PROCESOS AGROINDUSTRIALES

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MERCADO DE PLANTAS AROMTICAS Y ESPECIAS El mercado mundial se ha estimado en unas 300.000 TN/ao (1.500 millones de US$) (2003) El crecimiento estimado del sector es de 2 a 4 % (en volumen) anual No existe una demanda desabastecida Mayor mercado: mentas, organo, tomillo, manzanilla, mejorana, romero, salvia y laurel.

MERCADO MUNDIAL DE PRODUCTOS NATURALES PARA SABORES Y FRAGANCIAS Estimado a 5.300 millones de US$ en 2004, con un 5% crecimiento anual Aceites esenciales: 50,000 TN - 800 millones US$ (16 US$ /kg promedio) (2001), sin considerar a la esencia de trementina : 300.000 TN Mercado estimado de aromaterapia en pases desarrollados: 800 millones de US$ (2002) Tasa de crecimiento del sector en los ltimos 5 aos: 13%

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ESTIMACIONES GLOBALES DE MERCADOS Soja Caf Plantas medicinales Plantas aromticas y especias Aceites esenciales Helicicultura 15.000 millones US$ 6.000 6.000 1.500 800 300 millones US$ millones US$ millones US$ millones US$ millones US$

Arndano

80

millones US$: 0.2 : 1.0 : 0.4 : 1.2 : 7.6 : 9.5 US$/kg US$/kg US$/kg US$/kg US$/kg US$/kgFAO-2001/2002 3

SOJA CAF ARNDANOS GRUPO ANETOL (ans/badiana/hinojo) ACEITES ESENCIALES ESENCIA DE CITRONELA

OFERTA MUNDIAL DE ACEITES ESENCIALES Grandes volmenes y bajo precio (commodities) Naranja, limn, Mentha, trementina, Eucalyptus... Pequeos volmenes, altos precios (specialities) Florales, anglica, Costus, Tagetes, cabreuva... Los aceites esenciales se consumen por

Sus propiedades organolpticas: olor y sabor Sus propiedades funcionales: reactividad, biodegradabilidad... solubilidad, volatilidad,

FUENTES DE PLANTAS AROMTICAS Cultivadas y aprovechadas: menta, limn, organo Cultivadas y no aprovechadas: mate, Eucalyptus, Acacia No cultivadas y aprovechadas: Lippia spp., Minthostachys No cultivadas ni aprovechadas

La flora autctona!!4

ACEITES ESENCIALES Los aceites esenciales son concentrados aceitosos que se extraen por medio de algn proceso de las hojas, flores, semillas, corteza, races o frutos de diversas plantas; generalmente se evaporan al contacto con el aire, por lo que tambin son conocidos como aceites voltiles.

FAO (1998) estima que existen alrededor de 3,000 aceites esenciales conocidos a nivel mundial, de los cuales aproximadamente el 10% tienen importancia comercial. La mayora de los aceites se usan en cosmticos, masajes, aromaterapia, artesanas o en productos de limpieza; otros son usados como repelentes de insectos tanto para el hombre como para el ganado, y en medicina se aplican en el tratamiento de una amplia diversidad de afecciones (Thomas and Schumann, 1992).5

PRODUCCIN DE ACEITES ESENCIALES Y ESPECIES DE LAS CUALES SE DERIVANPAS China ESPECIE Cupressus funibris VOLUMEN (TN/AO) 450

IndiaKenia

Cedrus deodaraJuniperus procera

2010

MaruecosEUA

Cedrus atlanticaJuniperus ashei Juniperus virginiana

71400 240

Los aceites esenciales son lquidos voltiles, en su mayora insolubles en agua, pero fcilmente solubles en alcohol, ter y aceites vegetales y minerales. Por lo general no son oleosos al tacto. Pueden agruparse en cinco clases, dependiendo de su estructura qumica: alcoholes, steres, aldehdos, cetonas y lactosas y xidos.6

Los aceites esenciales se utilizan para dar sabor y aroma al caf, el t, los vinos y las bebidas alcohlicas. Son los ingredientes bsicos en la industria de los perfumes y se utilizan en jabones, desinfectantes y productos similares. Tambin tienen importancia en medicina, tanto por su sabor como por su efecto calmante del dolor y su valor fisiolgico.

COMPOSICIN QUMICA Los aceites esenciales estn conformados por mezclas complejas de sustancias voltiles tales como terpenos, sesquiterpenos, alcoholes, aldehidos, cetonas cidos y esteres acompaados de compuestos no voltiles tales como alcanfor y ocasionalmente ceras de alto peso molecular.

Citral

Geraniol

Los compuestos oxigenados son los que transmiten a las esencias el aroma caracterstico, siendo la unidad estructural fundamental de los terpenos el ISOPRENO, el cual es un hidrocarburo aliftico insaturado, cuya frmula es la siguiente: C5H8

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Propiedades: Aspecto, oleoso, lquido a temperatura ambiente Olor, fuerte y penetrante. Sabor, a veces picante, custico, irritante, algunos son aromticos, dulces y delicados. Volatilidad, son altamente voltiles a temperatura ambiente. Estabilidad en la luz, son fcilmente alterables en cuanto a su olor y a su color, debido a la presencia de los terpenos. Temperatura de ebullicin, los monoterpenos hierven en el rango de 170 a 2000C, mientras que los sesquiterpenos en un rango de 250 a 2800C. Densidad, los monoterpenos tienen menos de 0,9 g/ml, mientras que los sesquiterpenos mas de 0,9 g/ml.

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Extraccin del Aceite Esencial: Extraccin por arrastre de vapor Enfloracin Extraccin mecnica

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Recepcin Acondicionamiento de la materia Prima Extraccin de Aceite Esencial Separacin Purificacin EnvasadoDiagrama de flujo para extraer el aceite esencial Aceite de organo Aceite esencial de limn Aceite de Hierba luisa

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EXTRACCIN POR ARRASTRE CON VAPOR

1. DESTILACIN CON AGUA: Canela, clavo de olor y materias altamente fibrosas y secas

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EXTRACCIN POR ARRASTRE CON VAPOR

2. DESTILACIN CON VAPOR Y AGUA: Este mtodo tiene la ventaja en la rapidez del cargado y descargado de la materia prima, adems la calidad del aceite es superior al mtodo anterior,

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EXTRACCIN POR ARRASTRE CON VAPOR3. EXTRACCIN CON VAPOR DIRECTO: Este mtodo tiene la ventaja en la rapidez del cargado y descargado de la materia prima, adems la calidad del aceite es superior al mtodo anterior

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ENFLORADOEl proceso de enflorado es un proceso de extraccin de grasas en fro que se aplica solo en algunos tipos de flores delicadas (Jazmn, tuberosa, violeta, etc) y que produce aceites que de ninguna forma se podran obtener por destilacin. La grasa o base consiste en una mezcla altamente purificada de una parte de sebo y dos partes de manteca, con 0.6% de benzona como conservador. Este mtodo ya no se emplea de modo comercial.

EXTRACCIN MECNICA Extraccin por prensado: Este mtodo se utiliza en materias primas que tengan por lo menos un 0,3% de esencia en su corteza exterior, tales como los frutos ctricos (limn, naranja, mandarina, etc.), este mtodo no emplea altas temperaturas, por lo tanto no daa a los componentes de la esencia. Extraccin por raspado: Esta tcnica tambin se utiliza en la extraccin de aceites esenciales de ctricos, pues las esencias se encuentran en los sacos odorficos ubicados en la superficie de la corteza del fruto, este mtodo tambin trabaja en fro. La separacin del aceite tambin se realiza mediante centrifugacin.15

ENFLORADOEl proceso de enflorado es un proceso de extraccin de grasas en fro que se aplica solo en algunos tipos de flores delicadas (Jazmn, tuberosa, violeta, etc) y que produce aceites que de ninguna forma se podran obtener por destilacin. La grasa o base consiste en una mezcla altamente purificada de una parte de sebo y dos partes de manteca, con 0.6% de benzona como conservador. Este mtodo ya no se emplea de modo comercial.

EXTRACCIN MECNICA Extraccin por prensado: Este mtodo se utiliza en materias primas que tengan por lo menos un 0,3% de esencia en su corteza exterior, tales como los frutos ctricos (limn, naranja, mandarina, etc.), este mtodo no emplea altas temperaturas, por lo tanto no daa a los componentes de la esencia. Extraccin por raspado: Esta tcnica tambin se utiliza en la extraccin de aceites esenciales de ctricos, pues las esencias se encuentran en los sacos odorficos ubicados en la superficie de la corteza del fruto, este mtodo tambin trabaja en fro. La separacin del aceite tambin se realiza mediante centrifugacin.16

NOMBRE DEL ACEITEAlmendra amarga Canela Jazmn Limn

FUENTES GEOGRFICASCalifornia, Marruecos Ceiln Francia, Egipto, Italia California, Silicia Florida, Californio, rea mediterrnea Bulgaria, Turqua

MTODOS DE PRODUCCINVapor

PARTE DE LA PLANTA UTILIZADASemilla

COMPONENTES PRINCIPALESBezaldehdo (96 98%), HCN (2 4%) Aldehdo cinmico, eugenol Linalol D - limoneno 90%, citral 3,5 5%

Vapor Pomada fra Expresin

Corteza Flores Piel

Naranja dulceRosa

Exprimido, DestilacinVapor, Disolvente, Enflurage

Piel

D - limoneno 90% Geraniol y citronelol 75%

Flores

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COMPUESTOS DISUELTOS EN LOS ACEITES ESENCIALESSe pueden clasificar como sigue: 1. Esteres: Principalmente de cido benzoico, actico, saliclico y cinmico. 2. Alcoholes: Linalol, geraniol, citronelol, terpinol, mentol, borneol. 3. Aldehdos: Citral, citronelal, benzaldehdo, cinamaldehdo, aldehdo cumnico, vainillina. 4. cidos: Benzoico, cinmico, mirstica, isovalrico todos en estado libre. 5. Fenoles: Eugenol, timol, carvacrol. 6. Cetonas: Carvona, mentona, pulegona, irona, fenchona, tujona, alcanfor, metilnonil cetona, metil heptenona. 7. Esteres: Celo, ter interno (eucaliptol), anetol, safrol. 8. Lactosas: Cumarina. 9. Terpenos: Canfeno, pineno, limoneno, felandreno, cedreno. 10. Hidrocarburos: Cimeno, estireno (feniletileno).

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PURIFICACIN DEL ACEITE ESENCIALEl aceite esencial bruto, debe ser purificado para que tenga mayor conservacin. La purificacin consiste en eliminar el agua residual del aceite y los compuestos indeseables, entre los cuales se encuentran los terpenos superiores, que son compuestos altamente insaturados muy susceptibles a la oxidacin, insolubles en agua y que no contribuyen al sabor o aroma del aceite esencial. El agua residual puede ser eliminada mediante congelacin o mediante el uso de sustancias qumicas hidroscpicas como el sulfato de sodio.

La Desterpenacin Es el proceso de eliminacin de la fraccin terpnica contenida en los aceites esenciales, con el fin de estabilizarlos y se puede hacer de diferentes formas: Destilacin fraccionada al vacio Separacin liquido liquido Separacin cromatogrfica

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ACEITE ESENCIAL DE ORGANOEl principal producto derivado de la hoja de organo es el aceite esencial, el cual tiene usos en las industrias licoreras, refresqueras, farmacuticas y de cosmetologa. Al igual que la hoja seca de organo, el principal mercado del aceite esencial son Estados Unidos de Norteamrica, Italia y Japn. ste se vende en un promedio de 170 dlares el litro, dependiendo de la calidad que tenga, la cual se mide por la presencia del carvacrol y timol. La extraccin del aceite de organo se logra mediante el sistema de arrastre con vapor y destilacin, en un equipo especial compuesto por una caldera o emisor de vapor, un contenedor donde se deposita la materia prima, dos tubos a lo largo que inyectan el vapor proveniente de la caldera, un condensador o intercambiador, donde se condensa la mezcla aceite esencial y agua, pasa a un embudo donde se separan por diferencias de densidades. Una planta con capacidad para 200 kilos de hoja seca de organo produce 5 litros de aceite esencial; el tiempo empleado en este proceso es de aproximadamente 3 horas, con una mano de obra de 3 personas.21

USOS DEL ORGANO El uso del organo es exclusivamente como condimento alimenticio y en poca medida medicinal, por lo que se desaprovechan sus propiedades organolpticas, ya que el aceite esencial de organo es un potente fungosttico, adems de un excelente agente antibacterial que ataca a la mayora de bacterias patognicas como estreptococos, estafilococos. Controla parsitos y virus. En Europa y Estados Unidos tiene un gran valor para la industria alimenticia e industrial.

APLICACIONES MEDICINALES DEL ORGANO En general, es una planta tnica y digestiva. Contra el dolor existe una solucin eficaz, sobre todo para dolores de espalda y del cuello (tortcolis). Consiste en aplicar un manojo de sumidades floridas frescas (recin cogidas) y calentadas ligeramente. Se envuelve con un pao asimismo caliente, y se mantiene cuanto ms rato mejor (repetir tantas veces como sea necesario). Como digestiva, se toma en infusin (de hojas y flores secas) una taza tras las comidas. Para la tos, el asma o afecciones respiratorias, es preferible en decoccin: se hierve durante un cuarto de hora un litro de agua con 50 gramos de flores y hojas, y se toman tres tacitas al da, calientes. 22

APLICACIONES MEDICINALES DEL ORGANO Es emengoga, desinfectante, bquica, expectorante y carminativa. La infusin (20 30 gramos/litro, dejndola reposar 10 minutos), tomando 2 3 tazas al da, se usa para aliviar la tos y el asma. En reglas dolorosas se emplea como calmante y regulador. Antisptico en las vas respiratorias. Los dolores y reumas se alivian con friegas con aceite de organo y cataplasmas de la planta. En uso externo en forma de infusin es cicatrizante de heridas, llagas, etc.

APLICACIONES MEDICINALES DEL ORGANO La planta contiene cidos fenlicos, cafeico, clorognico, rosmarnico; flavonoides: derivados del apigenol, del luteolol, del diosmetol; cido urslico; sustancias tnicas y elementos minerales. El aceite esencial, de composicin variable segn las subespecies y segn la zona donde se cultive (3,24), est constituido fundamentalmente por carvacrol y timol, fenoles que pueden alcanzar hasta el 90% del total; contiene tambin pinemo, sexquiterpenos, cimeno, etc.23

APLICACIONES MEDICINALES DEL ORGANO Los aceites esenciales del organo, extraidos mediante hidrodestilacin, han demostrado tambin su toxicidad por inhalacin sobre Acanthoscelides obtectus Say, Bruchidae, Coleopterae, una plaga de Phaseolus vulgaris L. Estos ensayos abren una puerta a la posible utilizacin de estos aceites esenciales en formulaciones para el control de esta plaga .

Estructura qumica de los principales componentes en organo

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ACTIVIDADES BIOLGICAS DEL ORGANOACTIVIDAD Antioxidante Antimicrobiana Antiparastica Estrognica Antigenotxica Insecticida GNERO Origanum REFERENCIAS 15, 42, 47, 48, 53, 54, 99 102

LippiaOriganum Lippia Lippia Origanum

5522,23,56 58,97 59 64, 65, 66 69,90

OriganumLippia Origanum

75, 75, 78 81, 85-8982 84 73, 74

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ACEITE ESENCIAL DE LIMN Los aceites esenciales del organo, extraidos mediante hidrodestilacin, han demostrado tambin su toxicidad por inhalacin sobre Acanthoscelides obtectus Say, Bruchidae, Coleopterae, una plaga de Phaseolus vulgaris L. Estos ensayos abren una puerta a la posible utilizacin de estos aceites esenciales en formulaciones para el control de esta plaga . Componentes activos: Limoneno (hasta un 90%), pineno, felandreno, canfeno, linalol, acetatos de linalol y geranio, citral (hasta un 3,5%) y citronelal. Aplicaciones: En alimentacin se puede aadir una gota en jarabes, zumos, batidos u otras bebidas para aromatizarlas, as como en helados o cubitos de hielo. Favorece la digestin y acta contra la hiperacidez gstrica. La esencia de limn es fra, como la de otros ctricos, es mejor conservarla en el frigorfico.

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DIAGRAMA DE FLUJO PARA OBTENER EL ACEITE ESENCIAL DE LIMN50 limones pintones

Seleccin de los limones

La solucin obtenida se coloca en un alambique (aparato de destilacin)

Lavado del fruto Se somete a un previo cakentamiento para que la solucin volatil se evapore

Etanol al 25%

Se humedece la esponja en etanol

La esponja se prensa contra la corteza de limn y se pinchal constantemente con el alfiler

Obtencin de la fase deseada

Envasado del aceite esecial del limn. Mientras la esponja absorbe el aceite, esta debe ir exprimiendose periodicamente en un recipiente28

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