Extracción de moléculas bioactivas de las hojas de girasol (helianthus annuus) utilizando disolventes a alta presión

Abstract

Las técnicas tradicionales de extracción se han empleado para obtener extractos de las hojas de girasol ricos en moléculas bioactivas. Estas técnicas no son eficientes por sus altos costos, el uso de grandes volúmenes de disolventes orgánicos y su baja selectividad. Debido a esto, se han propuesto nuevas técnicas de extracción a alta presión, incluyendo extracciones con fluidos supercríticos (ESC) y con mezclas líquidas a alta presión (ESE), las cuales proporcionan mayor selectividad, emplean disolventes verdes y tienen un impacto ambiental reducido. En la presente tesis se evaluó un proceso de extracción de moléculas bioactivas a partir de las hojas de girasol (Helianthus annuus L), utilizando dióxido de carbono y adicionando un 50% de los codisolventes agua, etanol-agua y etanol, por tanto, se profundiza en el estudio de extractos de girasol con mayores propiedades alelopáticas que serían útiles para desarrollar nuevos modelos de herbicidas naturales. La extracción se realizó a 400 bar y se realizó a dos temperaturas, a 55 y 100 °C. Los extractos se fraccionaron en tres separadores con diferentes condiciones de operación (S1: 200 bar/45 °C, S2: 90 bar/40 °C y S3: 1 atm/30 ºC). La bioactividad y el potencial alelopático de las fracciones se determinaron según el bioensayo de coleóptilos y de fitotoxicidad. El codisolvente de la mezcla hidroalcohólica generó altos rendimientos de extracción. El extracto obtenido en el S3 a 55 ºC utilizando agua como codisolvente mostró los mejores perfiles de bioactividad y su fraccionamiento permitió la separación de la clorofila. De esta fracción se aislaron 14 compuestos, entre ellos ácidos grasos, terpenos y heliannuoles. Heliannuol D, tambulina y 10-oxo-isodauc-3-en-15-al mostraron los perfiles inhibidores más efectivos en el bioensayo de coleóptilos.

Traditional extraction techniques have been used to obtain extracts from sunflower leaves rich in bioactive molecules. These techniques are not efficient due to their high costs, the use of huge volumes of organic solvents and their low selectivity. Due to this, new high-pressure extraction techniques have been proposed, including extractions with supercritical fluids (ESC) and with high-pressure liquid mixtures (ESE), which provide greater selectivity, use green solvents and have a reduced environmental impact. In this thesis, a process of extraction of bioactive molecules from sunflower leaves (Helianthus annuus L.) was evaluated, using carbon dioxide and adding 50% of the co-solvents water, ethanol-water and ethanol, therefore, It deepened in the study of sunflower extracts with enhanced allelopathic properties that would be useful to develop new models of natural herbicides. The extraction was carried out at 400 bar and the temperature were carried out 55 and 100 °C. The extracts were fractionated in three separators (S1: 200 bar/45 °C, S2: 90 bar /40 °C and S3: 1 atm/30 °C). The bioactivity and the allelopathic potential of the fractions were determined according to the coleoptile and phytotoxicity bioassay. The co-solvent of the hydroalcoholic mixture generated high extraction yields. The extract obtained in S3 at 55ºC using water as cosolvent showed the best bioactivity profiles and its fractionation allowed the separation of chlorophyll. 14 compounds, including fatty acids, terpenes and heliannuoles were isolated from this fraction. Heliannuol D, tambulin and 10-oxoisodauc-3-en-15-al showed the most effective inhibitor profiles in the coleoptile bioassay.