Caracterización fitoquímica de la resina de Liquidambar styraciflua L

Abstract

Liquidambar styraciflua L. es una especie forestal perteneciente la familia Hamamelidaceae, característica del bosque templado húmedo. Es una angiosperma que produce una resina con alto valor comercial en las industrias perfumera y farmacéutica. A nivel mundial se comercializan las resinas y aceites esenciales extraídos de las resinas de L. styraciflua L. y Liquidambar orientalis Mill., la primera con mayor producción a nivel mundial en Honduras y la segunda en Turquía. En México a pesar de tener rodales importantes de Liquidambar, no se ha comercializado la resina de esta especie, y tampoco se tiene información de los compuestos químicos que la constituyen, y si tienen potencial comercial o no. En el presente trabajo se identifican los metabolitos de esta resina y del aceite esencial extraído de ella. Se hicieron dos colectas de resina durante el 2013, en la época de sequía y lluvia (enero y junio, respectivamente). Se muestrearon un total de 21 árboles en cuatro comunidades; Santa Lucía, Tianguistengo, Xochimilco y Xalapa, ubicados a diferentes altitudes en el estado de Hidalgo. En el análisis de las resinas se determinó la concentración de compuestos fenólicos totales, taninos condensados, ácidos libres y la presencia de ácidos, ésteres y terpenoides, mediante las técnicas de Folin-Ciocalteu, butanol-ácido clorhídrico, titulación con fenolftaleína y Cromatografía en Capa Fina (CCF), respectivamente. Los aceites esenciales extraídos de las resinas, se analizaron por Cromatografía de Gases acoplada a Espectrofotometría de Masas (CG-EM). El análisis estadístico se realizó utilizando el método MIXED del programa estadístico SAS versión 9.0, ajustando las medias a una prueba de Tukey-Kramer. Se observó mayor concentración de fenoles totales en las resinas colectadas en época de sequía. No se encontraron diferencias significativas en la concentración de éstos metabolitos en las resinas de las diferentes comunidades. La concentración de taninos condensados en las resinas, no mostraron diferencias en la época de colecta y tampoco entre las comunidades. La época de sequía presentó menor cantidad de ácidos libres, y no se encontraron diferencias significativas en la concentración por efecto de la localización. Los resultados indican que la época de sequía es la mejor para la colecta de resinas, con mayor acumulación de fenoles totales y para obtener resinas de alta calidad por la menor concentración de ácidos libres. Los taninos condensados pueden encontrarse en cualquier época del año, sin aparente variación en la concentración. El análisis por CCF reveló mayor número de compuestos en época de sequía. Se calcularon los Rf para ambas temporadas, algunos coincidieron con valores reportados para los ácidos cinámico y benzoico, así como del cinamato de cinamilo. El aceite esencial de la resina se obtuvo por hidrodestilación. La mayor producción de aceite esencial la obtuvo Xalapa con 9.3%, en época de sequía. Se identificaron 52 compuestos, los cuales variaron en cada temporada. Los compuestos mayoritarios corresponden al alcohol dihidro cinámico, estireno, cardeno, alcohol de cinamilo y alfa-pineno. Tres compuestos de los identificados sólo han sido reportados en aceite esencial de hojas y tallos de L. styraciflua, estos son el beta-mirceno, allo-aromadendreno y gama-cadineno. Se reporta por primera vez la presencia de una cumarina (himecromona) y una imida (alfa-metil-alfa-fenilsuccinimida) en el aceite esencial de L. styraciflua. Las evidencias obtenidas en este estudio exhiben la influencia importante de las condiciones ambientales en cada época de colecta, sobre la variación química y abundancia de los metabolitos. _______________ PHYTOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF RESIN OF Liquidambar styraciflua L. ABSTRACT: Liquidambar styraciflua L. is a forest species that belongs to the Hamamelidaceae family, commonly found in the tropical cloud forests. It is an angiosperm that produces a resin of high value in the perfume and pharmaceutical industries. The resin and essential oils of L. styraciflua L. and Liquidambar orientalis Mills., are commercialized world-wide, with the largest producer for the first species being Honduras and for the second species Turkey. Although Mexico has important stands of Liquidambar, its resin is not currently traded, and there is no information available on its chemical composition, and whether it has economical potential or not. This study identifies the metabolites of the resin and essential oil. Resin was collected twice during 2013, once during the dry season and once during the rainy season (January and July, respectively). The sample consisted of 21 trees distributed among four communities at different altitudes (Santa Lucia, Tianguistengo, Xochimilco and Xalapa). The resins were analyzed to determine the concentration of total phenolic compounds, condensed tannins, the presence of acids, esters and terpenoids through the techniques of Folin-Ciocalteu, butanol-hydrochloric acid, titration with phenolphthalein and thin layer chromatography, respectively. Essential oils extracted from resins were analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrophotometry (GC-MS). Data was analyzed using the MIXED procedure of SAS 9.0 statistical software and differences between means were detected using a Tukey-Kramer test. Results show increased concentrations of total phenols in resins collected during the dry season. No differences were found in the concentration of these metabolites between communities. Condensed tannin concentration remained unchanged regardless of the season or community where the resin was collected. During the dry season, less free acids were found in the resins, but no effect of the collection site was detected. Results suggest that resin collection during the dry season results in resin of higher quality due to an increased accumulation of total phenols and less free acids. Condensed tannins may be found throughout the whole year without variations in their concentration. Thin layer chromatography showed the presence of more compounds during the dry season. Rf were calculated for both seasons and some of the values were similar to those reported for cinnamic and benzoic acid, also for cinnamyl cinnamate. Essential oils were obtained from the resin by hydrodestillation and the highest yield (9.3%) was obtained with samples from the community of Xalapa during the dry season. We identified 52 compounds,which varied by season. The mayor compounds are dihidro cinnamic alcohol, styrene, cardene, cinnamyl alcohol and alpha-pinene. Three of the compounds found had only been reported in essential oil from leaves and stem of L. styraciflua. These compounds are beta-myrcene, allo-aromadendrene and gamma-cadinene. This is the first report of azulene, phthalic acid, adipic acid, hymecromone (cumarin) and alpha-methyl-alpha-phenylsuccinimide (imide) in the essential oil of L. styraciflua. Evidence provided in this study underscores the effect that the environment has on the yield and type of metabolites found in the resin of L. styraciflua.