desterpenacion monografico

download desterpenacion monografico

of 14

Transcript of desterpenacion monografico

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    1/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    DESTERPENACIN DE ACEITES

    1. Aceites desterpenados:

    Literalmente hablando, ellos son aceites esenciales de los cuales han sido separadostodos los monoterpenos (C10H16). El trmino desterpenado uno de los msinescrupulosamente usados en la industria de los sabores y perfumes.

    Ms a menudo, estos aceites son parcialmente desterpenados y estos puedes ser

    logrados de muchas maneras los terpenos son separados por varias razones:

    Para incrementar la solubilidad del aceite en la prueba del alcohol, en solventesde alimentos, etc., y hacer el aceite claramente soluble en agua a nivel de usonormales.

    Para concentrar los ingredientes activos de sabor y perfume de acuerdo a lateora que los terpenos juegan un menor rol sobre toda la gama de sabor o aroma.Sin embargo, esto no siempre es as, los terpenos son comparativamente dbilesen aroma pero ellos presentan ciertos efectos los cuales son indispensables enla reproduccin del valor natural de los sabores o aromas.

    Para aumentar la estabilidad del aceite esencial, y prevenir la aparicin de rasgosde rancidez, la formacin de resinas, etc.

    2. Presencia de terpenos:Cuando el aceite de naranja se deteriora o degrada desarrolla un aromacaracterstico el cual puede ser descrito como terpnico.

    Esto es debido a la inestabilidad de los hidrocarburos, principalmente limoneno,los cuales en s mismos contribuyen en muy poco al aroma y sabor de los aceitesy son fcilmente oxidados para producir compuestos libres de sabor.

    La estabilidad de los aceites puede ser aumentada por separacin de los terpenosy produciendo as los aceites desterpenados del comercio. Esto puede serefectuado por destilacin fraccionada, por extraccin de los compuestosoxigenados, por dilucin en alcohol u otros solventes, o por una combinacin deestos dos mtodos.

    Analizando las condiciones mediante las cuales el aceite de naranja muestra el menorcambio ya sea en color, olor, y apariencia general.

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    2/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    Se encontr que el oxgeno fue el factor ms activo, con la luz contribuyendo a ladeterioracin.

    El vidrio fue el mejor envase aunque el aceite se guarda suficientemente bien en latas

    estaadas.(RUIZ SAAVEDRA, 2007).

    3. Biognesis de los aceites esenciales

    3.1. Metabolismo de las plantas: Las plantas producen diversos compuestosorgnicos que aparentemente no parecen tener una funcin directa en su crecimientoy desarrollo. Estas sustancias se conocen como metabolitos secundarios, productossecundarios o productos naturales.

    Estos compuestos no se relacionan directamente con el proceso de fotosntesis,respiracin, transporte de solutos, sntesis de protenas, asimilacin de nutrientes,formacin de carbohidratos, los cuales hacen parte del metabolismo primario de laplanta.

    El metabolismo primario proporciona las molculas de partida para las rutas delmetabolismo secundario, entre las que se encuentran:

    cido shikmico: Da origen a muchos componentes aromticos, aminocidosaromticos, cido cinmico y ciertos polifenoles.

    Aminocidos: precursores de los alcaloides y antibiticos peptdicos, queincluyen las penicilinas y cefalosporinas. (TAIZ & ZEIGER, 2002)

    Los metabolitos secundarios de las plantas pueden dividirse segn la estructura qumicaen tres grupos, a saber: terpenos o terpenoides, fenoles y sus derivados, y alcaloides.(STASHENKO ET AL., 1998).En la siguiente Figura se ilustra la relacin que existeentre los metabolitos primarios y secundarios.

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    3/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    Figura 1: Ruta de la Biosntesis de metabolitos secundarios y su relacin con los

    metabolitos primarios. TAIZ Y ZEIGER (2002).

    Durante varios aos se ha considerado que los metabolitos secundarios en las plantasson un material de desecho de las mismas. Sin embargo, se ha demostrado que stoscumplen importantes funciones ecolgicas en las plantas como agentes atrayentes depolinizadores, sustancias de reserva de la planta, regulan los procesos de evaporacin

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    4/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    de agua y son parte del mecanismo de defensa contra depredadores y otros vegetales(alelopata).

    Los terpenos o isoprenoides constituyen uno de los grupos ms grandes de compuestos

    secundarios ampliamente presentes en el reino vegetal. Entre ellos, se encuentran loscomponentes de esencias, blsamos y resinas. En las plantas, los isoprenoides puedensintetizarse por dos rutas diferentes, a saber: la ruta del cido mevalnico y/o la rutade metileritriol fosfato (MEP)(TAIZ & ZEIGER, 2002).

    Dependiendo del nmero de tomos de carbono, los terpenos se pueden clasificar en:

    monoterpenos, C10 (limoneno, mentol, timol, alcanfor) sesquiterpenos, C15 (farnesol), diterpenos, C20, etc.

    Donde cada uno de ellos presentan una funcin caracterstica.

    Los monoterpenos mencionados anteriormente, que presentan accin antispticay se emplean tambin como expectorantes (DUDAREVA & PICHERSKY, 2006).

    4. CLASIFICACION GLOBAL DE LOS ACEITES ESCENCIALES

    Tabla 01: clasificacin de aceites esenciales. Segn (Gonzales Patio, 2006)

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    5/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    5. CARACTERSTICAS FSICAS DE LOS ACEITES ESENCIALES

    Los aceites esenciales son voltiles y son lquidos a temperatura ambiente.

    Recin destilados son incoloros o ligeramente amarillos. Su densidad es inferiora la del agua (la esencia de sasafrs o de clavo constituyen excepciones). Casi siempre dotados de poder rotatorio, tienen un ndice de refraccin elevado. Son solubles en alcoholes y en disolventes orgnicos habituales, como ter o

    cloroformo, y alcohol de alta gradacin. Son liposolubles y muy poco solubles en agua, pero son arrastrables por el vapor

    de agua.

    6. CARACTERSTICAS QUMICAS DE LOS ACEITES ESENCIALES (Terpenoides)

    Los componentes de los aceites se clasifican en terpenoides y no terpenoides.

    a.

    NO TERPENOIDES: En este grupo tenemos sustancias alifticas de cadenacorta, sustancias aromticas, sustancias con azufre y sustancias nitrogenadas.No son tan importantes como los terpenoides en cuanto a sus usos y aplicaciones.

    b.

    TERPENOIDES: Son los ms importantes en cuanto a propiedades ycomercialmente.

    Segn los grupos funcionales que tengan pueden ser: Alcoholes (mentol, bisabolol) y fenoles (timol, carvacrol) Aldehdos (geranial, citral) y cetonas (alcanfor, thuyona) steres (acetato de bornilo, acetato de linalilo, salicilato de metilo, compuesto

    antiinflamatorio parecido a la aspirina). teres (1,8 cineol) y perxidos (ascaridol) Hidrocarburos (limoneno, a y pineno)

    En la Tabla 3.1se muestran los grupos funcionales de cada categora.

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    6/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    a.

    HIDROCARBUROS MONOTERPNICOS: Son los compuestos ms abundantes enlos aceites esenciales, y precursores de los ms complejos, que son los terpenos

    oxidados.Se denominan terminando en eno.

    Por ejemplo el limoneno (en la figura) es el precursor de losprincipales componentes de la esencia de las mentas (Menthaspp.,F. Lamiaceae), como carvonay mentol.

    El limoneno se encuentra tambin en ctricos y en el eneldo,Anethum graveolens (F. Apiaceae). Tambin los compuestos y- pineno se encuentran muy ampliamente distribuidos en la

    naturaleza, especialmente en la esencia de trementina, del gneroPinus(F. Pinaceae).

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    7/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    b.

    ALCOHOLES: Los alcoholes llevan el grupo hidroxilo (- OH) unido al esqueleto C 10.Se denominan terminados en (- ol).Son muy apreciados por su aroma.

    Por ejemplo, el linalol, que tiene dos formas, el R-linalol seencuentra en la rosa y la lavanda y es el componente mayoritariode la Menthaarvensis. La forma S-linalol en el aceite de lavandacon un contenido > 5% indica adulteracin.

    El linalolle da el sabor a las hojas de t, el tomillo y el cardamomo.Otro compuesto de este grupo, el mentol, es uno de losresponsables del sabor y el olor de la menta, cuya esencia puedetener hasta un 50% de este componente.

    Tambin el geraniol, del geranio de olor (Pelargoniumspp), el citronelolde la rosa (Rosagallica), en borneol del romero, y el santalol del sndalo (Santalum album, F.Santalaceae).

    c.

    ALDEHDOS: Los aldehdos son compuestos muyreactivos.Se nombran acabados en (al).Muchos de ellos, por ejemplo los encontrados en losctricos, se corresponden con su respectivo alcohol, por

    ejemplo, geraniol geranial o citronelol citronelal.

    Son abundantes en los ctricos, responsables del olorcaracterstico, principalmente los ismeros geranial( citral)y neral ( citral)juntos conocidos como citral (en la figura).

    Este compuesto, adems de su aroma caracterstico, tiene propiedades antivirales,antimicrobianas y sedantes. Pero muchos de ellos, incluido el citral, son irritantes parala piel por lo que no se puede hacer uso tpico de ellos.

    Otro grupo importante son los aldehdos aromticos, como el benzaldehdo, componenteprincipal del aceite de almendras amargas y responsable de su aroma caracterstico.

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    8/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    d.

    FENOLES: Slo se encuentran en unas pocas especies pero son muy potentes eirritantes.

    Los ms importantes son el timol y el carvacrol, que se

    encuentran en los tomillos (g. Thymus) y organos (g. Origanum),ambos de la Fam. Labiatae.

    Otro fenol muy importante es el eugenol, que se encuentra enmuchas especies, por ejemplo en la esencia de clavo. Es unpotente bactericida, as como anestsico, y se emplea enodontologa.

    e.

    TERES FENLICOS: Son los componentes principales

    de especias como el apio y el perejil (apiol), ans (anetol),albahaca (metilchavicol) y estragn (estragol).

    El safroles un componente muy empleado en perfumeraque se encuentra en la corteza del rbol del sasafrs(Sassafras albidum, F. Lauraceae).

    f.

    CETONAS: Se producen por la oxidacin de alcoholes y son molculas bastante

    estables.Terminan en ona.La carvonaest presente en la Menthaspicata.

    La tuyona (aislada por primera vez en la Tuya, Thujaoccidentalis, F. Cupressaceae) y pulegona son bastantetxicas y nunca deben usarse en el embarazo.

    La tuyona se encuentra en plantas como el gneroArtemisia (Artemisia absinthium, con la cual se hace elvermouth y la absenta), y en la salvia (S. officinalis).

    La pulegona se aisl por primera vez en el poleo (Mentha pulegium).

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    9/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    g.

    TERES: Los teres u xidos monoterpenos son reactivos e inestables. Un ejemploes el xido de bisabololpresente en la manzanilla (Matricariachamomilla).

    Otro muy comn es el 1,8 cineol (tambin llamado

    eucaliptol), que es el componente principal del aceite deeucalipto. Es expectorante y mucoltico y el componenteprincipal de medicamentos para la tos.

    El aceite de eucalipto vara en aroma segn el contenido en1,8 cineol.

    El aceite rico en este componente (Eucaliptus globulus, F.Myrtaceae) se emplea ms para uso medicinal, mientrasque el de contenido ms bajo (por ejemplo E. radiata) se emplea para aromaterapia.

    h.

    STERES: La mayora de los teres se forman porreaccin de un alcohol terpnico con cido actico. Suaroma caracteriza a los aceites en los que se encuentran.

    Por ejemplo, el aceite de lavanda contiene linalol y su ster,acetato de linalilo. La abundancia relativa de estos doscompuestos es un indicador de buena calidad.

    El salicilato de metilo, derivado del cido saliclico y

    metanol, es un compuesto antiinflamatorio parecido a laaspirina que se encuentra en un tipo de brezo (Gaultheriaprocumbens, F. Ericaceae), y se emplea tpicamente en linimentos.

    Fuente: Publicaciones del Ctedra de Farmacognosia y productos naturales. Facultad de Qumica,

    Universidad de la Repblica Oriental del Uruguay.

    7. DESTERPENACION DEL ACEITE ACEITES ESENCIALES

    El proceso de remocin de terpenos, llamado Desterpenacion o holding, permiteconcentrar los compuestos oxigenados (aldehdos, alcoholes, esteres y cetonas),conduciendo a un producto final ms estable y mucho ms soluble en agua. A un aceiteesencial crudo se le puede agregar valor a medida que su calidad y su purezaaumentan. (GUENTHER, 2000)

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    10/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    De acuerdo con el proceso aplicado y la concentracin deseada, se puede obteneraceites esenciales de diferentes calidades.

    Si se parte de un aceite escencial crudo o single fold.

    Luego se obtiene un aceite esencial dos fold, el cual AE single fold que se le haretirado 50% de los terpenos. A un AE tres fold, es un AE dos fold al cual se le ha retirado el 50% de lo

    terpenos. Asi, sucesivamente se tiene aceites cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve fold. Por ltimo, se obtiene el AE diez fold, considerando como un AE libre de

    terpenos, que supera varias veces en calidad organolptica, estabilidad y precioal AE crudo. (INSTITUTO DE INVESTIGACIN DE RECURSOSO BIOLOGICOS, 2003)

    En algunos casos, se denomina fold a las veces que se concentra los compuestos

    oxigenados. (DOWDLE, 2004)

    7.1. EL LIMONENO:En el proceso de Desterpenacion de AE de naranjas se obtieneun fraccin rica en limoneno, el cual es comercializado por las industrias que realizan laDesterpenacion de ctricos.

    El limoneno, es un monoterpeno cclico con dos dobles enlaces aislados. Es incoloro yposee un ligero olor a ctrico. Es el componente mayoritario de los Aes extrados de lacorteza de los frutos ctricos. (FLORIDA CHEMICAL COMPANY, 2006)

    El limoneno se utiliza como solvente industrial biodegradable y como agente dispersanteen pinturas, tintas de impresin, etc. Tambin se usa como materia prima en la sntesisde la carvona, un compuesto de gran inters en la industria perfumstica.

    Segn, (FLORIDA CHEMICAL COMPANY, 2006).Obtuvieron un polmero ecolgico a partirdel xido de limoneno y dixido de carbono.

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    11/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    7.2. TCNICAS DE DESTERPENACION:

    La tcnica ms utilizada en Desterpenacion de ctricos es la destilacin al vaco.

    7.2.1. DESTILACIN AL VACO:

    Esta tcnica aprovecha la diferencia entre los puntos de ebullicin de losdiferentes compuestos que hacen parte de las esencias. En la mayora de los casosel rango de ebullicin de los monoterpenos varia de 150 a 180C a presinatmosfrica, el de los sesquiterpenos de 240 a 280C y de la mayora de loscompuestos oxigenados se encuentra en medio de estos rangos.

    Las altas temperaturas, que se deben manejar para llevar acabo la destilacin q

    presin atmosfrica, afectan nocivamente a muchos de los compuestos del AE(Hidrolisis, polimerizacin y oxidacin de compuestos).(GUENTHER, 2000)

    Trabajando a la menor presin, es posible reducir la degradacin del aceite,adems de lograr mejores notas olfativas y mayores concentraciones decompuestos oxigenados. (OMBARIZA y BLANCO, 2004)

    7.2.2. EXTRACCIN CON CO2SUPERCRTICO:

    Esta es una tcnica limpia y selectiva, que aprovecha la solubilidad de algunoscompuestos del AE en el dixido de carbono a presiones muy altas, por encima depunto crtico. La Desterpenacion con CO2supercrtico ha sido objeto de muchasinvestigaciones en los ltimos aos. (FLORIDA CHEMICAL COMPANY, 2006)

    Segn, (KONDO y GOTO, 2000.)y (FANG y GOTO, 2006).Utilizando las 2 tcnicasanteriores, para la Desterpenacion del aceite de bergamota (Citrus aurantiumBergamia Risso)-Japon, 2006 (combinacin de destilacin al vacio y extraccin conCO2 supercrtico) y de la esencia de naranja pera barasilera (Citrus sinensiisOsbeck)- Brasil, 2000 (destilacin al vaco), respectivamente, concluyeron que ladestilacin al vaco fue ms apropiada para separar los monoterpenos de loscompuestos oxigenados y que la extraccin con CO2 supercrtico fue ms efectivapara separar los compuestos oxigenados de las ceras y pigmentos.

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    12/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    7.2.3. DESTERPENACION CON SOLVENTES:

    El aceite esencial crudo se introduce dentro de una columna rellena con unmaterial solido adsorbente tal como del de silece o almina. Luego se hace pasar

    una corriente de solvente orgnico que puede ser afn a los terpenos(terpenofilico), como el pentano, y otra corriente, afn a los compuestosoxigenados, como el etanol. Finalmente, las soluciones son destiladas a presinreducida para eliminar el solvente.

    Algunos solventes utilizados en esta tcnica, son contaminantes del ambiente, por lo tanto,

    se propone una tcnica donde se utiliza lquidos inicos que remplaza los solventes

    orgnicos.(OMBARIZA y BLANCO, 2004)

    CONCLUSION

    Los aceites esenciales desterpenados tienen un olor ms fuerte que el olororiginal, al estar ms concentrado y adems, es totalmente soluble en alcoholdiluido y mejora la solubilidad en el agua de los aceites esenciales.

    Tienen muy poca tendencia a la oxidacin.

    En el aceite esencial crudo posee una concentracin alta de limoneno es la esencia

    que limita su uso en perfumera, puesto que este monoterpeno es muy pocosoluble en agua y etanol.

    En el proceso desempernado se identificaron 72 compuestos nuevos, de ellos 35compuestos oxigenados que no se detectaron en el aceite crudo, por encontrarseen concentraciones muy bajas.

    Estos ltimos tiene olor ms rico, son ms solubles en agua y etanol, lo que ampliamucho el espectro de las aplicaciones industriales del aceite esencialdesterpenado.

    Las fracciones terpenicas resultantes del proceso de la destepenacion de laesencia de naranja desterpenada, puede ser excelente materia prima para la

    obtencin de limoneno producto en la industria qumica.

  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    13/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA

    BIBLIOGRAFA AZCN, J. & M. TALN. (2000). Fundamentos de fisiologa vegetal. 1 Ed.McGraw- Hill

    Interamericana. Madrid, Espaa. pp 261.

    BANDONI, Arnold (Ed.). Los recursos vegetales aromticos en Latinoameric, su aprovechamientoindustrail para la produccin de aromas y sabores. Argentina: Red de Editoriales Universitarias, 2000,410p.

    DOWDLE, P., Proceso for reducting the concentration of undesired compounds in a composition. USPantent, 2004.2004/0069713.

    DUDAREVA, N. & E. PICHERSKY. (2006). Biology of Floral Scent. Taylor & Francis Group:New York EE.UU. pp: 55-71.

    FANG, T, GOTO, M., Combination of supercritical CO2 and vacuum distillation for distillation ofeseential oils from orange peel.J.Chromatogr., A. 2006.

    FLORIDA CHEMICAL COMPANY.www.floridachemical.com.Consulta en noviembre de 2006.

    GERMN MARTN RUIZ GARAY JUAN JOS SAAVEDRA ROTTA, 2007 Determinacin delos parmetros ptimos de funcionamiento para un equipo de extraccin slido lquido en laextraccin de aceite esencial de naranja usando un sistema de cscara de naranja alcohol etlicoUNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE QUMICA EINGENIERA QUMICA E.A.P. DE INGENIERA QUMICA. LimaPer.

    GUENTHER, E. Tthe essential oils volI, III, Ed. Van Nostrand, New York, 2000, Vol I 427p, Vol III,777p.

    INSTITUTO DE INVESTIGACIN DE RECURSOSO BIOLOGICOS ALEXANDER von

    HUMBOLDT. Biocomerio Sostenible: Estudio del mercado colombiano de aceites esenciales.

    Bogot, 2003, 85p

    KONDO, M., GOTO,M., Fractional extraction supercritical carbn dioside for the deterpenation ofbergamot oil. Ind. Eng. Chem., 2000.

    OMBARIZA, M., BLANCO, C., Estudio comparativo de los aceites esenciales de hojas y frutosctricos colombianos. Bucaramanga: Tesis de grado (Qumica). Facultad de Ciencias. Universidad

    Industrial de Santander, 2004, 156p. Publicaciones del Ctedra de Farmacognosia y productos naturales. Facultad de Qumica,

    Universidad de la Repblica Oriental del Uruguay.

    TAIZ, L. & E. ZEIGER. (2002). Plant Physiology. 3 Ed. Sinauer Associates Inc, Publisers:Massachusetts. Pp: 171-192, 285-291.

    STASHENKO, E., Y. COMBARIZA & A. PUERTAS. (1998). Aceites esenciales, tcnicas deextraccin y anlisis. Laboratorio de Fitoqumica y Cromatografa. Bucaramanga. Colombia. Pp: 30.

    http://www.floridachemical.com/http://www.floridachemical.com/http://www.floridachemical.com/http://www.floridachemical.com/
  • 7/26/2019 desterpenacion monografico

    14/14

    TECNOLOG DE LIMENTOS II

    ING VICTORIA ANCASI CONCHA