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UNIVERSIDAD NACIONAL INTERCULTURAL DE LA AMAZONIA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

Informe:

“EXTRACCIÓN DE ACEITE ESENCIAL A PARTIR DE HIERBA LUISA” DOCENTE: ING. MARLON LOZANO. CURSO: Procesos Agroindustrial III. INTEGRANTES: DIAZ GARCIA, Christopher. DAVILA LAZARO, Esther Johana.

Yarinacocha – Perú 2017

I. INTRODUCCIÓN: Durante toda su historia, la humanidad ha utilizado las plantas aromáticas y sus componentes por sus propiedades medicinales y por su grata fragancia. Este uso ha evolucionado en la actual agroindustria de plantas aromáticas y aceites esenciales, la cual tiene muchas aplicaciones en las industrias de los perfumes, cosmética, de alimentos, aromaterapia, farmacológica, etc. Actualmente, se le conocen a la hierba luisa por ser una planta aromática y por su uso en

perfumería e infusiones, sin embargo ¿sabes cuáles son las grandes ventajas que obtienes para tu salud al consumirla? Pues esta es utilizada desde la antigüedad para reanimar a las personas que se encontraban más decaídas físicamente, pero eso no es todo. Hoy en día las hojas de la hierba luisa son muy valoradas por sus propiedades calmantes, ya que actúan sobre el estrés y las afecciones ligadas a esta como la mala digestión y el insomnio . Es por ello que la obtención de aceite tiene un bajo costo en el mercado comparado con las demás esencias; algunos de sus componentes son inestables y poco solubles en alcohol y agua. La desterpenacion del aceite esencial permite obtener un aceite más estable, con mejores características organolépticas y con un valor comercial más alto. Además, luego de la desterpenacion, se encuentran en el producto final nuevos compuestos que antes no eran detectados debido a su baja concentración. La composición de los aceites esenciales depende, entre otros factores, de las condiciones ambientales.

II. OBJETIVOS: 2.1.Objetivos generales: -

Obtener a partir de la hoja de hierba luisa aceite esencial al aplicar el método de extracción solido-liquido por la técnica de arrastre de vapor.

2.2.Objetivos específicos: -

Conocer la metodología de extracción de aceites esenciales por arrastre de vapor. Aprender a usar adecuadamente los elementos del laboratorio requeridos para la extracción de aceites esenciales. Comprender la importancia desde el punto de vista agroindustrial, que tienen estos productos no maderables de los bosques amazónicos.

III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA: 3.1.Generalidades de los aceites esenciales. 3.1.1. Definición: Un aceite esencial o una esencia se puede definir como una mezcla compleja de sustancias químicas que hacen parte del metabolismo de un vegetal, compuesta generalmente, por terpenos, que están asociados o no a otras sustancias, tales como alcoholes, aldehídos, cetonas, ceras, resinas y pigmentos, entre otros, que en conjunto proporcionan a las esencias el olor que las caracteriza. Generalmente, los aceites esenciales se extraen de las llamadas plantas aromáticas, ya que aunque la mayoría de los vegetales las contienen, son estas últimas las que los poseen en mayor cantidad. Los aceites esenciales se clasifican con base en diferentes criterios. Según la consistencia de las esencias, estas se dividen en fluidas, bálsamos y oleorresinas. Por su origen, se clasifican como naturales, artificiales y sintéticas, y de acuerdo con la naturaleza de sus componentes mayoritarios se clasifican en aceites tipo monoterpenoides, sesquiterpenoides y compuestos oxigenados. Una misma planta puede aportar diferentes tipos de aceites esenciales, dependiendo de diversos factores, algunos intrínsecos a la especie vegetal, como en el caso del naranjo, donde la composición del aceite esencial depende de la parte de la planta que sea utilizada (hojas, flores o cascaras del fruto), y otros extrínsecos, dependen de las condiciones ambientales (clima, calidad del suelo, exposición a la luz, hora de recolecta del material vegetal, etc.). En algunas investigaciones se estudió la variación de la composición del aceite esencial en función de la exposición de la planta a diferentes niveles de sombra, la época del año, la maduración de la flor y el pH de extracción. Los aceites esenciales se forman en las partes verdes (con clorofila) del vegetal y al crecer la planta son transportadas a otros tejidos, en concreto a los brotes en flor. Se desconoce la función exacta de un aceite esencial en un vegetal; puede ser para atraer los insectos nocivos, o puede ser simplemente un producto metabólico intermedio (LÓPEZ, 2005). Otra definición seria que los aceites esenciales son líquidos volátiles, en su mayoría insolubles en agua, pero fácilmente solubles en alcohol, éter y aceites vegetales y minerales. (CABRA ROJAS, 1988).

3.1.2. Propiedades fisicoquímicas de los aceites esenciales. En general, los aceites esenciales son volátiles, líquidos a temperatura ambiente, translúcidos y de color amarillo. Cuando se exponen al aire, se tornan espesos y se colorean intensamente. Poseen una densidad normalmente menor que la del agua, excepto algunas esencias como la del clavo. Los aceites esenciales refractan la luz polarizada, también presentan un poder rotatorio característico, debido a que en su composición existen numerosos productos ópticamente activos. Estas dos propiedades son de gran importancia en la detección de adulteraciones en las esencias. En cuanto a sus solubilidades, tienen la particularidad de que, si bien son solubles en medio no polar, suelen tener una solubilidad alta en etanol y, en algunos casos, también en agua, lo que es ampliamente explotado en la elaboración de fragancias y soluciones hidroalcohólicas para la industria farmacéutica y cosmética. 3.2.El aceite esencial de hierba luisa. El aceite esencial de hierba luisa viene a ser uno de los aceites esenciales comúnmente más utilizados en aromaterapia, gracias a las diferentes propiedades de la hierbaluisa. No en vano, la hierbaluisa cuenta con unos beneficios bastante similares a los que podemos encontrar en la menta, motivo por el cual tienen mayoritariamente los mismos usos. 3.3. Toxicidad de los aceites esenciales. Según el Dr. Jacques Pellecuer, en su revista científica describe: Durante milenios se han utilizado las plantas medicinales y sus aceites esenciales con una finalidad terapéutica. Sin embargo en los últimos años se ha producido desafortunadamente una serie de accidentes e intoxicaciones por esencias vegetales, debido a una utilización carente de consideraciones medicamentosas por parte de una cierta categoría de personas, que creen infantilmente que todo lo que procede de la naturaleza es sistemáticamente bueno, y en consecuencia inocuo, incluyendo estos productos llamados mal “naturales”.  Aceites esenciales: agentes de toxicidad. El abuso de los licores de ajenjo y de arcabuz, produjo numerosas intoxicaciones por aceites esenciales durante el ciclo pasado; las más antiguas de todas que se citan en la literatura. Esos licores contenían numerosos aceites esenciales, cuya cantidad variaba según el fabricante. Los aceites esenciales de anís, de ajenjo o de hisopo se acompañaban con frecuencia de esencia de salvia. Esas bebidas provocaban el absintismo, enfermedad que padeció el poeta Paul Verlaine.

Comportaba intoxicaciones agudas que se expresaban en forma de locura pasajera y agresividad. 

Toxicidad en la actualidad.

Hoy en día las intoxicaciones por licores anisados ya no son moneda corriente; sin embargo es más frecuente encontrarnos con intoxicaciones provocadas por el abuso de aceites esenciales que la mayor parte de las veces se emplean con una finalidad terapéutica. 

Agresividad de los aceites esenciales.

Algunos aceites esenciales que se aplican directamente sobre la piel puede originar fenómenos de alergia, que se manifiestan en forma de inflamación, tal como ocurre con la esencia de laurel. La esencia de naranjo amargo produce una acción similar. Según Rajka, 1989. Dice: la dermatitis se puede definir como una tendencia a reaccionar de manera exagerada frente a determinadas sustancias.

3.4.Métodos de extracción de aceites esenciales: El aceite esencial o esencia se obtiene mediante un determinado método de extracción de las sustancias odoríferas de los vegetales (plantas aromáticas). Como ya se dijo, estos aceites están constituidos por compuestos volátiles y por lo tanto arrastrables por vapor de agua. Los aceites esenciales se extraen de los tejidos mediante diversos procedimientos físicos y químico, en función, principalmente de la parte de la planta en la que se encuentran (pétalos, raíces, tallos, ramas, semillas, savias, hojas, etc.). Así como de la posibilidad de descomponer estos compuestos. La obtención siempre conlleva las modificaciones de algunos compuestos, pero se intenta que estas variaciones sean mínimas, desarrollándose métodos más suaves de extracción. En nuestra práctica realizada en el laboratorio empleamos el método de arrastre de vapor. 3.4.1. Destilación por arrastre de vapor: El término destilar proviene del latín “destilare”: separar por medio de calor, alambiques u otros vasos una sustancia volátil llamada esencia, de otras más fijas, enfriando luego su vapor para reducirla nuevamente a líquido. Por efecto de la temperatura del vapor (100°C) en un cierto tiempo, el tejido vegetal se rompe liberando el aceite esencial. La destilación por arrastre de vapor es una técnica aplicada en la separación de sustancias poco solubles en agua y se emplea para separar una sustancia de una mezcla que posee un punto de ebullición muy alto y que se

descomponen al destilar. También se emplea para purificar sustancias contaminadas por grandes cantidades de impurezas resinosas y para separar disolventes de alto punto de ebullición de sólidos que no se arrastran. En el campo se usan instalaciones sencillas y portables, donde en la parte inferior del tanque extractor, se coloca agua, luego encima una parrilla que soporta el material que va a ser extraído. La salida de vapores puede ser lateral al tanque o ubicarse en la tapa, pasa por un serpentín o espiral enfriado por agua y posteriormente el vapor condensado y el aceite esencial se recolectan en un separador de fases. Una vez extraído el aceite esencial de la planta que hemos destilado, procederemos a su separación del hidrolato (resto del destilado compuesto de agua destilada y trazas de aceite esencial). Para ello se utiliza un decantador. No es buena idea hervir directamente las plantas, ya que se descomponen los aceites, dando un olor a quemado. En este caso la planta se envuelve en una gasa que permita el paso del vapor.

IV. MATERIALES Y MÉTODOS. 4.1.Materiales y reactivos. 4.1.1. Materias primas. - Muestras hierba luisa seca 3 kg.

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4.1.2. De laboratorio. Agua destilada: 200 y 100ml Pera decantadora Frascos de vidrio de color ámbar

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4.1.3. De escritorio. Lapicero Lápiz Guía de practica Corrector Resaltador

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4.1.4. Equipos. Kit de extracción de aceites esenciales Autoclave

4.2.Metodología. 4.2.1. Método de extracción de aceites esenciales solido-liquido por la técnica de arrastre de vapor. 4.2.1.1.Preparación de la materia prima. Secado. Preceder a secar al medio ambiente por unos 2 a 3 días, o hasta que alcance un 15 -18 % de humedad. Esto se hace para evitar el ataque de microorganismos que pudieran afectar el proceso de extracción de aceites esenciales, así como poder facilitar la extracción. Figura N°01. Preparación de la materia prima.

Fuente: laboratorio de agua. UNIA -

Extracción. Efectuar el montaje del Kit de extracción en el autoclave, considerando los parámetros del proceso, para lo cual el agua debe entrar al refrigerante por la parte anterior y salir por la parte posterior, regular la temperatura del autoclave a fin de evitar la evaporación muy rápida del agua destilada y maximizar el proceso de extracción del aceite de la hierba luisa.

Figura N°02. Montaje del kit de extracción en el Autoclave.

Fuente: laboratorio de agua. UNIA. -

Separación. Realizar la separación del aceite mediante una pera decantadora. Figura N°03. Pera decantadora.

Fuente: laboratorio de agua. UNIA. -

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Envasado. Verter el aceite esencial en un frasco de vidrio color ámbar para evitar cambios indeseables. Almacenamiento. Almacenar el aceite esencial extraído en un ambiente a 4°C.

V. RESULTADOS: Figura N°04. Obtención del aceite esencial.

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Fuente: laboratorio de agua. UNIA Se obtuvo 13 ml de aceite esencial de la hoja de la hierba luisa seca.

VI. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS: - Según BUDICH, 1999. Dice: en general, los aceites esenciales son volátiles, líquidos a temperatura ambiente, translucidos y de color amarillo. Cuando se exponen al aire, se tornan espesos y se colorean intensamente. Poseen una densidad normalmente menor que la del agua. Los aceites esenciales refractan la luz polarizada, también un poder rotatorio característico, debido a que en su composición existen numerosos productos ópticamente activos. Estas dos propiedades son de gran importancia en la detección de adulteraciones en las esencias. - Según BANDONI, 2000. Dice: la composición química del aceite esencial de naranja está representada principalmente por monoterpenos, sesquiterpenos, y compuestos oxigenados. - Según CARNEY, 1949. Dice: los aceites esenciales están compuesto generalmente, por terpenos, que están asociados o no a otras sustancias, tales como alcoholes, aldehídos, cetonas, ceras, resinas y pigmentos, entre otros, que en conjunto proporcionan a las esencias el color que las caracteriza. - Según Delgado, 2002. Dice: sobre los aceites esenciales vegetales, la acción de las sustancias antioxidantes pueden variar desde el efecto antioxidante hasta el pro-oxidante, de acuerdo con el medio de reacción utilizado, según indican los trabajos de Schwarz, Jacobsen. - Según WEISS, 1997. Dice: El aceite esencial de limón y naranja contiene más del

90% de d-limoneno, componente mayoritario en su composición normal y además, en menor proporción poseen una gran cantidad de terpenos.

- Según el doctor Jacques Pellecuer, en su revista científica, afirma que: Algunos aceites esenciales que se aplican directamente sobre la piel puede originar fenómenos de alergia. La esencia del naranjo produce similar acción. - Según Rajka, 1989. Afirma que: la dermatitis se puede definir como una tendencia a reaccionar de manera exagerada frente a determinadas sustancias.

VII. CONCLUSIÓN: - En conclusión se llegó a conocer y aplicar la metodología de extracción de aceites esenciales por arrastre de vapor, que consiste en separar por medio de calor, una sustancia volátil llamada esencia, de otras más fijas, enfriando luego su vapor para reducirla nuevamente a líquido. - En conclusión se aprendió a usar adecuadamente el equipo de extracción del aceite esencial que estaba compuesto por un Kit de extracción, montada en un Autoclave. - Se llegó a comprender la gran importancia que tiene la extracción de aceites esenciales desde el punto de vista de la ingeniería agroindustrial, donde tiene un rol muy importante sobre el aprovechamiento de residuos, hierbas aromáticas y toda una gran gama de material vegetal, rico en esencias, que hay en nuestra selva amazónica, aportando técnicas científicas y eficaces para dichos fines y así impulsar al máximo la investigación y la extracción para la posibilidad de producir y comercializar aceites esenciales en Pucallpa.

VIII. RECOMENDACIONES: - Realizar un estudio técnico-económico de la posibilidad de producir y comercializar en el Perú, el aceite esencial de hierba luisa y otras materias orgánicas ricas en compuestos volátiles aromáticos. - Estudiar el proceso de extracción, del aceite esencial, mediante otras técnicas, ya que para algunos materiales orgánicos, se emplean distintos métodos adecuados, eso nos da a entender que no a todos se emplea el mismo método para extraer su aceite esencial, por razones como la dureza de su corteza. - Aplicar la operación química de desterpenacion, al aceite esencial de hierba luisa, para mejorar su pureza, calidad, vida útil y así aumentar su valor económico.

IX. CUESTIONARIO: 1. Explique la aplicación de los aceites esenciales en la conservación de los alimento. Los aceites esenciales, son utilizados ampliamente en la industria alimentaria, como condimentos y saborizantes; y en la industria farmacéutica, cosmética y tabacalera, como perfumes y esencias (Ramírez, 2009). No obstante, investigaciones muestran que algunos aceites poseen actividades antibacteriana, anti fúngica, antiviral, antioxidante (Mesa, 2007), las enfermedades producidas por patógenos generalmente están asociados con la ingesta de alimentos contaminados. Aunque a menudo los efectos

nocivos de los antioxidantes sintéticos sobre animales de experimentación no son extrapolables a la especie humana por las diferencias fisiológicas y anatómicas, los consumidores perciben que las sustancias naturales son más inocuas que las sintéticas y, por ello, las prefieren. Algunos aceites esenciales tiene poder antioxidante para conservar alimentos, y puedan reemplazar a los antioxidantes sintéticos comúnmente utilizados; después de un estudio exhaustivo de sus propiedades fisicoquímicas y toxicológicas. 2. Explique otros usos no alimentarios de los aceites esenciales. Los aceites esenciales tiene tienen otros usos en la industria perfumista, cosmética, farmacológica.

X. BIBLIOGRAFÍA:  BUDICH, M., HEILIG, S., Countercurrent deterpenation of citrus oils with supercritical CO2. J. Supercrit. Fluid, 1999, 14, p.p. 105-114.  BANDONI, Arnaldo (Ed.). Los recursos vegetales aromáticos en Latinoamérica, su aprovechamiento industrial para la producción de aromas y sabores. Argentina: Red de Editores Universitarias, 2000, 410p.  CARNEY, T., Laboratory fractional distillation. New York: Ed. MacMillan. 1949, 259 p.  Delgado, W. A. (2002). Evaluación en dos sistemas lipídicos modelo de la actividad antioxidante in vitro de tres aceites esenciales extraídos de plantas pertenecientes a la familia Umbelliferae. Tesis de maestría. Química. Universidad Industrial de Santander. Facultad de Ciencias. Bucaramanga.  Jacobsen, C.; Schwarz, K.; Stockmann, H.; Meyer, A. S.; Adler-Nissen, J. (1999). Partitioning of selected antioxidants in mayonnaise. J.Agric. Food Chem. 47, 3601.  Schwarz, K.; Huang, S. W.; German, J. B.; Tiersch, B.; Hartmann, J.; Frankel E. N. (2000). Activities Of antioxidants are affected by colloidal properties of oil in water and water-inoil emulsions and bulk oils. J. Agric. Food Chem. 48, 4874.  Gergensen P M, León Yáñez S (1999). Catalogue of the Vascular Plants of Ecuador: Missouri Botanical Garden Press, 1181p.  Díaz J A (2002). Análisis del mercado internacional de aceites esenciales y aceites vegetales. Instituto Alexander Von Humboldt-Biocomercio Sostenible. Bogotá.  Grosse R et al (2000). Extracción del Aceite Esencial de Naranja Cajera citrus. Acta Científica Venezolana 51(2), 200-208.  Sánchez R, Pino J, Chang L, Roncal E, Rogert E (1994). Desterpenación de aceite esencial de naranja por extracción con etanol diluido. Alimentaria 249: 59-61.  Weiss E A (1997). Essential Oil Crops. Cab International: New York, USA, pp. 417-511.  NATURA MEDICATRIX N°37-38 INVIERNO 1994-1995 (REVISTA DEL DOCTOR, Jacques Pellecuer)  Rajka G. Essential aspects of atopic dermatitis. En: Rajka G, ed. Atopic dermatitis. Clinical aspects. Berlin: Springer Verlag, 1989: 4-5.