aceites esenciales de la madera 2013

INDUSTRIAS II – F.C.F – UNaM.Adaptado de Industrias de Transformación Química2013-

unlp

Definición Estructura y Clasificación Composición y características

fisicoquímicas Distribución. Localización. Funciones, aplicaciones y usos Procesos de extracción Calidad Metodología de análisis Mercado

Aceites Esenciales 2

Fracción generalmente líquida y volátil, de composición química heterogénea, producto del metabolismo vegetal, usualmente obtenibles por destilación por arrastre con vapor de agua, que contienen las sustancias responsables del aroma característico de las plantas.


Presentes en cantidades muy limitadas en las plantas pero contribuyen significativamente en sus propiedades organolépticas.

Se han reconocido las propiedades que ejercen los aceites esenciales sobre los seres vivos, en la salud o la enfermedad, desde los inicios de la civilización.

Las esencias han sido utilizadas especialmente como medicinas en todas las culturas conocidas del pasado (egipcios, griegos, chinos, indios americanos, tribus africanas, entre otras).


Algunos ejemplos:◦ Uso de sahumerios religiosos para desinfectar

lugares de culto y oración.◦ Resinas para embalsamar momias egipcias.◦ Especieros y boticarios en la Edad Media

ejercieron el arte de los perfumes y fue un negocio muy difundido y valorado.

◦ Napoleón a principios del siglo XIX decretó la identificación de los componentes de perfumes y medicamentos.

Mezclas complejas de más de 100 componentes de variada naturaleza química

El grupo más representativo: TERPENOS Polímeros del isopreno (unidad estructural

básica):

CH2=C(CH3)—CH=CH2

Los terpenos son hidrocarburos. Cuando contienen grupos funcionales

oxigenados se denominan terpenoides.


Isopreno1 * 5C


Mezcla de varios componentes.◦ Terpenoides

◦ Monoterpenos/oides◦ Sesquiterpenos/oides◦ Diterpenos/oides Ej: limoneno, -pineno, mentol, cineol.

◦ No terpenoides◦ Compuestos alifáticos de bajo peso molecular (Ej: ácido

acético, acido fórmico).◦ Núcleos bencénicos (Ej: anetol, timol).◦ Sustancias azufradas y nitrogenadas (Ej: sulfuro de alilo,

mentofurano). Aroma: producto de un compuesto o resultante de

la mezcla de varios componentes.


La unión sucesiva de isoprenos da lugar a los distintos tipos de terpenos conocidos.

Se unen regularmente “cabeza-cola”. Grupo N Átomos C N Unidades Isopreno

Hemiterpenos 5 1

Monoterpenos 10 2

Sesquiterpenos 15 3

Diterpenos 20 4

Triterpenos 30 6

Identificados: Mas de 4.000 (unos 400 con valor comercial).


Monoterpenos 2 * 5C

Isopreno1 * 5C

Sesquiterpenos 3 * 5C

Diterpenos 4 * 5C Triterpenos

6 * 5C

Se subdividen en acíclicos, monocíclicos, bicíclicos, etc.


Acíclicos

mirceno

Monocíclicos

limoneno

3-careno -tuyeno -pineno canfeno

Biciclicos

linalol

OH

carvona

O


Líquidos a temperatura ambiente. (Excepción: Palo Santo)

Volátiles y arrastrables con vapor de agua (T.eb.=150-300 ºC)

Recién destilados son incoloros o ligeramente amarillos (claros) (Excepción: manzanilla, bergamota)

Densidad generalmente inferior a la del agua (excepciones: clavo).

P.esp.=0.84-1.06 Ígneo aromáticas


Poder rotatorio Índice de refracción elevado

(indicativos de la composición)

Se oxidan por exposición al aire

Liposolubles, insolubles en agua.

Solubles en solventes orgánicos (alcohol, acetona, cloroformo, benceno, éter).

Presentes en varias familias del Reino Vegetal◦ Labiadas: Menta, lavanda,

tomillo, romero, salvia.◦ Umbelíferas: Anís, hinojo.◦ Mirtáceas: Eucaliptus◦ Rosáceas: Rosa◦ Coníferas: Pino, abeto◦ Rutáceas: Citrus◦ Compuestas: Manzanilla

12Aceites Esenciales

En varios órganos de las plantas◦ Madera: Palo santo, sándalo◦ Corteza: Canela◦ Raíces: Valeriana, vetiver◦ Hojas: Eucaliptus, laurel◦ Flores: Rosa, jazmín, gardenia, lavanda◦ Frutos: Anís, hinojo, coco◦ Cascara de frutos: Cítricos◦ Semillas: Nuez moscada, comino.


La biosíntesis y acumulación de aceite esencial ocurre por norma general en células epidérmicas modificadas, aunque dependiendo de la familia o género también pueden acumularse en otras estructuras como tallos, raíces, flores y frutos.

Estructuras histológicas especializadas◦ Tricomas

Pelos secretores Glándulas secretoras Glándulas odoríferas



La resina de las pináceas está constituida mayoritariamente por una mezcla de aceites esenciales (monoterpenos) y ácidos resínicos (diterpenos).

Es aprovechable comercialmente.

Cuando se extrae del árbol, se denomina miera (estado bruto). Purificada recibe el nombre de oleorresina.

Puede ser destilada para separar la trementina o aguarrás (líquido volátil) de la colofonia (sólido friable).

COOH

Varias funciones en la planta:◦ Participan en la polinización◦ Repelentes de depredadores◦ Inhibidores de infecciones◦ Alelopatía◦ Componentes de enzimas y hormonas◦ Algunos poseen propiedades

antioxidantes◦ Algunos son metabolitos intermedios◦ Fuente de reserva energética◦ Contribuyen a la regulación de la

evapotranspiración y a mantener la temperatura de los órganos que los alojan.


Muy utilizados en varias industrias:◦ Cosméticos y perfumería

Aromatizantes de perfumes, jabones, lociones, cremas, maquillaje.

◦ Farmacia Cremas dentales, analgésicos, descongestivos inhalantes,

saborizante de medicamentos, productos odontológicos.◦ Alimentos

Saborizante y aromatizante (té, café, vinos, bebidas alcohólicas, gaseosas, condimentos). Conservante (congelados, enlatados, etc).

◦ Tabacaleras Cigarrillos y otros: mentolados

◦ Ind. Químicas Biocidas, insecticidas, desodorizantes de ambientes,

productos de limpieza, pinturas, etc.



Aceite Esencial Constituyente principal

Aplicación

Eucaliptus Cineol, piperitona Farmacia, golosinas

Menta Mentol, mentona Farmacia, alimentos, tabaco, aromatizante

Tomillo y Orégano Timol, Carvacrol Antiséptico, bactericida, conservante, alimentos

Limón Citral, Limoneno Farmacia, alimentos, limpieza, insecticida

Manzanilla Bisabolol, azuleno Antiséptico, antiinflamatorio

Pino y pineno, canfeno

Limpieza, pinturas, desodorizantes

Citronela Citronelal Perfumería, repelentes, desinfectantes

Lavanda Linalol, cineol, pineno, ocimeno,

limoneno

Aromatizante, antiséptico, cicatrizante.

Destilación por arrastre con vapor de agua◦ Agua◦ Agua y vapor◦ Vapor directo

Extracción con solventes Extracción con sustancias grasas

◦ “Enfleurage” ◦ Maceración

Expresión mecánica Fluidos supercríticos


◦ Método sencillo, seguro y antiguo.◦ No requiere equipos sofisticados.◦ Buen rendimiento, alta pureza, permite procesar gran

cantidad de material a la vez.◦ Vapor de agua mas económico que el costo de solventes

orgánicos.◦ Equipo: Alambique (50 l en laboratorio, 1000-6000 l gran

escala comercial). Material se coloca desmenuzado y el recipiente se cierra. La muestra se somete a una corriente de vapor sobrecalentado, donde la esencia es liberada.

◦ Principio: 2 líquidos inmiscibles, vaporización a tº menor a la de ebullición de cada componente volátil. Son arrastrados por el vapor de agua, condensados y separados por decantación.

◦ Esencias de lavanda, lemongrass, citronella, menta, eucalipto, etc.


Destilación con agua◦ Útil para zonas rurales que no cuentan con sistema de generación de

vapor.◦ El material vegetal se encuentra en contacto directo con el agua.◦ Necesita suficiente agua para evitar que el material se carbonice

generando olores desagradables.◦ Requiere agitación constante para evitar aglomeraciones o

sedimentación en el fondo del tanque.◦ El tiempo de destilación es largo, los costos y la calidad bajos.

Destilación con agua y vapor◦ El material se encuentra suspendido sobre un tramado que impide el

contacto del vegetal con el liquido en ebullición. ◦ El vapor atraviesa la muestra y arrastra la esencia.◦ Menor carga del alambique, pero mejor calidad de aceite.

Destilación con vapor directo◦ El vapor se inyecta desde una fuente externa y arrastra a la esencia.



Equipo Tradicional de Destilación Vapor-Agua (Bandoni)

Para materiales que no pueden procesarse con vapor de agua, o porque contienen escasa cantidad de aceites, o porque son susceptibles a altas temperaturas.

A la muestra seca y molida se le adiciona el solvente en un extractor especial, que solubiliza el aceite.

Pasa por ultracentrífuga, y se remueve el solvente por destilación fraccionada al vacío.

El producto final (“oleorresina”) contiene además de aceites esenciales, otras sustancias (grasas, ceras, pigmentos).

Oleorresinas son productos altamente viscosos. Solventes comunes: acetona, alcohol, éter, benceno. Método costoso, usado a escala de laboratorio. Para aceites de flores de jazmín, violeta, acacia.


En frío - “Enfleurage”◦ Sobre una capa de vidrio se coloca una fina película de

grasa y sobre ella los pétalos de flores frescas extendidas. Varias placas similares se apilan y se dejan estacionar. La grasa absorbe y solubiliza la esencia, hasta saturarse. La “pomada” se trata con alcohol a 70ºC, que extrae el aceite esencial. El alcohol se elimina por evaporación.

◦ Se emplea para flores con bajo contenido en esencias pero muy preciadas (azahar, rosa, violeta, jazmín).

◦ Bajo rendimiento, alto costo. En caliente (digestión o maceración)

◦ Los pétalos de flores se sumergen en grasa fundida. Varias cargas de flores por vez. Las esencias se separan de la grasa por filtración.

◦ Mejor rendimiento que el enfleurage.


Generalmente aplicados a los frutos de los cítricos extracción de esencias de sus cáscaras

Se basa en la ruptura mecánica de las glándulas secretoras de aceite

3 tipos principales:◦ Mediante esponja: Fruto cortado a la mitad, despulpado,

la cáscara se moja y se exprime sobre una esponja, que retiene pectinas. La esponja se prensa separando 2 fracciones, esencia y agua.

◦ A la escudilla: La corteza se frota y presiona contra las púas de un vaso chato. Las púas perforan las glándulas y la esencia escurre por un tubo central.

◦ Con prensas: máquinas centrífugas con dos discos concéntricos con paredes abrasivas. Al girar, dañan la corteza y se obtiene una mezcla de aceites, agua y raspaduras. Separación por centrifugación.


El solvente es un fluido en estado supercrítico Debe ser inerte, económico, no tóxico, no

inflamable y accesible en altos grados de pureza. Temperatura y presión criticas moderadas para

no alterar el material Normalmente se usa CO2 El material cortado o molido se empaca en una

cámara de acero inoxidable por la que circula el fluido.

Las esencias se solubilizan y son arrastradas por el fluido

El solvente se elimina por descompresión paulatina◦ Separa solvente y soluto. El solvente se recupera.

Equipamiento costoso No se utiliza comercialmente para esencias


Además de cuestiones relacionadas a la calidad de la materia prima, existen factores relacionados al proceso de extracción:◦ Granulometría y humedad del material vegetal◦ Homogeneidad en el calentamiento◦ Tiempo de humectación previo a la destilación◦ Presión y temperatura◦ Velocidad de agitación◦ Tiempo de destilación◦ Volumen de agua y capacidad del alambique◦ pH del agua◦ Materiales de almacenamiento (vidrio, metal,

otros)Aceites Esenciales 33

Razones por las cuales analizar una esencia:◦Identificar su composición general◦Detectar y valorar algún compuesto

especifico◦Detectar adulteraciones◦Verificar cumplimiento de normas de

calidad◦Evaluar diferencias de composición según

influencia de factores ambientales (clima, suelo, estacionalidad) y/o de desarrollo (edad, parte anatómica, etc).


Densidad◦ Picnómetro, 20 ºC, rango 0.84-1.06

Poder Rotatorio◦ Útil para detectar adulteraciones o falsificaciones

Índice de Refracción◦ Refractómetro, 20º C, rápido de medir.◦ Útil para detectar adulteraciones o envejecimientos

Miscibilidad en etanol◦ Indica contenido de monoterpenos (> solub, < cont terpenos, > comp

oxigenados)

Punto de Congelación◦ Indicativo de calidad

Punto de Inflamación◦ Importante para su transporte

Rango de Destilación◦ Indicativo de volatilidad de la esencia. (Tº mínima y Tº máxima

para destilar 100%.)Aceites Esenciales 35


Índice de Acidez: ◦ mg de KOH para neutralizar ácidos libres de 1 gr aceite.

Índice de Ester◦ mg de KOH para saponificar ésteres de 1 gr aceite

Índice de Saponificación◦ Índice de acidez + Índice de éster

Índice de Acetilo◦ Riqueza de hidroxilos alcohólicos

Índice de Aldehídos y Cetonas◦ Riqueza de grupos carbonilos

Índice de Fenoles◦ Riqueza de fenoles

Cromatografía: Técnica para separar los distintos componentes de una mezcla compleja, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes.◦ Alta resolución y sensibilidad◦ Relativamente rápida y sencilla


Para el estudio de aceites esenciales, la técnica más eficiente es la cromatografía en fase cromatografía en fase gaseosa, acoplada a gaseosa, acoplada a espectrometría de espectrometría de masasmasas.◦ Ideal para compuestos volátiles y de bajo peso molecular.

La producción nacional normalmente se destina a consumo interno.◦ Casos aislados: esencia de limón para exportación, venta

informal de lemongrass y citronella a Brasil a través de la frontera en Misiones.

Esencias más utilizadas y comercializadas:◦ Limón◦ Eucaliptus◦ Menta◦ Lavanda/ Orégano

Mercado muy fluctuante, de gran variación según coyuntura de los países productores (afecta importadores y exportadores).

Renacimiento del mercado de las esencias naturales (tendencia creciente versus sintéticas).


Imágenes de equipos de Alejandro Rossin - Capioví Los Recursos Aromáticos Vegetales en Latinoamérica. Su

aprovechamiento industrial para la producción de aromas y sabores. Arnaldo Bandoni, editor. CYTED. Editorial de la UNLP. La Plata, Argentina. 2000.

Aceites esenciales de especies vegetales diversas. J. A. Retamar. IPNAYS (CONICET-UNL-FIQ). 1982.

Flavours and fragances of plant origin. FAO: Non-Wood Forest Products I. 1995.

Non-Wood Forest Products from Conifers. FAO: Non-Wood Forest Products 12. Chapter 7: Essential Oils. 1995.

Uso Industrial de Plantas Aromáticas y Medicinales. Curso OPC: Universidad Politécnica de Madrid. Capitulo 7: Aceites Esenciales. 2009.

Debilidades y Desafios Tecnologicos del Sector Productivo. Esencias y Extractos Vegetales (Citronella y Stevia), Misiones. COFECYT, MINCYT, Argentina.

Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions. Dietrich Fengel, Gerd Wegener. New YorK: Walter de Gruyter, 1989.

Wood Chemistry. Fundamentals and Applications. 2nd Edition. Eero Sjostrom. New York: Academic Press. 1993.


aceites esenciales de la madera 2013

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