UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA PESQUERA Y DE ALIMENTOSESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA DE ALIMENTOSINTRODUCCION

Los aceites esenciales considerados como el producto final del metabolismo secundario de las plantas aromticas, son concentrados aceitosos que se extraen por medio de algn proceso de las hojas, flores, semillas, corteza, races o frutos de diversas plantas; despus de la extraccin son lquidos y rara vez solidos o pastosos, generalmente se evaporan al contacto con el aire. Estn constituidos por terpenos con actividad y composicin variada. Tienen una enorme cantidad de usos y se obtienen tanto de plantas cultivadas como de plantas silvestres, la mayor parte de los aceites se obtienen de plantas a travs de procesos de destilacin. Diversas investigaciones han permitido establecer su actividad antibacteriana, antimictico, antiparasitaria, antiviral e insecticida. El nombre cientfico de la Hierba Luisa es Lippia triphylla; el aceite esencial es rico en: Citral, Linalol, Canfeno, Terpineol, Limoneno; los cuales son propiedades qumicas de esta planta utilizadas como: antibacterial, antioxidante, expectorante, antiasmtico, antiinflamatorio, anticancerigeno. Para facilitar la digestin o en estmagos dbiles o nerviosos, ejerce una funcin tnico estomacal, digestiva y tranquilizante, evitando los espasmos.

OBJETIVOS

Obtener, por arrastre de vapor, aceites esenciales de hierba luisa.

Realizar un balance de materia para el proceso.

Evaluar el producto final mediante un anlisis sensorial.

MARCO TEORICOHIERBA LUISA (Aloysia citriodora)Las flores son numerosas y muy pequeas, de color violceo y muy perfumado, agrupadas en espigas ramificadas y largas. Florece durante la temporada de verano. Las partes tiles de esta planta son las hojas que pueden recolectarse a lo largo del ao gracias a su caracterstica de perenne. Por tal motivo, puede disfrutarse de las hojas frescas en cualquier momento, pero tambin pueden secarse y almacenarse en frascos hermticos y alejados de la humedad.Crece adecuadamente en una gama de suelos, pero, su mayor productividad se da en los suelos frtiles de textura media a ligera (franco a franco arenoso) y con buena capacidad retentiva de agua. En los suelos arenosos se tiene mayor produccin de follaje pero menor aceite esencial. No tolera las condiciones de mal drenaje. Desarrolla bien en zonas con temperatura media entre 22 y 28 C. Se encuentra en reas con precipitaciones pluviales en el rango de 1,500 a 4,000 mm/ao con lluvias bien distribuidas.Hay que identificar las plantas que tengan el mayor contenido de aceite esencial y propagarlas para obtener las semillas necesarias. La siembra se puede efectuar al inicio de la estacin de lluvias, con distanciamientos de 60 a 120 cm entre filas y 45 a 90 cm entre plantas, densidad de 20,000 plantas por hectrea.

ACEITES ESENCIALESLos aceites esenciales son el producto final del metabolismo secundario de las plantas aromticas. Estn constituidos por terpenos con actividad y composicin variada; despus de la extraccin generalmente son lquidos y rara vez slidos o pastosos. Diversas investigaciones han permitido establecer su actividad antibacteriana, antimictico, antiparasitaria, antiviral e insecticida.

COMPONENTES ACTIVOS DEL ACEITE DE HIERBA LUISA:Aceite esencial, rico en: Citral: antibacterial (75-85%), antihistamnico, fungicida, expectorante, anticancergeno. Linalol: antibacterial, antiinflamatorio, antiespasmdico, hepatoprotector. Canfeno: antioxidante, expectorante Cineol: Terpineol: antiasmtico, antibacterial, antitusivo, expectorante Cariofileo: antiinflamatorio, antiasmtico, antibacterial, antitumoral Limoneno: antibacterial, anticancergeno, antiespasmdico, expectorante Furocumarinas Verbenona Flavonoides

USOS DEL ACEITE ESENCIAL: El producto que se obtiene es el aceite esencial, que puede ser utilizado como aceite o para la obtencin del citral. El aceite tiene olor caracterstico parecido al limn, pero esta fragancia herbcea no se encuentra en el limn.Accin farmacolgica: Carminativo: Muy til para expulsar los gases del aparato digestivo, evitando las flatulencias y la aerofagia. (Infusin de una cucharada de hojas secas por taza de agua. Dos tazas al da) Estmago: Para facilitar la digestin o en estmagos dbiles o nerviosos, ejerce una funcin tnico estomacal, digestiva y tranquilizante, evitando los espasmos y la dispepsia - malas digestiones acompaadas de gases, sensacin de vmito y ardor de estmago - El borneol y el limoneno son los responsables de esta ltima propiedad. (Infusin de una cucharada de hojas secas por taza de agua. Tres tazas al da, despus de comer) Mal aliento: Cuando se tiene la tendencia a tener halitosis, o mal aliento resulta muy til realizar enjuagues con la infusin de una cucharada de hojas y flores secas por taza de agua. Aparato respiratorio: La infusin de una cucharada de hojas y flores secas resulta beneficiosa para las afecciones del aparato respiratorio, especialmente para expulsar las mucosidades, por lo que ejerce una funcin expectorante. De igual manera el mismo preparado resulta adecuado para combatir la tos. Relajante: Resulta muy adecuada la infusin de hierba luisa para relajar y tonificar los nervios. Otros usos: Industria alimentaria y de perfumera; para aromatizar piensos, como fuente de citral, de utilidad en la sntesis de vitamina A, como forraje (despus de destilado el aceite).Para evitar la erosin en terrenos inclinados. Usos generales: Inhalaciones, vaporizaciones, fricciones y masajes.

FORMAS DE EXTRACCION:La destilacin es el principal mtodo para extraer los aceite esencial de las plantas aromticas, puede ser directo o con vapor de agua. La eleccin del mtodo depende de la cantidad o caractersticas del aceite (volatilidad, punto de ebullicin de los componentes, etc.), como de la planta o su parte de la cual se va a extraer el aceite esencial. Dentro de las prcticas existen tres mtodos que son los ms utilizados tanto a nivel industrial, como de laboratorio y dependen del grado de contacto entre el material vegetal y el agua, estos son: la hidrodestilacin, destilacin con agua/vapor y destilacin por arrastre con vapor. En la Tabla 1, se muestra una descripcin general de estos mtodos de extraccin.

Tabla 1. Descripcin general de los mtodos ms usados en la destilacin de aceitesMETODOS DE DESTILACIONDESCRIPCION

Destilacin conagua(hidrodestilacin)Es el mtodo de destilacin ms simple y relativamente econmico.El material es inmerso en agua y puesto a hervir. El vapor y aceite se condensan y se separan del agua. Este mtodo es apropiado para plantas finamente pulverizadas. El inconveniente es que los compuestos pueden sufrir hidrlisis durante la destilacin.

Destilacin conagua y vaporSimilar a la destilacin con agua solo que el material vegetal no necesita ser pulverizado o picado, y es mantenido sobre una criba perforada, que lo separa del agua. Este mtodo es ligeramente ms costoso que el anterior.

Destilacin porarrastre con vaporEste mtodo utiliza vapor seco para extraer el aceite. Es ms caro que los dos anteriores. Es apropiado para plantas con aceites que tienen compuestos con puntos de ebullicin muy alto. La calidad del aceite obtenido es buena.

Fuente Error! No hay texto con el estilo especificado en el documento.: Daz (2007)

Tabla 2. Ventajas y desventajas de las diferentes tcnicas de obtencin de los aceites esencialesMTODOVENTAJASDESVENTAJAS

Hidrodestilacin Configuracin simple y econmica. Mtodo ampliamente utilizado. Calentamiento difcil de controlar. El sobrecalentamiento puede quemar el material vegetal, producindose un aceite de baja calidad. Mayor costo desde el punto de vista energtico Perodos de extraccin ms largos. Parcial solubilizacin de los compuestos ms polares.

Destilacin conagua y vapor La muestra no es calentada directamente. Tiempos de extraccin. Configuracin simple y econmica. Riesgo de la extraccin incompleta. El tiempo de extraccin est limitado por el volumen de agua utilizado.

Destilacin convapor seco La muestra no se calienta directamente. Tiempos de extraccin ms cortos. Las temperaturas altas pueden causar la hidrlisis de los steres, y la polimerizacin y resinificacin de los terpenos presentes en el aceite esencial. Necesita infraestructura ms costosa.

Fuente: Vargas y Bottia (2008)

Figura 1. Modos de destilacin para la obtencin de aceite esencial

Fuente: Vargas y Bottia (2008)

FORMAS DE PURIFICACION:DeshidratacinEl agua residual presente en el aceite esencial puede ser eliminada por congelacin o mediantes el uso de qumicos hidroscpicos como el sulfato de sodio anhidro.DesterpenacinLa desterpenacin requiere un proceso especial. Se pueden aplicar dos mtodos, ya sea la eliminacin de terpenos, sesquiterpenos y parafinas por destilacin fraccionada a presin reducida, o la extraccin de los compuestos oxigenados ms solubles (principales portadores del olor), con alcohol diluido u otros disolventes.Por otra parte, los mtodos analticos instrumentales son ampliamente utilizados para determinar la composicin qumica de diversos materiales fragantes, entre ellos los aceites esenciales. Estos mtodos comprenden tcnicas de separacin como cromatografa de gases (GC), cromatografa lquida de alta eficiencia (HPLC), electroforesis capilar (EC); espectroscopas de infrarrojo (IR), de resonancia magntica nuclear, como RMN-H1 y RMN-C13; espectrometra de masas (MS) y tcnicas acopladas como GC-MS, GC-GC, GCxGC, GC-FTIR, HPLC-MS(n) y EC-MS.

MATERIALES Y METODO MATERIALES

MTODO

1. Recepcin de la materia prima; es muy importante la calidad de la materia prima a emplear, pues va a influir en la cantidad y calidad del aceite esencial a obtener. Puede influir, la edad o madurez de las plantas en la cantidad de aceite presente en ella.

2. Acondicionamiento de la materia prima

2.1. Se pesa la hierba luisa.

2.2. Se limpia y lava la hierba luisa, al igual con los utensilios a emplear.

2.3. Se realiza pequeos cortes a la hierba luisa de aproximadamente 1cm y se pesa la cantidad obtenida.

2.4. Se coloca en un baln 16 perlas de vidrio, se aade 200g de hierba luisa cortada y se echa 500ml de agua.

3. Extraccin de aceite esencial; el mtodo de extraccin de aceite esencial a emplear es por una destilacin simple con agua y vapor, en el cual el material se coloca en un soporte perforado o malla que aisla del agua, que al ser calentada genera vapor.

3.1. Durante el proceso, que durar un espacio de 25 minutos, tiempo suficiente para la extraccin de la esencia; puesto que, pasado ese tiempo se obtendran subproductos como: cetonas y aldehdos. Se deber realizar el conteo de las gotas, desde que empiece a caer la primera durante un minuto.

4. Pasado el tiempo de extraccin, se procede a separar la cantidad obtenida de agua y aceite en una pera de decantacin dejando reposar el tiempo suficiente para que aparezca una separacin clara de ambas sustancias, se puede separar en dos fracciones. Para ello se abre la espita inferior y se deja escurrir el lquido ms denso (en este caso el agua) y justo cuando se observa que la interfase de ambos lquidos va aproximndose a la vlvula se corta el flujo. En este momento se tiene el agua recogida en un recipiente, y el aceite dentro del embudo de decantacin.

5. Purificacin; el aceite esencial bruto debe ser purificado para que tenga una mejor conservacin. La purificacin consiste en eliminar el agua residual del aceite y los compuestos indeseables, entre los cuales se encuentran los terpenos que son compuestos altamente insaturados muy susceptibles a la oxidacin, poco solubles en agua y que no contribuyen al sabor o aroma del aceite esencial. El agua residual ser eliminada mediante congelacin.

DIAGRAMA DE FLUJO DE OBTENCIN DE ACEITE DE HIERBA LUISA

AGUAACEITETIEMPO: 25minTvapor: 98C

Limpieza, seleccin, secado y cortado

CALCULOS Y RESULTADOS RESULTADOS

DATOS INICIALES:HIERBA LUISA

Peso500 g

BALANCE DE MATERIA DE LA HIERBA LUISA

HIERBA LUISARendimiento del proceso

PICADO

500 g 246 g

254 g

Rendimiento del Picado:

Cabe mencionar que slo se us 200 g para el Destilado Simple, por lo tanto se us en total, una cantidad de Hierba Luisa inicial de:

Para la cantidad de 200g (usada realmente), se emple 406.50 g de Hierba Luisa.DESTILADO SIMPLERendimiento del proceso

Hierba Luisa: 200 g

DESTILADO

(picada) Aceite Esencial de Hierva Luisa87.5 gAgua: 500 g

Vapor de agua+ Hierba Luisa: 612.5g

Rendimiento del Destilado Simple:

PURIFICACIN DEL ACEITERendimiento del proceso

DESTILADO: 87.5 g PURIFICADO

(picada) Aceite Esencial de Hierva Luisa1g agua+ Impurezas: 86.5g

Rendimiento de la Purificacin:

PROCESAMIENTO DEL ACEITE ESENCIAL

Hierba Luisa: 406.5 g EXTRACCIN DE ACEITE ESECNAI

Aceite Esencia de Hierba Luisa1g

Vapor de Agua+ Merma de Hierba Luisa: 405.5g

Rendimiento del procesamiento del Aceite Esencial:

BALANCE DE MATERIA Y RENDIMIENTO TOTAL EN EL PROCESAMIENTO DE LA EXTRACCIN DE ACEITE ESENCIAL

CLCULO DE LA TENSIN SUPERFICIAL DEL ACEITE ESENCIAL DE HIERBA LUISA Las partculas que estn en la capa superficial de un lquido poseen exceso de energa con relacin a las que estn en el interior. Dentro del lquido, cada partcula est rodeada por vecinas prximas que ejercen sobre ella fuerzas inter moleculares de cohesin. Por simetra estas fuerzas se ejercen en todos sentidos y direcciones por lo que la resultante es nula. Sin embargo las partculas de lquido en la superficie se encuentran rodeadas por arriba por otro tipo de molculas, y existe una fuerza neta dirigida hacia el interior del lquido que se opone a que las molculas superficiales de lquido se escapen de su superficie. Cabe imaginar, que la superficie de un lquido en tal estado de tensin que se asemeja a una membrana elstica tensa. El coeficiente de tensin superficial () se define como la fuerza que la tensin superficial de un lquido ejerce sobre la pared del objeto (o el otro tipo de molculas) en contacto con la superficie del mismo (), resultado de la atraccin de las molculas, refirindola a la unidad de longitud del contorno ():

Debido a la tensin superficial, las gotas pequeas de un lquido tienden a adquirir forma esfrica, esta y otras manifestaciones de la tensin superficial como la curvatura de un lquido en las paredes del recipiente que lo contiene, permiten encontrar relaciones de proporcionalidad entre la densidad de un lquido (masa por unidad de volumen), y su tensin superficial, de forma que sta es mayor en los lquidos ms densos.Nmero de GotasTiempo

951 min

921 min

871 min

871 min

891 min

En la prctica de laboratorio del curso de Tecnologa de Vegetales II se observ y describi, la formacin de gotas en la extraccin del aceite esencial de HIERBA LUISA, obtenindose los siguientes datos:

Adems de obtuvo el volumen del Destilado:

Se determina, pues; el coeficiente de tensin superficial de un lquido por el mtodo experimental de , quin experimentalmente corrigi la expresin del coeficiente de tensin superficial de manera emprica:

Dnde se tiene que:

Los datos tericos, son: 0,919 a 0,926 (Montes, 1961)

Dnde:

Por lo tanto se tiene que la tensin superficial ser:

Con lo cual se obtiene:

Fuente: KANE y STERNHEIM; 2007; Fsica Se observa que en nuestro caso el valor de tensin superficial es menor que la tensin superficial del agua y menor que la del aceite de oliva; con lo cual se puede decir, que con respecto a las caractersticas reolgicas del aceite esencial de Hierba Luisa, la resistencia es menor que los fluidos ya mencionados.

ANLISIS ORGANOLPTICO DEL ACEITE ESENCIAL DE HIERBA LUISADESCRIPTOROBSERVACIN

COLORPardo

OLORSui gneris, es decir, los aromas son provenientes de la misma Hierba Luisa.

SABORPicante

TEXTURAAceitosa, Gomosa.

DISCUSIONES

Segn Gould en 1996, se ha observado que las concentraciones que se requiere para lograr un efecto antimicrobiano de los aceites esenciales provenientes de hierbas, son considerablemente ms altas en alimentos que en medios de cultivo. Eso altera significativamente el sabor de los alimentos, por lo que sera conveniente reforzar la efectividad de los asedies esenciales puede reforzarse con el uso de aditivos o con combinaciones sinergisticas con otros factores, reduciendo as las concentraciones necesarias de aceite esencial para lograr la eficacia deseada.

Segn Almenar et al., en 2009, ha y estudios que resultan clave para el desarrollo de envases activos con capacidad antimicrobiana. A pesar de que existen numerosas tcnicas y acciones para garantizar la inocuidad de los alimentos (atmosferas protectoras, altas presiones, desinfectantes, irradiacin, etc), en ocasiones eso no evita contaminaciones cruzadas en el momento previo al envasado o que se produzca la rotura de la cadena del frio. En la actualidad, los aceites esenciales se revelan como una de las opciones preferidas para el diseo de envases activos.

Bankole S, Joda A. en 2004, determinaron el potencial de utilizar el polvo y aceite esencial de las hojas secas de Cymbopogon citratus frente a cuatro especies de hongos: Aspergillus flavus, A.niger, A. tamarii y Penicilum citrinum. Se aplicaba directamente a los hongos en forma de aerosoles por un periodo de cuatro meses donde se observ una disminucin de dichos hongos. El aceite esencial posee como componente principal el citral, que tiene un alto poder antibacteriano y antimictico, adems de otras aplicaciones en las industrias de: perfumera, farmacutica, alimentos, entre otras. El aceite esencial de hierba luisa es muy usado en la industria de la aromaterapia, por las caractersticas que este posee como: antiinflamatoria, antirreumtico y repelente contra mosquitos.

CONCLUSIONES

Mediante el mtodo de arrastre con vapor se logr extraeraceites esenciales de la hierba luisa, estemtodo fue rpido (aproximado 1 hora).

Se realiz un balance de materia, dando el aceite extrado fue de 1g, con un porcentaje de rendimiento de 0.25%.

se realiz un anlisis organolptico del Aceite Esencial de Hierba Luisa (olor, sabor, textura, color) logrando una aceptabilidad las panelistas que analizaron.

RECOMENDACIONES

Se recomienda no olvidar el uso de las perlitas de vidrio, ya que estas se colocan en el baln que se coloca al fuego para que la mezcla de hierba luisa ms agua hierva, pero la funcin de estas es evitar que hierva "bruscamente" y se salga el lquido y nos queme.

Tener precaucin en la instalacin y manipulacin del equipo para que la operacin sea exitosa y no sufrir daos.

REFERENCIA DE DATOS

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BANKOLE S, JODA A. Effect of lemon grass (Cymbopogon citratus Stapf) powder and essential oil on mould deterioration and aflatoxin contamination of melon seeds (Colocynthis citrullus L.) African Journal of Biotechnology. 2004; 3(1): 52-59.

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PORTOCARRERO VEGA E. y MALO LPEZ A. Agentes antimicrobianos presentes en especias y hierbas. Universidad de las Amricas Puebla; Mxico, 2009. Informacin obtenida el 9 de noviembre del 2014, web de referencia: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/acym/antimicrobianos_2.pdf

RAMIREZ NAVAS, Juan Sebastin; 2006; Introduccin a la Reologa de los alimentos; Edit: ReCiTelA - Universidad del Valle; Cali COLOMBIA; Obtenido el 08 de Noviembre del 2014 en: http://books.google.com.pe/books

ANEXOS

TECNOLOGIA DE VEGETALES II EXTRACCION DE ACEITE ESENCIAL DE HIERBA LUISA