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• Raul Hinostroza Tenorio

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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGÍA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II (AI-442) “ACEITES ESENCIALES” PROFESOR INTEGRANTES

: Ing. PANIAGUA SEGOVIA, Jesús J. :

CONDOLÍ QUISPE, Ida. CHÁVEZ SOTO, Liz Pamela. GONZÁLEZ CAMASCA, Lizbeth María. HINOSTROZA TENORIO, Raúl Frede JURADO MENESES, José Enrique. LIZARBE FELIZ, Yenifer Ángela. TOMAYLLA BERROCAL, Lizet YARANGA AVENDAÑO, María Guadalupe. AYACUCHO – PERÚ 2016

ACEITES ESENCIALES I. DEFINICIÓN: Los aceites esenciales son compuestos formados por varias substancias orgánicas volátiles, que pueden ser alcoholes, acetonas, cetonas, éteres, aldehídos, y que se producen y almacenan en los canales secretores de las plantas. Los aceites esenciales son mezclas de sustancia obtenidas de plantas, que presentan como características principales su compleja

composición

química

y

su

carácter

fuertemente

aromático (refiriéndose al término aroma y no al concepto químico

de

aromaticidad).

(ORTUÑO

SANCHEZ,

2006).

(YARANGA AVENDAÑO, María Guadalupe) Normalmente son líquidos a temperatura ambiente, y por su volatilidad, son extraíbles por destilación en corriente de vapor de agua, aunque existen otros métodos. En general son los responsables del olor de las plantas. (ARRAIZA BERMUDEZ, Paz 2000). Son productos generalmente oleosos y perfumados que se encuentran en las flores, en los frutos y en las hojas de las plantas; químicamente son mezclas complejas de compuestos orgánicos que suelen contener terpeno. (HUAILLA RENEZ. 1995). (GONZÁLEZ CAMASCA, Lizbeth María.) Las

esencias

se encuentran generalmente preformadas

en

células o glándulas , en recipientes y en canales o conductos secretores .Raramente se originan ,solo cuando interviene un fermento ,por ejemplo ,al poner en contacto con agua partes desmesuradas(esencia de

mostaza, de almendras amargas

,mentas, clavo de olor, Wintergreen). (DEVORE G. (JURADO MENESES José Enrrique)

1970)

Son llamados así los constituyentes odoríferos o “esencias” de una planta. Él termino aceite, probablemente ,se origina del hecho

que las

fracciones

liquidas

volátiles

(sustancias

responsables del aroma de las plantas)existen en las glándulas o entre las células en forma líquida ,el agua al igual que los aceites grasos son inmiscibles con el agua y debido a que se evaporan por exposición denominan

:aceites

al aire a temperatura ambiente ,se

volátiles

,aceites

etéreos,

aceites

esenciales o esencias. Son solubles en mayoría de solventes orgánicos e insolubles en solventes polares. Presentan elevados índices de refracción. Sufren degradación química en presencia de luz solar, aire, calor, ácidos y álcalis fuertes generando oligómeros de naturaleza indeterminada. Poseen colores que varían en la gamma del amarillo hasta ser transparentes. Frecuentemente se detectan propiedades de solvencia para polímeros

con

anillos

aromáticos.

(BRUNETON,

1991)(liz

pamela Chávez) Más recientemente, la norma AFNOR NF T 75-006 (febrero 1998) ha dado la siguiente definición de aceite esencial: Producto obtenido a partir de una materia prima vegetal, bien por arrastre de vapor, o bien por procedimientos mecánicos a partir del epicarpio de los Citrus, o por destilación en seco. Posteriormente el aceite esencial se separa de la fase acuosa por procedimientos físicos en los dos primeros métodos desde su composición [por ejemplo, redestilación, aireación,...]». Esta definición según procedimiento es restrictiva; excluye tanto los productos obtenidos por extracción con ayuda de disolventes

como los obtenidos por cualquier otro procedimiento (gas a presión, «enfleurage»)*. Sin embargo, éstos ocupan un lugar importante en los mercados farmacéuticos, productos higiénicos y de industria cosmética, perfumería, así como en numerosos sectores de la industria agroalimentaria: parece por tanto útil definir

a

continuación

los

términos

más

frecuentemente

utilizados en este campo. (BRUNETON, Jean 1993) (liz pamela Chávez)

II. CLASIFICACIÓN Los aceites esenciales se clasifican desde diferentes puntos de vista, como los siguientes: A. por su origen a. Esencias naturales: son las que se obtienen directamente de la naturaleza. Son de origen vegetal o animal, nunca mineral. b. Esencias Sintéticos: son productos de la síntesis orgánica, que pueden obtenerse por transformación de los componentes obtenidos

de

diversas

esencias

o

´por

síntesis

directa

prescindiendo de la naturaleza. Son empleadas ampliamente en perfumería. c. Esencias artificiales: Son mezclas de las dos anteriores; de aroma son semejantes a las esencias naturales. B. Por el origen de la materia prima natural a. De origen vegetal. Se tiene las esencias de flores como el jazmín y la rosa; de hojas como el azahar; de toda la planta como la lavanda; de la corteza, la canela; de la madera, el cedro y el pino; de frutas, naranja, limón, bergamota; de semillas, el anís.

b. De origen animal. Aveta, ámbar. C. Por su composición elemental a. Esencias pobres en oxígeno. Entre las ricas en terpenos están la trementina, limón, bergamota, romero, eucalipto, laurel, naranja, mandarina. b. Esencias ricas en oxígeno. Como las de anís, hinojo, comino, menta, manzanilla, violeta, etc. c. Esencias nitrogenadas. Como el berro, mastuerzo y capuchino. d. Esencias sulfonadas. Como el ajo, cebolla, mostaza, etc. D. Por el punto de ebullición: a. Esencias fijas. Son llamadas esencias fijadoras. Tienen una frecuencia ondulatoria amplia y peso molecular elevado. Como ejemplo están las esencias de clavel, sándalo, benjuí (resina), ámbar gris y almizcle. b. Esencias persistentes o medias. Son más volátiles que las esencias fijas. Son utilizados en perfumería. Están compuestas por cetonas o esteres de peso molecular poco elevado, como lavanda, clavo, pimiento, rosa, etc. c. Esencias fugases o volátiles. Su acción sólo dura algunas horas. De peso molecular bajo como las de anís, bergamota, menta, ruda, etc. (HUAILLA RENEZ. 1995). (GONZÁLEZ CAMASCA, Lizbeth María.) II. COMPOSICIÓN QUÍMICA

A. Hidrocarburos. Ocasionalmente de la serie alifática tal como heptano, mirceno y varias parafinas. A menudo se encuentran compuestos de la serie aromática como pineno, canfeno, limonelo, barnileno, dipenteno y felantreno. También se presenta cymeno, estireno (feniletileno). B. Alcoholes. Se encuentran en estado libre y en combinación con ácidos, como ésteres alcoholicos, hallados generalmente como linanol, gernicol, citronilol, terpinol, borneol, mentol y santalol. C. Aldehidos. Como el benzaldehído, aldehído, cinámico, salicílico, citral y citronelal. D. Cetonas. Los más importantes son el alcanfor, carvona, fenchona, tuyona y mentona. E. Fenoles. Los más importantes son el eugenol, anetol, carvacrol, saprol y timol. F. Ácidos. Algunos se presentan al estado libre pero en pequeñas cantidades, como el acético, propiónico, butírico, valeriánico,

benzoico,

cinámico

y

cianhídrico;

comúnte

se

encuentran combinados formando ésteres con los alcoholes mencionados, como el linalil acetato, acetato de bornillo, acetato de metilo, etc. G. Compuestos Sulfurados. Tal como el alil tiocianato, encontrado en el aceite de mostaza. (HUAILLA RENÉZ. 1995) (GONZÁLEZ CAMASCA, Lizbeth María.) ESTRUCTURA Y NOMENCLATURA Los terpenos pueden clasificarse según el número de unidades isoprenicas en su nomenclatura, del siguiente modo:

Monoterpenos

2 isoprenos C10

Sesquiterpenos

3

Diterpenos

4 isoprenos C20

Sesterterpenos

5

Triterpenos

6 isoprenos

isoprenos C15

isoprenos C25 C30

Según esta clasificación, la vitamina A es un diterpeno y los carotenoides, que tienen todos 40 átomos de carbono, serían tetraterpenos. El caucho, un polímero mayor con estructura isoprenoide, sería un politerpeno. En los mono, sesqui, di y sesterterpenoides, las unidades isoprénicas

se encuentran unidas

cabeza

a

cola.

En los

triterpenos, dos estructuras sesquiterpenoides están vinculadas colana cola. La cadena puede ser abierta (terpenos acíclicos) o cerrada para formar uno o más anillos (terpenos cíclicos). (Braverman 1980) (LIZARBE FELIZ, Yenifer Ángela.) MONOTERPENOS Muchos aceites esenciales que se encuentran en la naturaleza son mezclas de una cantidad de hidrocarburos monoterpenoides de formula general C10H16, e hidrocarburos sesquiterpenoides (C 15

H24), los cuales sirven principalmente como vehículos para los

grupos más importantes de compuestos oxigenados (alcoholes, aldehídos,

cetonas,

ácidos

y

esteres)

los

cuales,

aunque

presentes en cantidades mucho menores, son generalmente los portadores del olor característico del aceite en cuestión. Todos los monoterpenos y sesquiterpenos son volátiles cuando se les destila con vapor. Unos pocos monoterpenos de los más simples,

tales como el

mirceno (del aceite de laurel) y el ocimeno, poseen estructuras alifáticas aciclíclas y contienen tres dobles ligaduras:

Fig. 01: monoterpenos El d-limoneno constituye casi el 90% del aceite de naranja, y su modificación levorrotatoria se observa en el aceite de trementina de Filmandia, el aceite de menta americana, etc. El gammaterpineno y el α-felandreno,que se oxidan fácilmente acetonas, se encuentran el aceite de limón.

fig. 02 Los compuestos arriba expuestos poseen una estructura muy similar, salvo por la posición de las dobles ligaduras. A continuación

se

presentan

algunos

hidrocarburos

monoterpenoides con diferentes estructuras: El pineno existe en dos formas ópticamente activas. Su isómero α es el constituyente principal de la trementina, y también puede hallárselo en el aceite de azahar. (Braverman 1980)(LIZARBE FELIZ, Yenifer Ángela.) Casi siempre se encuentran como hidrocarburos. Éstos pueden ser acíclicos (mirceno), monocíclicos (α- y γ-terpineno, p-cimeno)

o bicíclicos. A veces constituyen más del 90% del aceite esencial. (FLORES GUTIÉRREZ, María Carolina. 2010) (TOMAYLLA BERROCAL, Lizet) Según DEVORE G, 1970; Los compuestos terpénicos pueden dividirse en tres grupos TERPENOS: Pueden de cadena abierta (alifáticos) y contienen 3 dobles enlaces; monocíclicos, con 2 dobles enlaces y dicíclicos, con 1 solo enlace doble.

(CERÓN SALAZAR, Ivonne Ximena. 2009)(Lizet) TERPENOS ALIFÁTICOS 1.

Hidrocarburos.

Son

poco

numerosos

ejemplo:

mirceno,

ocimeno. El mirceno se encuentra en la esencia de malagueta (oleum myrciae) y el ocimeno en la albahaca (ocimum basilicum) 2. Terpenos oxidados, citaremos al geraniol (alcohol) (forma cis) y el nerol (forma trans). El geraniol se encuentra en las esencias de

rosa, geranio, té, limón y palmarrosa. El nerol en las de rosa, azahar, bergamota y linolol. TERPENOS MONOCÍCLICOS La

mayoría

de

ellos

derivan

del

p-cimeno

(hidrocarburo

aromático); que cuando se hidrogena totalmente da lugar a la formación del p-mentano. De ellos citaremos el limoneno, que se encuentra en tres formas ópticas: d-limoneno, l-limoneno y d y llimoneno (dipenteno). Los limonenos forman parte de las esencias de las cortezas de los frutos cítricos, bergamota y trementina. SESQUITERPENOS Las variaciones estructurales son variadas siendo los más frecuentes hidrocarburos, alcoholes y cetonas. El alargamiento de la cadena aumenta el número de ciclaciones posibles, de ahí la gran variedad de estructuras conocidas (más de una centena de

esqueletos

diferentes).

Algunos

de

los

sesquiterpenos

característicos de los aceites esenciales: hidrocarburos mono o policíclicos (β- bisaboleno, β-cariofileno, longifoleno), alcoholes (farnesol, carotol, β-santalol, patchulol), cetonas (nootkatona, cis-longipinano-2,7-diona, β-vetivona), aldehídos (sinensales), ésteres (acetato de cedrilo). (FLORES GUTIÉRREZ, María Carolina. 2010) (Lizet) Los hidrocarburos pertenecientes a este grupo, así como sus derivados, no tienen especial interés, si se exceptúan los derivados del azuleno que debe su intenso color al sistema de dobles

enlaces

conjugados

que

contiene.

Entre

ellos

se

encuentran los hidrocarburos guayazulado (en la esencia de guayaco y de geranio). (DEVORE G. 1970) (Lizbeth) ALCOHOLES MONOCÍCLICOS

Los más importantes son el carvomentol y el mentol, que pueden obtenerse respectivamente por hidrogenación del carvacrol y del timol. El mentol, que tiene tres carbonos asimétricos, puede existir en ocho formas ópticamente activas. El l-mentol se encuentra en la esencia de menta. ALDEHIDOS Y ACETONAS MONOCÍCLICOS TERPENOS DICICLICOS: Tuyano, carano, pinano (forma parte de la trementina o aguaras), canfano. COMPONENTES AROMÁTICOS Los componentes aromáticos se encuentran presente con menor frecuencia que los terpenos. Es un grupo amplio de compuestos que contienen anillos cerrados de átomos de carbono. Los compuestos aromáticos presentan gran estabilidad por tener la estructura resonante asignada al benceno. Algunos anillos aromáticos pueden contener también un átomo de oxígeno o de nitrógeno. En la Tabla 3, se presentan algunos componentes aromáticos presentes en los aceites esenciales.

Algunos

compuestos nitrogenados o sulfurados como los derivados de los glucosinolatos o derivados de los isoticionatos son metabolitos secundarios característicos de diversas plantas.

(CERÓN SALAZAR, Ivonne Ximena. 2009)(Lizet)

Los derivados de fenilpropano (C6-C3). Generalmente son alil- y propenil - fenoles, aldehídos, característicos de determinados aceites esenciales de Apiaceae: anís, hinojo, perejil, etc.: anetol, anisaldehído, apiol, metil-chavicol (=estragol), pero también de los

clavo,

nuez

moscada,

estragón,

albahaca,

(cálamo

aromático), canelas (eugenol, safrol, asaronas, cinamaldehído). También se pueden encontrar compuestos en C6–C1 , como la vainillina o como el antranilato de metilo. Las lactonas derivados de los ácidos cinámicos (cumarinas) al ser, al menos las más sencillas de ellas, arrastables por corriente de vapor de agua, se encontrarán en algunos aceites esenciales. COMPUESTOS DE ORÍGENES DIVERSOS Son compuestos que resultan de la transformación de moléculas no volátiles, estos compuestos contribuyen a los aromas de los frutos. a. Compuestos procedentes de la degradación de ácidos grasos. La peroxidación de los ácidos linoleico y α-linolénico induce su ruptura, la formación de ácidos en C9 o C12, posteriormente la de alcoholes, aldehídos y ésteres de pequeña masa molecular, ej: (3-Z)-hexen-1-ol, (2E)-hexenales y sus isómeros responsables del olor “verde” de las hojas, octanal, decanal, acetato de hexenilo, etc. Este tipo de derivado, al igual que las metilcetonas, puede originarse a través de un mecanismo clásico de β-oxidación. La hidroxilación de la insaturación de un ácido graso es necesaria para justificar la existencia de γ- y de δ-lactonas. b.

Compuestos

terpenos.

procedentes

de

la

degradación

de

-C13-norisoprenoides. Los principales constituyentes de este grupo -las iononas- provienen de la auto-oxidación de los carotenos.

Ampliamente

distribuidos,

se

encuentran

frecuentemente en el aroma de los frutos, por ejemplo en las violetas. Las damascenonas (rosa, geranio) y las damasconas poseen un origen semejante (carotenoides alénicos). -Ironas. Estas cetonas en C14 son igualmente productos de degradación. Características de la absoluta del lirio (Iris florentina L., Iris pallida Lamk., Iris germanica L.) no se encuentran preformadas, sino que aparecen durante el envejecimiento del rizoma. Provienen de la oxidación de triterpenos bicíclicos, los iridales ( iripalidal, iriflorentinal, irigermanal libres o esterificados por ácidos grasos) OTROS COMPUESTOS Los compuestos nitrogenados o azufrados, característicos de los productos torrefactados, tostados o asados, son más bien raros en los aceites esenciales: pirazinas y butenetionatos del gálbano (Ferula spp.), 2-acetil-4-isopropenil-piridina y otras piridinas del aceite esencial de Mentha spicata. (FLORES GUTIÉRREZ, María Carolina. 2010.) PROPIEDADES

FISICOQUÍMICAS

DE

LOS

ACEITES

ESCENCIALES Los aceites esenciales son líquidos volátiles a temperatura ambiente, muy raramente tiene color y su densidad es inferior a la del agua (la esencia de sasafrás o clavo de olor constituyen excepciones). Casi siempre dotadas de poder rotatorio, tiene un índice de refracción elevado. Son solubles en alcoholes y en disolventes orgánicos habituales, como éter o cloroformo, y alcohol de alta gradación, son liposolubles y muy poco soluble en agua, son arrastrables por el vapor de agua.

Las `propiedades químicas de los aceites esenciales o esencias son muy diversas, puesto que el grupo engloba substancias muy heterogéneas, de las esencias de la plantas, prácticamente puede encontrarse solo uno (en la gaulteria 98.00% - 99.00% de salicilato de metilo y la esencia de canela contiene más de 85.00 % de cinamaldehido) o más de 30 compuestos como el de jazmín o en de manzanilla. La composición de una esencia puede cambiar con la época de la recolección, el lugar geográfico o pequeños cambios genéticos. En gimnospermas principales

y angiospermas es donde aparecen las

especies

que

contiene

aceites

esenciales,

distribuyéndose dentro de unas 60 familias. (CARDENAS 2014). III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA -

ARRAIZA BERMUDEZ, Paz medicinales

y

2000. Estudio sobre plantas

aromáticas.

Laboratorio

de

Plantas

Medicinales, Aromáticas y Condimentarías. Dpto. Uso sostenible del Medio Natural. I.N.I.A: pp 66-69 ESPAÑA, UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID -

BRAVERMAN J.B.S 1980 Introducción a la bioquímica de los alimentos

-

CÁRDENAS LOPEZ, Edgar Marcial

2014 Determinación de

parámetros de Operación para la destilación por arrastre con vapor de agua de aceite Esencial de molle. Tesis FIQMUNSCH. Ayacucho Perú. pp 18-19 -

CERÓN SALAZAR, Ivonne Ximena. 2009. SEPARACIÓN DE METABOLITOS DE LOS ACEITES ESENCIALES DE EUCALIPTO Y CIDRÓN POR DESTILACIÓN MOLECULAR. Tesis. Facultad de Ingeniería y Arquitectura. Departamento de Ingeniería

Química Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. Manizales – Colombia. -

DEVORE G. 1970 Química Orgánica. Editorial Publicaciones Cultural S.A México, D.F. pp 654-655-656-659-660

-

EDGAR M, CÁRDENAS Parámetros

Lopez, 2014 “Determinación

de operación

para

la

destilación

de por

arrastre con vapor de agua de Aceite esencial de molle”. TESIS: Escuela de Ing. Química de la Universidad Nacional San Cristóbal de Huamanga. Ayacucho-Perú -

FLORES GUTIÉRREZ, María Carolina. 2010. INVESTIGACIÓN DE LOS ACEITES ESENCIALES, SUS CARACTERISTICAS Y FINALIDAD

DE

USO.

ANÁLISIS

DEL

ESTADO

DE

SU

REGULACIÓN EN CHILE Y EL MUNDO. Facultad de ciencias químicas

y

farmacológica

farmacéutica. y

Departamento

toxicológica.

Universidad

de De

química Chile.

Santiago de Chile. -

HUAILLA RENEZ 1995 Extracción de Aceites Esenciales de Perejil y Molle y sus Aplicaciones en Alimentos como preservante.

Tesis

Facultad

de

Ingenieria

Química

y

Metalurgía UNSCH, Ayacucho-Perú pp 27-28-29-30 -

ORTUÑO SANCHEZ, 2006. Manual Práctico de Aceites esenciales, Aroma y perfumes. Edit. Aiyana S.A. España. pp 7-11