg por g (masa constante).
Los resultados se obtuvieron por la siguiente expresión:
CT =M2 − M
M1 − M X 100
23
Donde:
CT = porcentaje de cenizas totales en base hidratada.
M = masa del crisol vacío (g)
M1 = masa del crisol con la porción de ensayo (g)
M2 = masa del crisol con la ceniza (g)
100 factor matemático para los cálculos
III.9.3 Cenizas solubles en agua
Procedimiento:
El procedimiento está basado en la metodología descrita por Miranda y
Cuéllar (2000).
A las cenizas totales obtenidas previamente, se le añadieron 20 mL de agua. El
crisol se tapó y se hirvió suavemente a la llama del mechero por 5 minutos. La
solución se filtró a través de un papel de filtro libre de cenizas. El filtro con el
residuo se transfirió al crisol inicial, se carbonizó en un mechero y luego se incineró
en una mufla a 500-650ºC, por 3 horas. Posteriormente se colocó en una desecadora
y cuando alcanzó la temperatura ambiente se pesó.
Los resultados se obtuvieron por la siguiente expresión:
Ca =M2 − M
M1 − M X 100
24
Donde:
Ca = porcentaje de cenizas solubles en agua en base hidratada
M2 = masa del crisol con las cenizas totales (g)
Ma = masa del crisol con las cenizas insolubles en agua (g) M1 = masa del crisol
con la muestra de ensayo (g)
M = masa del crisol vacío
100 = factor matemático
III.9.4 Cenizas insolubles en ácido clorhídrico
Procedimiento:
El procedimiento está basado en la metodología descrita por Miranda y
Cuéllar (2000).
Las determinaciones se llevaron a partir de las cenizas totales obtenidas
previamente, se le añadió 3 mL de ácido clorhídrico al 10%. El crisol se tapó con
un vidrio reloj y se calentó sobre un baño de agua hirviente durante 10 min. Se lavó
el vidrio reloj con 5 mL de agua caliente y se unió al contenido del crisol. La
solución se filtró a través de un papel filtro libre de cenizas; una vez filtrado, el
papel filtro con el residuo se desecó a 100-105ºC, se transfirió al crisol inicial y se
incineró en una mufla a una temperatura de 500-650ºC durante 3 horas.
Posteriormente se colocó en una desecadora y cuando alcanzó la temperatura
ambiente se pesó. Se repitió el procedimiento hasta obtener masa constante.
25
Los resultados se obtuvieron por la siguiente expresión:
𝐵 =M2 − M
M1 − M X 100
Donde:
B = porcentaje de cenizas insolubles en ácido clorhídrico en base hidratada
M = masa del crisol con la porción de ensayos (g)
M1 = masa de la cápsula vacía (g)
M2 = masa del crisol con la ceniza insolubles en HCl (g)
100 = factor matemático
III.10 Estudio Fitoquímico de Tropaeolum tuberosum spp. tuberosum
III.10.1 Identificación de Metabolitos Secundarios por Tamizaje
Fitoquímico
Procedimiento
El tamizaje fitoquímico fue realizado a la muestra vegetal (Cáscara y
Tubérculo); previamente secada y pulverizada, según procedimiento descrito por
Miranda y Cuéllar (2000).
Se utilizó un sistema de extracción sucesiva con solventes de polaridad
creciente (menor a mayor polaridad); sobre el mismo material vegetal (cáscara y
26
tubérculo), para obtener que cada metabolito fuera extraído correctamente, según
su selectividad por el disolvente empleado.
La droga cruda se extrajo sucesivamente con éter etílico, etanol y agua, para
obtener los extractos correspondientes (Anexo 4, 5 y 6), a los cuales se les
realizaron diferentes ensayos (Figuras 2, 3 y 4).
Los ensayos realizados a las muestras vegetales en cáscara y tubérculo se
detallan a continuación:
Ensayo de Sudán: Permite reconocer en un extracto la presencia de
compuestos grasos; para ello, a la alícuota de la fracción en el solvente de
extracción, se le añadió 1 mL de una solución diluida en agua del colorante Sudán
III o Sudán IV. Se calentó en baño de agua hasta evaporación del solvente. Se
consideró positivo si en el resultado obtenido aparecen gotas o una película
coloreada de rojo en el seno del líquido o en las paredes del tubo de ensayo.
Ensayo de Dragendorff: Permite reconocer en un extracto la presencia de
alcaloides; para ello, si la alícuota del extracto estuvo disuelta en un solvente
orgánico, este se evaporó en baño de agua y el residuo se redisolvió en 1 mL de
ácido clorhídrico al 1% en agua. Si el extracto fue acuoso, a la alícuota se le añadió
1 gota de ácido clorhídrico concentrado (se calentó suavemente y se dejó enfriar
hasta acidez). Con la solución acuosa ácida se realizó el ensayo, añadiendo 2 gotas
27
del reactivo de Dragendorff, si hubo opalescencia se consideró (+), turbidez
definida (++), precipitado (+++).
Ensayo de Mayer: Se procedió de la forma descrita anteriormente, hasta
obtener la solución ácida. Se añadió una pizca de cloruro de sodio en polvo, se agitó
y filtró. Luego se añadió 2 o 3 gotas de la solución reactiva de Mayer, si se observó
opalescencia (+), turbidez definida (++), precipitado coposo (+++).
Observación: En el caso de alcaloides cuaternarios y/o amino-óxidos libres, estos
sólo se encontrarán en el extracto acuoso y para considerar su presencia la reacción
debe ser (++) o (+++), en todos los casos, ya que un resultado (+) puede provenir
de una extracción incompleta de bases primarias secundarias o terciarias.
Ensayo de Wagner: Se partió igual que en los casos anteriores hasta
obtener la solución ácida. Luego se añadió 2 gotas del reactivo y se clasificó los
resultados de la misma forma.
Ensayo de Baljet: Permite reconocer en un extracto la presencia de
compuestos con agrupamiento lactónico, en particular cumarinas, aunque otros
compuestos lactónicos puede dar positivo al ensayo. Para ello, si la alícuota del
extracto no se encontraba en alcohol, se debió evaporar el disolvente en baño de
agua y redisolverse en la menor cantidad de alcohol (1 mL). En estas condiciones
se adicionó 1mL del reactivo, considerándose un ensayo positivo la aparición de
coloración (++) o precipitado rojo (+++) respectivamente.
28
Ensayo de Borntrager: Permite reconocer en un extracto la presencia de
quinonas. Para ello; si la alícuota del extracto no se encontraba en cloroformo, se
debió evaporar el solvente en baño de agua, y el residuo redisolverse en 1 mL de
cloroformo. Luego se adicionó 1 mL de hidróxido de potasio al 5% en agua, se agitó
mezclando las fases y se dejó en reposo hasta su ulterior separación. Se consideró
positivo, si la fase acuosa alcalina (superior) se coloreó de rosado (++) o rojo (+++).
Ensayo de Liebermann-Buchard: Permite reconocer en un extracto la
presencia de triterpenos y/o esteroides; por ambos poseer un núcleo del androstano,
generalmente insaturado en el anillo B y la posición 5-6. Para ello; si la alícuota del
extracto no se encontraba en cloroformo, se debió evaporar el solvente en baño de
agua y el residuo redisolverse en 1 mL de cloroformo. Luego se adicionó 1 mL de
anhídrido acético y se mezcló bien. Por la pared del tubo de ensayo, se dejó resbalar
2 gotas de ácido sulfúrico concentrado sin agitar, considerándose un ensayo
positivo el cambio rápido de coloración:
1. Rosado-azul muy rápido
2. Verde intenso-visible rápido
3. Verde oscuro-negro final de la reacción
Observación: A veces el ensayo queda en dos fases o desarrollo de color.
Muy pocas veces puede observarse el primer cambio. El tercer cambio
generalmente ocurre cuando el material evaluado tiene cantidades importantes de
estos compuestos.
29
Ensayo de Catequinas: Para ello se tomó; con la ayuda de un capilar, una
gota de la solución alcohólica obtenida y se la aplicó sobre un papel de filtro. Sobre
la mancha se aplicó una solución de carbonato de sodio. La aparición de una
mancha verde carmelita a la luz UV, indicó un ensayo positivo.
Ensayo de Resinas: Para detectar este tipo de compuesto se adicionó; a 2
mL de la solución alcohólica, 10 mL de agua destilada. La aparición de un
precipitado indicó un ensayo positivo.
Ensayo de Fehling: Permite reconocer en un extracto la presencia de
azúcares reductores. Para ello; si la alícuota del extracto no se encontraba en agua,
se debió evaporar el solvente en baño de agua y el residuo redisolverse en 2 mL de
agua, luego se adicionó 2 mL del reactivo y se calentó la mezcla en baño de agua
por 5 minutos. El ensayo se consideró positivo si la solución se coloreó de rojo o
apareció precipitado rojo.
Ensayo de Espuma: Permite reconocer en un extracto la presencia de
saponinas, tanto del tipo esteroidal como triterpénica. Para ello; si la alícuota no se
encontraba en agua, previamente se diluyó con cinco veces su volumen en agua y
se agitó la mezcla fuertemente durante 5 minutos. El ensayo se consideró positivo
si apareció espuma en la superficie del líquido, de más de 2 mm de altura y persistió
por más de 2 minutos.
30
Ensayo de Cloruro Férrico: Permite reconocer la presencia de compuestos
fenólicos y/o taninos en un extracto vegetal. En extracto alcohólico, el ensayo
determina tanto fenoles como taninos. Para ello, a una alícuota del extracto
alcohólico se le adicionó 3 gotas de una solución de tricloruro férrico al 5% en
solución salina fisiológica (cloruro de sodio al 0.9% en agua). En extracto acuoso,
el ensayo determina fundamentalmente taninos. Para ello, a una alícuota del
extracto, se le añadió acetato de sodio para neutralizar, y tres gotas de una solución
de tricloruro férrico al 5% en solución salina fisiológica.
Ensayo de Ninhidrina: Permite reconocer en los extractos vegetales la
presencia de aminoácidos libres o de aminas en general. Para ello, se tomó una
alícuota del extracto en alcohol, si el extracto se encontraba en otro solvente
orgánico, se mezcló con 2 gotas de solución al 2% de ninhidrina en agua y se calentó
la mezcla por 5 minutos en baño de agua. El ensayo se consideró positivo si se
desarrolló un color azul violáceo.
Ensayo de Shinoda: Permite reconocer la presencia de flavonoides en un
extracto vegetal. Si la alícuota del extracto se encontraba en alcohol, se diluyó
previamente con 1 mL de ácido clorhídrico concentrado y un pedacito de cinta de
magnesio metálico, después de la reacción se esperó por 5 min, se añadió 1 mL de
alcohol amílico, se mezclaron las fases y se dejó reposar hasta su separación. Si la
alícuota del extracto se encontraba en agua, se procedió de igual forma, a partir de
la adición del ácido clorhídrico concentrado.
31
El ensayo se consideró positivo si el alcohol amílico se coloreó de amarillo, naranja
carmelita o rojo (intensos).
Ensayo de Antocianidinas: Permite reconocer en los extractos vegetales la
presencia de estas estructuras de secuencia C6-C3-C6 del grupo de los flavonoides.
Para ello se calentó 2 mL del extracto etanólico por 10 minutos con 1 mL de ácido
clorhídrico concentrado. Se dejó enfriar y se adicionó 1 mL de agua y 2 mL de
alcohol amílico, luego se agitó y se dejó en reposo hasta la separación de sus fases.
El ensayo se consideró positivo si se desarrolló un color rojo a marrón en la fase
amílica.
Ensayo de Mucílagos: Permite reconocer en los extractos vegetales la
presencia de esta estructura tipo polisacárido, que forma un coloide hidrófilo de alto
índice de masa que aumenta la densidad del agua donde se extrae. Para ello, una
alícuota del extracto acuoso se enfrió a 5ºC. Si la solución tomó una consistencia
gelatinosa, el ensayo se consideró positivo.
Ensayo de Principios Amargos y Astringentes: El ensayo se realizó
saboreando 1 gota del extracto acuoso y reconociendo el sabor de cada uno de estos
principios, bien diferenciados al paladar (Anexo# 7).
32
Elaborado por: Cardozo, O. & Cortéz J. (2018).
Extraer con 90-150 mL de éter etílico por maceración durante
48 horas a temperatura ambiente.
Filtrar
EXTRACTO ETÉREO
Medir volumen y calcular
concentración
RESIDUO SÓLIDO
Secar y pesar
Extraer con 3 veces el peso del residuo
en volumen con etanol por maceración
durante 48 horas
EXTRACTO
ALCOHÓLICO
Medir volumen y
calcular concentración
RESIDUO SÓLIDO
Secar y pesar
Filtrar
Extraer con 3 veces el peso del residuo en
volumen con agua destilada por maceración
durante 48 horas
Filtrar
RESIDUO SÓLIDO
Secar y pesar EXTRACTO
ACUOSO
Medir volumen y
calcular concentración
30- 50 g Material Vegetal
Figura 2. Extracción sucesiva del material vegetal para la aplicación de técnicas de
Tamizaje Fitoquímico
33
EXTRACTO
ETÉREO
Dividir
fracciones
5 mL
ENSAYO DE SUDAN (Aceites y grasas)
15 mL (dividir en 3 porciones)
ENSAYOS DE DRAGENDORFF, MAYER Y
WAGNER (Alcaloides)
5 mL
ENSAYO DE BALJET (Lactonas y coumarinas)
5 mL
ENSAYO DE LIEBERMANN-BUCHARD (Triterpenos-
esteroides)
EXTRACTO
ACUOSO
Dividir
fracciones
6 mL en 3 porciones
ENSAYOS DE DRAGENDORFF, MAYER Y WAGNER (Alcaloides)
2 mL ENSAYO DE FEHLING (Az. reductores)
2 mL ENSAYO DE CLORURO FÉRRICO
(Taninos)
2 mL ENSAYO DE SHINODA (Flavonoides)
2 mL ENSAYO DE ESPUMA (Saponinas)
2 mL Ensayo de Mucilagos
1 o 2 gotas
Ensayo de Principios amargos
Elaborado por: Cardozo, O. & Cortéz J.
(2018).
.
Figura 3. Esquema de los ensayos
realizados en el extracto etéreo y acuoso.
34
EXTRACTO
ALCOHÓLICO
Dividir
fracciones
1 mL ENSAYO DE CATEQUINAS
2 mL ENSAYO DE RESINAS
2 mL ENSAYO DE FEHLING (Az. reductores)
2 mL ENSAYO DE BALJET (Lactonas)
2 mL ENSAYO DE LIEBERMANN-BUCHARD
(Triterpenos y/oesteroides)
2 mL ENSAYO ESPUMA (Saponinas)
2 mL ENSAYO DE CLORURO FÉRICO
(Fenoles y taninos)
2 mL ENSAYO DE NINHIDRINA (Aminoácidos)
2 mL ENSAYO DE BORNTRAGER (Quinonas)
2 mL ENSAYO DE SHINODA (Flavonoides)
2 mL ENSAYO DE ANTOCIANIDINA
6 mL en 3 porciones
ENSAYOS DE DRAGENDORFF, MAYER Y WAGNER (Alcaloides)
Elaborado por: Cardozo, O. & Cortéz J. (2018).
.
Figura 4. Esquema de los ensayos realizados en el extracto alcohólico.
35
III.11 Análisis por cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas (CG-
EM)
En el análisis del extracto alcohólico de T. tuberosum spp variedad negra se utilizó
para la identificación de compuestos las siguientes condiciones de trabajo:
El extracto seco fue silanizado durante 2 horas en baño de agua a 80°C con 100
μL del agente derivatizante: N-Methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (Sigma -
Aldrich)
La detección de compuestos se efectuó por cromatografía de gases acoplado a
espectrometría de masas (CG-EM) en un equipo marca Agilent Technologies (sistema
7890A GC y 5975C inerte XL MSD con detector de triple eje). Se empleó una columna
capilar DB-5MS (30 m × 0.25 mm) con fenil metilpolisiloxano (0.25 µm de espesor de
película) como fase estacionaria y helio como gas de arrastre (1.2 mL/min).
Se inyectó 2 uL de muestra derivatizada en modo Split (modo con división) empleando
la relación 100:1. La temperatura de la cámara de inyección fue de 250°C, la temperatura
del horno se mantuvo en 70°C por 2 minutos y se incrementó hasta 300°C a 5°C/min con
un tiempo de espera de 6 minutos, La temperatura de la línea de transferencia fue de
300°C y la temperatura del detector fue de 230°C. Los compuestos fueron identificados
mediante comparación con los espectros de masas de la librería NIST 2011. El rango de
masas empleado fue entre 40 - 550 uma o 40 - 550 Dalton. Todas las condiciones
cromatográficas se especifican en forma de reporte generado por el equipo.
36
CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
IV.1 Evaluación Macromorfológica de los Tubérculos
El tubérculo es de color negro predominante en la superficie y en su interior posee una
coloración púrpura en bordes y pulpa. Tiene forma alargada y cónica, presenta nudos bien
diferenciados y un tamaño aproximadamente de a 3 a 4 cm de ancho y 10 a 12 cm de
largo.
En la evaluación morfológica del tubérculo se consideró su largo, ancho, peso y color de
las superficies externa e interna, obteniendo un promedio de 43,55g para el peso, 10,92cm
de largo y 4,01cm de ancho.
Se realizó un análisis estadístico en comparación de los parámetros de estudio, cuyos
resultados se detallan a continuación:
Figura 5. Características morfológicas del tubérculo de Tropaeolum. tuberosum Mashua
variedad Negra
37
Tabla 3. Análisis estadístico de los parámetros morfológicos de muestras de tubérculos de
Tropaeolum tuberosum Mashua variedad Negra “Desglose”.
PARÁMETROS
# Intensidad de Color Peso
(g)
Ancho
(cm)
Largo
(cm) Exterior
(Negro)
Interior
(Púrpura)
1 Fuerte Medio 38,60 3,80 10,25
2 Fuerte Fuerte 40,80 3,95 10,15
3 Medio Fuerte 45,25 4,25 11,20
4 Fuerte Fuerte 40,26 4,20 10,16
5 Fuerte Fuerte 46,58 3,90 11,24
6 Fuerte Medio 39,20 3,96 10,14
7 Fuerte Medio 48,15 4,10 11,48
8 Medio Medio 44,45 4,25 11,50
9 Fuerte Medio 41,49 4,16 10,17
10 Fuerte Fuerte 50,56 3,90 12,03
11 Medio Fuerte 46,54 4,05 11,50
12 Fuerte Fuerte 39,45 4,10 10,20
13 Fuerte Medio 39,45 3,81 10,05
14 Fuerte Fuerte 50,14 3,84 12,00
15 Fuerte Fuerte 39,15 3,90 10,05
16 Fuerte Medio 43,19 3,96 11,10
17 Fuerte Fuerte 42,17 4,00 10,50
18 Fuerte Fuerte 44,16 4,05 11,20
19 Medio Medio 49,48 3,98 12,00
20 Fuerte Fuerte 41,44 3,95 11,50
Promedio 43,55 4,01 10,92
Tabla 4. Análisis estadístico de los parámetros macromorfológicos del muestreo de tubérculos
de Tropaeolum tuberosum Mashua variedad Negra. “Consolidado”
PARÁMETROS CÁLCULOS ESTADÍSTICOS (N=20)
Promedio Desviación
Estándar (SD)
Varianza Coeficiente de
Variación
(CV)
Tubérculo
Entero
Peso 43,55g 3,95 13,25 9,07
Largo 10,92cm 0.73 0,533 6,68
Ancho 4,01cm 0,14 0,019 3,49
38
Las figuras 6, 7, 8 y 9 fueron realizados en el programa Statgraphics Centurión
18.1– X64.
Se observa que la variación en las mediciones del ancho y largo de los tubérculos
empleados es muy poca en comparación con la del peso. Esto da a entender la magnitud
numérica del de la desviación estándar, varianza y coeficiente de variación en el
parámetro de peso.
Figura 6. Comparación conjunta del patrón de variación del peso, ancho y largo del tubérculo
de Tropaeolum tuberosum spp Mashua variedad Negra
Figura 7. Variación en las mediciones del peso del tubérculo de Tropaeolum tuberosum
Mashua variedad Negra
39
Figura 8. Variación en las mediciones del ancho del tubérculo de Tropaeolum tuberosum spp.
Mashua variedad Negra
Figura 9. Variación en las mediciones del largo del tubérculo de Tropaeolum tuberosum spp.
Mashua variedad Negra
40
IV.2 Determinación de los Parámetros Fisicoquímicos.
IV.2.1 Determinación de Humedad Residual.
Se determinaron a los tubérculos enteros y cáscara los parámetros fisicoquímicos
de calidad como humedad residual, cenizas totales, sustancias extraíbles.
Se obtuvo semejanza en los porcentajes de Humedad residual en la cáscara y
tubérculo entero de las muestras de Tropaeolum tuberosum spp. tuberosum. Mashua
variedad Negra yana ojo, con un valor de 7,82% - 8,13% para la cáscara y 8,13% - 8,33%
para el tubérculo entero, resultado que se encuentra dentro de los parámetros permitidos
para este tipo de producto y en los datos referenciales bibliográficos para la comparación
de los porcentajes obtenidos (Hasta 9,16%).
Estos resultados que se muestran de humedad en la Tabla 5, representan a las
características normales de los frutos y en relación con las humedades de otros productos
en polvo se consideran baja, lo que indica que manteniendo la misma humedad no tendrá
mayor degradación y por ende tendrá una gran vida útil.
41
IV.2.2 Determinación de Cenizas Totales, solubles en agua e insolubles en ácido
clorhídrico
Se observó valores de cenizas totales normales, aproximándose a los estudios de
Espín et al. (1999); donde sugieren que el fruto se encuentra en perfecto estado y no
necesita un estudio donde descarte la presencia de metales pesados.
Se obtuvo semejanza en los porcentajes de cenizas totales en la cáscara y tubérculo
entero de las muestras de Tropaeolum tuberosum spp Mashua variedad Negra, con un
valor de 4,23% - 4,24% para la cáscara y 5,08% - 5,11% para el tubérculo entero,
resultado que se encuentra dentro de los parámetros permitidos para este tipo de producto
y en los datos referenciales bibliográficos para la comparación de los porcentajes
obtenidos. Obsérvese Tabla 6.
Tabla 5. Parámetros fisicoquímicos de la cáscara y tubérculo de T. tuberosum spp. Los
porcentajes son el resultado del promedio de dos determinaciones sucesivas.
PARÁMETROS BASE SECA
PORCENTAJE OBTENIDO (%)
CÁSCARA TUBÉRCULO
HUMEDAD TOTAL 92,02% 91,77%
HUMEDAD RESIDUAL 7,98% 8,23%
CENIZAS TOTALES 4,24% 5,09%
CENIZAS SOLUBLES EN AGUA 3,51% 3,60%
CENIZAS INSOLUBLES EN ÁCIDO
CLORHÍDRICO 0,12% 0,15%
42
Tabla 6. Valores referenciales en comparación de los resultados obtenidos.
Porcentajes consultados (%) en diversas referencias
Parámetros Espín, al
(2013)
Valcárcel,
Rondán
(2013)
Cortez,
Cardozo
(2018)*
Humedad Total (BS) 94.43 90.84 ± 0.56 91,77
Humedad Residual (BS) Hasta 5.57 Hasta 9.16 8,23
Ceniza Totales (BS) 4.12 5.10 ± 0.09 5,09
Cenizas solubles en agua (BS) 3.22 3.63 ± 0.50 3,60
Cenizas insolubles en HCl (BS) 0.14 0.15 ± 0.02 0,15
*Autores, 2018. Promedio de las referencias.
IV.3 Determinación del Rendimiento de los Extractos
Usando el método de maceración en frío de los extractos en éter, alcohol y agua
obteniendo los resultados de la Tabla 7.
Tabla 7. Datos de extracciones sucesivas de la muestra con éter, etanol y agua en cáscaras de
Tropaeolum tuberosum Mashua variedad Negra
EXTRACTO PESO
MUESTRA
INICIAL
VOLUMEN
SOLVENTE
INICIAL
PESO
MUESTRA
FINAL
VOLUMEN
SOLVENTE
FINAL
Etéreo 30,00 g 90.00mL 29.68 g 49,00mL
Etanólico 30,02 g 90.00mL 28,12 g 67,00mL
Acuoso 30,05 g 90.00mL 14,13g 50mL
Muestra inicial – final
(cantidad extraída)
30.00g – 14,13 g = 15.77 g
43
Tabla 8. Datos de extracciones sucesivas de la muestra con éter, etanol y agua en tubérculos de
Tropaeolum tuberosum Mashua variedad Negra
EXTRACTO PESO
MUESTRA
INICIAL
VOLUMEN
SOLVENTE
INICIAL
PESO
MUESTRA
FINAL
VOLUMEN
SOLVENTE
FINAL
Etéreo 30,00 g 90.00 mL 29,26 g 44,00 mL
Etanólico 30,02 g 90.00 mL 27,62 g 67,00 mL
Acuoso 30,05 g 90.00 mL 14,11 g 49 mL
Muestra inicial – final
(Cantidad Extraída)
30.00g – 14,11 g = 15,89g
Tabla 9. Resultados del rendimiento de los extractos y sus porcentajes
Extracto
Rendimiento de los volúmenes de Extractos
Cáscara Tubérculo
Etéreo 54,44% 48,88%
Alcohólico 74,44% 74,44%
Acuoso 55,55% 54,43%
El extracto etéreo debido a su rápida volatilización podría ser un problema por lo
que su análisis debe hacerse en un tiempo muy corto o mantener la muestra en
refrigeración muy bien sellada y es el que presenta el menor rendimiento de todos.
44
El extracto acuoso tiene la facilidad de degradarse provocando hidrólisis en
muchos compuestos de interés por lo que su análisis debe de realizarse inmediato o
mantenerlo de igual forma en refrigeración.
El extracto más factible por estudiar es el etanólico porque no se volatiliza
rápidamente ni se degrada con facilidad, y representa el mayor rendimiento para su
análisis.
IV.4 Determinación de Metabolitos Secundarios por Tamizaje Fitoquímico
La evaluación de los parámetros de calidad continuó con el tamizaje fitoquímico
realizado en la cáscara y tubérculos, resultados se presentan en la tabla 9,10,11.
Se observa que T. tuberosum variedad negra presenta una diversidad de
compuestos donde se evidencia su potencial farmacológico. Los componentes que dan
una reacción muy positiva en los tres extractos son: compuestos fenólicos, alcaloides,
triterpenos, esteroides, flavonoides del grupo catequinas y taninos. Si en el extracto se
encuentran sustancias nitrogenadas o esteroides, los alcaloides pueden dar falsos
positivos.
45
Tabla 10. Determinación de metabolitos secundarios por tamizaje fitoquímico en el extracto
etéreo.
EXTRACTO ETÉREO
ENSAYOS METABOLITOS
RESULTADOS
CÁSCARA TUBÉRCULO
Sudán Aceites y grasas +++ ++
Dragendorff Alcaloides +++ +++
Wagner Alcaloides ++ ++
Mayer Alcaloides ++ ++
Liebermann-
Buchard
Triterpenos
Esteroides ++ ++
Brontrager Quinonas - -
Tabla 11. Determinación de metabolitos secundarios por tamizaje fitoquímico en el extracto
acuoso.
EXTRACTO ACUOSO
ENSAYOS METABOLITOS
RESULTADOS
CÁSCARA TUBÉRCULO
Dragendorff Alcaloides +++ +++
Wagner Alcaloides ++ ++
Mayer Alcaloides ++ ++
Cloruro férrico Taninos +++ +++
Shinoda Flavonoides + +
Fehling Azúcares
Reductores +++ +++
Espuma Saponinas - +
46
Tabla 12. Determinación de metabolitos secundarios por tamizaje fitoquímico en el extracto
alcohólico.
EXTRACTO ALCOHÓLICO
ENSAYOS METABOLITOS
RESULTADOS
CÁSCARA TUBÉRCULO
Dragendorff Alcaloides +++ +++
Wagner Alcaloides ++ ++
Mayer Alcaloides ++ ++
Catequinas Catequinas POSITIVO POSITIVO
Resinas Resinas - -
Fehling Azúcares
Reductores +++ +++
Liebermann-
Buchard
Triterpenos
Esteroides ++ ++
Espuma Saponinas + +
Cloruro férrico Taninos +++ +++
Ninhidrina Aminoácidos - -
Borntrager Quinonas - -
Shinoda Flavonoides +++ +++
Antocianidinas Antocianidinas +++ +++
Leyenda: (+) coloración, (++) turbidez, (+++) precipitado, (-) negativo
47
IV.5 Identificación de compuestos por Cromatografía de Gases acoplado a
Espectrometría de Masas (GC/EM)
En este análisis se realizó la corrida de los extractos alcohólico y acuoso, pero se
utilizó el alcohólico, debido a que en él se encontraron una gran variedad de elementos
constituyentes en el tamizaje fitoquímico.
En la cromatografía de gases se encontraron los aminoácidos L-Valina y L-
Leucina presentes en la cáscara y el tubérculo respectivamente. Lo que no se esperaba era
la poca cantidad de azúcares en ambas muestras, ya que de este tipo solo se encontró el
Ácido Xilónico monosacárido de 5 carbonos en el tubérculo, lo que puede determinar que
la mashua variedad negra es una de las especies con menos azúcares, que las demás
variedades como por ejemplo la mashua variedad amarilla que son conocidas por la gran
cantidad de glúcidos que poseen.
Por el contrario, sí que se encontraron una enorme cantidad de ácidos grasos, de
hecho, son estos compuestos los que más presencia tienen en esta especie variedad negra,
siendo los más representativos: el Ácido Heptadecanoico, también llamado, ácido
margárico, el Ácido Palmítico y el Ácido delta-9-cis-hexadecénico también llamado
Ácido Palmitoleico todos ellos en la cáscara. En el tubérculo en cambio como ácidos
grasos se encontraron en mayor cantidad el ácido Eicosanoico también llamado ácido
Araquídico y el ácido Esteárico.
48
Finalmente, se encontraron gran cantidad de compuestos azufrados tanto en la cáscara
como el tubérculo compuestos que son los responsables de otorgarles sus propiedades
sensoriales y medicinales a la mashua.
Figura 10. Cromatograma del extracto Etanólico en cáscara de Tropaeolum tuberosum
variedad negra
1 0 .0 0 1 5 .0 0 2 0 .0 0 2 5 .0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 .0 0 5 0 .0 0
5 e + 0 7
1 e + 0 8
1 .5 e + 0 8
2 e + 0 8
2 .5 e + 0 8
3 e + 0 8
3 .5 e + 0 8
4 e + 0 8
4 .5 e + 0 8
5 e + 0 8
5 .5 e + 0 8
6 e + 0 8
6 .5 e + 0 8
7 e + 0 8
T im e -->
A b u n d a n c e
T IC : 2 1 .D \ d a t a . m s
49
Tabla 13. Constituyentes identificados en la cáscara del extracto etanólico.
PICO METABOLITO MEDIA % DE
ABUNDANCIA
1 Mono etil malonato 0,01 0,239
2 L-Valina 0,03 0,718
3 Acido benzoico 0,03 0,718
4 Benzaldehido 0,05 1,196
5 Acido Bencenoacético 0,01 0,239
6 Ac Butanodioico metil ester 0,01 0,239
7 Acido Nonanoico 0,02 0,478
8 Acido araquidónico 0,01 0,239
9 D-erithronic acid 0,05 1,196
10 Alpha linoleico acido 0,01 0,239
11 Butanodioico acido 0,42 10,048
12 Nootkatone 0,04 0,957
13 Acido xylonico 0,21 5,024
14 n-pentadecanoico acid 0,15 3,589
15 Acido benzoico 0,12 2,871
16 hexadecanoico acid 0,22 5,263
17 cis-9-hexadecenoico Acid / Ácido
palmitoleico
0,24 5,742
18 Acido Heptadecanoico 0,31 7,416
19 Ácido Linoleico 0,36 8,612
20 9-octodecenamida 1,13 27,033
21 n-nonacosane 0,13 3,110
22 Stigmasterol 0,39 9,330
23 Friedooleanane-3, 27-hydroxy 0,23 5,502
50
Figura 11. Cromatograma del extracto Etanólico en tubérculo de Tropaeolum tuberosum
variedad negra
1 0 .0 0 1 5 .0 0 2 0 .0 0 2 5 .0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 .0 0 5 0 .0 0
5 e + 0 7
1 e + 0 8
1 .5 e + 0 8
2 e + 0 8
2 .5 e + 0 8
3 e + 0 8
3 .5 e + 0 8
4 e + 0 8
4 .5 e + 0 8
5 e + 0 8
5 .5 e + 0 8
6 e + 0 8
6 .5 e + 0 8
7 e + 0 8
T im e -->
A b u n d a n c e
T IC : 2 1 .D \ d a t a . m s
Tabla 14. Constituyentes identificados en el tubérculo del extracto etanólico.
PICO METABOLITOS MEDIA % DE
ABUNDANCIA
1 Ácido Benzoico 0,030 2,54
2 Ácido Butanodioico metil
ester
0,010 0,85
3 2, butenodioico acido 0,015 1,27
4 Ácido Nonanoico 0,020 1,69
5 2(3H)Furanona 0,040 3,39
6 L-Treitol 0,050 4,23
7 Nookatone 0,040 3,39
8 Ácido Xilonico 0,153 12,95
9 Squaleno 0,280 23,70
10 Nonacosano 0,157 13,26
11 Estigmasterol 0,387 32,73
51
Figura 12. Cromatograma del extracto acuoso en tubérculo de Tropaeolum tuberosum
variedad negra
1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0
5 e + 0 7
1 e + 0 8
1 . 5 e + 0 8
2 e + 0 8
2 . 5 e + 0 8
3 e + 0 8
3 . 5 e + 0 8
4 e + 0 8
4 . 5 e + 0 8
5 e + 0 8
5 . 5 e + 0 8
6 e + 0 8
6 . 5 e + 0 8
7 e + 0 8
7 . 5 e + 0 8
8 e + 0 8
8 . 5 e + 0 8
T im e - - >
A b u n d a n c e
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Tabla 15. Constituyentes identificados en el tubérculo del extracto acuoso.
PICO METABOLITOS MEDIA % DE
ABUNDANCIA
1 3-buten-1-ol 0,01 0,94
2 Serine 0,015 1,41
3 Nonanoic acid 0,04 3,76
4 2(3H)-Furanona 0,033 3,14
5 Nootkatone 0,02 1,88
6 Arachidonic acid 0,015 1,41
7 Alpha linoleico acido 0,025 2,35
8 Xylonic acid 0,16 15,05
9 Glucitol 0,16 15,05
10 9,12-Acido
Octadecanoico
0,47 44,21
11 beta Sitosterol 0,115 10,82
52
Figura 13. Cromatograma del extracto Acuoso en cáscara de Tropaeolum tuberosum
1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0
5 e + 0 7
1 e + 0 8
1 . 5 e + 0 8
2 e + 0 8
2 . 5 e + 0 8
3 e + 0 8
3 . 5 e + 0 8
4 e + 0 8
4 . 5 e + 0 8
5 e + 0 8
5 . 5 e + 0 8
6 e + 0 8
6 . 5 e + 0 8
7 e + 0 8
7 . 5 e + 0 8
8 e + 0 8
8 . 5 e + 0 8
T im e - - >
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T I C : 4 1 . D \ d a t a . m s
Tabla 16. Constituyentes identificados en la cáscara del extracto acuoso.
PICO METABOLITO MEDIA % DE ABUNDANCIA
1 L-Valina 0,03 0,92
2 Ácido benzoico 0,03 0,92
3 Serine 0,01 0,31
4 Ácido propanoico 0,1 3,05
5 Ácido araquidónico 0,01 0,31
6 Ácido nonanoico 0,03 0,92
7 2(3H) -Furanone 0,05 1,53
8 1-Acido aspártico 0,07 2,14
9 Ácido decanoico 0,04 1,22
10 L-Prolina 0,12 3,66
11 Nootkatone 0,03 0,92
12 Arabinonic acid 0,11 3,36
13 Glucitol 0,26 7,93
14 Acido benzoico 0,1 3,05
15 Ácido Heptadecanoico 0,18 5,49
16 Acido linoleico etyl ester 0,5 15,26
17 9,12-Acido Octadecanoico 0,53 16,17
18 Cholestadienol 0,17 5,19
19 9-Octadecenamida 0,76 23,19
20 Ácido triacontanoico 0,15 4,58
53
IV.6 CONCLUSIONES
De acuerdo con los resultados obtenidos en el análisis, se pudo llegar a las siguientes
conclusiones:
Se determinaron los principales parámetros fisicoquímicos en el tubérculo y la
cáscara de la especie Tropaeolum tuberosum variedad negra; cultivados por un
agricultor en los alrededores de la capital ecuatoriana. Los resultados tanto para
humedad y cenizas en ambas muestras no presentaron una variación significativa,
sin embargo, ambas cumplen con los parámetros establecidos para drogas
vegetales. Aunque las muestras previamente fueron correctamente lavadas con
agua y restregadas con cepillos para eliminar cualquier sustancia no propia del
tubérculo, se realizó el análisis de cenizas insolubles en ácido indicando que se
encuentran en buen estado y no se necesita de estudios adicionales para descartar
la presencia de metales pesados.
Se realizó el tamizaje fitoquímico de los extractos etéreo, etanólico y acuoso del
tubérculo de Tropaeolum tuberosum variedad negra, para la determinación de su
composición cualitativa tanto en la cáscara como en el tubérculo; en donde se
encontró la presencia de compuestos grasos, en mayor proporción en la cáscara
que el tubérculo, en ambas muestras gran presencia de taninos de tipo
pirogalotánicos, así mismo presencia de azúcares, catequinas, flavonoides y
triterpenos / esteroides, poco o ninguna presencia de saponinas y como era de
54
esperarse gran cantidad de antocianinas y de principios amargos propiedades
resaltantes en la mashua. Todos estos resultados en los 3 extractos.
En el resultado de alcaloides da positivo debido a gran presencia de precipitado
en la prueba de “Dragendorff” podría ser contradictorio ya que no existe
documentación que valide que esta especie las posea, seguramente se deba a la
presencia de aminoácidos presentes o de fertilizantes nitrogenados que se aplican
en los suelos, información que se confirma en el resultado del cromatograma
donde se encuentra gran cantidad de aminoácidos como la L-Valina y presencia
de Urea aunque en bajas proporciones.
Por métodos cromatográficos se pudo conocer que el T. tuberosum variedad
negra, en su extracto etanólico contiene mayor proporción de ácidos grasos como
el Ácido Heptadecanoico, palmitoleico y azúcares como el Ácido Xilónico,
también en el extracto acuoso se encontraron ácidos grasos como el 9,12-Acido
Octadecanoico y otros azúcares como el Glucitol. La cromatografía también
confirmó la presencia de compuestos azufrados tanto en la cáscara como en el
tubérculo, los cuales son responsables de otorgarles sus propiedades sensoriales y
medicinales a la mashua. No se evidenció presencia de alcaloides por lo que la
teoría del falso positivo es correcta debido a la presencia de urea como
contaminante.
55
IV.7 RECOMENDACIONES
Estudiar el contenido de ácidos grasos ya que se pudo observar que existía una
alta concentración tanto en los resultados de tamizaje como de éstos en el
cromatograma de gases.
Se recomienda que la muestra se encuentre en buen estado, bien triturada,
maduras, secas para su maceración y proporcionar que el solvente arrastre los
metabolitos con mayor facilidad.
56
IV.8 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Arbizu, C., Tapia, M. (1992). Tubérculos andinos. En: Cultivos marginados, otra
perspectiva de 1492. Ed. J.E. Bermejo y J. León. FAO-Jardín Botánico de
Córdoba, España.
2. Aruquipa, R., Trigo, R., Bosque, H., Mercado, G., y Condori, J. (2016). El Isaño
(Tropaeolum tuberosum) un cultivo de consumo y medicina tradicional en
Huatacana para el beneficio de la población boliviana. Revista de Investigación e
Innovación Agropecuaria y de Recursos Naturales, 3(2), 146-151.
3. Barrera, V., Tapia C., Monteros, A. (2004). Raíces y tubérculos andinos:
alternativas para la conservación y uso sostenible en el Ecuador. Quito, Ecuador:
Centro Internacional de la Papa (CIP).
4. Beltran, A. & Mera, J. (2013). Elaboración del tubérculo mashua (Tropaeolum
tuberosum) troceada en miel y determinación de la capacidad antioxidante. (Tesis
pregrado, Universidad Politécnica Salesiana).
5. Centro Internacional de la Papa. (diciembre de 2015). Oca, ulluco y mashua.
Lima, Perú.: Recuperado de https://cipotato.org/es/raices-y-tuberculos/oca-
ulluco-y-mashua/
57
6. Cortez, V., Macedo, J., Hernández, M., Arteaga, G., Espinosa, D., y Rodríguez, J.
(2004). Farmacognosia: breve historia de sus orígenes y su relación con las
ciencias médicas. Biomed, 15(2), 123-136
7. Espín Castro, C. (2013). Aporte al rescate de la mashua aplicando técnicas de
cocina de vanguardia. (Tesis de pregrado, Universidad de Cuenca). 72
Recuperado de: http://dspace.ucuenca.edu.ec/bitstream/123456789/1614/1
/tgas76.pdf
8. Espinosa, P., Vaca, R., Abad, J., y Crissman, C. (1997). Raíces y tubérculos
andinos cultivos marginados en el Ecuador: situación actual y limitaciones para
la producción. Quito, Ecuador: Abya-Yala.
9. Idárraga, P., Del Carmen, O., Callejas, R y Merello, M. (eds.) (2011). Fl.
Antioquia: Cat. 2: 9–939. Universidad de Antioquia, Medellín.
10. Izurieta, C. (Ed.). (2013). Patrimonio alimentario [Edición especial]. El Telégrafo.
Recuperado de:http://www.culturaypatrimonio.gob.ec/wpcontent/uploads/down l
oads/2013/11/PAlime ntario-N2.pdf
11. Manrique, I., Arbizu, C., Vivanco, F., Gonzales, R., Ramírez, C., Chávez, O., Tay,
D., y D, Ellis. (2013). Tropaeolum tuberosum Ruíz & Pav. Colección de
germoplasma de mashua conservada en el Centro Internacional de la Papa (CIP).
Centro Internacional de la Papa. Lima, Perú. 122 p.
58
12. Salama, A. M. (2005). Notas de clase. Manual de farmacognosia. Análisis
microscópico y fitoquímico, y usos de plantas medicinales. Bogotá, Colombia:
Univ. Nacional de Colombia.
13. Surco, F. (2004). Caracterización de almidones aislados de tubérculos andinos:
mashua (Tropaelum tuberosum), oca (Oxalis tuberosa), olluco (Ullucus
tuberosus) para su aplicación tecnológica (maestría). Universidad Nacional
Mayor de San Marcos, Lima, Perú.
14. Valcárcel, B., Rondán G., Finadi F. (2013). The physical, chemical and functional
characterization of starches from Andean tubers: Oca (Oxalis tuberosa Molina),
olluco (Ullucus tuberosus Caldas) and mashua (Tropaeolum tuberosum Ruiz &
Pavón). Obtenido de http://www.scielo.br/pdf/bjps/v49n3/v49n3a07.pdf
59
IV.9 APÉNDICES O ANEXOS
Selección y lavado de las muestras Destallado y corte transversal
Rallado y separado Secado en estufa a 40°C
Muestra pulverizada después
del secado.
A. Polvo de muestra del
tubérculo entero color negro y
morado.
B. Polvo de muestra tratada de la
cáscara del tubérculo color negro.
Elaborado por: Cardozo, O. & Cortéz
J. (2018).
A B
Anexo 1. Pretratamiento de la muestra - Proceso de secado y pulverizado.
60
Pesado de muestras
Secado en estufa a 105ºC Colocadas en el desecador
Elaborado por: Cardozo, O. & Cortéz J. (2018).
Anexo 2. Determinación de Humedad Residual en Cáscara y Tubérculo entero.
61
Pesado de los crisoles Incineración de la muestra
Colocando las muestras en la mufla
Desecar las muestras
Elaborado por: Cardozo, O. & Cortéz J. (2018)
Anexo 3. Determinación de Cenizas Totales en la Cáscara y Tubérculo entero.
62
Pesado de la muestra
Colocar Éter en ambas muestras
Realizar maceración y posteriormente obtener el extracto
Anexo 4. Obtención del extracto etéreo por maceración en frío.
63
Pesar la muestra y Añadir etanol
Realizar maceración y posteriormente obtener el extracto
Pesar la muestra y Añadir agua
Realizar maceración y posteriormente obtener el extracto
Elaborado por: Cardozo, O. & Cortéz J. (2018).
Anexo 5. Obtención del extracto alcohólico por maceración en frío.
Anexo 6. Obtención del extracto acuoso por maceración en frío.
64
Extracto Etéreo Dragendorff Sudan III Mayer
Brontrager Lieberman
Leyenda: (+) coloración, (++) turbidez, (+++) precipitado, (-) negativo
Extracto Acuoso
Fehling Dragendorff Mayer
Precipitado oscuro
(+++) ALCALOIDES
(+) (++) ALCALOIDES
Negativo (+) Triterpenos
(++)
)
(++) Precipitado rojo
naranja
Anexo 7. Tamizaje fitoquímico de los extractos etéreo, alcohólico y acuoso en
cáscara y tubérculo entero.
65
Shinoda
Cl3 Fe
Extracto Alcohólico
Saponinas Shinoda
Dragendorff Fehling
Cl3 Fe Lieberman
Leyenda: (+) coloración, (++) turbidez, (+++) precipitado, (-) negativo
(++) Color rojo fase
amílica
(+++) Taninos
(+)
Precipitado rojo
naranja (+++)
(+)
(+++) Taninos (+) Triterpenos
(++) Color rojo fase
amílica
