PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN DE DERIVADOS BIOINSECTICIDAS DE LA PLANTA ARTEMISIA ABSINTHIUM L.

Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L.

, caracterizado por unos parámetros agronómicos y económicos de producción orgánica de la planta con un quimiotipo específico con el fin de producir extractos orgánicos consistentes en aceite esencial y extracto no volátil, y en otra fase extractos supercríticos de composición química caracterizada, obtenidos con CO2 a presión como disolvente mayoritario, siendo las principales aplicaciones industriales de los extractos y aceites así extraídos su uso como materia base para formulaciones de insecticidas naturales, de especial aplicación en agricultura ecológica para el control de insectos plaga, especialmente áfidos y lepidópteros, así como su uso como ingrediente para formulaciones mixtas, en combinaciones sinergistas junto con otros componentes activos naturales.

Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L.

La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L, comúnmente conocida como Ajenjo, caracterizado por unos parámetros agronómicos y económicos de producción orgánica de la planta con un quimiotipo específico con el fin de producir extractos orgánicos consistentes en aceite esencial y extracto no volátil, y en otra fase extractos supercríticos de composición química caracterizada, obtenidos con CO₂ a presión como disolvente mayoritario, siendo las principales aplicaciones industriales de los extractos y aceites así extraídos su uso como materia base para formulaciones de insecticidas naturales, de especial aplicación en agricultura ecológica para el control de insectos plaga, especialmente áfidos y lepidópteros, así como su uso como ingrediente para formulaciones mixtas, en combinaciones sinergistas junto con otros componentes activos naturales.

La Artemisia absinthium L, denominada comúnmente "ajenjo", es una planta herbácea medicinal de la familia de las asteráceas. Cada año produce desde su base rama rectas, de 0.50 a 1.20 m de altura, que se secan en otoño tras la fructificación. Las partes basales de estas ramas permanecen durante el invierno y en la estación siguiente se producen nuevas ramas a partir de sus yemas. Toda la planta tiene una coloración blanquecina, debido a su abundancia de pelos que cubren prácticamente toda la superficie de tallo y hojas. Su área de distribución abarca principalmente desde Asia Central hasta Europa Occidental, con algunas localidades en el Norte de África. Ha sido una planta muy cultivada por su carácter aromático, especialmente en los Estados Unidos, la antigua URSS y Francia. La planta se recolecta cuando está en plena floración, entre julio y agosto. El primer año la recolección es escasa, pero en los años sucesivos es posible hacer dos recolecciones, en julio y a finales de octubre, si las condiciones meteorológicas lo permiten.

Aunque la forma más común de obtener el ajenjo que se comercializa son los cultivos, en muchos lugares se recogen poblaciones silvestres de esta planta, obteniéndose así un producto heterogéneo en calidad y rendimiento. También se han desarrollado métodos de micropropagación de ajenjo para producir plantas con el fin de obtener metabolitos secundarios.

Esta planta era conocida desde muy antiguo ya por los egipcios y transmitida después a los griegos gracias a sus múltiples aplicaciones curativas como tónico, febrífugo y antihelmíntico. Además de por sus virtudes medicinales, el ajenjo ha sido utilizado tradicionalmente como aromatizante, empleándose su principio activo absintina (sustancia amarga) en la preparación de bebidas comerciales como por ejemplo el vermouth. El aceite esencial de ajenjo y el alcohol constituyen los ingredientes básicos de la absenta, bebida que fue prohibida en algunos países a principios del siglo XX por su toxicidad. Los efectos neurotóxicos y alucinógenos, así como su nefrotoxicidad son atribuidos a la tuyona, una monoterpenocetona presente en su aceite esencial.

El ajenjo ha sido asimismo empleado desde tiempos remotos para el tratamiento de trastornos digestivos ya que estimula el apetito, previene la formación de gases en el tubo digestivo, estimula la secreción de jugos gástricos y de bilis tanto por la vesícula biliar como por el hígado y protege frente a dolencias hepáticas. Asimismo presenta propiedades antipiréticas, antioxidantes y antiinflamatorias. También se ha utilizado como antídoto para el opio y otros venenos depresores del sistema nervioso central. También se le conocen aplicaciones en perfumes, como por ejemplo encontramos en la Patente inglesa GB0105589 "Composiciones de perfume", o como elementos para su uso en medicinas alternativas, como por ejemplo se describe en la patente española ES2076896 "Procedimiento para producir moxas".

Asimismo son conocidas tradicionalmente, y frecuentemente utilizadas, sus propiedades insecticidas y repelentes en la lucha contra las plagas, especialmente pulgones, ácaros, cochinillas, hormigas, orugas, y otros insectos pulverizando su extracto sobre las plantas afectadas. También repele la mariposa de la col, ácaros, roya, caracoles y babosas si se pulveriza preventivamente. La aplicación tradicional del ajenjo ha sido realizada hasta ahora por métodos tradicionales como la maceración de la planta, decocción, infusión o mediante purín fermentado. Estos métodos, aparte de que su utilización dosificación y efectividad está basada casi siempre en la tradición y en la experiencia, presentan el inconveniente de que no permiten un completo aprovechamiento de toda la capacidad bioinsecticida de la planta, además de no ser aprovechables industrialmente, ya que no es predecible ni el aprovechamiento, ni la concentración ni la efectividad de las soluciones utilizadas.

Aunque los plaguicidas naturales se han utilizado durante cientos de años para proteger los cultivos, estos han sido reemplazados casi totalmente durante los últimos años por compuestos de síntesis más eficaces. Sin embargo, el aumento de los problemas asociados a resistencias cruzadas, riesgos para la salud pública y daños al medioambiente, han promovido la búsqueda de productos naturales con propiedades plaguicidas. Además estos productos naturales pueden presentar nuevos modos de acción que reducen el riesgo de resistencias cruzadas. Son conocidos y utilizados muchos insecticidas orgánicos, como por ejemplo los descritos en la Patente alemana DE9200220 "Procedimiento para la elaboración de un insecticida almacenable rico en Azadirachtin a partir de semillas de Neem", y en las Patentes españolas ES8802602 "Procedimiento de preparar ingrediente activo para insecticidas" y ES0262168 "Un método para producir una nueva composición insecticida", derivados de distintos productos naturales distintos del ajenjo.

A pesar de ello, se necesita encontrar insecticidas todavía más selectivos y biodegradables para reemplazar a los plaguicidas de síntesis que persisten en el medio ambiente y poseen un amplio espectro de toxicidad. Ello es especialmente relevante ya que la producción orgánica mediante agricultura ecológica es un mercado emergente, para el que existe una demanda cada vez mayor de agroquímicos naturales.

Para solventar esa necesidad se ha ideado el procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L. objeto de la presente invención, el cual consigue un aprovechamiento óptimo de los extractos de dicha planta, con resultados reproducibles y aplicables industrialmente. Para ello, se han establecido los parámetros agronómicos y económicos de producción orgánica de la planta del ajenjo (Artemisia absinthium L.) con un quimiotipo específico en parcelas experimentales con el fin de producir extractos orgánicos consistentes en aceite esencial y extracto no volátil, y en otra fase de extracción, extractos supercríticos de composición química caracterizada, obtenidos con CO₂ a presión como disolvente mayoritario, con efectos repelentes experimentalmente demostrados frente a larvas de lepidópteros, por ejemplo de la especia Spodoptera littoralis, y pulgones además de tener efectos sobre el desarrollo radicular de cebada Hordeum vulgare.

Las principales aplicaciones industriales de los extractos y aceites así extraídos consisten en su uso como materia base para formulaciones de insecticidas naturales, de especial aplicación en agricultura ecológica para el control de insectos plaga, especialmente áfidos y lepidópteros, así como su uso como ingrediente para formulaciones mixtas, en combinaciones sinergistas junto con otros componentes activos naturales.

Este procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L. que se presenta aporta múltiples ventajas sobre los disponibles en la actualidad siendo la más importante que específica una metodología de producción mediante el cultivo en campo de un quimiotipo seleccionado y mediante una extracción controlada de la materia prima, propiciando una producción controlada, predecible e industrializable.

Asimismo debemos destacar la ventaja de control en origen que implica la estandarización química y biológica.

Es importante destacar que este procedimiento de extracción...

1. Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L. caracterizado porque comprende una fase de producción (1), una fase de extracción de extractos orgánicos (2), obteniendo aceite esencial y extracto no volátil (3), y una fase de obtención (4) de extractos supercríticos (5) basada en la utilización de CO₂ (22) en condiciones supercríticas como disolvente principal.

2. Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L, según la anterior reivindicación, caracterizado porque la fase de producción (1) comprende el cultivo (6) en campo de un quimiotipo seleccionado por su adaptabilidad al cultivo y por su composición química mediante la multiplicación mediante esquejes o semillas en vivero-semillero (7) para su posterior plantación en el terreno de asiento ubicado en zonas altas con pluviométrica superior a los 400-450 mm anuales y cultivo mecanizado, entrando en producción en el primer año de su plantación, recolectándose (8) las hojas y sumidades floridas cuando las plantas se encuentran en estadio fenológico de plena floración para posteriormente someterse a un proceso de secado (9) y posterior molido (10), obteniendo el material recolectado (11).

3. Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L, según la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de secado (9) se realiza a la sombra, bajo corriente de aire y durante un período de 8 días.

4. Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L, según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase de extracción (2) de extractos orgánicos se realiza mediante hidrodestilación (12) y extracción orgánica (13) del material recolectado (11).

5. Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L, según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase de extracción (4) de extractos supercríticos (5) basada en la utilización de CO₂ (22) a presión, se realiza utilizando una bomba de compresión (47) con un filtro (48), un cilindro de extracción (15), dos colectores (16, 17), una dispositivo de refrigeración cilíndrica (18), un intercambiador de calor (19), un sensor de presión (20) y un medidor de flujo (21).

6. Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L, según la reivindicación 5, caracterizado porque la fase de extracción de extractos supercríticos utilizando CO₂ (22) a presión como disolvente principal comprende una primera etapa en la que el material recolectado (11) se introduce en el cilindro de extracción (15) y es embebido simétricamente con materiales porosos inertes que permiten un flujo homogéneo de CO₂ (22), a continuación se calienta hasta que se alcanza una temperatura de 40ºC, para a continuación comprimir la bomba (47) el CO₂ (22) hasta conseguir una presión de 90 bar, momento en el que el fluido supercrítico a la presión de trabajo llena el cilindro de extracción (15), regulándose en los dos colectores (16, 17) la presión, mediante las oportunas válvulas, y la temperatura mediante el dispositivo de refrigeración (18), de tal forma que el primero de los colectores (16) sirve para eliminar compuestos pesados, como ceras, y el segundo colector (17) para la recogida del aceite esencial obtenido como extracto supercrítico (5).

7. Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L, según las reivindicaciones 5 y 6, caracterizada porque el tamaño medio de partícula del material recolectado utilizado en la fase de extracción de extractos supercríticos (5) con CO₂ (22) es de 0.5 mm.

8. Procedimiento de extracción de derivados bioinsecticidas de la planta Artemisia absinthium L, según las reivindicaciones 5, 6 y 7, caracterizado porque el flujo de gas a través del cilindro extractor (15) a 25º y 1 atm es preferentemente de 10,5 l/min.

9. Uso de los extractos obtenidos según el procedimiento descrito en las anteriores reivindicaciones, o sus combinaciones, como materia base para formulaciones de insecticidas naturales.

10. Uso de los extractos obtenidos, según la reivindicación 9, en el que se combina con otros componentes activos naturales para formulaciones mixtas de tipo sinergista.

11. Uso de los extractos obtenidos, según las reivindicaciones 9 y 10, en el que los insecticidas naturales se aplican para el control de insectos plaga en agricultura ecológica.

12. Uso de los extractos obtenidos, según la reivindicación 11, en el que los insectos plaga son áfidos.

13. Uso de los extractos obtenidos, según la reivindicación 11, en el que los insectos plaga son lepidópteros.