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UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA ANÁLISIS DE PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS Y FISICOQUÍMICOS DE UN ACEITE ESENCIAL DE ROMERO OBTENIDO POR MEDIO DE LA DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR TESIS Melisa Alejandra Rodas Ceballos Carné: 1133806 Guatemala, Mayo 2012 Campus Central
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UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
ANÁLISIS DE PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS Y FISICOQUÍMICOS DE
UN ACEITE ESENCIAL DE ROMERO OBTENIDO POR MEDIO DE LA
DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR
TESIS
Melisa Alejandra Rodas Ceballos
Carné: 1133806
Guatemala, Mayo 2012
Campus Central
UNIVERSIDAD RAFAEL LANDÍVAR
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
ANÁLISIS DE PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS Y FISICOQUÍMICOS DE
UN ACEITE ESENCIAL DE ROMERO OBTENIDO POR MEDIO DE LA
DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR
TESIS
Presentado al consejo de la Facultad de Ingeniería
Por:
Melisa Alejandra Rodas Ceballos
Carné: 1133806
Previo a optar el título de:
INGENIERO QUÍMICO
En el grado académico de:
LICENCIADO
Guatemala, Mayo 2012
Campus Central
DEDICATORIA Y/O AGRADECIMIENTOS
A DIOS
Por haberme permitido llegar hasta estos instantes de mi vida y poder cumplir una de mis
metas personales
A LA VIRGEN DEL SAGRADO CORAZÓN
Porqué ha sido mi protectora, mi guía y mi acompañante aún en los momentos más difíciles
de mi vida, recordándome el poder de Dios por sobre todas las cosas.
A MIS PADRES
Adolfo Rodas y Maritza Ceballos de Rodas por su apoyo incondicional, por sus consejos,
por sus enseñanzas durante toda mi vida, porque con su ejemplo me supieron educar de la
mejor manera, enseñándome que con sacrificio y perseverancia se pueden lograr las metas
propuestas.
A MIS HERMANOS
Rita y Gustavo, por el apoyo incondicional y ser un ejemplo a seguir.
A MI BEBITO LINDO
Jaime Manolo Samayoa González por su amor, su apoyo incondicional y llenar mi vida de
alegría.
A MI SOBRINOS
Juan Diego, Santiago, Isabella por llenar mi vida de alegría.
A MI ASESORA
Isis López de Gálvez por su apoyo, tiempo, esfuerzo, paciencia y consejos para lograr
alcanzar este objetivo.
RESUMEN EJECUTIVO
El presente trabajo titulado Análisis de Parámetros Microbiológicos y Fisicoquímicos de un
Aceite Esencial de Romero obtenido por medio de la Destilación por arrastre de vapor,
surge de la necesidad de comparar dichos parámetros del aceite esencial de romero
obtenido de una planta cultivada en Guatemala con los parámetros internacionales
establecidos por la Norma UNE 84306:2006 y la Norma ISO 1342:2000.
El método utilizado para la extracción del aceite esencial fue la destilación por arrastre de
vapor, para lo cual se realizaron varias destilaciones variando el tamaño de batch de materia
prima 40, 50 y 60 gramos. Para los tamaños de batch de 40 y 60 gramos se realizaron dos
repeticiones y cinco repeticiones para el tamaño de batch de 50 gramos.
Finalmente con el aceite esencial obtenido se determinó el porcentaje de rendimiento y se
realizaron análisis de parámetros básicos (microbiológicos, índice de refracción, densidad,
perfil cromatográfico de aceites esenciales), para controlar la calidad del aceite esencial y
compararla con los parámetros internacionales establecidos.
Descriptores
Romero
Aceite esencial de romero
Destilación por arrastre de vapor
ÍNDICE
MARCO I
I. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1
1.1. Lo Escrito sobre el Tema ......................................................................................... 2
1.2. Resumen Crítico del Marco Teórico ........................................................................ 5
1.2.1. Aceite esencial ....................................................................................................... 5
1.2.2. Romero ................................................................................................................. 13
1.2.3. Preparación preliminar de la materia prima ......................................................... 17
1.2.4. Control de Calidad de la Materia Prima .............................................................. 20
1.2.5. Aceite Esencial de Romero .................................................................................. 26
1.2.6. Control de Calidad de los Aceites Esenciales ...................................................... 28
1.2.7. Obtención de Aceite Esencial por medio de Destilación por Arrastre de Vapor a
Nivel Industrial .................................................................................................... 34
MARCO II
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................ 40
2.1. Objetivos ................................................................................................................ 42
2.1.1. Objetivo General .................................................................................................. 42
2.1.2. Objetivos Específicos ........................................................................................... 42
2.2. Variables ................................................................................................................ 43
2.2.1. Variables Independientes ..................................................................................... 43
2.2.2. Variables Dependientes........................................................................................ 43
2.3. Definición de las Variables .................................................................................... 43
2.3.1. Variables Independientes ..................................................................................... 43
2.3.2. Variables Dependientes........................................................................................ 45
2.4. Alcances y Límites ................................................................................................. 47
2.4.1. Alcances ............................................................................................................... 47
2.4.2. Límites ................................................................................................................. 47
2.5. Aportes ................................................................................................................... 48
MARCO III
III. MÉTODO ..................................................................................................................... 50
3.1. Unidad de Análisis ................................................................................................. 50
3.2. Instrumentos ........................................................................................................... 50
3.3. Procedimiento ........................................................................................................ 53
3.3.1. Preparación Preliminar de la Materia Prima ........................................................ 54
3.3.2. Análisis Microbiológico ....................................................................................... 54
3.3.3. Obtención del Aceite Esencial de Romero .......................................................... 55
3.3.4. Densidad del Aceite Esencial de Romero ............................................................ 56
3.3.5. Índice de Refracción del Aceite Esencial de Romero .......................................... 57
3.4. Diseño y Metodología Estadístico ......................................................................... 57
3.4.1. Diseño Experimental ............................................................................................ 57
3.4.2. Descripción de las Unidades Experimentales ...................................................... 58
3.4.3. Variable Respuesta ............................................................................................... 58
3.4.4. Metodología de Análisis ...................................................................................... 58
MARCO IV
IV. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................ 59
4.1. Control de Calidad de la Materia Prima (Romero) ................................................ 59
4.1.1. Análisis Organolépticos ....................................................................................... 59
4.1.2. Porcentaje de Humedad ....................................................................................... 60
4.1.3 Análisis Higiénico Microbiológico ..................................................................... 60
4.2. Control de Calidad del Aceite Esencial del Romero ............................................. 64
4.2.1. Propiedades Organolépticas ................................................................................. 64
4.2.2. Propiedades Físicas .............................................................................................. 65
4.2.3 Cromatografía de Gases ...................................................................................... 66
4.3. Porcentaje de Rendimiento del Aceite Esencial de Romero .................................. 74
MARCO V
V. DISCUSIÓN.................................................................................................................. 75
5.1. Control de Calidad de la Materia Prima (Romero) ................................................ 75
5.1.1. Análisis Organolépticos ....................................................................................... 75
5.1.2. Análisis Fisicoquímico Cuantitativo .................................................................... 75
5.1.3. Análisis Microbiológico ....................................................................................... 76
5.2. Control de Calidad del Aceite Esencial del Romero ............................................. 78
5.2.1. Propiedades Organolépticos ................................................................................. 78
5.2.2. Propiedades Físicas .............................................................................................. 79
5.2.3. Perfil Cromatográfico .......................................................................................... 79
5.3 Porcentaje de Rendimiento del Aceite Esencial de Romero .................................. 82
MARCO VI
VI. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 85
MARCO VII
VII. RECOMENDACIONES .................................................................................................. 87
MARCO VIII
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 89
8.1. Referencia Bibliográfica ........................................................................................ 89
MARCO IX
IX. ANEXOS ..................................................................................................................... 95
9.1. Anexo I (Glosario) ................................................................................................. 95
9.2. Anexo II (Datos Originales).................................................................................. 97
9.3. Anexo III (Cromatografía de Gases) .................................................................. 102
9.3.1. Cromatografía de gases del aceite esencial de romero Obtenido con un tamaño de
batch de 40 gramos. ........................................................................................... 102
9.3.2. Cromatografía de gases del aceite esencial de romero Obtenido con un tamaño de
batch de 50 gramos. ........................................................................................... 106
9.3.3. Cromatografía de gases del aceite esencial de romero Obtenido con un tamaño de
batch de 60 gramos. ........................................................................................... 110
9.4. Anexo IV (Densidad del Aceite Esencial de Romero) ....................................... 115
9.5. Anexo V (Cálculo de Muestra) ........................................................................... 116
9.6. Anexo VI (Especificaciones Reglamento Técnico Centroamericano RTCA
71.03.45:07) .................................................................................................................... 120
9.7. Anexo VII (Fotos) ............................................................................................... 121
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla No. 1: Composición aproximada de las hojas secas de romero, 100 g. porción
comestible ............................................................................................................................ 14
Tabla No. 2: Composición química de las hojas de romero ................................................ 16
Tabla No. 3: Parámetros más frecuentes utilizados en el control de calidad de las especies
vegetales aromáticas ............................................................................................................ 21
Tabla No. 4: Características microbiológicas del Extracto de Romero ............................... 22
Tabla No. 5: Especificaciones de limites microbianos expresados en UFC/ g, para
productos cosméticos ............................................................................................................ 22
Tabla No. 6: Componentes del aceite esencial de romero ................................................... 26
Tabla No. 7: Clasificación de los parámetros analíticos utilizados en el control de calidad
de aceites esenciales ............................................................................................................ 28
Tabla No. 8: Características organolépticas del romero, según el control de calidad que se
debe llevar a la materia prima posterior a ser utilizada para la extracción del
aceite esencial ...................................................................................................................... 59
Tabla No. 9: Porcentaje de Humedad Promedio. Según el control de calidad de las especies
aromáticas, con su respectiva desviación respecto al valor teórico ..................................... 60
Tabla No. 10: Análisis microbiológico del romero seco, según el método de recuento en
placa. Crecimiento de mohos y levaduras en el medio agar papa dextrosa, a las 72 horas de
incubación a 32ºC ................................................................................................................ 60
Tabla No. 11: Análisis microbiológico del romero seco, según el método de recuento en
placa. Crecimiento de Escherichia Coli en el medio agar chromocult, a las 72 horas de
incubación a 32ºC ................................................................................................................ 62
Tabla No. 12: Análisis microbiológico del romero seco, según el método de recuento en
placa. Crecimiento de aerobios mesófilos en el medio agar recuento total, a las 72 horas de
incubación a 32ºC ................................................................................................................ 63
Tabla No. 13: Características organolépticas del aceite esencial de romero, según los
parámetros analíticos en el control de calidad de un aceite esencial ................................... 64
Tabla No. 14: Índice de refracción promedio del aceite esencial de romero en los 3
diferentes tamaños de batch a 20ºC y su desviación estándar respectiva. Utilizando las hojas
de romero secadas al ambiente ............................................................................................ 65
Tabla No. 15: Densidad del aceite esencial de romero. Utilizando las hojas de romero
secadas por medio de un horno de convección .................................................................... 65
Tabla No. 16: compuestos obtenidos en la cromatografía de gases del aceite esencial de
romero, con un tamaño de batch de 40 gramos. Utilizando las hojas de romero secadas al
ambiente .............................................................................................................................. 66
Tabla No. 17: compuestos obtenidos en la cromatografía de gases del aceite esencial de
romero, con un tamaño de batch de 50 gramos. Utilizando las hojas de romero secadas al
ambiente ............................................................................................................................... 67
Tabla No. 18: compuestos obtenidos en la cromatografía de gases del aceite esencial de
romero, con un tamaño de batch de 60 gramos. Utilizando las hojas de romero secadas al
ambiente .............................................................................................................................. 68
Tabla No. 19: Comparación de los compuestos obtenidos en la cromatografía de gases del
aceite esencial de romero, en los 3 diferentes tamaños de batch .......................................... 69
Tabla No. 20: Porcentaje de Rendimiento de la destilación del aceite esencial por arrastre
de vapor del aceite esencial de romero obtenido en la destilación por arrastre de vapor en
los 3 diferentes tamaños de batch ........................................................................................ 74
Tabla No. 21: Porcentaje de humedad presente en la planta de romero y el tiempo que
requirió la planta para obtener el porcentaje de humedad deseado ..................................... 97
Tabla No. 22: Datos generales del proceso de destilación por arrastre de vapor, con 40
gramos de muestra (hojas de romero). Utilizando la planta secada al ambiente sobre papel
blanco de cocina .................................................................................................................. 97
Tabla No. 23: Datos generales del proceso de destilación por arrastre de vapor, con 50
gramos de muestra (hojas de romero). Utilizando la planta secada al ambiente sobre papel
blanco de cocina .................................................................................................................. 98
Tabla No. 24: Datos generales del proceso de destilación por arrastre de vapor, con 60
gramos de muestra (hojas de romero). Utilizando la planta secada al ambiente sobre papel
blanco de cocina ................................................................................................................. 99
Tabla No. 25: Datos generales del proceso de destilación por arrastre de vapor, con 50
gramos de muestra (hojas de romero). Utilizando la planta secada por medio del horno de
convección ........................................................................................................................... 99
Tabla No. 26: Índice de refracción del aceite esencial de romero para los 3 diferentes
tamaños de batch, leídos a temperatura de 19ºC. Utilizando la planta secada al ambiente
sobre papel blanco de cocina ............................................................................................. 100
Tabla No. 27: Índice de refracción del aceite esencial de romero para los 3 diferentes
tamaños de batch, a 20ºC. Utilizando la planta secada al ambiente sobre papel blanco de
cocina ................................................................................................................................. 101
Tabla No. 28: Densidad del aceite esencial de romero para 50 gramos de batch a 20.5ºC.
Utilizando la planta de secada por medio del horno de convección ................................... 101 73
Tabla No. 29: Porcentaje de Rendimiento del aceite esencial de romero obtenido en la
destilación por arrastre de vapor en los 3 diferentes tamaños de batch. Utilizando la planta
secada al ambiente sobre papel blanco de cocina .............................................................. 101
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura No. 1: Planta de Romero .......................................................................................... 15
Figura No. 2: Esquemas de la parte de un horno ................................................................. 20
Figura No. 3: Principales Componentes de un equipo de extracción mediante arrastre con
vapor .................................................................................................................................... 35
Figura No. 4: Método para el recuento por dilución para una solución que contenga 100
bacterias por mililitro ........................................................................................................... 55
Figura No. 5: Equipo de destilación por arrastre de vapor .................................................. 56
Figura No. 6: Secado de la planta de Romero sobre papel de envolver ............................ 121
Figura No. 7: Secado de la planta de romero en un horno de convección ........................ 121
Figura No. 8: Determinación del porcentaje de humedad de la planta de romero por medio
de la balanza de humedad .................................................................................................. 122
Figura No. 9: Preparación del extracto de romero para su análisis microbiológico ......... 122
Figura No. 10: Realización del método de recuento por dilución para su posterior sembrado
en un medio de cultivo ...................................................................................................... 122
Figura No. 11: Siembra del extracto de romero en el medio agar papa dextrosa, chromocult
y agar recuento total .......................................................................................................... 123
Figura No. 12: Lectura del número de colonias que crecieron en el medio agar papa
dextrosa .............................................................................................................................. 123
Figura No. 13: Lectura del número de colonias que crecieron en el medio chromocult ... 123
Figura No. 14: Lectura del número de colonias que crecieron en el medio recuento
total .................................................................................................................................... 124
Figura No. 15: Equipo de laboratorio utilizado para la destilación por arrastre de vapor para
la obtención del aceite esencial de romero ........................................................................ 124
Figura No. 16: Decantación de la mezcla de agua y romero ............................................. 124
Figura No. 17: Filtración de la mezcla de aceite y agua con sulfato de sodio anhidro ..... 125
Figura No. 18: Aceite esencial de romero obtenido .......................................................... 125
Figura No. 19: Determinación de la densidad del aceite esencial de romero .................... 125
Figura No. 20: Refractómetro, utilizado para la determinación del índice de refracción del
aceite esencial de romero ................................................................................................... 126
Figura No. 21: Cromatógrafo de gases, utilizado para la elaboración de la cromatografía de
gases del aceite esencial de romero ................................................................................... 126
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Gráfica No. 1: Cromatograma del aceite esencial de romero obtenido con un batch de
40 gramos ............................................................................................................................ 70
Gráfica No. 2: Cromatograma del aceite esencial de romero, obtenido con un batch de
50 gramos ............................................................................................................................ 71
Gráfica No. 3: Cromatograma del aceite esencial de romero, obtenido con un batch de
60 gramos ............................................................................................................................ 72
Gráfica No. 4: Comparación de los 3 cromatograma de aceite esencial de romero, obtenido
con los 3 diferentes tamaños de batch ................................................................................. 73
1
MARCO I
I. INTRODUCCIÓN
Guatemala, es un país donde existen varios tipos de clima, lo cual hace que posea una
diversidad de recursos naturales que están siendo rápidamente alterados debido a
factores físicos, demográficos y económicos.
Lo anteriormente expuesto ha provocado que la mayor parte de la población se
dedique a la agricultura, sin embargo, no se ha sabido aprovechar de la mejor manera
ya que la gran mayoría de los productos que actualmente se cultivan, son los llamados
tradicionales, generando un incremento de la oferta en el mercado, lo que provoca
que los precios de estos productos disminuyan, tomando en cuenta que estos
productos se exportan hacia otros países para su posterior procesamiento, las
empresas exportadoras logran conseguir dichos productos a muy bajo precio,
logrando aumentar sus ganancias y disminuyendo los ingresos para los agricultores
nacionales.
El romero es una planta cultivable en todo tipo de suelo, lo cual, lo hace una opción
viable para producirlo en todas las regiones del país. El romero se puede cultivar
predominantemente en la región del altiplano y norte del país ofreciendo a la
población de esta región una opción más en materia de cultivos. Actualmente el
romero se utiliza para aliviar dolores musculares, para obtención de aceite esencial y
como aromatizante.
Los aceites esenciales son las sustancias que forman la esencia odorífera de un gran
número de especies vegetales. Tienen un gran potencial de aplicación en distintas
industrias, tal es el caso del romero, principalmente en la cosmética y farmacéutica.
Actualmente en Guatemala, la producción de aceite esencial de romero es poca, lo
cual hace difícil y complicado la obtención del mismo. En el proyecto que se presenta
a continuación se desarrollará el método (destilación por arrastre de vapor), para la
2
obtención del aceite esencial de romero y se determinaran sus propiedades
organolépticas, físico-químicas y microbiológicas.
El presente proyecto surgió de la necesidad de poder determinar los parámetros
microbiológicos y físico-químicos del aceite esencial de romero obtenido de una
planta cultivada en Guatemala; además beneficiará al país, con el fin de aprovechar
de una mejor manera los recursos naturales. Beneficiará a la población ya que da una
opción al sector agrícola de poder cultivar una planta que no requiere de cuidados
especiales para su proliferación y a las diferentes industrias ya que se podrá disponer
del estudio de dicho aceite esencial para analizar su posible utilización principalmente
en productos cosméticos y farmacéuticos.
1.1. Lo Escrito sobre el Tema
Guenther (1948), publicó sus textos sobre Aceites Esenciales, los cuales son un
tratado sobre la producción, composición química, aplicaciones y análisis de
estos productos. Realizó un estudio completo de varios aceites esenciales de todo
el mundo y su libro es uno de los más importantes en éste tema.
Cisneros (1988), en su trabajo de graduación Destilación industrial del aceite de
citronela, en el cual concluye que la destilación por arrastre de vapor es el mejor
método a utilizar con un consumo de vapor de 15 lt vap/min a presiones entre 70
y 80 psi. Recomienda metalizar de aluminio el tanque de destilación para
producir aceite de calidad.
Piedrasanta (1997), en su trabajo de graduación Extracción de aceites esenciales
de romero con la aplicación del método de destilación por arrastre de vapor,
variando los tamaños de batch a partir de pruebas a nivel de laboratorio y pruebas
a nivel de planta piloto”, en el cual se determina que en la medida que la
temperatura de condensación es menor, se va a obtener una mayor cantidad de
3
aceite esencial y de mejor calidad. Además concluye que el rendimiento del
aceite esencial es directamente proporcional al tamaño del batch.
Bandoni (2002), publicó su texto Los recursos vegetales aromáticos en
Latinoamérica, en el cual se presentan las principales particularidades de las
plantas, la relevancia y conveniencia de su explotación, algunas de las
propiedades que le otorgan mayor valor comercial, su manejo agrícola, los
principales procesamientos industriales que las involucran, la metodología para
evaluar sus calidades, sus mercados y su nivel de explotación en la región.
López (2003), en su trabajo de graduación Estudio de factibilidad de una planta
de extracción de aceite esencial y oleorresina de pimienta, donde concluye que la
industria de los aceites esenciales y oleorresinas es una oportunidad de desarrollo
sostenible para la agroindustria guatemalteca.
Pineda (2005), en su trabajo de graduación Comparación del rendimiento y
caracterización del aceite esencial crudo de Citronella, variando el tamaño de
muestra y el contenido de humedad, aplicando el método de extracción por
arrastre con vapor a nivel laboratorio concluye que no existe diferencia
significativa en el rendimiento del aceite esencial crudo de citronella, cuando ha
sido extraído de muestras con diferentes contenidos de humedad.
Santos (2006), en su trabajo de graduación Evaluación del rendimiento de Aceite
Esencial de Hinojo (Foeniculum Vulgare Miller) procedente de dos niveles
altitudinales de Guatemala, concluye que hay diferencia significativa en las
propiedades fisicoquímicas y composición del aceite esencial extraído de los dos
niveles altitudinales de Guatemala.
Innatia (2007), en su artículo publicó las propiedades medicinales del aceite de
romero, lo utilizan en la aromaterapia, debido a que posee una fuerte capacidad
vigorizante que ayuda a mejorar el sistema de defensa del cuerpo y la circulación
4
sanguínea, actuando como preventivo de alergias, problemas en las vías
respiratorias y enfermedades virales. También indicó que se utiliza para limpiar
la piel, como tratamiento para la caída del cabello, caspa, fatiga mental, dolores
de cabeza y jaqueca.
Quezada (2008), en su trabajo de graduación Evaluación del rendimiento de
extracción del aceite esencial crudo de orégano proveniente de dos zonas de
distinta altitud, por medio del método de arrastre de vapor a nivel planta piloto
concluye que se obtuvo un mejor rendimiento de extracción de aceite esencial de
orégano de las plantas cultivadas en Salama, Baja Verapaz comparadas con las
cultivadas en Zacapa, Zacapa.
Ramírez (2008), en su trabajo de graduación Extracción por arrastre de vapor y
análisis de propiedades antioxidantes del aceite esencial de romero concluye que
la destilación por arrastre de vapor, es una buena técnica para la obtención de
aceites esenciales, ya que no afecta las propiedades del aceite obtenido.
5
1.2. Resumen Crítico del Marco Teórico
1.2.1. Aceite esencial
Según Gunther (1948), un aceite esencial es un aceite volátil que se obtiene
por medio de la destilación por vapor de la planta. Los aceites esenciales son
los compuestos odoríferos de las mismas y se pueden aislar, se volatilizan con
vapor pero son poco solubles en agua; se evaporan a diferentes velocidades
bajo presión atmosférica ordinaria y a una temperatura ambiente promedio de
24 °C.
Los aceites esenciales se encuentran en las flores, hojas, raíces, frutos,
semillas y en la corteza de los vegetales. Los aceites se forman en las partes
verdes (que contienen clorofila) de la planta y cuando crece la planta éstos son
transportados a los brotes en flor.
Los aceites esenciales poseen las propiedades características de ser volátiles y
de origen vegetal. La mayoría son insolubles en agua y solubles en medio no
polar (benceno) y también pueden tener una alta solubilidad en éter y
alcohol. Dependiendo de su estructura química los aceites esenciales se
pueden clasificar en 6 clases: cetonas, alcoholes, esteres, lactonas, aldehídos y
óxidos. Poseen normalmente una densidad menor a la del agua, refractan la
luz polarizada y normalmente su índice de refracción es elevado, también
presentan un poder rotatorio característico.
Cuatro grupos principales, que son característicos de la mayoría de los aceites
esenciales: terpeno (relacionados con isopreno o isopenteno), compuestos de
cadena lineal que no contengan las ramas laterales, derivados del benceno y
otros. Por otra parte, los aceites esenciales se pueden clasificar en dos grandes
grupos de compuestos orgánicos: los que contiene hidrógeno y carbono y los
que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
6
Los aceites esenciales poseen un gran número de constituyentes, por lo que
sus especificaciones se basan en propiedades físicas como: índice de
refracción, gravedad específica y rotación óptica, las cuales dependen de la
composición química del aceite y se relacionan entre sí.
El mismo autor establece que, la función de los aceites esenciales en la planta
no está totalmente definida, sólo posee algunas hipótesis como:
1. Los aceites esenciales disminuyen la transpiración de la planta, debido a
que penetran en los espacios intracelulares.
2. Benefician la circulación de sustancias nutritivas en la planta, la cual
regula su metabolismo.
3. Disminuyen el crecimiento de hongos en las plantas y las protegen contra
los insectos, ya que son compuestos aromáticos.
4. Pueden proporcionar un medio de preservación a las plantas.
Comúnmente las plantas más jóvenes producen una mayor cantidad de aceite
que las plantas de mayor edad. Las plantas de mayor edad dan como resultado
aceites más oscuros y resinosos, debido a la evaporación continúa de las
fracciones más ligeras del aceite. Al igual que las plantas en la etapa de
florecimiento producen una mayor cantidad de aceite en comparación con las
plantas después de florecer y cuando éstas brotan.
La composición de un aceite esencial puede variar dependiendo de la época de
recolección de la planta, el lugar geográfico o pequeños cambios genéticos.
7
Composición Química de los Aceites Esenciales Naturales
Los aceites esenciales contienen principalmente compuestos orgánicos
líquidos, los cuales son más o menos volátiles. Su composición química es:
(Piedrasanta, 1997)
a) Ésteres: principalmente de ácido benzoico, acético, salicílico y
cinámico.
b) Alcoholes: linalool, geraniol, citronelol, terpinol, mentol, borneol.
c) Aldehídos: citral, citronelal, benzaldehído, cinamaldehído, aldehído
cumínico, vainilla.
d) Ácidos: benzoico, cinámico, mirístico, isovalérico; los que se
encuentran en estado libre.
e) Fenoles: eugenol, timol, carvacrol.
f) Cetonas: carvona, mentona, pulegona, irona, fenchona, tujona,
alcanfor, metilnonil cetona, metil heptenona.
g) Éteres: cineol, éter internoo eucaliptol, anetol, safrol.
h) Lactonas: cumarina
i) Terpenos: canfeno, pineno, limoneno, felandreno y credeno.
j) Hidrocarburos: cimeno, estireno o feniletileno
Procesos de Obtención de Aceites Esenciales Naturales
Se puede obtener aceite esencial por medio de los siguientes métodos:
Destilación en corriente de vapor o destilación con arrastre de
vapor.
Maceración.
Enfleurage (en este proceso se utiliza grasa como disolvente).
Extracción con solventes volátiles.
8
Los aceites esenciales obtenidos por los métodos mencionados con
anterioridad, se purifican por medio de destilación al vacío. En el presente
trabajo de investigación, se describirá únicamente el primer método de
obtención de un aceite esencial.
Destilación por arrastre de vapor
Guenther (1948), la destilación se define como “la separación de
componentes de una mezcla de 2 o más líquidos por medio de la diferencia
de su presión de vapor”. (Pág. 88)
Pavia, Lampman y Kriz (1988), afirman que “la destilación simple y
fraccionada son aplicables únicamente a mezclas que son completamente
miscibles (solubles). También definen la destilación por arrastre de vapor
como “el vapor que es usado para proveer una fase inmiscible”. (Pág. 582)
El proceso de destilación por arrastre de vapor se utiliza para recuperar una
de las fases inmiscibles y es el método más empleado para separar el aceite
esencial de las plantas. También se utiliza para separar compuestos que
poseen puntos de ebullición altos y se descomponen cerca de sus puntos de
ebullición.
Cualquier sustancia que posee un punto de ebullición determinado es
volátil y posee una presión de vapor definitiva, la cual depende de la
temperatura a la cual prevalece y ésta es muy baja en comparación a las
sustancias que poseen un punto de ebullición alto. La ventaja de éste
método es que el material destila a una temperatura menor a los 100ºC y se
deben mantener presiones menores a la atmosférica. Sí las sustancias son
inestables o con un alto punto de ebullición deben ser removidas de una
mezcla, para evitar la descomposición. Como todos los gases se mezclan,
las dos sustancias pueden mezclarse en el vapor y codestilar. Cuando el
9
componente deseado (aceite) se enfría, se separa del agua por medio de un
decantador o vaso florentino. La destilación por arrastre de vapor es
utilizada para aislar sólidos y líquidos de fuentes naturales.
Existen 3 tipos de procesos de destilación por medio de una corriente con
vapor, para producir aceite esencial (Gunther, 1948):
1. Destilación en agua: método en el cual se destila la planta en
contacto directo con el agua hirviendo, la cual es calentada por medio
de fuego directo, serpentín y chaqueta de vapor, la planta puede estar
sumergida o flotando en el agua dependiendo de su gravedad
específica. Las flores de la planta se deben destilar por medio de éste
método, porque al entrar en contacto con el vapor forman
aglomeraciones y se aglutinan, evitando el paso del vapor.
2. Destilación en agua y vapor: el método consiste en colocar la planta
en una placa perforada, la cual se coloca sobre el fondo del
alambique. Se llena con agua la parte inferior del alambique hasta por
debajo de la placa, se calienta el agua. El material de la planta
siempre está en contacto con vapor y no con agua hirviendo, el vapor
utilizado es saturado y húmedo.
3. Destilación con vapor directo: es semejante al método 2, con la
diferencia que no se encuentra agua en el fondo de alambique. En
éste método se utiliza vapor saturado, sobrecalentado o seco, el cual
se genera por medio de una caldera.
10
Los principios que acompañan la destilación por arrastre de vapor son:
(Guenther, 1948)
1. Difusión de los aceites esenciales y agua caliente a través de las
membranas de la planta.
2. La hidrólisis de ciertos componentes de los aceites esenciales: La
hidrólisis se define como una reacción química entre el agua y
algunos constituyentes del aceite esencial. Estos productos
naturales consisten parcialmente en esteres, que están compuestos
de ácidos orgánicos y alcoholes. En presencia de agua y sobre
todo en temperaturas elevadas los esteres tienden a reaccionar con
el agua, por lo que se debe evitar mucha cantidad de agua en el
alambique y un período de destilación corta.
3. La descomposición ocasionada por el calor: la destilación se debe
llevar a cabo a una temperatura menor de 100ºC y una presión
menor a la atmosférica, porque los constituyentes de los aceites
esenciales se descomponen a altas temperaturas.
Siguiendo las siguientes recomendaciones se obtiene un mejor rendimiento
y una mayor calidad del aceite esencial: (Guenther, 1948)
1. Mantener una temperatura lo más baja posible, sin olvidar que la tasa
de producción será determinada por la temperatura.
2. En la destilación por vapor, usar la menor cantidad de agua posible
que este en contacto directo con el material vegetal, pero se debe
tomar en cuenta que un poco de agua debe estar presente para
promover la difusión.
11
3. La trituración del material vegetal antes de la destilación, tomando en
cuenta que la reducción excesiva del material vegetal resulta en la
formación de canales de vapor a través de la masa del material
vegetal, reduciendo la eficiencia debido al poco contacto entre el
vapor y la carga.
La destilación por arrastre de vapor es utilizada para destilar compuestos
con punto de ebullición altos que se descomponen en o cerca de sus puntos
de ebullición, por lo que se pueden destilarse con vapor de agua a una
temperatura lo suficientemente baja para evitar su descomposición.
Los diferentes constituyentes del aceite esencial son obtenidos en la
destilación del material vegetal en el orden de sus puntos de ebullición, por
lo que las fracciones de alto punto de ebullición serán las últimas en
destilar, generalmente con muy poco aceite. Sí el tiempo de destilación es
muy corto, los constituyentes con punto de ebullición alto no se obtienen y
se pierden. El tiempo de destilación se elige con mucho cuidado, tomando
en cuenta que las destilaciones por arrastre de vapor duran entre dos, tres o
más horas, según la planta que se destile.
Los aceites esenciales que poseen constituyentes con punto de ebullición
alto, se pueden aislar y purificar combinándolos con un líquidos inmiscible
con un punto de ebullición menor. La temperatura de ebullición de la
mezcla heterogénea (líquidos inmiscibles) es inferior a la de cualquiera de
los dos por separado, ésta es cercana a la temperatura del disolvente,
debido a que el vapor que se genera al inicio de la destilación es más rico
en el componente más volátil (agua).
Cuando dos líquidos inmiscibles están mezclados, dando una mezcla
heterogénea, cada uno ejerce su propia presión de vapor,
independientemente uno del otro. El término de fracción molar no aparece
12
º º º
total aceite aguaP P P
en la ecuación, debido a que los componentes son inmiscibles. Solamente
se suma la presión de vapor de los líquidos puro a una temperatura
dada, para obtener la presión total sobre la mezcla. Cuando la presión total
es igual a 760 mmHg, la mezcla ebulle. (Pavia, Donald, Lampman, Gary y
Kriz, 1988)
La relación de las presiones de vapor de dos líquidos, es directamente
proporcional a las concentraciones molares de ambas sustancias en la fase
gaseosa, por la ley de Dalton. La siguiente ecuación define la composición
del vapor de una mezcla inmiscible, P la presión de vapor: (Pavia, Donald,
Lampman, Gary y Kriz, 1988)
Los líquidos inmiscibles se comportan como lo hacen, debido a una
incompatibilidad extrema entre los dos líquidos, lo cual conduce a una
mayor presión de vapor combinada, que la ley de Raoult podría predecir.
La alta presión de vapor combinada causa un punto de ebullición bajo de la
mezcla, que por cada uno de los componentes por separado. Ninguno de los
dos líquidos se disuelve apreciablemente en el otro por lo que es evidente
que no obedece la ley de Raoult.
La composición de vapor de dos líquidos inmiscibles es independiente de
la cantidad de A y B presente. Por lo tanto, la composición de vapor debe
permanecer constante durante la destilación de los líquidos. Los líquidos
inmiscibles actúan como si fueran destilados simultáneamente en
º º
A BP y P
º
aceite aceite
º
agua agua vapor
P Moles
P Moles
13
compartimientos separados, aunque en la práctica estén mezclados durante
la destilación. Todos los gases se mezclan, ellos forman un vapor
homogéneo y co-destilan.
La composición de un destilado es constante durante una destilación con
vapor, esto también requiere que el punto de ebullición de la mezcla sea
constante. La mezcla debe ser inferior al punto de ebullición del agua
(100ºC) y de la sustancia pura. Entre más alto es este de la sustancia pura,
más cerca ésta de la temperatura de destilación por vapor, pero no excede
los 100ºC. Una sustancia puede ser codestilada junto con agua a una
temperatura menor a los 100ºC, esto evita la descomposición que puede
ocurrir a altas temperaturas con destilación simple.
Para líquidos inmiscibles las proporciones molares de dos componentes y
la relación de su presión de vapor en el punto de ebullición de la mezcla en
la destilación equivalen al peso de los dos líquidos que forman el destilado.
La relación de pesos en el vapor depende de sus pesos moleculares, donde
W indica el peso y M el peso molecular. (Pavia, Donald, Lampman, Gary y
Kriz, 1988)
1.2.2. Romero
Descripción del Romero
La descripción botánica de la planta es: (Valle, 2006)
Nombre vulgar: Romero
Nombre botánico: Rosmarinus officinalis L.
Reino: Vegetal
º
aceite aceite
ºagua
agua
M PW
W M P
14
Subreino: Embryobionta
División: Magnoliophyta
Clase: Magnoliopsida
Subclase: Asteridae
Orden: Lamiales
Familia: Labiacease (Labiatae)
Género: Rosmarinus L.
Especie: Rosmarinus officinalis L.
Es un arbusto aromático de color verde, puede medir hasta 1.2m de alto,
posee un tallo erecto con numerosas ramas, corteza exfoliante, finamente
puberulenta. Sus hojas son gruesas, duras al tacto, opuestas, verdes,
numerosas, glandulares, obtusas, de 1-3 cm de largo, casi cilíndricas y
dobladas hacia adentro. Sus flores son fragantes de 10-12 mm de largo en
pequeños grupos terminales, cáliz bilabiado, color violeta, estilo largo. Su
fruto es ovalado y está divido en 4 secciones. Las hojas poseen un aroma a
eucalipto fresco, con olor alcanforado. El género (romero) se compone de
una sola especie. (Cáceres, 1996)
Tabla No. 1: Composición aproximada de las hojas secas de romero, 100g, porción
comestible
Fuente: Farrell (1985)
Agua 9.3 g Magnesio 220 mg
Energía del alimento 331 kcal Fósforo 70 mg
Proteína 4.9 g Potasio 955 mg
Grasa 15.2 g Sodio 50 mg
Total de
carbohidratos
64.1 g Zinc 3 mg
Fibra 17.7 g Ácido ascórbico 61 mg
Ceniza 6.5 g Niacina 1 mg
Calcio 1280 mg Vitamina A 3128 IU
Hierro 29 mg Otras vitaminas Insignificante
15
Figura No. 1: Planta de Romero
Fuente: Aromaterapia (2011)
Hábitat
Se le encuentra desde el nivel del mar hasta los 1.500 m. de altitud en las
montañas más cálidas; prospera mejor en el piso basal que en el montano;
prefiere las zonas bajas o medias. Un menor rendimiento en la producción
del aceite esencia se da cuando se cultiva a una mayor altitud.
Arbusto nativo de la cuenca del mediterráneo del sur de Europa, se cultiva
comercialmente en Europa y Norte América en clima templado y
templado- cálido. Se introdujo en toda América para ser cultivado en clima
templado y seco en alturas variables. En Guatemala es cultivado en varios
departamentos, especialmente en el Altiplano central y Norte del país.
(Cáceres, 1996)
Agricultura
El romero tiene una zona de vida a una temperatura de 9-28ºC, con una
precipitación anual de 0.3- 2.7m y un pH del suelo de 4.5-8.7. Es un
arbusto aromático tolerante a la sequia, puede crecer en suelos rocosos y
arenosos, bien drenados y poco profundos. Se comercializa por semilla, los
cuales tienen un poder germinativos de 40%. En los viveros se siembran al
aire libre, los cuales se riegan constantemente y logran enraizar de 2-3
16
meses. Es un cultivo poco exigente, pero requiere fertilización orgánica,
debido a que es atacado por coleópteros y nematodos. Las hojas se secan a
la sombra, para obtener aceite esencial u oleorresina, para ello se prefieren
los brotes florales, los rendimientos esperados son de 1.5- 2 ton/h de hojas
secas o 10- 15 kg/h de aceite esencial. La planta de romero se cosecha 2
veces al año. (Cáceres, 1996)
Composición Química
Tabla No. 2: Composición química de las hojas de romero
Aceite esencial Ácidos orgánicos (cafeico,
clorogénico, fenólico,
neoclorogénico, rosmarínnico)
Taninos
Polifenoles Alcaloides deterpénicos
(rosmaricina)
Salvigenina
Pigmentos Flavonas (repitrina) Hispidulina
Flavónicos Diterpenoides (picrosalvina,
romdiol, rosmarinol)
Genkwareno
Glucósidos (apigenina,
luteolina)
Ácido ursólico Nepetina
Fuente: Cáceres (1996)
El ácido rosmarínico posee actividad microbiana, antiviral, anti-
inflamatoria y antioxidante. Los ácidos orgánicos le confieren a las hojas
de romero propiedades coleréticas y diuréticas, acción que es reforzada por
flavonoides, las cuales son espasmolíticos. Los diterpenoides exceptuando
el rosmariquinona contribuyen a las propiedades biológicos.
17
Historia del Romero
En la Edad Media, su nombre fue cambiado por la palabra Latina
rosmarinus, que significa rocío del mar, a Rosa María o romero, en honor
a María, madre de Jesús. Fue utilizado como incienso para las ceremonias
fúnebres. Los árabes escribieron que el romero confortó el cerebro, la
memoria y los sentidos internos. En los hospitales de Francia, se quemaba
el romero con enebro para sanitizar el aire y prevenir infecciones.
El aceite de romero fue utilizado por muchos dispensarios del boticario
para prevenir la calvicie. En el tiempo romano, el romero era símbolo de
fidelidad. El romero también fue utilizado como perfume para el baño de
las damas en Turquía.
1.2.3. Preparación preliminar de la materia prima
Durante el proceso de recolección de la planta, las hierbas, hojas y flores, se
degradan, por lo que se debe realizar la misma en un período corto de tiempo.
Las semillas, frutos, racimos y rizomas no se degradan después del
almacenamiento.
El control microbiológico de la planta, se realiza por razones toxicológicas y
de higiene.
El control de humedad es importante para la conservación de la planta
aromática. Se debe evitar el secado de la planta a pleno sol, porque las
sustancias activas se reducen o alteran por efecto de los rayos solares, y las
plantas ricas en aceites esenciales pueden perder entre un quinto y una tercera
parte de esas materias.
18
Se debe tomar en cuenta que antes de secar las plantas, se riegan para
limpiarlas de la tierra o polvo. Este se puede realizar con calor natural o
artificial; sea cual sea el sistema. El propósito es eliminar progresivamente la
humedad contenida en las partes útiles, mediante técnicas adecuadas a cada
especie, de forma que no se pierdan o devalúen las sustancias que se pretende
retener. Por lo que el control de la humedad es importante para la
conservación de la materia vegetal.
Para aumentar la superficie de contacto, se debe triturar la planta para poder
así exponer más glándulas de aceite y de la misma manera se reduce el grueso
de la planta. Esto permite una destilación más rápida, una mejor calidad y un
mayor rendimiento del aceite. La trituración no debe ser excesiva porque las
glándulas que contienen el aceite se rompen y éste es liberado. El aceite
presenta una mayor fermentación y auto-oxidación, cuando se almacena en
presencia de aire y de las enzimas de la misma. Las partes no fibrosas de la
planta como las flores, hojas, etc., se pueden destilar sin realizar previamente
la trituración.
Secado de la Planta
Proceso que permite extraer la humedad que contiene, para evitar que se
pudra o pierda las sustancias activas, además permite que pueda ser
almacenada durante un tiempo determinado antes de su utilización. Antes
de secar la planta se riegan para limpiarlas de tierra, polvo e impurezas.
La planta se puede reducir en polvo y perder sus sustancias activas, si el
tiempo de secado es excesivo; un tiempo escaso de secado, provoca que la
humedad residual la haga enmohecer o pudrirse. La planta de romero no
se debe secar a pleno sol, porque las sustancias activas se reducen o se
alteran por efecto de los rayos solares.
19
En el proceso de secado, la pérdida de la esencia es mayor que durante su
almacenamiento después de haber sido secada, porque durante el primer
período de secado la planta aromática retiene mucha humedad en sus
células y por medio de la difusión lleva su esencia hacia la superficie y la
ayuda a evaporarse.
Tiene como objetivo reducir tiempo de destilación y disminuir la actividad
enzimática de la planta que puede descomponer los principios aromáticos,
por lo que debe ser un secado rápido. Según Bandoni (2002), el proceso de
secado se realiza, hasta que, éste tenga un porcentaje de humedad entre 8%
a 15%.
a. Horno para Laboratorio
Los hornos de laboratorio se utilizan para secar, calentar y cultivar
muestras y material de laboratorio. Pueden alcanzar una temperatura
máxima de 300ºC. La transferencia de calor se realiza mediante
convección que es el proceso por el cual el aire caliente asciende y el
aire frio desciende, permitiendo que se lleve a cabo dicho proceso por
medio de las resistencias incorporadas en las paredes interiores del
horno. Existe entrada de aire nuevo por medio de renovación. Su
funcionamiento es más eficaz y seguro, debido a que se controla la
temperatura mediante el termostato y el termómetro de forma
constante, siendo viable apagarlo en cualquier momento si se observa
que hay peligro.
20
Las partes de un horno son:
Figura No. 2: Esquemas de la parte de un horno
Fuente: Scribd (2011)
1.2.4. Control de Calidad de la Materia Prima
El control de calidad de la materia prima de las especies aromáticas, es
importante, ya que sirve para garantizar la obtención de un aceite esencial que
sea apto para consumo en la industria.
Según Bandoni (2002), el objetivo del control de las especies vegetales
aromáticas es asegurar lo siguiente:
La identidad del material, es decir, confirmar que corresponde a la parte de
la planta y a la especie vegetal prescrita.
Que se encuentra en las condiciones adecuadas de comercialización en lo
que se refiere a su estado de conservación y pureza.
Que contiene la cantidad adecuada de aceite esencial y que su composición
es la correcta.
21
Para conseguir los objetivos se utilizan, los 5 tipos de análisis que se resumen
en la tabla siguiente:
Tabla No. 3: Parámetros más frecuentes utilizados en el control de calidad de las especies
vegetales aromáticas.
TIPOS DE ANÁLISIS PARÁMETROS ANALIZADOS
Y/O MÉTODOS MÁS
UTILIZADOS
Organolépticos
Olor
Color
Sabor
Morfo-Anatómicos
Análisis macroscópico
Contenido de elementos extraños
Estudio de cortes histológicos
Estudio de la micrografía del polvo
Histoquímica
Fisicoquímicos
Cualitativos
Reacciones de caracterización
Análisis cromatográficos por CCF,
CLAR o CG
Cuantitativos
Humedad
Contenido de aceite esencial
Contenido de otros constituyentes
Materia extraída con diferentes
disolventes
Cenizas totales, insolubles en HCl,
etc.
Metales pesados
Pesticidas- agroquímicos
Radioactividad residual
Microbiológico Microorganismos aerobios totales
22
Fuente: Bandoni (2002)
Análisis Microbiológico
El romero posee propiedades antimicrobianas por sus componentes como:
alcanfor, eucaliptol o 1,8- cineol y verbenona. Los límites microbiológicos
del extracto de romero son:
Tabla No. 4: Características microbiológicas del extracto de romero.
Fuente: Valle (2006)
Tabla No. 5: Especificaciones de limites microbianos expresados en UFC/ g, para
productos cosméticos
Fuente: Reglamento Técnico Centroamericano RTCA 71.03.45:07 (2007)
a) Mohos:
Los mohos pueden ser unicelulares (levaduras) y multicelulares, no
poseen clorofila y crecen en forma de filamentos, miden de 5-10
Higiénico
(bacterias, mohos, levaduras)
Entero-bacterias, Escherichia coli,
Salmonella
Otros Aflatoxinas
Bacterias <100ufc/g
Hongos y levaduras <100ufc/g
Patógenos Ausente
Todos los productos
Recuento total de Mesófilos Aerobios
<103
Recuento total de mohos y levaduras
<102
Escherichia Coli Ausente
Estaphilococcus Aureus Ausente
Pseudomonas Aeruginosa Ausente
23
micras de grosor, son inmóviles y ramificados. Su reproducción puede
ser sexual o asexual.
Las necesidades del moho para sobrevivir (fisiología) son:
o Los mohos necesitan nutrientes como los carbohidratos
(especialmente la glucosa), vitaminas, proteínas.
o Requieren de un pH de 2.2 a 9.6, siendo el óptimo para su
crecimiento el de 5.6.
o Su temperatura de crecimiento es de 22ºC a 30ºC, siendo la óptima
25ºC. Todos los mohos se pueden destruir de 5 a 30 minutos a
temperatura de 60 a 63ºC.
o Los mohos son aerobios y necesitan oxígeno para su crecimiento.
o Requieren humedad de 14-15% para su crecimiento.
b) Levaduras
Carpenter (1969), los define como hongos cuya forma corriente y
dominante de crecimiento es unicelular. Las levaduras poseen tamaño
de 1-5 micras por 5-30 micras de largo, no contienen clorofila. La
reproducción de las levaduras puede ser sexual por ascosporas y
asexual por gemación.
Las necesidades de la levadura para sobrevivir (fisiología) son:
o Requieren nutrientes como glucosa, carbono, hidrógeno, nitrógeno,
fósforo, potasio, azufre, vitaminas.
o Las levaduras requieren mayor cantidad de humedad que los mohos,
la cual es mayor a 18%.
o Crecen en pH de 3 a 7.5, siendo el óptimo 4.5 y 5.
24
o Su temperatura de crecimiento es de 20 a 30ºC, siendo la óptima
25ºC.
o Las levaduras crecen en lugares aerobios y anaerobios.
El medio de cultivo utilizado para el aislamiento de mohos y levaduras
es el agar papa dextrosa, el cual está compuesto por: (MCD Lab, S.A.
de C.V., 2011)
o Infusión de papa: promueve un crecimiento abundante de los
hongos y levaduras.
o Dextrosa: promueve un crecimiento abundante de los hongos y
levaduras.
o Agar bacteriológico: agente solidificante.
o pH de 5.6±0.2: por el bajo rango del pH, inhibe el crecimiento de la
flora acompañante.
Las levaduras crecen más rápidamente que los mohos, pero
frecuentemente junto a ellos.
c) E. Coli
Bacteria patógena que se encuentra en el tracto intestinal del hombre y
animales de sangre caliente, también se encuentra en la plantas y en la
tierra.
El E. Coli es un bacilo estrecho de 1.1 a 1.5 micras de diámetro y de 2
a 6 micras de longitud, son móviles por flagelos perítricos o inmóviles.
Las necesidades del E. Coli para sobrevivir (fisiología) son:
o Son aerobias y anaerobias facultativas.
25
o La temperatura de crecimiento se encuentra de 7 a 44ºC, siendo la
óptima de 35 a 40ºC.
o El pH de crecimiento es de 4.4 a 9.
o Requieren nutrientes como el agua, carbono, compuestos
nitrogenados, fósforo, potasio, calcio, magnesio, glucosa y hierro.
El medio de cultivo utilizado para el aislamiento de la Escherichia Coli
es el Agar Chromocult, el cual se encuentra compuesto por: (Alonso y
Poveda, 2008)
o Peptona: garantiza un rápido crecimiento de bacterias, también de
coliformes con daños sublaterales.
o Cloruro sódico: brindan componentes esenciales garantizando un
rápido crecimiento de bacterias.
o Deshidrogenofofato potásico: brindan componentes esenciales
garantizando un rápido crecimiento de bacterias.
o Hidrogenofosfato dipotásico: brindan componentes esenciales
garantizando un rápido crecimiento de bacterias.
o Piruvato sódico: brindan componentes esenciales garantizando un
rápido crecimiento de bacterias.
o Triptófano: mejora la reacción del indol para la confirmación
adicional de E. coli
o Lauril sulfato sódico: inhibe el crecimiento de bacterias gran
positiva sin tener influencias negativas sobre el crecimiento de
bacterias (coliformes).
o Mezcla de cromógenos: permite la formación simultánea de
coliformes totales y E. coli.
o Agar: se utiliza como medio solidificante.
En el medio de Agar Chromocult, las colonias de Escherichia Coli
crecen de color morado.
26
d) Mesófilos Aerobios
Microorganismos que requieren oxigeno para vivir y crecen en
temperaturas entre 15 a 45ºC, siendo la óptima 35ºC, la mínima de 15
a 20ºC y la máxima 45ºC. La presencia de un gran número de bacterias
aerobias mesófilas, se debe a varias razones, una es que crecen bien a
temperatura corporal humana o próxima a ella, otra es que la materia
prima se encuentra contaminada o el tratamiento desde el punto de
vista sanitario no es satisfactorio.
El medio de cultivo que se utiliza para el aislamiento de los mesófilos
aerobios es el Agar Recuento Total, el cual está compuesto por:
(britanialab, 2011)
o Extracto de levadura: nutriente que ayuda al abundante desarrollo
de las bacterias.
o Tripteína: fuente de nitrógeno, vitaminas y aminoácidos.
o Glucosa: constituye la fuente de nitrógeno, carbono y otros
elementos necesarios para el crecimiento bacteriano.
o Agar: se utiliza como medio solidificante.
1.2.5. Aceite Esencial de Romero
El aceite esencial de romero posee los siguientes componentes:
Tabla No. 6: Componentes del aceite esencial de romero.
Componente % Mínimo % Máximo
α-pineno 18.0 26.0
Canfeno 7.0 13.0
β- pineno 2.0 5.0
Mirceno 2.5 4.5
27
Fuente: Norma UNE 84306:2006 (2006)
Según Cáceres (1996), el aceite esencial (1-2%) contiene esteres como acetato
de bornilo (1-7%) y alcoholes totales como borneol (8.4-14.3%). Los
principales componentes son: α-pineno (7-25%), canfeno (2-9%), borneol
(18%), mirceno, α-felandreno, limoneno, γ-terpineno, p-cimeno, linalool (14-
17%), 1,8- cineol o eucaliptol (14-32%), alcanfor (10-15%), cariofileno y α-
terpineol.
Según Heath (1978), el aceite esencial de romero posee los siguientes
componentes: α-pineno, canfeno, 1,8 cineol o eucaliptol (17-30%) (que le da
al romero el aroma fresco a eucalipto), borneol (16- 20%), alcanfor (10%),
acetato de bornilo (2-7%), verbenona, terpineol.
El aceite esencial de romero posee propiedades antisépticas como:
antiparasitarias, antirreumáticas, analgésicas, cicatrizantes, estimulantes del
cuero cabelludo, previene la aparición de la caspa y regula la secreción
sebácea del cuero cabelludo. (Botanical Online, 2011)
Cuando se aplican fricciones sobre el cuero cabelludo con aceite de romero
en mezcla con aceite de almendra ayuda a mejorar la circulación en la zona de
Limoneno 2.5 5.5
1,8- cineol o eucaliptol 16.0 23.0
Alcanfor 12.5 22.0
Linalol 0.5 2.5
Acetato de bornilo 0.5 2.5
Terpinen-4-ol 0.4 1.5
Borneol 1.0 4.5
α-terpineol 1.0 4.0
Verbenona 0.7 2.5
28
aplicación como la salud capilar, favoreciendo el nacimiento del cuero
cabelludo. (Cáceres, 1996)
Rendimiento del Aceite Esencial de Romero
El rendimiento es la cantidad de producto (en gramos) que se obtiene en
relación a la cantidad de muestra utilizada (en gramos). Se calcula con la
siguiente fórmula:
El rendimiento del aceite esencial de romero varía de 0.5% a 1.2% (Heath,
1978).
1.2.6. Control de Calidad de los Aceites Esenciales
La composición y calidad de un aceite esencial varía de una especie vegetal a
otra, dentro del mismo género de la planta, y también dentro de la misma
especie dependiendo del clima, región de cultivo, la madurez de la planta, etc.
Se deben tomar en cuenta los siguientes parámetros analíticos en el control de
calidad de los aceites esenciales:
Tabla No. 7: Clasificación de los parámetros analíticos utilizados en el control de calidad de
aceites esenciales
peso del aceite%ren dimiento *100
peso del romero
Características Organolépticas Olor
Color
Apariencia
Determinaciones Físicas Densidad
Poder Rotatorio
Índice de refracción
29
Fuente: Bandoni (2002)
Se han realizado normas de calidad para aceites esenciales que se
comercializan, se cuenta con una norma UNE 84306:2006 para el aceite
esencial de romero y con una norma ISO 1342:2000, sin embargo esta norma
ISO, es una comparación de los parámetros del romero proveniente de
Marruecos, Tunez y España.
Las especificaciones para un determinado aceite esencial, son muy parecidas a
las establecidas por los diversos organismos. Se pueden hacer diferencias
principales en relación al uso final que vaya a tener la esencia, para la
industria cosmética la calidad se encuentra en la presencia de los
constituyentes activos definidos, aunque éstos no se conozcan con certeza. Se
pueden cuantificar por medio de un perfil cromatográfico.
Miscibilidad en etanol
Punto congelación
Punto inflamación
Rango destilación
Índices Químicos Índice de acidez
Índice de éster
Índice de saponificación
Índice de acetilo
Índice de fenoles
Características Cromatográficas Perfil Cromatográfico CG
Cuantificación de los
principales componentes
Características Espectroscópicas Ultravioleta visible
Infrarrojo
Otras Determinaciones Pesticidas
Metales Pesado
30
Propiedades Organolépticas
Son el conjunto de descriptores de las características físicas que tienen la
materia en general, como: sabor, color, textura, olor.
El aceite esencial de romero es un líquido incoloro o amarillo pálido, posee
un olor característico. (Food Chemical Codex, 1996)
Según Heath (1978), el aceite esencial de romero posee el siguiente perfil
de olor:
Inicial: es un olor penetrante, irritante y picante. Eucalipto como
aromático.
Persistente: el olor inicial se pierde y es rápidamente sustituido por
olor pesado a alcanfor que es persistente y tenaz.
Final: posee un olor a pimienta un poco leñoso.
Según la Norma UNE 84306:2006, el aceite esencial de romero obtenido
de la planta de romero de España; posee las siguientes características:
Aspecto: líquido móvil transparente.
Color: de incoloro a amarillo pálido o amarillo verdoso.
Olor: característico, balsámico, a cineol, más o menos alcanforado.
Es importante saber las propiedades organolépticas del aceite esencial de
romero, para poder comprobar si el producto cumple con las normas
establecidas para su control de calidad.
31
Propiedades Físicas
Las propiedades físicas de evaluadas en el aceite esencial de romero
obtenido según la publicación de Bandoni en 2002 y la norma UNE
84306:2006 son:
a) Densidad
La densidad es la masa de una sustancia dividida entre su volumen.
Casi todas las esencias poseen una densidad menor a la del agua, con
algunas excepciones, como: esencia de clavo, canela y ajo.
El aceite esencial de romero español posee una densidad que varía de
0.8940 a 0.913 g/cm3 a 25ºC. (Cáceres, 1996)
El aceite esencial de romero español posee una densidad que varía de
de 0.892 a 0.910 g/cm3 a 20ºC. (Norma UNE 84306:2006)
b) Índice de Refracción
El índice de refracción es una medida que determina la reducción de la
velocidad de la luz al propagarse por un medio homogéneo y es una
propiedad específica de cada interfase y varía con la temperatura y con
la longitud de onda de la luz considerada. Los índices de refracción se
reportan a una temperatura de 20ºC.
Se necesitan de una a dos gotas de aceite para la determinación del
índice de refracción, la temperatura se debe corregir al valor estándar
de 20°C. El factor de corrección que se utiliza es de 0.00045 °C, el
cual se suma cuando la temperatura medida es mayor de 20°C y se
resta en caso contrario.
32
Este parámetro posee un interés en detectar adulteraciones y
envejecimiento, sus principales ventajas son la rapidez y sencillez con
que se pueden obtener.
El aceite esencial de romero español posee un índice de refracción que
varía de 1,464 a 1.472 a 20ºC. (Norma UNE 84306:2006)
El aceite esencial de romero posee un índice de refracción que varía de
1.464 a 1.476 a 20ºC. (Food Chemical Codex, 1996).
c) Cromatografía de Gases
La cromatografía de gases es una técnica de separación en donde la
fase móvil es un gas (helio, argón, nitrógeno, hidrógeno) y la fase
estacionaria está constituida por un líquido muy viscoso retenido en el
interior de la columna cromatográfica. Es la mejor técnica analítica de
separación cuando el extracto de una planta contiene compuestos
volátiles que sean de interés.
La afinidad a la fase estacionaria de los distintos componentes del
aceite esencial, en el análisis determina la separación de los mismos;
algunos compuestos son afines a esta fase por lo que serán retenidos
por la misma y saldrán después de un largo período de tiempo, por otro
lado algunos otros componentes no serán afines a la fase estacionaria
por lo que saldrán inmediatamente. Logrando así la separación de los
distintos componentes del aceite esencial.
Las columnas cromatográficas que se utilizan en la actualidad son de
tipo capilar, que son tubos de cuarzo flexible (sílice fundido) en donde
la pared interna está recubierta con una capa fina de fase estacionaria.
33
Las fases estacionarias para el análisis de aceites esenciales son
polietilenglicol y polidimetisiloxano que son fases polares.
El cromatógrafo posee un sistema de inyección, el cual es una cámara
de vaporización instantánea sellada por una junta de silicona, en donde
se inyecta la muestra por medio de una microjeringa o un
automuestrador. También posee un detector, que indica la presencia de
las diferentes sustancias a medida que salen de la columna, ya que
están separadas.
Se debe llevar un sistema de control de temperatura del horno (donde
se encuentra la columna cromatográfica), debido a que influye
directamente sobre la separación de los componentes del aceite
esencial. La temperatura depende del punto de ebullición de los
diferentes componentes, ésta se ajusta un poco por encima del punto de
ebullición. El aceite esencial está constituido por varios componentes
por lo que se debe ajustar la rampa de temperatura, que consiste en
aumentar la temperatura por etapas o en forma gradual hasta separar
los componentes.
Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas
(CG-EM)
Es un método muy adecuado para la identificación de la
composición de los aceites esenciales, debido a que los
componentes de los mismos son compuestos volátiles y de bajo
peso molecular (< 300g/mol). Los componentes de la esencia son
separados en el cromatógrafo, los cuales penetran en el
espectrómetro de masas, que permite registrar los diferentes
espectros de cada una de las sustancias separadas. Los
constituyentes de los aceites esenciales se identifican por medio de
34
patrones de fragmentación que se observan en sus espectros de
masa. (Bandonni, 2002)
En el acoplamiento de la cromatografía de gases a la espectrometría
de masas, los componentes de los aceites esenciales se identifican
por medio de sus espectros de masas, obtenidos por 2 técnicas:
ionización química e impacto electrónico. El espectrómetro de
masas contiene una biblioteca de espectros de masas que permite la
identificación de los diferentes componentes del aceite esencial.
(Bandonni, 2002)
1.2.7. Obtención de Aceite Esencial por medio de Destilación por Arrastre de
Vapor a Nivel Industrial
Según Bandoni (2002), la destilación por arrastre con vapor, no ha podido ser
sustituida por la extracción con solventes orgánicos o con calentamiento
directo por la gran cantidad de ventajas que tiene en relación a estos dos
últimos sistemas, como:
El vapor de agua es muy económico en comparación al costo de los
disolventes orgánicos.
Asegura que no se recaliente el aceite esencial.
No requiere el uso de equipos sofisticados.
Equipo utilizado para la Obtención del Aceite Esencial por Arrastre de
Vapor
El equipo tradicional utilizado en la obtención de aceite esencial a nivel
piloto, consta de los componentes mostrados en la siguiente figura:
35
Figura No. 3: Principales componentes de un equipo de extracción mediante arrastre con
vapor
Fuente: Bandoni (2002)
EXTRACTOR
Es el componente principal del equipo de extracción por arrastre de
vapor, debido a que se lleva a cabo la extracción del aceite. Las
condiciones a las que opere como: presión, flujo de vapor, temperatura
y altura del lecho del material vegetal; son importantes para llevar a
cabo una extracción adecuada. El extractor está compuesto por el
alambique, el cabezal, el difusor de vapor, la camisa de vapor y donde
entra el vapor para la extracción, así como la salida del condensado. El
extractor, tiene la misma función que el matraz de vidrio donde se
coloca la muestra a destilar (nivel laboratorio).
36
CUELLO DEL CISNE
Conducto que comunica la tapa del extractor con el condensador.
Dentro del cuello del cisne circula la mezcla del aceite esencial y el
vapor de agua. El cuello del cisne, tiene la misma función que los
tubos de unión de vacío o tubo de unión de 3 bocas (nivel laboratorio).
CONDENSADOR
Permite la condensación de la mezcla de aceite esencial y vapor de
agua. Uno de los condensadores que se utiliza es el que consta de
serpentín y cámara de expansión (el que se observa en la figura No.2).
En este tipo de condensador la mezcla de vapores se alimenta en una
cámara de expansión, donde se obtiene la mayor parte de los
condensados, los cuales van descendiendo a la parte baja del
condensador. El serpentín y la cámara de expansión se colocan dentro
de un tanque de contención en donde se va recirculando agua fría. El
agua fría para la condensación se alimenta en la parte inferior del
tanque y se descarga por la parte superior del mismo.
Otro condensador que se utiliza es el de carcaza y tubos. En éste
equipo se alimenta la mezcla de vapores dentro de los tubos y el agua
de enfriamiento circula dentro de la carcaza, realizando la transferencia
de calor. Se ha demostrado que es mejor realizar un sistema de
inversión (agua dentro de los tubos y la mezcla de vapores dentro de la
carcaza), porque posee la ventaja de regular la velocidad del flujo del
líquido refrigerante y se puede controlar de una mejor manera la salida
de los condensados. El equipo se ubica de manera inclinada o en forma
vertical, para facilitar la descarga de los condensados.
37
A nivel laboratorio, también se utiliza un condensador de menor
tamaño, el cual cumple con las mismas funciones que el condensador a
nivel industrial descrito con anterioridad.
SEPARADORES DE ACEITE ESENCIAL
Son llamados también frascos florentinos, son dispositivos que
realizan la separación de un aceite esencial del vapor de agua
condensado. Debido a las características de los aceites esenciales se
pueden dividir en aceites esenciales pesados, son los que poseen una
densidad mayor a la densidad del agua por lo que se depositan en la
parte inferior del separador. También se dividen en aceites esenciales
ligeros, son los que poseen una densidad menor a la densidad del agua
por lo que se acumulan en la superficie de la misma.
Los vasos florentino (nivel industrial), tienen la misma función que la
ampolla de decantación (nivel laboratorio), la cual permite separar la
mezcla de aceite esencial y agua obtenida en la destilación.
GENERADOR DE VAPOR
Es un equipo auxiliar que provee de vapor de agua al equipo de
extracción, como la caldera. Según Bandoni (2002), un generador de
vapor se puede definir como “una serie de dispositivos que aprovechan
el poder calorífico de un combustible producen vapor”. (Pág. 169)
A nivel laboratorio el matraz de vidrio que contiene agua y perlas de
ebullición, es donde se lleva a cabo la generación de vapor, por lo que
posee la misma función que la caldera (nivel industrial).
38
Aplicación Industrial para Aceites Esenciales
En la industria de alimentos los aceites esenciales se utilizan para
condimentar carnes preparadas, embutidos, sopas, helados y queso.
También se utilizan en la preparación de bebidas alcohólicas y no
alcohólicas (refrescos).
En la industria farmacéutica se usan en cremas dentales, analgésicos e
inhalantes para descongestionar las vías respiratorias.
Los aceites esenciales en la industria de cosmética se utilizan para la
elaboración de perfumes, aguas de tocador, colonias y extracto. También se
utiliza para dentríficos, por su gran consumo de derivados de la menta.
El sector de perfumería industrial demanda una gran cantidad de aceites
esenciales que son empleados en productos que contienen composiciones
aromáticas o aceites esenciales puros, como los geles de baño, jabones,
lociones, cremas, etc. Los perfumes de alta gama contienen una parte
importante de aceites de extracto de origen vegetal y de aceites esenciales.
Aplicación Industrial del Aceite Esencial de Romero
Los productos industriales a base del aceite esencial de romero se usan en
perfumería, jabonería, aromatizante de ambiente, en la elaboración de
shampoo, para el cuidado del cabello y en la elaboración de cremas para el
cuidado de la piel cuando estás sufren por los cambios de estación,
permitiendo mejorar la piel cansada y madura y para evitar la caída del
cabello. Así como se utiliza para la elaboración de acondicionadoras y
aceite para masajes del cuero cabelludo dejándolo fuerte, reluciente,
39
mejorando la circulación sanguínea del cuero cabelludo, regula la secreción
sebácea y estimula el crecimiento. (Botanical Online, 2011)
Se utilizan para el cuidado de las uñas frágiles y quebradizas, en la
elaboración de cremas para la piel grasa, debido a sus propiedades
antioxidantes se utiliza en emulsiones de oleo-acuosas (cremas, lociones
faciales, cremas evanescentes, para las manos, para afeitarse). (Valle, 2006)
El aceite esencial de romero se puede verter en el agua del baño y estimula
enérgicamente la circulación, es antiséptico, sudorífico y tonificante.
(Aromaterapia, 2011)
El aceite esencial de romero se utiliza en medicina deportiva, para dar
masajes en las zonas lesionadas, porque ayuda a mejorar el estado de los
músculos y la inflamación de los mismos. (Vitonica, 2011)
También se utiliza para la elaboración de dentífricos, para combatir el mal
aliento. Por sus propiedades relajantes y rejuvenecedoras (por sus
propiedades antioxidantes) se utiliza en aromaterapia y es utilizado para la
elaboración de lociones repelentes de insectos. (Aromaterapia, 2011)
40
Marco II
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Con el paso del tiempo, el medio ambiente se está deteriorando y se hace necesario
para la humanidad poseer productos que sean naturales, fáciles de obtener y sobre
todo que en su proceso no se produzca contaminación.
La industria de los aceites esenciales en Guatemala está muy poco desarrollada,
actualmente existen tres empresas que se dedican a la obtención de aceites
esenciales según el Ministerio de Economía (Mineco) y la Union Europea, año
2011. Sin embargo la producción del aceite de romero es muy poca y se utiliza
primordialmente en la aromaterapia. En nuestro país si bien es cierto contamos con
una gran cantidad de flora, ésta en la mayoría de casos solo se cultiva y se exporta
para su procesamiento en países más industrializados, generando que en Guatemala
se dejen de percibir mayores ganancias. El romero es una planta muy fácil de
producir y se puede cultivar en diferentes tipos de suelo, favoreciendo a los
diferentes sectores de la sociedad que quieran cultivarlo en cualquiera que sea la
región que se encuentren; además de esto, tiene propiedades que pueden
aprovecharse para ser utilizado principalmente en las industrias cosmética y
farmacéutica.
En Guatemala, la importación y exportación de los aceites esenciales en los últimos
años ha sido variable, mientras la importación se mantiene, la exportación muestra
un incremento considerable. Según datos del Banco de Guatemala, para el año 2010
las importaciones de aceites esenciales bajaron en un 3% con respecto al año 2009,
sin embargo, para el año 2011 estas importaciones se incrementaron también en un
3% lo que nos muestra una recuperación con respecto al año anterior en las
importaciones de dichos productos. Con respecto a las exportaciones de aceites
esenciales, para el año 2010 se tuvo un incremento del 86% con respecto al año
2009 y para el año 2011 se tuvo un incremento del 13.5 %, con estos datos vemos
que la industria de los aceites esenciales va en crecimiento, por lo que se hace
41
necesario obtener dichos aceites con la mayor calidad posible y de una manera
relativamente fácil, que sean derivados de plantas que no requieran de mucho
cuidado para su proliferación, siendo el caso del romero.
Con lo anteriormente expuesto se genera la siguiente pregunta: ¿Se puede obtener
aceite esencial de romero por medio de la destilación por arrastre de vapor para el
análisis de parámetros microbiológicos y fisicoquímico?
42
2.1. Objetivos
2.1.1. Objetivo General
Obtener el aceite esencial de romero por medio de la destilación por
arrastre de vapor.
2.1.2. Objetivos Específicos
Determinar las propiedades organolépticas del romero.
Determinar el porcentaje de humedad del romero y compararlo con el
porcentaje de humedad teórico.
Realizar un análisis microbiológico (mohos y levaduras, escherichia coli,
aerobios mesófilos) del extracto de romero y compararlo con los límites
permitidos. Según el Reglamento Técnico Centroamericano RTCA
71.03.45:07.
Determinar las propiedades organolépticas del aceite esencial de romero.
Determinar las propiedades físicas del aceite esencial de romero: densidad
e índice de refracción.
Determinar la composición química del aceite esencial de romero por
medio del perfil cromatográfico.
Comparar el rendimiento del aceite esencial obtenido con el rendimiento
teórico, por medio de la destilación por arrastre de vapor y poder
determinar la cantidad de muestra óptima para un mayor rendimiento.
43
2.2. Variables
2.2.1. Variables Independientes
Características organolépticas del romero.
Porcentaje de humedad del romero.
Análisis microbiológico del romero.
Propiedades organolépticas del aceite de romero.
Tiempo de destilación por arrastre de vapor.
Tamaño del batch (masa) en la destilación por arrastre de vapor.
Rendimiento del aceite esencial de romero.
2.2.2. Variables Dependientes
Índice de refracción.
Densidad del aceite esencial de romero.
Cromatografía de gases.
2.3. Definición de las Variables
2.3.1. Variables Independientes
PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS DEL ROMERO
Def. Conceptual: son el conjunto de descriptores de las características
físicas que tienen la materia en general, como: sabor, color, textura, olor.
(Descom, 2012)
Def. Operacional: el romero es un arbusto aromático que posee
numerosas hojas de color verde, con flores de color violeta. Contiene un
aroma fresco a eucalipto, olor a alcanforado y sabor amargo. Se mide por
medio del sentido del olfato y vista del ser humano.
44
PORCENTAJE DE HUMEDAD DEL ROMERO DESPUÉS DEL
PROCESO DE SECADO
Def. Conceptual: tanto por ciento de vapor de agua que impregna un
cuerpo. (Zworykyn, 1997)
Def. Operacional: el romero debe tener un porcentaje de humedad entre
8 y 15%, se mide por medio de una balanza de humedad.
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DEL ROMERO SECO
Def. Conceptual: examen de los microorganismo mediante la separación
de sus componentes. (Zworykyn, 1997)
Def. Operacional: el extracto de romero debe tener ausencia de
patógenos; hongos y levaduras < 100ufc/g; bacterias < 100ufc/g
PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS DEL ACEITE DE
ROMERO
Def. Conceptual: son el conjunto de descriptores de las características
físicas que tienen la materia en general, como: sabor, color, textura, olor.
(Descom, 2012)
Def. Operacional: el aceite esencial de romero es incoloro o de color
amarillo pálido y posee un aroma a eucalipto fresco y olor a alcanforado.
Se mide por medio del sentido del olfato y vista del ser humano.
TIEMPO DE DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR
Def. Conceptual: duración del proceso que se realiza mediante el paso
directo de vapor de agua por el seno del líquido no miscible en ella.
(Zworykyn, 1997)
45
Def. Operacional: el tiempo de destilación del aceite esencial de romero
debe ser de 2 horas, este se mide por medio de un reloj.
TAMAÑO DEL BATCH (MASA) EN LA DESTILACIÓN POR
ARRASTRE DE VAPOR
Def. Conceptual: cantidad de materia de romero que se utiliza para el
proceso de destilación por arrastre de vapor. (Zworykyn, 1997)
Def. Operacional: se utiliza 40, 50 y 60 gramos de hojas de romero
secas, se mide por medio de una balanza analítica.
RENDIMIENTO DEL ACEITE ESENCIAL DE ROMERO
Def. Conceptual: es la relación entre la masa del aceite esencial obtenido
y la masa de materia vegetal alimentada al balón aforado de destilación.
(Universidad Rafael Landívar, 2007)
Def. Operacional: el rendimientos del aceite esencial de romero varía de
0.5 a 1.2%. Se calcula por medio de la fórmula: (Universidad Rafael
Landívar, 2007)
2.3.2. Variables Dependientes
ÍNDICE DE REFRACCIÓN
Def. Conceptual: medida que determina la reducción de la velocidad de
la luz al propagarse por un medio homogéneo y es una propiedad
específica de cada interfase y varía con la temperatura y con la longitud
de onda de la luz considerada. (Universidad Rafael Landívar, 2009)
peso del aceite de romero%ren dimiento 100
peso de la planta de romero
46
Def. Operacional: el aceite esencial de romero posee un índice de
refracción que varía de 1.464 a 1.476 a 20ºC. Se mide por medio de un
refractómetro, si la temperatura a la que se mide el índice de refracción no
es de 20ºC, se puede usar la siguiente ecuación: (Bandoni, 2002)
DENSIDAD DEL ACEITE ESENCIAL DE ROMERO
Def. Conceptual: relación entre masa partido volumen. (Chang, 1997)
Def. Operacional: el aceite esencial de romero posee una densidad que
varía de 0.8940 a 0.913 g/cm3 a 25ºC. Calculado por la fórmula:
(Doncencia.udea, 2011)
PERFIL CROMATOGRÁFICO DE ACEITE ESENCIAL
Def. Conceptual: técnica de separación basada principalmente en
fenómenos de participación entre una fase móvil gaseosa y una fase
estacionaria constituida por un líquido muy viscoso retenido en el interior
de una columna cromatográfica. (Bandoni, 2002)
Def. Operacional: el aceite esencial de romero posee los siguientes
componentes: α-pineno (18-26%), borneol (1–4.5%), mirceno (2.5–4.5%,
linalol (0.5-2.5%), 1,8- cineol o eucaliptol (16-23%), alcanfor (12.5-
22%), acetato de bornilo (0.5-2.5%), canfeno (7-13%), α- terpineol
(1-4%), Verbona (0.7-2.5%).
corregido (observado) 0.00045(Tº de lectura-20)
picnómetro aceite picnómetro
picnómetro
masa masa
Volumen
47
2.4. Alcances y Límites
2.4.1. Alcances
El presente estudio pretende ser una guía para la obtención de aceite esencial
de romero por medio de la destilación por arrastre de vapor para el análisis de
parámetros fisicoquímicos y microbiológicos.
La materia prima proviene del Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícola
(ICTA) de la sede ubicada en Chimaltenango, Guatemala, ya que según
investigaciones de campo realizadas a personas que comercializan en
cantidades pequeñas esta planta, es el único lugar en el cual se puede
conseguir dicho cultivo a granel.
Se realizaron pruebas microbiológicas (E. Coli, aerobios mesófilos, mohos y
levaduras) al extracto de romero, también se determinaron las propiedades
fisicoquímicas (porcentaje de humedad) y organolépticas de la planta
aromática (romero).
Se realizaron pruebas experimentales a nivel laboratorio para la obtención del
aceite esencial de romero. Se determinaron sus propiedades fisicoquímicas
(densidad e índice de refracción), organolépticas y su composición química
por medio de un perfil cromatográfico acoplado a espectroscopia de masa.
2.4.2. Límites
El mayor límite que se encontró en el presente trabajo de estudio fue el equipo
que se utilizó para las pruebas de análisis del aceite esencial de romero,
debido a que el laboratorio de la Universidad Rafael Landívar no contaba con
todo el equipo necesario para realizar las pruebas requeridas, por lo que se
tuvo que acudir a la Universidad del Valle de Guatemala y a la Universidad
48
San Carlos de Guatemala para la realización de las mismas. También se tuvo
el límite de que no existe mucha información referente al cultivo del romero
en Guatemala, lo cual lo hace difícil de obtener y éste solo se encuentra en el
Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícola (ICTA) ubicado en el
departamento de Chimaltenango.
Para obtener el porcentaje de rendimiento del aceite esencial obtenido se
realizaron dos repeticiones para los tamaños de batch de 40, 50 y 60 gramos,
debido a que el romero se da por temporadas por lo que no se contaba con la
materia prima suficiente para realizar 3 repeticiones por batch. Sin embargo,
se realizaron tres repeticiones más para el batch de 50 gramos con la finalidad
de obtener suficiente aceite esencial de romero para determinar la densidad
del mismo.
Para la determinación de la densidad del aceite esencial de romero obtenido se
realizó una repetición, debido a que el rendimiento del aceite esencial es bajo
y no se obtuvo suficiente aceite para realizar más repeticiones ni se contaba
con la suficiente materia prima para realizar varias extracciones y obtener así
más aceite esencial de romero.
2.5. Aportes
A la industria guatemalteca, ya que al realizar el análisis de las propiedades
microbiológicas y fisicoquímicas del aceite esencial de romero se podrá conocer
dichos parámetros y se podrá evaluar si se utiliza en cualquier tipo de industria
que se desee utilizar.
A la Universidad Rafael Landívar como investigación científica que integra y
aplica contenidos estudiados a lo largo de la carrera de Ingeniería Química y que
podría ser utilizada como fuente bibliográfica, referente al romero, aceites
esenciales y el método de destilación por arrastre de vapor.
49
Al medio ambiente, ya que se presenta un proceso para la obtención de un aceite
esencial, que no es contaminante debido a que se utiliza agua como solvente para
la extracción del mismo.
50
Marco III
III. MÉTODO
3.1. Unidad de Análisis
A. Sujetos
Se entrevistó a la Investigadora del Proyecto de Recursos Naturales del
Instituto de Ciencia y Tecnología Agrícola (ICTA), Inga. Marielos
Mérida, quien proporcionó sus conocimientos y experiencia sobre el
cultivo de romero.
Se entrevistó a la encargada del laboratorio de Instrumentación Avanzada
de Química Analítica en la Universidad del Valle de Guatemala, Licda.
Ana Luisa de Montenegro, quién proporcionó sus conocimientos y
experiencia sobre el proceso de cromatografía de gases y brindó apoyo
necesario para realizar el análisis de la composición del aceite esencial de
romero mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de
masas de las tres muestras de aceite esencial de romero.
B. Unidad de Análisis
Planta de romero
Aceite esencial de romero
3.2. Instrumentos
Horno para laboratorio: marca VWR/ Sheldon Manufactering, modelo
1305U. Opera en un rango de temperatura de 40ºC a 200ºC, regulada por un
controlador de temperatura programada. Posee una uniformidad de
51
temperatura +/- 10ºC. Se empleó para secar el romero, permitiendo un mayor
rendimiento del aceite.
Balanza de Humedad: marca OHAUS, modelo MB35 Halogen. Mide la
humedad de la muestra, para ello lleva la muestra a una temperatura de 100ºC.
Lee muestras mayores o iguales a 0.500 gramos de peso y menores o iguales a
35 gramos de peso. Registra lecturas en un rango de humedad de 0.01% a
100%. En la pantalla se muestran variables como el porcentaje de humedad,
tiempo, temperatura y peso de la muestra. (Incertidumbre de 0.01%).
Incubadora: marca Precision, modelo 5EG Grav. Opera en un rango de
temperatura desde temperatura ambiente hasta 65ºC. Tiene una capacidad
máxima de 10 estantes. Se emplea para incubar las muestras microbiológicas.
Balanza: marca OHAUS Corporation. Modelo Triple Beam TJ2611. Tiene
una capacidad máxima de peso de 2610 gramos. Este instrumento se emplea
para pesar las hojas de romero, proporciona la lectura con un decimal, por lo
que no es muy exacto. (Incertidumbre de +/- 0.05 gramo)
Balanza analógica: marca Mettler Toledo, tipo AB204. Posee una carga
máxima de 210 gramos, con un valor mínimo de escala de 0.0001 gramos. Se
emplea para pesar el aceite esencial de romero obtenido, debido a que
proporciona la lectura con 4 decimales, por lo que es mucho más exacta.
(Incertidumbre de +/- 0.00005g).
Equipo de destilación por arrastre de vapor: el equipo consta de una estufa
de calentamiento marca Fisher Scientific, un balón aforado de 1000mL pyrex,
un balón aforado de 500mL pyrex marca IMREG, un condensador marca
KIMAX y un beaker de 600mL pyrex. Se emplea para llevar a cabo la
destilación del romero.
52
Termómetro: marca VWR, modelo 61016048. Registra lecturas de
temperatura en un rango de 20°C a 150°C. Se utiliza para medir la
temperatura del aceite esencial de romero. (incertidumbre +/- 0.5 °C).
Ampolla de Decantación: marca Duran, modelo NS29. El instrumento tiene
una capacidad máxima de 250 mL, posee una escala de 10 en 10 mL. El
orifico por donde sale el líquido a decantar es modelo NS18.8 y posee un
diámetro de 4 mm. Se emplea para separar la mezcla de agua y aceite.
Refractómetro: marca Spectronic Instruments, modelo 334610. Lee índices
de refracción de líquidos y sólidos entre 1.3 a 1.71. Se emplea para medir el
índice de refracción del aceite esencial de romero. (Incertidumbre de +/-
0.1%).
Cromatógrafo de gases: marca Agilent technologies, modelo 6850. La parte
de inyección se encuentra a una temperatura de 250ºC y una presión de
1.07psi, requiere gas tipo helio. La muestra se puede inyectar de manera
manual, con una microjeringa o automática por medio de viales. El horno del
cromatógrafo posee un rango de temperatura de 50ºC a 300ºC, en donde la
temperatura se va incrementando por etapas. La columna cromatográfica es de
tipo capilar, contiene 5% de fenil metil siloxano.
Espectrómetro de masa: marca Agilent Technologies, modelo 5975C. La
temperatura MS Source (fuente donde pasa el componente proveniente de la
columna al espectrómetro de masa) opera a una temperatura máxima de
250ºC, el MS Quad (donde se alinea el componente después de haber sido
roto por los electrones) opera a una temperatura máxima de 200ºC.
53
3.3. Procedimiento
Fuente: elaboración propia (2011)
54
3.3.1. Preparación Preliminar de la Materia Prima
1. Recolectar la planta de romero.
2. Limpiar el romero, por medio de agua potable.
3. Poner a secar el romero en un horno de laboratorio a una temperatura no
mayor de 35ºC o sobre papel blanco al aire libre.
4. Separar las hojas de romero del tronco.
3.3.2. Análisis Microbiológico
1. Colocar 10 gramos de hojas de romero en un frasco de vidrio
(previamente esterilizado) con 90 mL de agua y triturarlo en la licuadora
(muestra -1).
2. Sembrar 1ml de la muestra -1 en cada medio de cultivo (agar papa
dextrosa, chromocult y agar recuento total).
3. Para el análisis microbiológico se realizará el recuento por dilución el
cual consiste en: (Ver figura No. 4)
3.1 Realizar la muestra -2, diluyendo 1mL de la muestra -1 en 9 mL de
agua estéril y sembrar 1mL de la muestra -2 en cada medio de
cultivo.
3.2 Realizar la muestra -3, diluyendo 1mL de la muestra -2 en 9 mL de
agua estéril y sembrar 1mL de la muestra -3 en cada medio de
cultivo.
3.3 Realizar el mismo procedimiento hasta la muestra -5 como se
muestra en la figura.
4. Incubar las muestras entre 30 y 35ºC durante 24 a 72 horas.
5. Leer el número de colonias que crecieron en cada muestra tomando en
cuenta que en la muestra -2 se deben multiplicar por 10 el número de
colonias que crecieron, en la -3 se debe multiplicar por 100, como se
muestra en la figura No. 4.
55
Figura No. 4: Método para el recuento por dilución de una solución que contenga 100
bacterias por mililitro.
Fuente: Carpenter, (1969)
3.3.3. Obtención del Aceite Esencial de Romero
1. Armar el equipo de destilación, como se muestra en la figura No. 5
2. Pesar las hojas de romero y colocarlo en el matraz No.2, en el matraz
No. 1 coloca agua para generar una fuente de vapor.
3. En el matraz No. 1, colocar agua con perlas de ebullición. Dejar destilar
durante 2 horas aproximadamente.
4. La mezcla de agua y aceite obtenido, se coloca en una ampolla de
decantación y se le agrega éter dietílico, para realizar una extracción y así
separar la sustancia del material líquido que la contiene.
5. Lavar el balón receptor con éter etílico para recuperar la mayor cantidad
de muestra posible. Agitar e invertir el embudo de decantación y liberar la
presión acumulada, debido a la presión del componente volátil.
6. Dejar reposar hasta que las fases estén bien separadas. Y decantar.
56
7. Remover el éter utilizando destilación simple, con rotavapor o por medio
de un baño de María, para así obtener el peso del residuo y calcular el
porcentaje de aceite esencial presente en la muestra de romero.
8. Si se muestra residuo de agua en el aceite, adicionar sulfato de sodio
anhidro, que es un agente secante que permite obtener el aceite esencial
de romero.
Figura No. 5: Equipo de destilación por arrastre de vapor
Fuente: UNAM (2011)
3.3.4. Densidad del Aceite Esencial de Romero
1. Para determinar la densidad del aceite esencial de romero, se toma un
picnómetro de 1mL y se pesa.
2. Se le agrega 1mL del aceite de romero y se pesa nuevamente.
3. Por diferencia de los pesos se obtiene la masa
4. Calcular la densidad por medio la fórmula: (Doncencia.udea, 2011)
picnómetro aceite picnómetro
picnómetro
masa masa
Volumen
57
3.3.5. Índice de Refracción del Aceite Esencial de Romero
1. Filtrar la muestra para eliminar cualquier impureza o traza de humedad
2. Se limpian lo prismas del refractómetro con agua y se vierten unas gotas
de la muestra en el prisma inferior, ajustando éste contra el prisma
superior en forma tal que quede entre ellos una capa de muestra, libre de
burbujas de aire.
3. Se deja en reposo de uno a dos minutos o hasta que la muestra alcance la
temperatura que corresponde.
4. Se hacen girar las prismas hasta que el campo aparezca dividido en
una porción obscura y otra iluminada, procurando que en la separación de
ambas porciones no aparezca una banda de dispersión, sino una línea
nítida. Se ajusta la posición de esta línea de modo que pase por el punto
de intersección de los hilos del retículo y se lee sobre la escala el valor del
índice de refracción de la muestra.
3.4. Diseño y Metodología Estadístico
3.4.1. Diseño Experimental
Experimentos
Experimento No. 1 Obtención del aceite esencial de
romero variando el tamaño del batch
(masa)
58
Tratamientos y Repeticiones en los Experimentos
Experimento Tratamiento Repeticiones
1
Se vario el tamaño del
batch (masa)
empleando 40, 50 y 60
gramos.
Se realizaron las pruebas en
duplicado para cada tamaño de
batch (6 datos en total). Se
determinó el rendimiento de
cada aceite esencial de romero
obtenido.
3.4.2. Descripción de las Unidades Experimentales
Tamaño del Batch (masa)
Se refiere a la cantidad de muestra a utilizar para la obtención del aceite
esencial de romero, en donde se utilizará 40, 50 y 60 gramos
3.4.3. Variable Respuesta
En los experimentos la variable respuesta es el rendimiento del aceite esencial
de romero
3.4.4. Metodología de Análisis
Se realizaron cálculos de desviación estándar al porcentaje de humedad
promedio de la planta de romero, al índice de refracción del aceite esencial de
romero obtenido por medio de la destilación por arrastre de vapor y al
porcentaje de rendimiento de la destilación por arrastre de vapor del aceite
esencial de romero obtenido en los 3 diferentes tamaños de batch, para poder
determinar que tan dispersos se encuentran los datos de su valor promedio.
59
Marco IV
IV. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. Control de Calidad de la Materia Prima (Romero)
4.1.1. Análisis Organolépticos
Tabla No. 8: Características organolépticas del romero, según el control de
calidad que debe llevar la materia prima, posterior a ser utilizada para la
extracción del aceite esencial.
Fuente: Cáceres (1996)
ROMERO
CARACTERÍSTICA RESULTADOS DE
LABORATORIO
CARACTERÍSTICAS
ORGANOLÉPTICAS
TEÓRICAS*
OLOR Aroma a eucalipto
fresco.
Olor a eucalipto fresco,
olor alcanforado
COLOR
Posee hojas verdes,
con flores color
violeta, ramas y
tronco de color café.
Arbusto de color verde,
contiene flores estilo
largo color violeta,
ramas y un tronco color
café
60
4.1.2. Porcentaje de Humedad
Tabla No. 9: Porcentaje de Humedad Promedio. Según el control de calidad
de las especies aromáticas, con su respectiva desviación respecto al valor
teórico.
*
Fuente: Bandoni (2002)
4.1.3 Análisis Higiénico Microbiológico
Tabla No. 10: Análisis microbiológico del romero seco, según el método de
recuento en placa. Crecimiento de mohos y levaduras en el medio agar papa
dextrosa, a las 72 horas de incubación a 32ºC.
MUESTRA
PORCENTAJE
PROMEDIO
DE HUMEDAD
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
INTERVALO
DE
PORCENTAJE
DE HUMEDAD
TEÓRICO*
TIEMPO
DE
SECADO
TEMPERATURA
DE SECADO
Secado al
ambiente 11.95% 0.0136% 8%-15% 92 HRS 20-28ºC
Secado en
Horno de
Convección
13.74%
0.0456% 8%-15% 26 HRS 33-35ºC
DILUCIÓN OBSERVACIÓN
NÚMERO
TOTAL DE
COLONIAS POR
GRAMO DE
MUESTRA
CONTENIDO EN
LA DILUCIÓN
PARÁMETROS
TEÓRICOS*
PARÁMETROS
TEÓRICOS‡
1
Crecieron 13
colonias de mohos y
levaduras de color
130 colonias/g <100 ufc/g
<102
ufc/g
61
Fuente: Valle (2006) y Reglamento Técnico Centroamericano RTCA 71.03:07 (2007)
En conclusión se obtuvieron 130 colonias / gramo de muestra en el
extracto de romero analizado.
amarillo, verde
oscuro y blancas
esponjosas.
2
Se observó 1 colonia
de moho y levadura
de color blanca.
100 colonias/g <100 ufc/g
<102
ufc/g
3
No se presentó
crecimiento de
mohos y levaduras
Ausente <100 ufc/g
<102
ufc/g
4
No se presentó
crecimiento de
mohos y levaduras
Ausente <100 ufc/g
<102
ufc/g
5
No se presentó
crecimiento de
mohos y levaduras
Ausente <100 ufc/g
<102
ufc/g
62
Tabla No. 11: Análisis microbiológico del romero seco, según el método de
recuento en placa. Crecimiento de Escherichia Coli en el medio agar
chromocult, a las 72 horas de incubación a 32ºC.
Fuente: Valle (2006) y Reglamento Técnico Centroamericano RTCA 71.03:07 (2007)
En conclusión se obtuvieron 0 colonias / gramo de muestra en el extracto
de romero analizado.
DILUCIÓN OBSERVACIÓN
NÚMERO
TOTAL DE
COLONIAS
POR GRAMO
DE MUESTRA
CONTENIDO
EN LA
DILUCIÓN
PARÁMETROS
TEÓRICOS*
PARÁMETROS
TEÓRICOS‡
1
Hubo ausencia de
colonia de
Escherichia Coli
Ausente Ausente Ausente
2
No se presentó
crecimiento de
Escherichia Coli
Ausente Ausente Ausente
3
No se presentó
crecimiento de
Escherichia Coli
Ausente Ausente Ausente
4
No se presentó
crecimiento de
Escherichia Coli
Ausente Ausente Ausente
5
No se presentó
crecimiento de
Escherichia Coli
Ausente Ausente Ausente
63
Tabla No. 12: Análisis microbiológico del romero seco según el método de
recuento en placa. Crecimiento de aerobios mesófilos en el medio agar
recuento total, a las 72 horas de incubación a 32ºC.
MUESTRA OBSERVACIÓN
NÚMERO TOTAL
DE COLONIAS
QUE CONTIENE
LA MUEASTRA
PARÁMETROS
TEÓRICOS*
PARÁMETROS
TEÓRICOS‡
1
Hubo crecimiento
de colonias de
color crema
MNPC¤ <100 ufc/g Ausente
2
Hubo crecimiento
de varias colonias
de color crema.
MNPC <100 ufc/g Ausente
3
Se observó
crecimiento de 1
colonia de color
crema que cubre la
totalidad de la caja
petri, y unas
cuantas colonias
crema alrededor.
MNPC <100 ufc/g Ausente
4
Se observó el
crecimiento de 1
colonia que cubre
la mitad de la caja
y alrededor varias
colonias unidas
entre sí de color
crema
MNPC <100 ufc/g Ausente
5 Se observó el
crecimiento de 12
1,200,000
colonias <100 ufc/g Ausente
64
¤ (MNPC) MUY NUMEROSO PARA CONTAR
Fuente: Valle (2006) y Reglamento Técnico Centroamericano RTCA 71.03:07 (2007)
En conclusión se obtuvieron 1,200,000 colonias / gramo de muestra en el
extracto de romero analizado.
4.2. Control de Calidad del Aceite Esencial del Romero
4.2.1. Propiedades Organolépticas
Tabla No. 13: Características organolépticas del aceite esencial de romero,
según los parámetros analíticos en el control de calidad de un aceite esencial
colonias de color
crema.
ACEITE ESENCIAL DE ROMERO
OLOR Aroma a eucalipto fresco.
COLOR Amarillo pálido.
APARIENCIA Líquido viscoso
65
4.2.2. Propiedades Físicas
Tabla No. 14: Índice de refracción promedio del aceite esencial de romero en
los 3 diferentes tamaños de batch a 20ºC y su desviación estándar respectiva.
Utilizando las hojas de romero secadas al ambiente.
TAMAÑO
DE
BATCH
ÍNDICE DE
REFRACCIÓN
PROMEDIO
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
ÍNDICE DE
REFRACCIÓN
TEÓRICO*
40 gramos 1.4783
2.53*10-3
1.464 - 1.476
50 gramos 1.4823
1.73*10-4
1.464 - 1.476
60 gramos 1.4816
5.77*10-5
1.464 - 1.476
Fuente: FOOD CHEMICAL CODEX (1996) y Norma UNE 84306:2006
Tabla No. 15: Densidad del aceite esencial de romero. Utilizando las hojas de
romero secadas por medio del horno de convección.
*
Fuente: FOOD CHEMICAL CODEX (1996) y Norma UNE 84306:2006
Fuente: Universidad San Carlos de Guatemala (2011)
TAMAÑO
DE
BATCH
DENSIDAD
PORCENTAJE
DE ERROR
RESPECTO
AL VALOR
TEÓRICO
MAYOR
DENSIDAD
TEÓRICA*
DENSIDAD
TEÓRICA‡
50 gramos 0.9460g/ml
(20.5 °C) 3.61%
0.8940- 0.913
g/ml
0.892 – 0.91
g/ml (20°C)
66
4.2.3 Cromatografía de Gases
Tabla No. 16: Compuestos obtenidos en la cromatografía de gases del aceite
esencial de romero, con un tamaño de batch de 40 gramos. Utilizando las
hojas de romero secadas al ambiente.
Fuente: Heath (1978) y Norma UNE 84306:2006
Fuente: Universidad San Carlos de Guatemala (2011)
COMPUESTO
TIEMPO DE
RETENCIÓN
(MIN)
% DE CADA
COMPONENTE
CONTENIDO
EN LA
MUESTRA
% TEÓRICO
DE CADA
COMPONENTE
*
% TEÓRICO
DE CADA
COMPONENTE
‡
α-pineno 10.92 0.91 7 – 25 18 - 26
1,8-cineol o
eucaliptol 15.973 19.69
17 – 30 16 - 23
Terpineol 17.619 0.09 - - - - - -
β-linalool 19.466 3.71 - - - - - -
Alcanfor 21.549 4.10 10 – 15 12.5 - 22
Borneol 22.605 y
22.948 6.78
16 – 20 1.0 - 4.5
4-terpineol 23.195 1.95 - - - 0.4 - 1.5
α-terpineol 23.795 y
24.368 4.41
- - - 1.0 - 4.0
Verbenona 24.975 37.82 - - - 0.7 - 2.5
Cariofileno 34.083 0.28 - - - - - - -
Acetato de
Bornilo - -
2 – 7 0.5 – 2.5
67
Tabla No. 17: Compuestos obtenidos en la cromatografía de gases del aceite
esencial de romero, con un tamaño de batch de 50 gramos. Utilizando las
hojas de romero secadas al ambiente.
Fuente: Heath (1978) y Norma UNE 84306:2006
Fuente: Universidad San Carlos de Guatemala (2011)
COMPUESTO
TIEMPO DE
RETENCIÓN
(MIN)
% DE CADA
COMPONENTE
CONTENIDO EN
LA MUESTRA
% TEÓRICO
DE CADA
COMPONENTE
*
% TEÓRICO
DE CADA
COMPONENTE
‡
α-pineno 10.886 0.20 7 – 25 18 – 26
1,8-cineol o
eucaliptol 15.895 20.37
17 – 30 16 – 23
Terpineol 19.185 0.26 - - - - - -
β-linalool 19.404 4.17 - - - - - -
Alcanfor 21.499 4.48 10 – 15 12.5 – 22
Borneol
22.583,
22.605,
22.762
6.80
16 – 20 1.0 - 4.5
4-terpineol 23.15 2.05 - - - 0.4 - 1.5
α-terpineol 23.767 y
24.149 4.87
- - - 1.0 - 4.0
Verbenona 24.857 38.01 - - - 0.7 - 2.5
Cariofileno 34.066 0.24 - - - - - - -
Acetato de
Bornilo - -
2 – 7 0.5 – 2.5
68
Tabla No. 18: Compuestos obtenidos en la cromatografía de gases del aceite
esencial de romero, con un tamaño de batch de 60 gramos. Utilizando las
hojas de romero secadas al ambiente.
Fuente: Heath (1978) y Norma UNE 84306:2006
Fuente: Universidad San Carlos de Guatemala (2011)
COMPUESTO
TIEMPO DE
RETENCIÓN
(MIN)
% DE CADA
COMPONENTE
CONTENIDO EN
LA MUESTRA
% TEÓRICO
DE CADA
COMPONENTE
*
% TEÓRICO
DE CADA
COMPONENTE
‡
α-pineno 10.863 0.68 7 – 25 18 – 26
1,8-cineol o
eucaliptol 15.951 18.96
17 – 30 16 – 23
Terpineol 17.596 0.16 - - - - - -
β-linalool 19.466 3.84 - - - - - -
Alcanfor 21.555 4.56 10 – 15 12.5 – 22
Borneol 22.61 y
22.987 7.20
16 – 20 1.0 - 4.5
4-terpineol 23.20 1.83 - - - 0.4 - 1.5
α-terpineol 23.795 y
24.441 4.44
- - - 1.0 - 4.0
Verbenona 24.975 39.42 - - - 0.7 - 2.5
Cariofileno 34.094 0.48 - - - - - - -
Acetato de
Bornilo - -
2 -7 05. – 2.5
69
Tabla No. 19: Comparación de los compuestos obtenidos en la cromatografía
de gases del aceite esencial de romero, en los 3 diferentes tamaños de batch.
COMPUESTO
% DE CADA
COMPONENTE
CONTENIDO
EN LA
MUESTRA (40
GRAMOS)
% DE CADA
COMPONENTE
CONTENIDO
EN LA
MUESTRA (50
GRAMOS)
% DE CADA
COMPONENTE
CONTENIDO EN
LA MUESTRA
(60 GRAMOS)
α-pineno 0.91 0.20 0.68
1,8-cineol o
eucaliptol 19.69 20.37 18.96
Terpineol 0.09 0.26 0.16
β-linalool 3.71 4.17 3.84
Alcanfor 4.10 4.48 4.56
Borneol 6.78 6.80 7.20
4-terpineol 1.95 2.05 1.83
α-terpineol 4.41 4.87 4.44
Verbenona 37.82 38.01 39.42
Cariofileno 0.28 0.24 0.48
Acetato de
Bornilo - - -
70
Gráfica No. 1: Cromatograma del aceite esencial de romero obtenido con un batch de
40 gramos
Fuente: Universidad del Valle de Guatemala (2011)
Tie
mp
o
(min
uto
s)
Ab
un
dan
ce
(pA
)
71
Gráfica No. 2: Cromatograma del aceite esencial de romero, obtenido con un batch de
50 gramos
Fuente: Universidad del Valle de Guatemala (2011)
Tie
mp
o
(min
uto
s)
Ab
un
dan
ce
(pA
)
72
Gráfica No. 3: Cromatograma del aceite esencial de romero, obtenido con un batch
de 60 gramos
Fuente: Universidad del Valle de Guatemala (2011)
Tie
mp
o
(min
uto
s)
Ab
un
dan
ce
(pA
)
73
Gráfica No. 4: Comparación de los 3 cromatograma de aceite esencial de romero,
obtenido con los 3 diferentes tamaños de batch
Fuente: Universidad del Valle de Guatemala (2011)
Tie
mp
o
(min
uto
s)
Ab
un
dan
ce
(pA
)
74
4.3. Porcentaje de Rendimiento del Aceite Esencial de Romero
Tabla No. 20: Porcentaje de Rendimiento de la destilación por arrastre de vapor
del aceite esencial de romero obtenido en los 3 diferentes tamaños de batch.
TAMAÑO
DE BATCH
%
RENDIMIENTO
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
%
RENDIMIENTO
TEÓRICO*
40 gramos 0.4249% 0.00548% 0.5%- 1.2%
50 gramos 0.7284% 0.00792% 0.5%- 1.2%
60 gramos 0.2663% 0.1211% 0.5%- 1.2%
Fuente: Heath (1978)
75
Marco V
V. DISCUSIÓN
5.1. Control de Calidad de la Materia Prima (Romero)
Para el control de calidad de la materia prima (planta de romero), se realizaron:
análisis organoléptico, que es un conjunto de descriptores de las características
físicos que tiene la materia prima; análisis fisicoquímico cuantitativo (control de
humedad) el cual es importante para la conservación de la planta aromática y un
análisis microbiológico, el cual se realiza por razones toxicológicas y de higiene.
Para posteriormente obtener aceite esencial de romero por medio del método de
destilación por arrastre de vapor, que es un proceso que permite recuperar una de
las fases inmiscibles y permite separar compuestos que poseen puntos de
ebullición altos y se descomponen cerca de sus puntos de ebullición.
5.1.1. Análisis Organolépticos
Dentro de los parámetros de control de calidad de la materia prima se realizó
el análisis organoléptico, dando como resultado hojas de color verde con un
aroma a eucalipto fresco, con flores de color violeta, tronco y tallo de color
café; como se observa en la tabla No. 8 (página No.42). Los resultados
obtenidos son coherentes con la teoría, la cual nos indica que la planta de
romero es un arbusto aromático de color verde, que posee un tallo erecto con
numerosas ramas, sus hojas son gruesas, duras al tacto, opuestas, verdes y
sus flores son de color violeta. Las hojas poseen un aroma a eucalipto fresco.
5.1.2. Análisis Fisicoquímico Cuantitativo
Se realizó un análisis de parámetro fisicoquímico cuantitativo de las hojas de
romero secas, en la tabla No.9 (página No.42), se observa el porcentaje
76
promedio de humedad de la planta de romero. Como se observa en la tabla se
utilizaron dos métodos para el secado del romero, uno de secado al ambiente y
uno de secado con horno de convección. En el método de secado con horno de
convección se secó la planta de romero a una temperatura entre 33 y 35ºC, y
en el método de secado al ambiente se dejó secando bajo la sombra evitando
el contacto de la planta con los rayos del sol, tratando de no exponer la planta
a temperaturas mayores a 35°C, debido a que la planta de romero tiene como
componente principal el aceite esencial y la sensibilidad al calor es una de las
propiedades químicas con mayor influencia sobre el componente, porque el
aceite esencial es muy volátil y en él se encuentran los principios activos, tales
como α-pineno, 1,8-cineol o eucaliptol, Terpineol, β-linalool, que son sus
componentes más volátiles, las cuales al estar expuestas a temperatura
mayores a los 35 °C, podrían afectar la calidad y el rendimiento del aceite
esencial obtenido.
El tiempo de secado por el método de secado al horno fue de 26 horas y el
tiempo de secado por el método de secado al ambiente fue de 92 horas, como
se observa en la tabla No.9 (página No.42). En los dos métodos utilizados del
secado del romero se obtuvo un porcentaje promedio de humedad que se
encuentra dentro de los parámetros establecidos (8 a 15% de humedad
residual, según Bandoni, 2002), con una mínima desviación estándar. Por lo
cual el secado con ambos métodos es aceptable para la preparación de la
planta en el proceso de destilación por arrastre de vapor para la obtención del
aceite esencial de romero.
5.1.3. Análisis Microbiológico
Por último se realizó el tipo de análisis microbiológico al extracto de romero
(hojas de romero con agua desmineralizada), el cual se utilizó el método de
recuento por dilución. En la tabla No. 10 (página No.43) se observa que hubo
crecimiento de 13 colonias de mohos y levaduras en la dilución -1 (1:10), la
cual equivale a 130 colonias por gramo de muestra, y un crecimiento de 1
77
colonia de mohos y levaduras en la dilución -2 (1:100), que equivale a
100 colonias/gramo de muestra. No hubo crecimiento de colonias de mohos y
levaduras en la dilución -3 (1:1000), en la dilución -4 (1:10000) y en la
dilución -5 (1: 100000).
De los parámetros evaluados de la materia prima se observa que el extracto de
romero no cumple con las especificaciones establecidas por Valle 2006 y con
los parámetros establecidos por el Reglamento técnico centroamericano
RTCA 71.03.45:07 (anexo VI), ya que el valor es mayor a 100ucf/g. Esto se
dio, debido a que después del secado el porcentaje de humedad contenido en
la planta estaba entre 11% y 14%, además de una temperatura ambiente entre
22 y 25°C, son las condiciones propicias para que los mohos se desarrollen, ya
que requieren una humedad entre 14% y 15% y temperaturas de crecimiento
entre 22 y 20°C.
En la tabla No. 11 (página No.44) se observa la ausencia de E. Coli desde la
dilución -1 hasta la dilución -5 según el método de recuento en placa por
dilución, por lo que en este parámetro el extracto de romero cumple con los
parámetros establecidos por el Reglamento técnico centroamericano RTCA
71.03.45:07 (anexo VI), en ausencia de E. Coli.
Por último en la tabla No. 12 (página No.45) se observa de la dilución -1 a la
-4, hubo crecimiento de colonias de aerobios mesófilos pero fueron
incontables (MNPC) por lo que se toma como resultado la lectura de la
dilución -5, la que nos indica que el extracto de romero contenía 1,200,000
colonias de gramo por muestra, por lo que no cumple con las especificaciones
establecidas por Valle 2006 y con los parámetros establecidos por el
Reglamento técnico centroamericano RTCA 71.03.45:07 (anexo VI). Esto se
dio, debido a varias razones: 1) la manipulación del romero durante el cultivo,
ya que no se conoce las prácticas higiénicas que puedan tener las personas
responsables de esta tarea. 2) la manipulación durante su procesamiento, ya
78
que el romero se manipuló sin la utilización de guantes en el laboratorio, y
estos microorganismos crecen a temperatura corporal humana (37ºC), por lo
que fue propicio su crecimiento durante toda la manipulación en la
elaboración del análisis microbiológico. 3) el romero no recibió ningún
tratamiento de desinfección, solo de limpieza, permitiendo eliminar
únicamente el polvo, tierra que contenía la planta de romero en la superficie.
Estas razones pueden ser las responsables de contaminación de tipo
microbiológico con microorganismos mesófilos aerobios.
5.2. Control de Calidad del Aceite Esencial del Romero
Se llevaron a cabo pruebas de control de calidad del aceite esencial de romero
obtenido por medio de la destilación por arrastre de vapor de las hojas de romero
secas, para poder evaluar los parámetros fisicoquímicos y compararlos con los
parámetros fisicoquímcos establecidos por la norma UNE 84306:2006.
5.2.1. Propiedades Organolépticos
Se evaluaron las características organolépticas del aceite esencial de romero
como se indica en los parámetros analíticos, en la norma UNE 84306:2006.
En la tabla No. 13 (página No.46), se observan las características del aceite
esencial destilado como: olor, color y apariencia, las cuales son similares a las
dictaminadas por la norma UNE 84306:2006, cuyos parámetros se tomaron
como referencia para la respectiva comparación, por lo que el aceite esencial
de romero obtenido cumple con las características organolépticas para su
control de calidad.
79
5.2.2. Propiedades Físicas
Por otro lado se evaluaron las propiedades físicas del aceite esencial de
romero, las cuales se pueden observar en la tabla No. 14 (página No.46) y
tabla No. 15 (página No.46). En la tabla No. 14 (página No.46) se muestran
los índices de refracción promedio medidos para los 3 diferentes tamaños de
batch, como se puede observar los 3 índices de refracción medidos son
mayores a los parámetros que indica Food Chemical Codex, 1996 y la norma
UNE84306:2006 (1.464 y 1.472)
En la tabla No. 15 (página No.46) se muestra la densidad del aceite esencial
de romero obtenido (0.9460g/cm3
a 20.5ºC), el cual también es mayor al
rango que indica la teoría (0.8940 a 0.913 g/cm3) y la norma
UNE84306:2006 (0.892 a 0.910 g/cm3 a 20ºC). Esta diferencia entre el
valor resultante y la literatura se debe a la diferencia de origen de la
planta, puesto que el romero utilizado para esta investigación fue
cosechado en el ICTA de Chimaltenango, y el rango reportado es para el
país de España.
Los cambios obtenidos en el índice de refracción y la densidad del aceite
esencial de romero, se deben a diversos factores como las condiciones
climáticas (cantidad de lluvia, luminosidad), la altura, los distintos suelos
(pH, humedad, etc.), el manejo agrícola (riegos, abonos, tiempo de
cosecha) y el post cosecha (tiempo de oreado, desecado, almacenamiento),
ya que este valor también varía dependiendo del lugar de origen de la
planta.
5.2.3. Perfil Cromatográfico
Se evaluó el porcentaje de constituyentes del aceite esencial de romero
obtenido por medio de las hojas de romero secas utilizando el método de
80
destilación por arrastre de vapor por medio de una cromatagrafía de gases
acoplada a un espectrómetro de masas.
Para los tres diferentes tamaños de batch se realizó la cuantificación de los
constituyentes del aceite esencial de romero, mostrados en la tabla No. 16
(página No. 47), tabla No. 17 (página No. 47) y tabla No. 18 (página
No.48).
Los componentes mayoritarios cuantificados en la cromatografía de gases
para los tres diferentes tamaños de batch son, el eucaliptol o 1,8 cineol y
la verbenona. Para 40 gramos de batch se obtuvo un 19.69% de eucaliptol
y 37.82% de verbenona, para 50 gramos de batch se obtuvo un 20.37% de
eucaliptol y un 38.01% de verbenona, y para el batch de 60 gramos se
obtuvo 18.96% de eucaliptol y 39.42% de verbenona. El componente de
eucaliptol es el que le proporciona olor agradable a eucalipto fresco al
aceite esencial de romero, también posee propiedades expectorantes y
mucolíticas. La verbenona posee propiedades antisépticas y bactericidas.
El alcanfor que se encuentra en un menor porcentaje en nuestro aceite esencial
de romero extraído, en el cual 40 gramos de batch se obtuvo 4.10%; para 50
gramos de batch se obtuvo 4.48%; y para 60 gramos de batch se obtuvo
4.56%. Este constituyente del romero posee propiedades mucolíticas,
neurotóxicas y regenerador celular, también se utiliza en aromaterapia para
tratamientos de dolor, reguladora térmico.
El borneol, linalool y terpineol que se encuentra en menor porcentaje, posee
la propiedad de dar un olor agradable por lo que se utiliza como fragancia en
perfumería, productos de limpieza, jabones y detergentes. El α-pineno que
también se encuentra en menor porcentaje, posee propiedades estimulante,
descongestionante antivírico y antitumoral.
81
Como se puede observar el aceite esencial de romero posee una variedad de
constituyentes que le confieren propiedades para uso en la industria cosmética
y farmacéutica.
En la tabla No. 19 (página No. 49) se puede observar las comparaciones
en la cuantificación de los constituyentes del aceite esencial de romero en
los 3 diferentes tamaños de batch. Como se observa en dicha tabla, se
presenta una variación entre ellos en el porcentaje de constituyentes del
romero, debido a que los compuestos del aceite esencial contenido en la
planta, no son homogéneos en todas sus partes, ya que posee una
composición compleja y que al encontrarse en su hábitat natural, cada
parte de la planta está expuesta a diferentes condiciones climáticas como
la luminosidad y lluvia. Por otro lado, durante el proceso de destilaciones
por arrastre de vapor se realizaron mediciones de temperatura, por lo que
se abrió el balón que contenía las hojas de romero con agua y vapor,
volatilizándose una parte de α-pineno, por ser este el constituyente más
volátil del aceite esencial de romero.
Los cromatogramas mostrados en la gráfica No. 1(página No.50) (40 gramos
de tamaño de batch), gráfico No. 2 (página No.51) (50 gramos de tamaño de
batch) y gráfico No. 3 (página No.52) (60 gramos de tamaño de batch) y el
gráfico No. 4 (página No.53) (cromatograma que compara cada una de las
cromatografías de los tres diferentes tamaños de batch); se puede observar que
si hay diferencia entre los porcentajes de constituyentes para los tres tamaños
de batch, por las razones descritas en el párrafo anterior, sin embargo se dan
los mismos picos característicos para los tres cromatogramas (batch 40, 50 y
60 gramos).
82
5.3 Porcentaje de Rendimiento del Aceite Esencial de Romero
El aceite esencial de romero se obtuvo por medio de un equipo de destilación
armado en la Universidad Rafael Landívar, en el cual se colocó el material
vegetal (hojas de romero sin triturar secas; batch de 40, 50 y 60 gramos) dentro
de un balón y se le agregó agua, aparte en otro balón se agregó el agua suficiente
(900ml) con tres perlas de ebullición para generar el vapor suficiente para llevar
a cabo la destilación. Posteriormente la mezcla de aceite esencial y agua se
separó por medio de una ampolla de decantación utilizando éter dietílico como
disolvente, para después evaporar el éter dietílico en baño maría, si se obtenía
aceite aún con porciones de agua se le adicionaba un poco de éter dietílico y se
filtraba con sulfato de sodio anhidro, para remover el agua y obtener así el aceite
esencial de romero.
Para las destilaciones por arrastre de vapor para los batch de 40, 50 y la segunda
repetición de 60 gramos se utilizaron hojas secas de romero sin triturar. Para la
primera repetición de 60 gramos se utilizaron hojas secas de romero sin triturar y
tallo seco triturado.
En la tabla No. 20 (página No.54), se puede observar los porcentajes de
rendimiento obtenidos con los 3 diferentes tamaños de batch. El tamaño de batch
de 40 gramos se obtuvo un rendimiento de 0.4249±0.00548%, en el de 50
gramos se obtuvo un rendimiento de 0.7284±0.00792% y el de 60 gramos se
obtuvo un rendimiento de 0.26635±0.1211%, en este se obtuvo una mayor
desviación estándar, porque en la primera destilación se utilizo hojas de romero y
rama triturada debido a que en la teoría nos indica que el aceite esencial se
encuentra en las flores, hojas, raíces, frutos, semillas, ramas y de la corteza
vegetal, por otro lado en la norma UNE 84306:2006, para la evaluación de los
parámetros de calidad utilizaron un aceite esencial de romero obtenido por medio
de la destilación por arrastre de vapor de las ramas y flores del romero.
83
El rendimiento de extracción teórico es de 0.5% a 1.2%, como se puede observar
el rendimiento obtenido en el tamaño de batch de 50 gramos se encuentra cerca
del límite inferior del rango del rendimiento teórico y el rendimiento obtenido en
los tamaños de batch de 40 y 60 gramos se encuentra por debajo del límite
inferior. Esto se debe a que al realizar la destilación por arrastre de vapor para
los tres diferentes tamaños de batch, se le agregó un 30% más de agua, de la
cantidad recomendada (3 veces el peso de la muestra total), debido a que dicha
cantidad, no era suficiente para llegar al nivel medio del volumen del balón que
contenía la masa de romero, adicionalmente el vapor (producido por el balón
aforado que contenía agua y perlas de ebullición), al tener contacto con el agua
contenida en el balón, está se condensaba, aumentando la cantidad de agua en el
balón que contenía las hojas de romero, permitiendo que se hidrolizaran ciertos
componentes del aceite esencial. Principalmente los esteres compuestos por
ácidos orgánicos y alcoholes, tienden a reaccionar con el agua, el acetato de
bornilo que es un éster, presente en el aceite esencial de romero se debe encontrar
en un porcentaje teórico según norma UNE 84306:2006 en un rango entre 0.5 a
2.5%, pero como se observa en la tabla No. 14 (página No. 46), tabla No. 15
(página No. 46) y tabla No. 16 (página No.47), no se encontró dicho componente
para cada tamaño de batch analizado; con dicho resultado se comprueba que el
acetato de bornilo, se hidrolizó durante el proceso de destilación por arrastre de
vapor.
Por otro lado para el batch de 60 gramos el rendimiento obtenido es mínimo,
porque las hojas de romero se encontraban confinadas por lo que los espacios
intermedios desaparecieron, impidiendo la penetración del vapor y que este
tuviera contacto con cada partícula de la planta para que el aceite esencial
contenido en las hojas de romero se difundiera en el agua abandonando un lugar
de una región de alta concentración a uno de baja concentración.
Otra causa por la que en el batch de 40 gramos el rendimiento obtenido está por
debajo del rendimiento teórico, es porque había mucho espacio intermedio entre
84
las hojas de romero y el tiempo de destilación fue el mismo que para un batch de
50 y 60 gramos, permitiendo que el vapor que contenía el aceite esencial de
romero volviera a condensar, llevándose a cabo una destilación fraccionada.
El equipo de destilación utilizado para obtener el aceite esencial de romero no
contenía un termómetro para poder medir la temperatura a la cual se llevaba a
cabo la destilación por arrastre de vapor del aceite esencial de romero, solo unas
pocas veces se desarmaba el aparato de destilación rápidamente y se medía la
temperatura la cual se encontraba en 92ºC, por lo que se puede concluir que la
temperatura a la cual se llevó a cabo la destilación por arrastre con vapor fue
menor a 100ºC impidiendo que los constituyentes del aceite esencial de romero
se descompongan.
Debido a los resultados de rendimiento obtenidos se concluye que la cantidad
óptima en el equipo de destilación utilizado para obtener aceite esencial de
romero, es de 50 gramos.
85
Marco VI
VI. CONCLUSIONES
1. Se obtuvo el aceite esencial de romero por medio de la destilación por arrastre de
vapor.
2. El romero posee un aroma a eucalipto fresco y hojas verdes con flores de color
violeta y un tronco de color café.
3. En el análisis fisicoquímico cuantitativo la muestra de romero que se secó al
ambiente sobre papel blanco de cocina se obtuvo un porcentaje de rendimiento de
11.95±0.0136%.
4. En el análisis fisicoquímico cuantitativo la muestra de romero que se secó en el
horno de convección se obtuvo un porcentaje de rendimiento de 13.74±0.0456%.
5. En el análisis microbiológico realizado al extracto de romero para mohos y
levaduras se obtuvo un crecimiento de 130 colonias/g.
6. En el análisis microbiológico realizado al extracto de romero para E. coli no se
obtuvo crecimiento de colonias.
7. En el análisis microbiológico realizado al extracto de romero para mesófilo
aerobios se obtuvo crecimiento de 1,200,000 ufc/g.
8. El aceite esencial de romero obtenido presentó una apariencia viscosa, con un
color amarillo pálido y un aroma a eucalipto fresco.
9. El aceite esencial de romero obtenido posee una densidad de 0.9460g/cm3.
86
10. El aceite esencial de romero obtenido en un tamaño de batch de 40 gramos posee
un índice de refracción de 1.4783±0.002532, para un tamaño de batch de 50
gramos posee un índice de refracción de 1.4823±1.73*10-4
, para un tamaño de
batch de 60 gramos posee un índice de refracción de 1.4816±5.77*10-5
.
11. El aceite esencial de romero obtenido en un tamaño de batch de 40 gramos posee
una composición química de 19.69% de eucaliptol, 37.82% de verbenona y 4.10%
de alcanfor. Para el tamaño de batch de 50 gramos posee una composición química
de 20.37% de eucaliptol, 38.01% de verbenona y 4.48% de alcanfor. Para el
tamaño de batch de 60 gramos posee una composición química de 18.96% de
eucaliptol, 39.42% de verbenona y 4.56% de alcanfor.
12. El porcentaje de rendimiento obtenido en el proceso de obtención del aceite
esencial de romero utilizando un tamaño de batch de 40 gramos fue de
0.4249±0.00548%.
13. El porcentaje de rendimiento obtenido en el proceso de obtención del aceite
esencial de romero utilizando un tamaño de batch de 50 gramos fue de
0.7284±0.00792%.
14. El porcentaje de rendimiento obtenido en el proceso de obtención del aceite
esencial de romero utilizando un tamaño de batch de 60 gramos fue de
0.26635±0.1211%.
15. El tamaño de muestra óptima para la extracción del aceite esencial de romero en
este trabajo de investigación con el equipo de destilación por arrastre con vapor
utilizado es de 50 gramos.
87
Marco VII
VII. RECOMENDACIONES
1. Controlar las condiciones de cultivo, corte y manipulación de la planta, para que
pueda cumplir con los parámetros microbiológicos establecidos por Valle, 2006.
2. Desinfectar la planta de romero, para iniciar con una materia prima de menor carga
microbiana.
3. Guardar la planta de romero durante la noche cuando está se ponga a secar al aire
libre, para impedir la condensación del agua por la humedad o lluvia y así
disminuir el riesgo de pérdida de la esencia, impidiendo que el rendimiento del
aceite esencial disminuya.
4. Cuando se ponga a secar la planta de romero al aire libre, tener en cuenta de
ponerlo en un cuarto especial para impedir que la planta de romero se contamine
con micro-organismos que se encuentren en el ambiente.
5. Utilizar un equipo de destilación en el cual se pueda llevar un mayor control sobre
la temperatura del proceso de producción del aceite esencial de romero, para
impedir su descomposición a temperaturas elevadas.
6. Realizar una reacomodación de las hojas de romero para impedir que se aglomeren
en el fondo del balón, y obtener un aceite de mayor calidad y aumentar el
rendimiento del mismo.
7. Agregar la cantidad necesaria de agua al balón que contiene las hojas de romero
para promover la difusión, y no una mayor cantidad que pueda ocasionar la
hidrólisis de los constituyentes del aceite esencial de romero.
88
8. Realizar las pruebas por triplicado para una mayor confiabilidad de los resultados
obtenidos.
9. Evaluar los parámetros establecidos por la norma UNE 84306:2006 como: Perfil
cromatográfico, índice de refracción, poder rotatorio, índice de acidez,
miscibilidad con etanol al 90%, punto de inflamación, densidad relativa y
características organolépticas.
10. Utilizar otros equipos de diferentes capacidades para verificar si existe una
variación considerable con respecto al rendimiento del aceite esencial, para los 3
batch evaluados durante el trabajo de graduación.
11. Evaluar diferentes tipos de solvente como: metanol, isopropanol, acetona, hexano,
cloruro de metileno y dicloruro de metileno; para poder obtener aceite esencial de
romero mediante la extracción con solventes volátil.
12. Realizar pruebas del comportamiento del aceite esencial de romero, en el
desarrollo productos cosméticos y farmacéuticos. Debido a sus propiedades
calmantes, anti-inflamatorias, antisépticas, ayuda a prevenir la aparición de la
caspa y a regular la secreción sebácea del cuero cabelludo.
89
Marco VIII
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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95
Marco IX
IX. ANEXOS
9.1. Anexo I (Glosario)
Aceite Esencial: compuestos odoríferos naturales que ocurre en las plantas y que
son aisladas de las mimas.
Densidad: relación entre masa partido volumen
Destilación por arrastre de vapor: separación de los componentes de una solución
por diferencia de volatilidades, en la cual el material dentro de la mezcla se pone en
contacto con vapor, oxígeno o hidrógeno.
Condensador: aparato que emplea dos fluidos con el propósito de que uno de ellos
cambie de fase, para su posterior uso.
Cromatografía de gases: medio para la separación, caracterización y análisis
cuantitativo de los aceites esenciales, es una técnica que funciona por medio de
difusión.
Fases: una parte de un material que se caracteriza por tener propiedades
homogéneas a través de ella, y que se separa de otra interfase.
Humedad: contenido de agua en un material (Gramos).
Índice de refracción: medida que determina la reducción de la velocidad de la luz
al propagarse por un medio homogéneo y es una propiedad específica de cada
interfase.
96
Rendimiento: es la relación entre el aceite esencial obtenido y la masa de materia
vegetal alimentada al alambique de destilación
Secado: separación de pequeñas cantidades de agua contenidas en un sólido por
medios mecánicos.
Porcentaje de Humedad: tanto por ciento de vapor de agua que impregna un
cuerpo.
Solubilidad: capacidad que tiene un compuesto de difundirse en otro, por tener
similitud estructural en sus moléculas.
97
9.2. Anexo II (Datos Originales)
Tabla No. 21: Porcentaje de humedad presente en la planta de romero y el
tiempo que requirió la planta para obtener el porcentaje de humedad deseado.
Muestra Porcentaje de Humedad Tiempo de
secado
Corrida 1 Corrida 2 Corrida 3
secado al
ambiente
13.52%
11.10%
11.23%
92 hrs.
Secado en el
horno de
convección
10.86%
18.99%
11.36%
26 hrs
Tabla No. 22: Datos generales del proceso de destilación por arrastre de vapor,
con 40 gramos de muestra. Utilizando la planta secada al ambiente sobre papel
blanco de cocina.
CORRIDA 1 CORRIDA 2
Tiempo de destilación 3 horas 2 horas
Parte de la planta
aromática utilizada para
la extracción
Tallo triturado y hojas
sin triturar Hojas sin triturar
Cantidad obtenida de
destilado 600mL 500mL
Cantidad de éter
utilizado
40mL en 30mL de
destilado
40mL en 30mL de
destilado
Cantidad de agua
utilizada para generar
vapor
1200mL 900mL
98
Peso del vial 6.4267 gramos 6.4267 gramos
Peso vial + aceite 6.5951 gramos 6.5982 gramos
Peso aceite 0.1684 gramos 0.1715 gramos
Tabla No. 23: Datos generales del proceso de destilación por arrastre de vapor,
con 50 gramos de muestra (hojas de romero). Utilizando la planta secada al
ambiente sobre papel blanco de cocina.
CORRIDA 1 CORRIDA 2
Tiempo de destilación 2 horas 2 horas
Parte de la planta
aromática utilizada para
la extracción
Hojas sin triturar Hojas sin triturar
Cantidad obtenida de
destilado
500mL 500mL
Cantidad de éter
utilizado
40mL en 30mL de
destilado
40mL en 30mL de
destilado
Cantidad de agua
utilizada para generar
vapor
900mL 900mL
Peso del vial 6.3014 gramos 6.3014 gramos
Peso vial + aceite 6.6628 gramos 6.6684 gramos
Peso aceite 0.3614 gramos 0.367 gramos
99
Tabla No. 24: Datos generales del proceso de destilación por arrastre de vapor,
con 60 gramos de muestra (hojas de romero). Utilizando la planta secada al
ambiente sobre papel blanco de cocina.
CORRIDA 1 CORRIDA 2
Tiempo de destilación 2 horas 2 horas
Parte de la planta
aromática utilizada para
la extracción
Hojas sin triturar Hojas sin triturar
Cantidad obtenida de
destilado 500mL 500mL
Cantidad de éter
utilizado
40mL en 30mL de
destilado
40mL en 30mL de
destilado
Cantidad de agua
utilizada para generar
vapor
900mL 900mL
Peso del vial 6.3409 gramos 6.3409 gramos
Peso vial + aceite 6.4493 gramos 6.5521 gramos
Peso aceite 0.1084 gramos 0.2112 gramos
Tabla No. 25: Datos generales del proceso de destilación por arrastre de vapor,
con 50 gramos de muestra (hojas de romero). Utilizando la planta secada por
medio del horno de convección
CORRIDA 1 CORRIDA 2 CORRIDA 3
Tiempo de
destilación 2 horas 2 horas 2 horas
Parte de la planta
aromática
utilizada para la
extracción
Hojas sin triturar Hojas sin triturar Hojas sin
triturar
100
Cantidad obtenida
de destilado 410mL 410mL 400mL
Cantidad de éter
utilizado
30mL en 20mL de
destilado
20mL en 40mL
de destilado
20mL en 40mL
de destilado
Cantidad de agua
utilizada para
generar vapor
900mL 900mL 900mL
Peso del frasco
ámbar 41.6395 gramos 41.6395 gramos 41.6395 gramos
Peso frasco ámbar
+ aceite 42.0135 gramos 42.057 gramos 42.0087 gramos
Peso aceite 0.374 gramos 0.362 gramos 0.3692 gramos
Tabla No. 26: Índice de refracción del aceite esencial de romero para los 3
diferentes tamaños de batch, leídos a temperatura de 19ºC. Utilizando la planta
secada al ambiente sobre papel blanco de cocina.
TAMAÑO DE
BATCH CORRIDA 1 CORRIDA 2 CORRIDA 3
40 gramos 1.476 1.4814 1.4794
50 gramos 1.4826 1.4826 1.4829
60 gramos 1.482 1.4821 1.482
101
Tabla No. 27: Índice de refracción del aceite esencial de romero para los 3
diferentes tamaños de batch, a 20ºC. Utilizando la planta secada al ambiente
sobre papel blanco de cocina.
TAMAÑO DE
BATCH CORRIDA 1 CORRIDA 2 CORRIDA 3
40 gramos 1.47555 1.4805 1.47895
50 gramos 1.48215 1.48215 1.48245
60 gramos 1.48155 1.48165 1.48155
Tabla No. 28: Densidad del aceite esencial de romero para 50 gramos de batch a
20.5ºC. Utilizando la planta de secada por medio del horno de convección.
PESO DEL PICNÓMETRO 3.198 gramos
VOLUMEN DEL PICNÓMETRO 1.13 mililitros
PESO DEL PICNÓMETRO + ACEITE
ESENCIAL DE ROMERO
4.267 gramos
Tabla No. 29: Porcentaje de Rendimiento del aceite esencial de romero obtenido
en la destilación por arrastre de vapor en los 3 diferentes tamaños de batch.
Utilizando la planta secada al ambiente sobre papel blanco de cocina
TAMAÑO DE
BATCH CORRIDA 1 CORRIDA 2
40 gramos 0.421% 0.4287%
50 gramos 0.7228% 0.734%
60 gramos 0.1807% 0.352%
102
9.3. Anexo III (Cromatografía de Gases)
9.3.1. Cromatografía de gases del aceite esencial de romero Obtenido con un
tamaño de batch de 40 gramos.
103
104
105
106
9.3.2. Cromatografía de gases del aceite esencial de romero Obtenido con un
tamaño de batch de 50 gramos.
107
108
109
110
9.3.3. Cromatografía de gases del aceite esencial de romero Obtenido con un
tamaño de batch de 60 gramos.
111
112
113
114
115
9.4. Anexo IV (Densidad del Aceite Esencial de Romero)
116
9.5. Anexo V (Cálculo de Muestra)
Cálculo del porcentaje de humedad promedia y la desviación estándar del
porcentaje de humedad promedio de la planta de romero con el método de secado
al ambiente.
%Humedad
Promedio
- 13.52% +11.10% +11.23%x = = 11.95%
3
Desviación estándar
-N 2(x - x)jj=1
S =xN -1
2 2 213.52% -11.95% + 11.10% -11.95% 11.23% -11.95%
S =2
= 0.0136%
Cálculo del porcentaje de rendimiento del aceite esencial de romero obtenido en
la destilación por arrastre de vapor con un tamaño de batch de 40 gramos.
peso del aceite%ren dimiento *100
peso del romero
peso del romero= 40 gramos
peso del vial= 6.4267 gramos
peso vial+ aceite= 6.5951 gramos
peso aceite= (peso vial+aceite)-peso vial
peso aceite=(6.5961-6.4267)gramos
peso aceite=0.1684gramos
117
0.1684gramos%ren dimiento *100
40gramos
%ren dimiento 0.421%
Los porcentajes de rendimiento para los diferentes tamaños de batch se puede
observar en la tabla No. 26 y 27.
Cálculo de la desviación estándar del porcentaje de rendimiento del aceite
esencial de romero obtenido en la destilación por arrastre de vapor con un
tamaño de batch de 40 gramos.
Promedio
- 0.42875% + 0.421%x = = 0.424875%
2
Desviación estándar
-N 2(x - x)jj=1
S =xN -1
2 20.42875% - 0.424875% + 0.421% - 0.424875%
S =40gr 1
= 0.00548
Cálculo de la corrección del índice de refracción del aceite esencial de romero
obtenido en la destilación por arrastre de vapor con un tamaño de batch de 40
gramos, medido a 19ºC.
η(observado) =1.476
Tº de lectura = 19º C
η corregido = η(observado) +0.00045(Tº de lectura - 20)
η corregido =1.476+ (0.00045)(19 - 20)
η corregido =1.47555
118
Cálculo de la desviación estándar del índice de refracción del aceite esencial de
romero obtenido en la destilación por arrastre de vapor con un tamaño de batch
de 40 gramos, a la temperatura corregida de 20ºC.
Promedio
- 1.47555 +1.4805 +1.47895x = = 1.4783
3
Desviación estándar
-N 2(x - x)jj=1
S =xN -1
2 2 21.47555-1.4783 + 1.4805-1.4783 + 1.47895-1.4783
S = = 0.00253240gr 2
Cálculo de la densidad del aceite esencial de romero obtenido en la destilación
por arrastre de vapor con un tamaño de batch de 50 gramos, utilizando el aceite
obtenido en las tres corridas realizadas.
Peso del picnómetro = 3.198g
Volumen del picnómetro = 1.13mL
Peso del picnómetro + aceite = 4.267g
picnómetro+aceite picnómetro
aceite
picnómetro
masa - masaρ =
Volumen
aceite
aceite
4.267g -3.198gρ =
1.13mL
gρ = 0.9460
mL
119
Cálculo del porcentaje de error de la densidad del aceite esencial de romero
obtenido en la destilación por arrastre de vapor con un tamaño de batch de 50
gramos, respecto al valor teórico mayor.
ERROR
Valor Experimental - Valor teórico Mayor% = 100
Valor teórico Mayor
ERROR
g g0.9460 - 0.913
ml ml% = 100g
0.913ml
ERROR% = 3.61%
120
9.6. Anexo VI (Especificaciones Reglamento Técnico Centroamericano RTCA
71.03.45:07)
121
9.7. Anexo VII (Fotos)
Figura No. 6: Secado de la planta de romero sobre papel de envolver.
Figura No. 7: Secado de la planta de romero en un horno de convección
122
Figura No. 8: Determinación del porcentaje de humedad de la planta de romero por
medio de la balanza de humedad
Figura No. 9: Preparación del extracto de romero para su análisis microbiológico.
Figura No. 10: Realización del método de recuento por dilución para su posterior
sembrado en un medio de cultivo
123
Figura No. 11: Siembra del extracto de romero en el medio agar papa dextrosa,
chromocult y agar recuento total.
Figura No. 12: Lectura del número de colonias que crecieron en el medio agar papa
dextrosa.
Figura No. 13: Lectura del número de colonias que crecieron en el medio
chromocult.
124
Figura No. 14: Lectura del número de colonias que crecieron en el medio recuento
total.
Figura No. 15: Equipo de laboratorio utilizado para la destilación por arrastre de
vapor para la obtención del aceite esencial de romero.
Figura No. 16: Decantación de la mezcla de agua y romero.
125
Figura No. 17: Filtración de la mezcla de aceite y agua con sulfato de sodio
anhidro.
Figura No. 18: Aceite esencial de romero obtenido.
Figura No. 19: Determinación de la densidad del aceite esencial de romero.
126
Figura No. 20: Refractómetro, utilizado para la determinación del índice de
refracción del aceite esencial de romero.
Figura No. 21: Cromatógrafo de gases, utilizado para la elaboración de la
cromatografía de gases del aceite esencial de romero.
