Introducción
La historia mundial menciona, que para las civilizaciones fue de importancia relevante el uso culinario que dieron a las plantas, así como en la composición de perfumes y medicinas, siendo esta última de uso terapéutico tradicional en todas las culturas (Goudjil et al., 2020). Otros usos son para elaboración de cosméticos, nutracéuticos, agentes anti-edad y colorantes (Benelli & Oliveira, 2019).
Las plantas son ricas en antioxidantes, enzimas, glutatión, moléculas de naturaleza fenólica y vitaminas, que previenen tanto la auto-oxidación de los triglicéridos insaturados (Nieto, Ros & Castillo, 2018), como prueba de su efectividad contra el estrés oxidativo en los seres vivos (El-Hadary, Elsanhoty & Ramadan, 2019), que igual controlan y reducen el daño oxidativo en alimentos, causado por especies reactivas de oxígeno, incrementado así la vida de anaquel y calidad del producto (Altemimi, Lakhssassi, Baharlouei, Watson & Lightfoot, 2017).
Desde la antigüedad hasta el día de hoy las plantas que poseen aceites esenciales han sido usadas como una fuente de tratamientos profilácticos y medicinales (Shanaida & Golembiovska, 2018), debido a que contienen moléculas volátiles con actividad biológica, como la antioxidante, antimicrobiana, antiséptica, antiinflamatoria (Goudjil et al., 2020), anticancerígena, analgésica y sedante (Fikry, Khalil & Salama, 2019).
Dentro de la composición de una gran cantidad de plantas, se encuentra la presencia de diversos metabolitos secundarios, que exhiben un amplio rango de actividades biológicas, hecho que ha influido en el actual incremento de las investigaciones enfocadas en determinar cuáles son los componentes principales que otorgan estas propiedades (Milevskaya, Prasad & Temerdashev, 2019), los metabolitos se encuentran principalmente en el aceite esencial y en los extractos de las plantas, que reportan actividades antimicrobianas, antiinflamatorias y antioxidantes, así como hipolipemiantes (Fikry et al., 2019). Cabe destacar que los metabolitos secundarios son el producto de las reacciones enzimáticas de las plantas, con funciones de atracción, defensa o señalización (Khaw, Parat, Shaw & Falconer, 2017).
La presencia de estas moléculas en las plantas varía, principalmente, según el área geográfica donde se encuentren y a sus condiciones de crecimiento (Fikry et al., 2019; Zinicovscaia et al., 2020). Otro factor que afecta la producción de estos metabolitos es el estrés generado por la sequía, las plantas reducen la biosíntesis de estas moléculas, cambiando la composición química de sus aceites esenciales y extractos, es decir de sus metabolitos secundarios en general (García et al., 2019).
En el contexto de las plantas medicinales, se destaca la familia Lamiaceae, sexta de las plantas aromáticas, más abundante y una de las más extensas dentro de las dicotiledóneas (García et al., 2019), posee una elevada popularidad por el potencial aromático de la mayoría de sus especies (Gürbüz et al., 2019). Dentro de la familia Lamiaceae destaca la importancia del género Rosmarinus, que contiene las siguientes especies: R. laxiflorus, R. eriocalyx, R. tomentosus, R. lavandulaceus y R. officinalis, siendo esta última la más utilizada, gracias a que sus metabolitos secundarios se encuentran en casi todas las partes de la planta (hojas, tallos, flores y raíces) mostrando éstas una gran variedad de actividades biológicas benéficas (Ali, Chua & Chow, 2019).
Es por ello, que el objetivo principal de este artículo de revisión es enfatizar la importancia del romero Rosmarinus officinalis L. (R. officinalis L.) dentro de la familia Lamiaceae, su valor económico las propiedades biológicas y aplicaciones de sus metabolitos secundarios, así como las generalidades en torno a su extracción. La revisión de la literatura, se hizo consultando en las bases de datos de Nature, SciFinder, Scopus y SpringerLink, utilizando como palabras clave: “Lamiaceae”, “rosemary”, “Rosmarinus officinalis”, “techniques for extraction of natural products” y “green extraction technologies”.
Familia Lamiaceae
En el Orden de las Lamiales la familia Lamiaceae (también conocida como Labiatae) (Fidan et al., 2019) es la más grande de todas, con alrededor de 236 géneros y de 6, 900 a 7, 200 especies (Karpiński, 2020; Fidan et al., 2019) repartidas en todo el mundo, especialmente en la región del Mediterráneo y el suroeste de Asia (Zinicovscaia et al., 2020). Los géneros con mayor cantidad de especies pertenecen a Salvia con 900, Scutellaria con 360, Stachys y Plectranthus con 300, Hyptis con 280, Teucrium y Vitex con 250, Thymus con 220 y Nepeta con 200 (Karpiński, 2020).
Algunos de los miembros de esta familia que poseen importancia económica como plantas culinarias son el tomillo, la albahaca, el romero, la menta, el orégano, la salvia, la hierbabuena (Gürbüz et al., 2019), la lavanda, el hisopo, la mejorana y el toronjil (Sik, Kapcsándi, Székelyhidi, Hanczné & Ajtony, 2019), que tienen un elevado contenido de moléculas aromáticas (Fidan et al., 2019).
La Figura 1 muestra algunas de las plantas que forman parte de la familia Lamiaceae, un gran número de ellas con propiedades aromáticas (permitiendo su uso como especias) y relativa facilidad para ser cultivadas (Sik et al., 2019; Risaliti et al., 2019) presentan estructuras glandulares externas productoras de aceites volátiles, que las hace importantes y de gran valor para la industria alimenticia, cosmética y farmacéutica (García et al., 2019), así como en la agricultura, demostrando sus propiedades insecticidas, en el control de plagas (Fotso et al., 2019).
Figura 1
Ejemplos de algunas plantas pertenecientes a la familia Lamiaceae. NOTA: Fotografías tomadas de internet cuyas direcciones son las siguientes: Romero: https://bit.ly/312Z7MD. Página “ASAJA-JAÉN” organización profesional agraria. Tomillo: https://bit.ly/3fbHqja. Página de la comunidad “FLICKR” por Rafael de Jésus. Menta: https://bit.ly/2CTtWeR. Página del blog “Comer con conciencia: Alimente” por Verónica Mollejo. Orégano: https://bit.ly/2P6KwKH. Página del blog de ciencia “Bajo el microscopio” por Miguel Verde. Salvia: https://bit.ly/3jOLJ7o. Página de venta de plantas y accesorios de jardín “Beechmount Garden Centre”. Lavanda: https://bit.ly/2DkAzXr. Página de venta de semillas “Entre Semillas”.
Una de las principales características de la familia, es la producción de aceite esencial en los géneros de la subfamilia Nepetoideae destacando Rosmarinus, Mentha, Lavandula, Thymus y Origanum (Bridi, de Loreto, Anders & Von Poser, 2020).
Las diversas especies de la familia Lamiaceae muestran un alto contenido de fenoles como los polifenoles, cumarinas, quinonas, diterpenoides, triterpenoides, iridoides, saponinas y en algunos casos alcaloides pirrolidínicos y piridínicos. (Lemjallad et al., 2019). Una gran cantidad de estos componentes se relaciona con el elevado poder antioxidante que ostentan estas plantas (Brown, John & Shahidi, 2019).
Esta familia se considera como medicinal, por lo que su uso es muy activo en la fitoterapia (Milevskaya et al., 2019).
La presencia de aceites esenciales con moléculas volátiles biológicamente activas en estas hierbas, ha permitido su aplicación en la aromaterapia (Romero, Ramasamy, Meng, Abdul & Agatonovic-Kustrin, 2019), además de ser usados en la medicina tradicional y moderna, como fuente de medicinas terapéuticas y profilácticas (Shanaida & Golembiovska, 2018), sus extractos y aceites esenciales presentan elevadas propiedades antioxidantes y antimicrobianas (Goudjil et al., 2020), siendo esta última aprovechada en la industria alimenticia contra microorganismos patógenos y causantes del deterioro en alimentos (Tančinová, Medo, Mašková, Foltinová & Árvay, 2019).
La importancia medicinal de la familia Lamiaceae se debe principalmente a la presencia de sustancias bioactivas en la mayoría de las especies, lo cual brinda beneficios en el tratamiento de enfermedades gástricas, respiratorias y nerviosas, así como en la prevención de la diabetes (Ruzzene, Sete, Botelho & Alberton, 2019). En la medicina tradicional también han sido usadas como tratamiento para el asma, depresión, estrés, dolor de cabeza y Alzheimer (Sik et al., 2019). Algunos estudios evidencian un posible efecto preventivo o terapéutico en enfermedades cardiovasculares, problemas de obesidad, desórdenes neurodegenerativos y cáncer (Sik, Hanczné, Kapcsándi & Ajtony, 2020).
En la medicina tradicional y moderna, las aplicaciones de las plantas de la familia Lamiaceae son muy variadas, debido a la presencia de diversos metabolitos, componentes principales de los aceites esenciales como los ácidos orgánicos, saponinas y taninos, entre otros, que poseen propiedades antifúngicas, antiinflamatorias, antimicrobianas, antioxidantes, antibacterianas (Zinicovscaia et al., 2020), antialérgicas, astringentes, anticarcinogénicas (Sik et al., 2019), hepatoprotectoras, antivirales, antitumorales (Shanaida & Golembiovska, 2018), insecticidas y acaricidas (Lemjallad et al., 2019).
Romero (R. officinalis L.)
Una de las plantas de mayor importancia económica dentro de la familia Lamiaceae es el romero R. officinalis (El-Desouky, Mahmoud, Riad & Taha, 2019), también conocido por los sinónimos de Salvia rosmarinus (nombre actualmente aceptado) y Rosmarinus angustifolius (Borges, Sánchez, Matias, Keita & Tavares, 2018), el nombre del romero deriva de las palabras del latín “ros” y ¨marinus¨ lo cual se interpreta como ¨rocío del mar¨ o ¨rocío marino¨ (Fidan et al., 2019). En Europa y Estados Unidos de América es conocido como “rosemary” y en Brasil como “Alecrim” (Amaral et al., 2017).
El romero es una planta de hojas fragantes, perennes y de color verde (Basheer, 2018), con flores azul blanquecinas (Ali et al., 2019), nativa del Mediterráneo, del norte y sur de África, así como de Asia Occidental (Karadağ et al., 2019), crece en muchos lugares del planeta (en suelos secos o moderadamente húmedos), alcanzando una altura de 1 a 2 metros. No tolera suelos anaeróbicos o muy mojados, pero sí los de salinidad media. Su período de floración es de mayo a junio y el de fructificación es de primavera a verano (Borges et al., 2018).
Los principales usos del romero son en cosméticos, saborizantes de comida (Basheer, 2018; Borges et al., 2018), mejoradores de la vida de anaquel en alimentos perecederos (Fidan et al., 2019; Said, Waheed & Khalifa, 2019), estimulantes del crecimiento del cabello, como aroma en la preparación de perfumes y fragancias (Endo et al., 2018), como aditivo para shampoo, crema y jabón (Akhbari, Masoum, Aghababaei & Hamedi, 2018), en colorantes naturales de lociones y enjuagues bucales (Gomes et al., 2020).
En la medicina tradicional se ha usado en el tratamiento del asma bronquial, la epilepsia, el dolor de cabeza, malestares gastrointestinales, cólicos biliares y renales (Said et al., 2019), el control de alergias, pérdida del apetito, anomalías circulatorias, complemento en el tratamiento del dolor muscular, de articulaciones y en inflamaciones (Borges et al., 2018), también como antiespasmódico, carminativo, diurético, antirreumático, antidepresivo, ansiolítico, potenciador de la fertilidad humana y la memoria (Karim, Khan, Abdelhalim, Abdel-Halim & Hanrahan, 2017), en el tratamiento de enfermedades inflamatorias y de la diabetes mellitus (Nieto et al., 2018), potenciador de la cognición y de la circulación sanguínea (Sadeh et al., 2019), expectorante, en el tratamiento de la dismenorrea, desórdenes respiratorios, dolor de garganta y de estómago (Karadağ et al., 2019), en desórdenes de la piel (Ali et al., 2019), el alivio de enfermedades cardiovasculares (Zhang et al., 2019), el tratamiento de lesiones orales (Sumintarti, Fatimasari, Hajrah-Yusuf & Ruslin, 2018), como atenuante de cataratas, tratamiento de alergias cutáneas (de Oliveira, Camargo & de Oliveira, 2019), como tónico en el tratamiento de las flatulencias y tensión nerviosa (Abbaszadeh, Layeghhaghighi, Azimi & Hadi, 2020) y control de la caspa (Trupti & Gadekar, 2018).
Las aplicaciones del romero se dan principalmente en las industrias: alimenticia, fragancias (Fidan et al., 2019), producción orgánica de peces y caviar (Ebrahimi, Haghjou, Nematollahi & Goudarzian, 2020; Zoral et al., 2018), cosmética (Sadeh et al., 2019), farmacéutica (Benelli & Oliveira, 2019), avícola (Abo, Elsadek, Taha, Abd & ElSabrout, 2020) y pieles como el cuero (Gomes et al., 2020).
Su aceite esencial y extractos son antimicrobianos con propiedades antioxidantes (Basheer, 2018), anti-nefrotóxicos, antiinflamatorios, antitumorales, anti-hepatotóxicos (El-Desouky et al., 2019), antihelmínticos (Zoral et al., 2018), anticancerígenos (Karim et al., 2017), antifúngicos (Ebrahimi et al., 2020), insecticidas, antidiabéticos, antimutagénicos, anti-toxigénicos (Nieto et al., 2018), citotóxicos, analgésicos, herbicidas, hipoglucémicos, hipolipemiantes (Karadağ et al., 2019), antiartríticos (Beltrán et al., 2017), antidepresivos, antiobesidad, neuroprotectores (Hamidpour, Hamidpour & Elias, 2017), antihiperglucémicos, antihiperlipidémicos (Ali et al., 2019), antidiarreicos (Selmi, Rtibi, Grami, Sebai & Marzouki, 2017) e inhibidoreres de la germinación de semillas (Sadeh et al., 2019), efecto inhibidor contra el VIH (Barbieri et al., 2019), vasorrelajantes (Zhang et al., 2019), antivirales (Sumintarti et al., 2018), antitrombóticos (Elyemni et al., 2019), hipouricémicos, proapoptóticos (de Oliveira et al., 2019), anti-infecciosos, espasmolíticos (Gomes et al., 2020), entre otros más.
Una gran cantidad de investigaciones se centran hoy en día, en el estudio del romero, destacando aquellas que han demostrado los efectos farmacológicos de sus moléculas fenólicas contra procesos inflamatorios, cardiopatías isquémicas, ateroesclerosis, úlceras gástricas, deficiencias respiratorias y algunos tipos de cáncer (Amaral et al., 2017). Se ha encontrado también que mejora la producción del factor de crecimiento nervioso (Karim et al., 2017).
El potencial antioxidante de los extractos de romero ha permitido su uso de forma regular en el control de la oxidación de lípidos presentes en alimentos (Brown et al., 2019), al interrumpir las reacciones en cadena de los radicales libres (Huang et al., 2020), lo que permite su aplicación como preservativo natural en alimentos cocinados (El-Desouky et al., 2019; Huang et al., 2020).
Metabolitos secundarios del romero (R. officinalis L.)
Los componentes que confieren las propiedades farmacológicas del romero pueden agruparse en las categorías de flavonoides, terpenoides (monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, triterpenos) y derivados hidroxicinámicos (Ali et al., 2019).
En el romero se encuentran dos principales constituyentes activos: los flavonoides (como la diosmetina, diosmina, hispidulina, apigenina, luteolina y sinensetina, entre otros) y di y triterpenoides (como la rosmariquinona, el ácido carnósico, ácido ursólico, ácido oleanólico y la picrosalvina, entre otros). Sus moléculas fenólicas pueden atrapar los radicales libres e incrementar de forma indirecta la producción de antioxidantes celulares endógenos (El-Desouky et al., 2019). La actividad antimicrobiana de los extractos y aceite esencial del romero es atribuida principalmente al α-pineno, el acetato de bornilo, el alcanfor y el 1,8-cineol (Ebrahimi et al., 2020).
El romero posee alrededor de un 0.5-2.5% de aceite esencial, conformado en su mayor parte por 1,8-cineol (15-50%), alcanfor (15-25%), α-pineno (10-25%), canfeno (5.2-8.6%) y borneol (3.2-7.7%) (Sumintarti et al., 2018). El aceite esencial de mayor calidad es obtenido de sus hojas, donde se encuentra la mayoría de las tricomas glandulares que lo secretan (Elyemni et al., 2019).
El ácido rosmárico es uno de los componentes fenólicos más comunes en las plantas pertenecientes a la familia Lamiaceae (Sik et al., 2020), cuyas propiedades y actividad biológica se deben especialmente a la presencia de este metabolito (Sik et al., 2019).
Se ha reportado que en los extractos de romero alrededor del 24% de las moléculas volátiles que contiene pertenecen a los terpenos (como la verbenona), acetato de bornilo, alcanfor y α/β cariofileno (Sadeh et al., 2019), se ha identificado una composición mayor de α-pineno, borneol y 1,8-cineol (Karadağ et. al., 2019). Contiene rosmanol, isorosmanol, rosmadial y metil carnosato moléculas con propiedad antioxidante (Quintana, Villanueva, Reglero, García & Fornari, 2019). También se ha aislado la salvigenina y la cirsimaritina (Karim et al., 2017), así como alcoholes triterpénicos, ácido oleanólico, rosmaquinonas (Beltrán et al., 2017). Otros metabolitos de importancia encontrados son también el ácido ursólico y betulínico (Benelli & Oliveira, 2019). La Figura 2 muestra las estructuras de algunos metabolitos secundarios presentes en el romero.
Figura 2
Estructuras de algunos metabolitos secundarios presentes en el romero (Rosmarinus officinalis L.). NOTA: Estructuras elaboradas con el software ACD/ChemSketch (Freeware), por Emmanuel Flores Villa. Versión 11.02 (Build 25941, 21 may 2008).
El poder preservativo y terapéutico del romero reside en su aceite esencial y extractos, cuya composición química varía dependiendo de las condiciones ecológicas en las que se desarrollan y sin embargo, todos ellos contienen componentes de actividad biológica, como las moléculas fenólicas (ácido carnosínico, carnosol y ácido rosmárico), responsables de la fuerte actividad antioxidante, aprovechada en la preservación de alimentos y en la terapéutica de mecanismos anticáncer y antidiabetes, convirtiendo al romero en una planta de gran interés en las industrias médica y de alimentos (Hamidpour et. al., 2017). En la Tabla I se resume a los principales metabolitos secundarios encontrados en el romero así como algunas de sus propiedades biológicas y aplicaciones.
Tabla I
Metabolitos secundarios presentes en el romero (R. officinalis L.).
| Metabolitos presentes en el romero | |||
|---|---|---|---|
| Metabolitos | Actividad biológica | Usos/aplicaciones | Referencias |
| Ácido carnósico. | Antioxidante, antimicrobiana, hepatoprotectora, hipoglucémica, hipolipemiante, anticáncer, vasorrelajante, antiinflamatoria y antitumoral. | Control de la oxidación en los alimentos, conservador de alimentos preparados y como tónico en el alivio de la circulación. | (El-Desouky et al., 2019) (Brown et al., 2019) (Huang et al., 2020) (Hamidpour et al., 2017) (Basheer, 2018) (Said et al., 2019) (Ebrahimi et al., 2020) (Nieto et al., 2018) (Karadağ et al., 2019) (Quintana et al., 2019) (Beltrán et al., 2017) (Benelli & Oliveira, 2019) (Zhang et al., 2019) (de Oliveira et al., 2019). |
| Carnosol. | Antioxidante, antimicrobiana, hepatoprotectora, hipoglucémica, hipolipemiante, anticáncer, vasorrelajante, antiproliferativa, antifúngica, antinflamatoria y antidiabética. | Control de la oxidación en los alimentos, conservador de alimentos preparados, como tónico en la mejora de la circulación y como aditivo en el tratamiento de la caspa. | (El-Desouky et al., 2019) (Brown et al., 2019) (Huang et al., 2020) (Hamidpour et al., 2017) (Basheer, 2018) (Said et al., 2019) (Ebrahimi et al., 2020) (Nieto et al., 2018) (Karadağ et al., 2019) (Quintana et al., 2019) (Beltrán et al., 2017) (Benelli & Oliveira, 2019) (Ali et al., 2019) (Zhang et al., 2019) (de Oliveira et al., 2019). |
| Ácido rosmárico. | Antioxidante, antimicrobiana, hepatoprotectora, hipoglucémica, hipolipemiante, anticáncer, neuroprotectora, antiproliferativa y antiviral. | Control de la oxidación en los alimentos y conservador de alimentos preparados. | (Ebrahimi et al., 2020) (Brown et al., 2019) (Huang et al., 2020) (Hamidpour et al., 2017) (Basheer, 2018) (Karim et al., 2017) (Said et al., 2019) (Karadağ et al., 2019) (Quintana et al., 2019) (Beltrán et al., 2017) (Benelli & Oliveira, 2019) (Ali et al., 2019). |
| Rosmaridifenol. | Antioxidante. | Control de la oxidación en los alimentos. | (Huang et al., 2020). |
| Ácido ursólico. | Antioxidante, citotóxica, anticancerígena, hipouricémico y proapoptótica. | Control de la oxidación en los alimentos y como tónico en el control del ácido úrico. | (Huang et al., 2020) (Benelli & Oliveira, 2019) (El-Desouky et al., 2019) (Basheer, 2018) (Beltrán et al., 2017) (Ali et al., 2019) (de Oliveira et al., 2019). |
| α-pineno. | Antimicrobiana, antiinflamatoria, antioxidante, antifúngica, antibacteriana, antiparasitaria, insecticida, hepatoprotectora, hipoglucémica, hipolipemiante y anticáncer. | Promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces, control de plagas en la agricultura y como conservador de alimentos preparados. | (Ebrahimi et al., 2020) (Karadağ et al., 2019) (Borges et al., 2018) (Karim et al., 2017) (Endo et al., 2018) (Nieto et al., 2018) (Ali et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Kowalski et al., 2018) (Sadeh et al., 2019) (Sumintarti et al., 2018) (Elbahnasawy, Valeeva, El-Sayed & Rakhimov, 2019) (Akhbari et al., 2018). |
| β-pineno. | Antiparasitaria e insecticida. | Tratamiento de enfermedades parasitarias en peces, promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces y en el control de plagas en la agricultura. | (Borges et al., 2018) (Zoral et al., 2018) (Ebrahimi et al., 2020) (Ali et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Kowalski et al., 2018) (Sadeh et al., 2019) (Ferreira et al., 2020). |
| Acetato de bornilo. | Antimicrobiana, insecticida, antioxidante, hepatoprotectora, hipoglucémica, hipolipemiante, anticáncer y antifúngico. | Promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces, control de plagas en la agricultura, así como en el control y tratamiento de la caspa. | (Ebrahimi et al., 2020) (Sadeh et al, 2019) (Karadağ et al., 2019) (Ali et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Kowalski et al., 2018) (Elbahnasawy et al., 2019) (Trupti & Gadekar, 2018). |
| Alcanfor. | Antimicrobiana, antinflamatoria, antioxidante, insecticida, antimutagénica, hepatoprotectora, hipoglucémica, hipolipemiante, anticáncer, antifúngica, antiproliferativa y inmunomoduladora. | Promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces, control de plagas en la agricultura y como conservador de alimentos preparados. | (Ebrahimi et al., 2020) (Borges et al., 2018) (Endo et al., 2018) (Ebrahimi et al., 2020) (Nieto et al., 2018) (Sadeh, et al., 2019) (Karadağ et al., 2019) (Benelli & Oliveira, 2019) (Ali et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Kowalski et al., 2018) (Sadeh et al., 2019) (Ferreira et al., 2020) (Sumintarti et al., 2018) (Elbahnasawy et al., 2019) (Akhbari et al., 2018) (de Oliveira et al., 2019). |
| 1,8-cineol. | Antimicrobiana, antiinflamatoria, antidepresiva, antioxidante, relajante muscular, hepatoprotectora, hipoglucémica, hipolipemiante, anticáncer, antiinflamatoria, antiviral, antinociceptiva, insecticida y antifúngico. | Tratamiento de enfermedades parasitarias en peces, promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces, fumigante natural contra plagas, así como en el control y tratamiento de la caspa. | (Ebrahimi et al., 2020) (Borges et al., 2018) (Karim et al., 2017) (Endo et al., 2018) (Zoral et al., 2018) (Ebrahimi et al., 2020) (Nieto et al., 2018) (Karadağ et al., 2019) (Ali et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Sadeh et al., 2019) (Ferreira et al., 2020) (Elbahnasawy et al., 2019) (Akhbari et al., 2018) (de Oliveira et al., 2019) (Ahsaei et al., 2019) (Trupti & Gadekar, 2018). |
| α-cariofileno. | Insecticida y antifúngico. | Control de plagas en la agricultura así como en el control y tratamiento de la caspa. | (Sadeh et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Trupti & Gadekar, 2018). |
| β-cariofileno. | Insecticida y antifúngico. | Control de plagas en la agricultura, así como en el control y tratamiento de la caspa | (Sadeh et al., 2019) (Borges et al., 2018) (Ali et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Ferreira et al., 2020) (Elbahnasawy et al., 2019) (Trupti & Gadekar, 2018). |
| Verbenona. | Insecticida y antioxidante. | Promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces y control de plagas en la agricultura. | (Sadeh et al., 2019) (Borges et al., 2018) (Ebrahimi et al., 2020) (Karadağ et al., 2019) (Ali et al., 2019) (Elbahnasawy et al., 2019) (Akhbari et al., 2018). |
| Borneol. | Antifúngica y antioxidante. | Promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces, control de plagas en la agricultura, así como en el control y tratamiento de la caspa. | (Karadağ et al., 2019) (Borges et al., 2018) (Karim et al., 2017) (Endo et al., 2018) (Nieto et al., 2018) (Ali et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Kowalski et al., 2018) (Sadeh et al., 2019) (Ferreira et al., 2020) (Sumintarti et al., 2018) (Elbahnasawy et al., 2019). |
| Rosmanol. | Antinociceptivo, ansiolítico, antidepresivo y anticancerígeno. | Como tónico en el tratamiento de la depresión y como analgésico para aliviar el dolor de cabeza. | (Quintana et al., 2019) (Karim et al., 2017) (Said et al., 2019) (Nieto et al., 2018) (Beltrán et al., 2017) (Ali et al., 2019). |
| Isorosmanol. | Antioxidante. | Conservador de alimentos preparados. | (Quintana et al., 2019) (Nieto et al., 2018). |
| Rosmadial. | Antioxidante. | Conservador de alimentos preparados. | (Quintana et al., 2019) (Beltrán et al., 2017). |
| Metil carnosato. | Antioxidante | Conservador de alimentos preparados. | (Quintana et al., 2019) (Nieto et al., 2018). |
| Salvigenina. | Antinociceptiva, ansiolítica y antidepresiva. | Como tónico en el tratamiento de la depresión y como analgésico para aliviar el dolor de cabeza, garganta y estómago. | (Karim et al., 2017). |
| Cirsimaritina. | Antinociceptiva, ansiolítica y antidepresiva. | Como tónico en el tratamiento de la depresión y como analgésico para aliviar el dolor de cabeza, garganta y estómago. | (Karim et al., 2017). |
| Ácido oleanólico. | Antiviral, antitumoral, antioxidante y antiproliferativa. | Conservador de alimentos preparados y suplemento nutricional. | (Beltrán et al., 2017) (El-Desouky et al., 2019) (Ali et al., 2019) (de Oliveira et al., 2019). |
| Rosmaquinona. | Antioxidante y antiinflamatoria. | Conservador de alimentos preparados. | (Beltrán et al., 2017) (El-Desouky et al., 2019). |
| Ácido betulínico. | Antioxidante. | Conservador de alimentos preparados. | (Benelli & Oliveira, 2019) (Ali et al., 2019). |
| Limoneno. | Anticancerígena y hepatoprotectora. | Como tónico coadyuvante en tratamientos del cáncer. | (Borges et al., 2018) (Karadağ et al., 2019) (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018) (Sadeh et al., 2019) (Elbahnasawy et al., 2019) (Elyemni et al., 2019). |
| Mirceno. | Analgésica, antibacteriana y antioxidante. | Promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces. | (Borges et al., 2018) (Ebrahimi et al., 2020) (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018) (Ferreira et al., 2020) (Elbahnasawy et al., 2019) (Abbaszadeh et al., 2020). |
| Canfeno. | Antifúngica. | Promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces, así como en el control y tratamiento de la caspa. | (Borges et al., 2018) (Karim et al., 2017) (Ebrahimi et al., 2020) (Ali et al., 2019) (Selmi et al., 2017) (Kowalski et al., 2018) (Sadeh et al., 2019) (Ferreira et al., 2020) (Sumintarti et al., 2018) (Elbahnasawy et al., 2019) (Gomes et al., 2020) (Ahsaei et al., 2019) (Trupti & Gadekar, 2018). |
| Ácido cafeico. | Antibacteriana, antioxidante y antitumoral. | Control de la oxidación en alimentos y conservador de alimentos preparados. | (Basheer, 2018) (Nieto et al., 2018) (Beltrán et al., 2017) (Benelli & Oliveira, 2019) (Ali et al., 2019) (Sumintarti et al., 2018) (de Oliveira et al., 2019) (Gomes et al., 2020). |
| α-terpineol. | Analgésica y antioxidante. | Como tónico en el alivio del dolor de cabeza, garganta y estómago. | (Borges et al., 2018) (Karim et al., 2017) (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018) (Sadeh et al., 2019) (Ferreira et al., 2020) (Elbahnasawy et al., 2019) (Elyemni et al., 2019). |
| Terpinoleno. | Antifúngica y antibacteriana. | Aditivo aromático en jabones y como tratamiento en el control de la caspa. | (Borges et al., 2018) (Ali et al., 2019) (Elbahnasawy et al., 2019). |
| Galocatequina. | Antioxidante. | Control de la oxidación en alimentos y conservador de alimentos preparados. | (Karim et al., 2017). |
| P-cimeno. | Antioxidante. | Promotor del crecimiento e inmunoestimulante en peces. | (Ebrahimi et al., 2020) (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018) (Sadeh et al., 2019) (Elyemni et al., 2019) (Abbaszadeh et al., 2020). |
| Diosmina. | Antiinflamatoria. | Ayuda en el alivio de la circulación periférica. | (Nieto et al., 2018) (El-Desouky et al., 2019) (Ali et al., 2019) (Sumintarti et al., 2018). |
| Hispidulina. | Antioxidantes y antiinflamatorias. | Conservador de alimentos preparados. | (Nieto et al., 2018) (El-Desouky et al., 2019). |
| Luteolina. | Antiinflamatoria, antimicrobiana y antiproliferativa. | Conservador de alimentos preparados. | (Karadağ et al., 2019) (El-Desouky et al., 2019) (Ali et al., 2019) (Sumintarti et al., 2018). |
| Quercetina. | Antioxidante. | Control de la oxidación en alimentos y conservador de alimentos preparados. | (Karadağ et al., 2019) (El-Desouky et al., 2019). |
| Apigenina. | Antioxidante y antibacteriana. | Control de la oxidación en alimentos y conservador de alimentos preparados. | (Karadağ et al., 2019) (El-Desouky et al., 2019) Ali et al., 2019) (Sumintarti et al., 2018). |
| Ácido clorogénico. | Antioxidante, nefroprotectora y anti infecciosa. | Conservador de alimentos preparados. | (Ali et al., 2019) (de Oliveira et al., 2019) (Gomes et al., 2020). |
| Ácido ρ-cumárico. | Antibacteriana. | Conservador de alimentos preparados. | (Ali et al., 2019) (Gomes et al., 2020). |
| α-terpineno. | Antioxidante y antibacteriana. | Control de la oxidación en alimentos y conservador de alimentos preparados. | (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018) (Ferreira et al., 2020). |
| Geraniol. | Insecticida. | Fumigante natural en el control de plagas. | (Ali et al., 2019). |
| Timol. | Insecticida. | Fumigante natural en el control de plagas. | (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018) (Ahsaei et al., 2019). |
| Sabineno. | Antifúngica e insecticida. | Fumigante natural en el control de plagas. | (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018). |
| α-felandreno. | Antifúngica e insecticida. | Fumigante natural en el control de plagas. | (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018) (Ferreira et al., 2020) (Elbahnasawy et al., 2019). |
| Eugenol. | Acaricida, antifúngica, antiproliferativa, antiinflamatoria y antioxidante. | Conservador de alimentos preparados en el tratamiento y control de la caspa. | (Ali et al., 2019) (de Oliveira et al., 2019). |
| Carvacrol. | Insecticida. | Fumigante natural en el control de plagas. | (Ali et al., 2019) (Kowalski et al., 2018) (Ahsaei et al., 2019). |
| δ-3-careno. | Insecticida. | Fumigante natural en el control de plagas. | (Kowalski et al., 2018) (Ahsaei et al., 2019). |
Extracción de metabolitos secundarios del romero (R. officinalis L.)
Los materiales herbales contienen importantes componentes bioactivos, cuyo aislamiento y purificación se da mediante la extracción como un primer paso de recuperación, descrito como un fenómeno de transporte donde los componentes de interés en la matriz son transferidos a un disolvente adecuado a lo que se busca obtener (Moreira, Alexandre, Pintado & Saraiva, 2019).
Existen numerosas metodologías para la extracción de las moléculas de actividad biológica de las plantas, que se dividen en dos grupos: técnicas convencionales y técnicas no convencionales (Sik et al., 2020; Debebe, Shimelis, Asfaw & Jong, 2019).
En las técnicas convencionales se encuentran las de extracción por reflujo, percolación y maceración, que utilizan disolventes orgánicos en elevadas cantidades, así como largos tiempos de extracción (Zhang, Lin & Ye, 2018). También se encuentran el prensado mecánico y la trituración, con inconvenientes como baja eficiencia y severas condiciones de extracción, pobre selectividad y el uso de disolventes orgánicos volátiles (Ventura et al., 2017). Los disolventes utilizados en estas extracciones son un factor importante porque pueden afectar la eficiencia de la extracción de los componentes bioactivos y sus posteriores beneficios en la salud (Ngo, Scarlett, Bowyer, Ngo & Voung, 2017), además de considerar que en la aplicación de las metodologías el uso de disolventes orgánicos es necesario, evitando el uso de aquellos que son tóxicos por los residuos que quedan en el producto final (Pantoja, Hurtado & Martínez, 2017).
Las técnicas no convencionales buscan superar las limitaciones de las extracciones convencionales con rendimientos de extracción más altos y ahorro de energía (Putnik et al., 2017). Entre las metodologías de esta categoría encontramos las extracciones asistidas por microondas, enzimas, con fluidos supercríticos (Sik et al., 2020), ultrasonido (Debebe et al., 2019), con líquidos iónicos (Ventura et al., 2017), por campos eléctricos pulsantes, tratamientos hidrotérmicos a altas temperaturas e hidrólisis alcalina (Jesus et al., 2019), entre otras.
En la Tabla II se muestra un comparativo de las tecnologías convencionales y las no convencionales más utilizadas para la extracción de los componentes bioactivos de las plantas.
Tabla II
Características de las técnicas de extracción convencional y no convencional.
| Técnica | Principio | Ventajas | Desventajas | Aplicaciones | Referencias | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Convencional | Prensado mecánico. | Destrucción mecánica de estructuras vegetales que libera componentes de interés. | No requiere calor o uso de disolventes. | Técnica no selectiva y uso de equipo que aplique para altas presiones. | Extracción de aceite esencial y jugo. | (Ventura et al., 2017) (El-Hadary et al., 2019) (Sik et al., 2020) (Debebe et al., 2019) (Zhang et al., 2018). |
| Maceración. | Fenómeno de transporte donde los componentes de la matriz de interés son transferidos al disolvente utilizado. | Uso de disolventes de bajo costo, no requiere equipo especializado ni tratamiento previo de la muestra y permite la obtención de componentes termolábiles. | Uso de disolventes orgánicos tóxicos, elevado tiempo de extracción y no es selectiva. | Obtención de extractos de plantas con actividad biológica. | (Pantoja et al., 2017) (Putnik et al., 2017) (Nieto et al., 2018) (Zoral et al., 2018) (Senanayake, 2018) (Campo, Gélvez & Ayala, 2018) (Sik et al., 2020) (Debebe et al., 2019) (Ngo et al., 2017) (Zhang et al., 2018) (Moreira et al., 2019) (Ali et al., 2019). | |
| Extracción por reflujo. | Migración de componentes de interés a un disolvente sometido a calentamiento y a volumen constante mediante el reflujo. | Uso de disolventes de bajo costo y no requiere equipo especializado ni tratamiento previo de la muestra. | Uso de elevadas cantidades de disolventes orgánicos tóxicos, elevado tiempo de extracción, no selectiva y daña componentes termolábiles. | Obtención de extractos de plantas con actividad biológica. | (Zhang et al., 2018) (Pantoja et al., 2017) (Putnik et al., 2017) (Nieto et al., 2018) (Zoral et al., 2018) (Senanayake, 2018) (Campo et al., 2018) (Ngo et al., 2017) (Sik et al., 2020) (Debebe et al., 2019) (Ali et al., 2019). | |
| Percolación. | Se basa en el principio de la maceración, con la diferencia de mantener un flujo continuo de disolvente nuevo, evitando su saturación. | Uso de disolventes de bajo costo, no requiere equipo especializado o tratamiento previo de la muestra. | Uso de elevadas cantidades de disolventes orgánicos tóxicos, elevado tiempo de extracción y no es selectiva. | Obtención de extractos de plantas con actividad biológica. | (Zhang et al., 2018) (Pantoja et al., 2017) (Putnik et al., 2017) (Nieto et al., 2018) (Zoral et al., 2018) (Senanayake, 2018) (Campo et al., 2018) (Sik et al., 2020) (Debebe et al., 2019). | |
| Trituración. | Destrucción mecánica y reducción del tamaño del material vegetal con el fin de obtener fluidos de interés contenidos en la muestra. | No requiere el uso de disolventes o equipo especializado ni tratamiento previo de la muestra. | Baja eficiencia de extracción, pobre selectividad y severas condiciones de extracción. | Extracción de aceite esencial y jugo. | (Ventura et al., 2017) (Zhang et al., 2018) (Pantoja et al., 2017) (Putnik et al., 2017) (Nieto et al., 2018) (Zoral et al., 2018) (Senanayake, 2018) (Campo et al., 2018) (Ngo et al., 2017) (Sik et al., 2020) (Debebe et al., 2019). | |
| No convencional | Extracción asistida con fluidos supercríticos. | Uso de disolventes a presiones y temperaturas por encima de su punto crítico. | Rápida, uso reducido o nulo de disolventes orgánicos, conserva componentes térmicamente lábiles, selectiva, recuperación y recirculación del disolvente. | Elevados costos de operación y conocimientos técnicos de las propiedades de los fluidos supercríticos. | Obtención de extractos polares y no polares de las plantas (pueden ser sólidos o líquidos) así como componentes de interés de flores comestibles. | (Quintana et al., 2019) (Palacio, Arroyave, Cardona, Hurtado & Martínez, 2018) (Khaw et al., 2017) (Senanayake, 2018) (Sik et al., 2020) (Debebe et al., 2019) (Putnik et al., 2017) (Zhang et al., 2018) (Pantoja et al., 2017) (Zhang, Wen, Zhang, Duan & Ma, 2020) (Zhao et al., 2019) (Ali et al., 2019). |
| Extracción asistida por microondas. | Uso de radiaciones electromagnéticas a frecuencias de 300 MHz300 GHz, con longitudes de onda de 1 cm a 1 m. Aplicación de los fenómenos de rotación dipolar y conducción iónica para calentar la muestra. | Extracción rápida, uso reducido de disolvente, costos adicionales bajos, reducción de la pérdida de los componentes extraídos. | Uso de elevadas temperaturas, limitada a la cantidad de la muestra, uso de disolventes con propiedades dieléctricas y no es selectiva. | Extracción de componentes de interés de las plantas medicinales y de flores comestibles. | (Altemimi et al., 2017) (Quintana et al., 2019) (Palacio et al., 2018) (Flores 2017) (Sik et al., 2020) (Debebe et al., 2019) (Putnik et al., 2017) (Jesus et al., 2019) (Campo et al., 2018) (Zhang, et al., 2018)(Zhang, et al., 2020) (Zhao, et al., 2019)(Ali, et al., 2019). | |
| Extracción asistida por ultrasonido. | Uso del fenómeno de cavitación, trabaja a frecuencias mayores a los 20 KHz. | Extracción rápida, uso reducido de disolvente, costos adicionales bajos y elevados rendimientos de extracción. | Técnica no selectiva y en tiempos muy prolongados puede dañar componentes lábiles de interés. | Procesamiento de comida y extracción de componentes bioactivos de las plantas y de flores comestibles. | (Altemimi et al., 2017) (Quintana et al., 2019) (Palacio et al., 2018) (Flores 2017) (Sik et al., 2020) (Debebe et al., 2019) (Putnik et al., 2017) (Campo et al., 2018) (Zhang et al., 2018) (Joshi & Gogate, 2020) (Zhang et al., 2020) (Zhao et al., 2019) (Ali et al., 2019). | |
| Extracción asistida por enzimas. | Uso de enzimas hidrolíticas de la pared celular que permite la liberación de componentes de interés. | Permite la obtención de componentes termolábiles y tiene elevados porcentajes de extracción. | Requieren de condiciones específicas de operación y la aplicación de calor puede inactivar las enzimas. | Obtención de polisacáridos de interés, carotenoides y licopeno de las plantas. | (Putnik et al., 2017) (Sik et al., 2020) (Zhang, et al., 2018) (Ali, et al., 2019) (Panda & Manickam, 2019). | |
| Extracción asistida con líquidos iónicos. | Uso de la solvatación de sales a temperaturas inferiores a los 100 °C, lo que facilita la migración del componente de interés al disolvente. | Estabilidad química, térmica y electroquímica, excelente solvatación de componentes naturales y sintéticos. | Falta investigación que demuestre que son ambientalmente inocuos. | Extracción de componentes bioactivos de biomasa, así como la extracción de moléculas de interés de diferentes plantas. | (Putnik et al., 2017) (Ventura et al., 2017) (Debebe et al., 2019) (de Faria et al., 2018) (Strehmel, Strunk & Strehmel, 2017). | |
| Extracción asistida por campos eléctricos pulsantes. | Hace uso de campos eléctricos pulsantes (con voltajes de 100 o 200 V/cm hasta 80 kV/cm) que destruyen las membranas estructurales favoreciendo la transferencia de masa. | No calienta el material, no requiere el uso de químicos, tiempos y uso de energía reducido y alta eficiencia de extracción. | La matriz debe tener una resistividad eléctrica elevada, si los componentes que se desean obtener son enzimas, por ejemplo, puede inactivar algunas de ellas. | Extracción de antioxidantes de las plantas, en procesos de secado, corte, congelado y pasteurización en frío de los alimentos. | (Putnik et al., 2017) (Jesus et al., 2019) (Debebe et al., 2019) (Campo et al., 2018) (Zhang et al., 2018) (Zhang et al., 2020) (Leonhardt et al., 2020) (Zhao et al., 2019) (Ali et al., 2019). |
Los extractos del romero que actualmente están en el mercado, se obtienen por secado y molido de sus hojas, seguido de una extracción usando disolventes como la acetona, el etanol, el metanol, el hexano y agua, o mezclas de ellos. El producto resultante puede ser filtrado, para remover los residuos sólidos, seguido de una evaporación de disolventes al vacío, secado por pulverización y tamizado para obtener un fino polvo. Un paso más, incluye una desodorización y/o decoloración usando excipientes grado alimenticio (Senanayake, 2018), como el almidón, empleado en la industria farmacéutica (Sullbarán, Matiz & Baena, 2018).
En el laboratorio, la técnica más utilizada para la extracción de metabolitos secundarios del romero es la maceración. La obtención de extractos acuosos del romero mediante la maceración de sus hojas con agua destilada, requiere un adecuado control de la temperatura con el fin de evitar el crecimiento de microorganismos (Zoral et al., 2018). Se opta por usar una solución hidroalcohólica como agente extractor en las hojas del romero (Endo et al., 2018). También se trabaja con sus flores como materia prima (Karadağ et al., 2019). El prensado en frío es una técnica usada en la obtención del aceite esencial de hojas de romero (El-Hadary et al., 2019). Las técnicas de extracción convencionales, asistidas con tecnologías como el ultrasonido, microondas, extracción con líquido presurizado o usando CO2 supercrítico son algunas formas de mejorar la extracción de los metabolitos secundarios del romero (Quintana et al., 2019).
La obtención del extracto de romero asistido por fluidos supercríticos, se lleva a cabo usando sus hojas secas, utilizando CO2 supercrítico como disolvente extractor (Senanayake, 2018).
El uso del ultrasonido para las extracciones de los componentes de interés del romero, incrementa la eficiencia en la obtención de los compuestos bioactivos (Hosseinie, Bolourian, Yaghoubi & Ghanuni, 2018).
El aceite esencial de las plantas se obtiene por arrastre de vapor, incluida la hidrodestilación o procesos alternativos con el mismo principio (Borges et al., 2018). El aceite esencial del romero emite un intenso aroma a alcanfor, debido al elevado contenido de esta molécula, con un peso de 14.5% (Bilska et al., 2019). Una técnica convencional de obtención del aceite esencial del romero es utilizando sus hojas frescas con hidrodestilación tipo Clevenger (Pereira et. al., 2017), técnica, que se puede eficientar, asistida por microondas (Elyemni et al., 2019). Una variación de la anterior metodología, es usando hojas secas de romero molidas, y un proceso de extracción por hidrodifusión y gravedad con un equipo de microondas (Ferreira et al., 2020).
Conclusiones
El uso de las plantas, ha acompañado el desarrollo de la humanidad a través del tiempo, hasta convertirse no sólo en una fuente de alimento, sino también, en una forma de tratar enfermedades o malestares, gracias a sus propiedades medicinales.
De la gran diversidad de hierbas, que han sido usadas de forma tradicional en la mejora de la salud humana, destacan las pertenecientes a la familia Lamiaceae, que cuenta con una gran variedad de especies aromáticas, con potencial terapéutico. Diversas investigaciones actuales, han demostrado científicamente los efectos benéficos que estas producen, resaltando en ésta familia la especie Rosmarinus officinalis, planta que produce una amplia gama de metabolitos secundarios, responsables de diversas actividades biológicas que han permitido su aplicación en la medicina tradicional. Aunque las metodologías convencionales, de extracción de metabolitos secundarios del romero, son ampliamente utilizadas hoy en día, el estudio en el laboratorio de las tecnologías emergentes no convencionales, ha logrado mejorar los porcentajes de extracción y la selectividad de los componentes aislados del romero, permitiendo el escalamiento industrial de algunas de ellas.
Hoy en día, las investigaciones centran su atención en la optimización de metodologías, que permitan la mejor extracción de los componentes bioactivos del romero, así como la identificación de sus metabolitos, para conocer el mecanismo de estas actividades y usarlo en nuevas y potenciales aplicaciones.
